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飛輪係安裝喺引擎曲軸動力輸出端（即曲軸後端）嘅一個具有較大轉動慣量嘅盤形零件。作為曲柄連桿機構嘅重要組成部分，飛輪嘅核心功能好似一個能量儲存器，透過儲存同釋放動能嚟平衡引擎轉速波動，令曲軸均勻旋轉。
往復活塞式四衝程引擎喺一個完整工作循環（曲軸旋轉 720°）入面，只有做功衝程產生動力，而進氣、壓縮同排氣三個衝程均需消耗能量。如果冇飛輪，做功衝程產生嘅能量將全部對外輸出，引擎將無法持續運轉。飛輪透過喺做功衝程入面吸收部分能量，喺其餘三個衝程中釋放能量，補償呢三個行程所消耗嘅功，令曲軸能夠克服阻力繼續運轉。與此同時，飛輪嘅巨大轉動慣量仲能幫手活塞順利越過上死點同下死點，避免連桿同曲軸“卡死”。
此外，飛輪仲具有多重功能：飛輪邊緣鑲有齒圈，喺引擎啟動時同起動機齒嚟啮合，帶動曲軸旋轉實現啟動；飛輪係摩擦式離合器嘅主動件，透過佢平整嘅工作面同離合器片接觸，將引擎動力傳遞變速箱；飛輪上刻有上死點記號，用於校準點火定時或噴油定時以及調整氣門間隙；同時，飛輪仲係曲軸位置傳感器同車速傳感器嘅信號集成處。
飛輪嘅結構看似簡單，實際設計涉及精密嘅力學計算。佢嘅基本構造係一個鑄鐵或鋼製圓盤，為喺較小質量下獲得較大嘅轉動慣量，飛輪嘅大部分質量集中喺輪緣部位，輪緣做得又寬又厚。飛輪邊緣鑲有齒圈，中心部位設有螺栓孔，透過螺栓同曲軸組合為一體。飛輪嘅一面係平整平面，用於同離合器片接觸；另一面為特殊形狀，同曲軸連接。
飛輪嘅轉動慣量大小需權衡設計——慣量大可令輸出扭力更平滑、轉速更穩定，但過大嘅飛輪質量會增加啟動功率需求，降低引擎扭力輸出嘅響應性。一般而言，引擎氣缸數越少，飛輪所需嘅質量越大；氣缸數越多，引擎運轉越平穩，飛輪質量可相應減少。
按結構形式，飛輪主要分為單質量飛輪同雙質量飛輪兩大類。
單質量飛輪即傳統嘅整體式飛輪，結構簡單、成本較低，廣泛應用於各類車款。
雙質量飛輪係 20 世紀 80 年代末出現嘅新型結構。佢將原來嘅一個飛輪分成兩個部分：第一部分（初級質量）保留喺引擎一邊，起到傳統飛輪嘅作用；第二部分（次級質量）放置喺變速箱一邊。兩部分飛輪之間設有環型油腔，腔內裝有彈簧減震器將佢哋連接為一體。雙質量飛輪可有效隔離引擎曲軸嘅扭振，將引擎低速區域嘅不平衡性完全過濾掉，從而降低怠速轉速、提升燃油經濟性並降低噪音。1985 年首個批量生產嘅雙質量飛輪投產用於寶馬轎車；1989 年弧形彈簧減震器嘅引入解決咗共振問題。截至 2026 年，排量超過 2L 嘅引擎基本上都裝備咗雙質量飛輪。喺自動變速箱車款中，由於液力變矩器本身具有較大轉動慣量，飛輪常簡化為喺柔性鋼板上安裝起動齒圈嘅柔性連接盤。
飛輪通常採用鑄鐵、鑄鋼或球墨鑄鐵製造。鑄件因鑄造性能同減震性能良好而被廣泛選用。製造完成後，飛輪需經機械加工同鏜孔等精加工工序。飛輪毛坯需做消除內應力處理，唔得有裂紋、夾渣等鑄造缺陷。飛輪同壓盤有嚴格嘅動平衡要求。飛輪必須同曲軸一起進行精確動平衡，否則旋轉時因質量不平衡會產生離心力，加劇引擎震動、加大主軸承磨損。飛輪同曲軸之間透過定位銷或不對稱佈置螺栓保證嚴格嘅相對位置，裝拆時唔可破壞二者嘅平衡狀態。飛輪嘅動平衡等級一般要求達到 G6.3 級。飛輪喺製造完成後通常已做好動平衡測試，達到運行標準。
飛輪嘅常見故障主要集中喺齒圈損壞同工作面磨損兩方面。
齒圈損壞係最常見嘅故障之一。起動機齒嚟同飛輪齒圈喺啟動時頻繁啮合，長期撞擊易造成齒端損耗、變形甚至斷齒。由於多缸引擎熄火時往往停轉喺壓縮力最大嗰個缸，每次啟動時飛輪齒圈受撞擊嘅部位大致相同，久而久之便使該處齒圈切入面變形。齒圈局部齒面磨損出現凹坑或崩裂後，啟動時會產生劇烈異響，有時需多次嘗試先至能夠點火成功。
工作面磨損係另一類常見問題。飛輪工作面磨損成波浪形或起槽後，會影響離合器片嘅接合平順性。雙質量飛輪嘅常見故障仲包括減震元件老化或損壞，導致初級質量同次級質量之間嘅連接失效，引發引擎抖動同異常聲音。
飛輪損壞後嘅典型表現包括：引擎運轉時產生異響並伴有明顯抖動；啟動困難；變速箱傳動軸失去平衡。
飛輪嘅維修以檢查同更換為核心。檢查時需重點確認：起動齒圈是否完整，有無斷齒或嚴重磨損；飛輪工作面有無嚴重燒灼、撞傷或劃痕；工作面溝槽磨損深度是否超過 0.5mm。當磨損深度超過 0.5mm 時，應更換飛輪並對曲軸同飛輪進行動平衡試驗。若飛輪工作面磨損或起槽唔超過 0.5mm，可消除毛刺後繼續使用。
齒圈損壞嘅維修視程度而定。若僅有個別齒損壞或單面磨損，可將齒圈翻面使用。若齒圈磨損超過齒長嘅 30% 或連續損壞 4 個齒以上，則應更換齒圈。齒圈同飛輪為過盈配合，拆卸時需先將齒圈加熱至約 300℃（可用噴燈或焊炬加熱），再用銅沖或油壓機壓出。安裝新齒圈時，過盈量一般為 0.30 至 0.60mm。將齒圈加熱至 300℃左右使其膨脹，將有倒角嘅一面朝向飛輪，趁熱壓入到位。更換飛輪時，建議同步檢查並視情況更換離合器壓盤等相关部件。截至 2026 年 7 月，飛輪一旦損壞應及時更換，否則可能導致曲軸疲勞、飛輪殼產生裂紋等更嚴重後果。
