飛輪

轉動慣量很大的盤形零件，曲軸對外輸出的轉矩呈周期性變化，曲軸轉速也不穩定。為了改善這種狀況，在曲軸後端裝置飛輪。

機械壓力機、往複活塞壓縮機和內燃機等在工作過程中，驅動力和工藝阻力常發生周期性變化。就機械的某一工作周期而言，由於驅動力做功和阻力做功相等，機械可保持穩定運轉，但在穩定運轉過程中主軸上的等效驅動力矩和等效阻力矩一般不會時刻相等。當等效驅動力矩大於或小於等效阻力矩時就會出現“盈功”或“虧功”,動能增加或減少會使機械加速或減速運轉，從而出現速度的周期性波動。機械穩定運轉過程中的速度波動會影響機械的工藝質量。例如由柴油機驅動的交流發電機主軸的轉速波動，會引起交流電壓波形畸變；交流電機驅動的剪切機速度波動過大，會使電動機工況變壞。以ωmax、ωmin和ωm分別表示機械在穩定運轉階段主軸的最大、最小和平均角速度，可用速度不均勻係數δ=(ωmax-ωmin)/ωm作為衡量轉速均勻性的指標。某些機械的許用速度不均勻係數見附表。機械在每一個穩定運轉周期內的動能變化是個定值。安裝飛輪可以增大機械的慣性參量，從而使其蓄、放定值動能時減少速度波動，控制δ〈【δ】。在衝壓、剪切等機械上安裝飛輪，還可以減小動力機的容量。這類機械的工藝阻力很大，如果按照這樣大的阻力來選用大容量的動力機很不經濟。但這類機械工藝阻力雖大，而作用時間很短，所以裝上飛輪便可以選用一台容量較小的動力機，使其在大部分沒有工藝阻力的時間內向飛輪貯能，而在工藝阻力作用的短暫時間內由飛輪釋放能量，幫助動力機克服阻力。

在緊急情況下或在制動器檢驗裝置中短時快速耗能情況下，飛輪還可用作動力源。此外，還可利用飛輪驅動車輛。

從減輕機械重量出發，飛輪應安裝在轉速較高的軸上，飛輪的質量分佈應遠離旋轉軸線，因此大輪緣的輪幅式飛輪應用較廣，用結構鋼焊接的輻板式飛輪也較多採用。對低速重載的柴油機則多用剖分裝配式飛輪。在一些機械中適當加大皮帶輪和齒輪的轉動慣量，也能起飛輪的作用。設計飛輪時必須考慮飛輪轉動時由於離心力引起的輪緣拉應力，通常用限制圓周速度的辦法來控制輪緣中拉應力的大小。鑄鐵輪輻式飛輪的周速應小於25～35米／秒，鑄鋼飛輪周速應小於50米／秒，盤形鑄鋼飛輪周速不能大於80米／秒。飛輪的設計和應用問題，屬於機械動力學的研究內容。在起動頻繁的機械中如裝有飛輪，則應使飛輪通過離合器與轉動軸相連，以縮短起、停過程。

在曲軸的動力輸出端，也就是連變速箱和連接做功設備的那邊。飛輪的主要作用是儲存發動機做功衝程外的能量和慣性。四衝程的發動機只有做功一個衝程吸氣、壓縮、排氣的能量來自飛輪存儲的能量。平衡糾正一下不對，發動機的平衡主要靠去軸上的平衡塊單缸機專門有平衡軸。

飛輪具有較大轉動慣量。由於發動機各個缸的做功是不連續的，所以發動機轉速也是變化的。當發動機轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來;當發動機轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來。飛輪可以用來減少發動機運轉過程的速度波動。

裝在發動機曲軸後端，具有轉動慣性，它的作用是將發動機能量儲存起來，克服其他部件的阻力，使曲軸均勻旋轉;通過安裝在飛輪上的離合器，把發動機和汽車傳動連接起來;與起動機接合，便於發動機起動。並且是曲軸位置感測和車速感測的集成處。

在做功行程中發動機傳輸給曲軸的能量，除對外輸出外，還有部分能量被飛輪吸收，從而使曲軸的轉速不會升高很多。在排氣、進氣和壓縮三個行程中，飛輪將其儲存的能量放出來補償這三個行程所消耗的功，從而使曲軸轉速不致降低太多。

除此之外，飛輪還有下列功用：飛輪是摩擦式離合器的主動件；在飛輪輪緣上鑲嵌有供起動發動機用的飛輪齒圈；在飛輪上還刻有上止點記號，用來校準點火定時或噴油定時，以及調整氣門間隙。