O ângulo da manivela se refere à posição do virabrequim do motor em relação ao pistão conforme ele se desloca dentro da parede do cilindro. Medido em graus, o ângulo da manivela para um pistão que está no ponto morto superior (TDC) de seu curso de compressão é de zero graus do ângulo do virabrequim (CAD). Este ângulo é crítico na determinação do tempo de ignição, sequenciamento de abertura e fechamento da válvula e entrega de combustível em aplicações de injeção de combustível. Embora não seja crítico para o proprietário ou mecânico médio de automóveis, o ângulo do virabrequim é crucial nas equações e fórmulas matemáticas usadas para determinar a velocidade do pistão, a velocidade máxima do pistão e outros dados do pistão e da biela em motores de corrida.
Muitos mecânicos entendem a relação do pistão com sua posição TDC dentro da parede do cilindro no que se refere ao tempo de ignição. Definir o tempo de ignição para disparar a vela de ignição alguns graus antes ou depois do TDC pode ser uma ferramenta valiosa para obter o máximo desempenho de um motor de combustão interna. Não é, entretanto, compreendido pela maioria dos mecânicos amadores, qual é a relação do ângulo da manivela com o desempenho de um motor em uma dada velocidade, nem como essa informação pode ser usada para ajustar a potência do motor.
Um dos fatores mais críticos dentro de qualquer motor de combustão é a velocidade do pistão. Isso determina a capacidade – bem como o tempo – que um motor leva para puxar uma nova mistura de combustível e ar, purgar os gases de escape de um cilindro e comprimir o combustível e a mistura de ar para a combustão. Com esse conhecimento, as taxas adequadas de abertura e fechamento da válvula podem ser fatoradas, bem como o projeto do lóbulo do came, para tirar o máximo proveito desse momento crítico. Esta informação sobre o ângulo da manivela é especialmente crítica nos motores do stroker mais novos.
Os motores do stroker, assim chamados devido às dimensões alteradas do curso do pistão, são projetados para aproveitar o ângulo ideal da manivela. Eles usam velocidade de pistão aprimorada para esvaziar e encher as câmaras de combustão. A dinâmica aprimorada do ângulo da manivela atua como um superalimentador primitivo, utilizando a parte mais rápida do curso do pistão para embalar os cilindros com combustível e ar. Por outro lado, o ângulo ajuda a determinar o tempo adequado para abrir as válvulas de exaustão para melhor usar o curso de força enquanto permanece capaz de limpar os gases de exaustão gastos do cilindro. Compreender o ângulo da manivela permite que um construtor de motor personalizado projete um motor usando o comprimento ideal da biela e a altura do pino do pistão em um virabrequim com as dimensões de lançamento adequadas para obter o máximo em potência e torque.