Фамилия Коленвал звучит необычно для русского уха, и это не случайно: она образована не от имени или прозвища, а от названия детали — коленчатого вала. В русском языке слово «коленвал» — профессиональный термин из машиностроения и механики, обозначающий деталь двигателя, преобразующую возвратно-поступательное движение поршней во вращательное. Такие фамилии — редкость, они относятся к так называемым «искусственным» или «профессиональным» прозвищам, которые могли закрепиться за человеком в среде рабочих или инженеров.

Скорее всего, фамилия возникла в среде мастеровых или заводских рабочих в конце XIX — начале XX века, когда в России активно развивалась промышленность. Человек, получивший прозвище Коленвал, мог быть токарем, слесарем или механиком, который часто имел дело с этой деталью — либо изготавливал её, либо ремонтировал. Такие прозвища нередко давали по инструменту или характерной детали работы: например, Шестерня, Клапан, Поршень. Фамилия Коленвал — прямая аналогия, только слово более специфичное и позднее.

Слово «коленвал» — сложное, состоит из двух частей: «колено» и «вал». В русском языке «колено» имеет значение изгиба, поворота, а «вал» — вращающаяся ось. Фамилия застыла в форме существительного без суффикса, что нетипично для русской фамильной модели: обычно добавляются суффиксы -ов, -ин, -ский. Отсутствие суффикса указывает на относительно позднее происхождение, возможно, уже в советское время, когда фамилии могли давать просто по названию предмета, без адаптации.

Географически фамилия Коленвал встречается крайне редко, в основном в регионах с развитым машиностроением — на Урале, в Поволжье, в центральной России. В дореволюционных переписях её почти нет, что подтверждает её позднее появление. Встречаются также варианты написания — Коленвалов, но это уже попытка «русифицировать» фамилию, добавив суффикс, чтобы она звучала привычнее.

Версия о том, что фамилия могла произойти от немецкого или другого западного корня, маловероятна: слово «коленвал» — калька с немецкого Kurbelwelle, но в русский язык оно вошло как технический термин, а не как имя. Если бы фамилия была заимствована целиком, она звучала бы иначе — например, Курбель или Веллер. Так что происхождение однозначно профессиональное и русскоязычное, хотя и не народное, а заводское.