发动机为什么要有飞轮?它有哪些作用?双质量飞轮又是怎么回事?

问大家一个问题,汽车发动机为什么能够平稳、持续的运行呢?我想大家一定会说发动机调校的好,曲轴动平衡,燃油系统、点火系统工作正常,多缸发动机做功重叠,等等 。但是很多人都会忽略一个非常重要的因素,那就是发动机飞轮的作用 。

发动机为什么要有飞轮?它有哪些作用?双质量飞轮又是怎么回事?

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很多人可能不知道发动机飞轮是什么,在哪里 。如果我告诉你它安装在曲轴的末端,你可能也不太容易理解 。但是我告诉你一件事,你就应该知道飞轮在哪里了 。我们的汽车在启动时,需要起动机来带动发动机运转,然后才能启动 。这个起动机直接驱动的就是飞轮,只要找到了起动机,就找到飞轮了 。汽车在启动时,起动机通电运转,驱动齿轮与飞轮上的齿圈相啮合,然后起动机旋转,带动飞轮旋转,飞轮带动曲轴旋转,发动机就运转起来了 。所以,飞轮是发动机的组件之一,它与曲轴组装在一起,是发动机的动力输出元件 。
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飞轮的结构很简单,就是一个铸铁圆盘,具有很大的转动惯量 。为了在同样质量下增大转动惯量,一般飞轮的边缘做的比较厚 。在飞轮边缘部位一般镶有齿圈,在发动机启动时与起动机齿轮啮合,带动曲轴旋转 。在飞轮的中心部位有几个螺丝孔,通过螺栓与曲轴组合为一体 。飞轮的一面是平整的平面,与离合器片接触,另一面是特殊的形状,与曲轴连接在一起 。
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那么飞轮都有什么作用呢?前面说了,发动机启动时需要用到飞轮,但是启动仅仅是飞轮的功能之一 。现在有些搭载48V轻混系统的发动机,在启动时直接驱动曲轴前端,已经不需要驱动飞轮了 。其实飞轮还有更重要的的作用,那就是通过储存和释放能量,来提高发动机运转的均匀性,以及改善发动机克服短暂超负荷的能力,同时飞轮还是发动机的动力输出元件,通过它将发动机的动力传递给离合器或者液力变矩器 。此外,在飞轮上还刻有上止点记号,用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙 。
发动机为什么要有飞轮?它有哪些作用?双质量飞轮又是怎么回事?

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【发动机为什么要有飞轮?它有哪些作用?双质量飞轮又是怎么回事?】 
那么发动机为什么要有飞轮呢?这就要从发动机的工作原理说起了 。现在汽车上普遍使用的是往复活塞式四冲程发动机,这种发动机每四个活塞冲程作功一次,但是在整个工作循环中,只有做功冲程产生动力,其它的进气、压缩以及排气冲程都是要消耗动力的 。如果没有飞轮,发动机做功冲程产生的动力全部对外输出,就没有多余的动力来克服进气、压缩以及排气冲程消耗的功了,发动机就无法持续的运转下去 。即使是多缸发动机间隔做功,曲轴的运转也会极不均匀,转速忽高忽低,稍有阻力发动机就会熄火,很难持续运转 。
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而飞轮是一个转动惯量很大的盘形零件,其作用如同一个能量存储器 。在作功冲程中发动机发出的能量,除对外输出外,还有部分被飞轮吸收,然后在进气、压缩以及排气冲程中释放出来,补偿这三个行程所消耗的功,使曲轴能够克服阻力,继续运转 。这样,发动机就可以持续的运转下去,不会因其它三个冲程消耗能量而熄火 。此外还有一点,就是活塞位于上止点或者下止点时,连杆是完全垂直于曲轴,这时候连杆的动力是无法传递给曲轴的,也就是说“卡”住了 。而飞轮巨大的转动惯量可以帮助活塞顺利越过上下止点,让连杆与曲轴之间重新形成夹角,继续传递动力,避免发动机“卡死” 。
发动机为什么要有飞轮?它有哪些作用?双质量飞轮又是怎么回事?

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此外,由于四冲程发动机是间隔做功的,所以曲轴会受到周期性变化的扭力,曲轴的运转也是忽快忽慢,转速忽高忽低,缸数越少的车,这种现象越明显,这样会导致汽车极难驾驶 。而飞轮由于有较大的转动惯量,它可以在曲轴增速时吸收部分能量阻碍其转速的增加,也可以在曲轴减速时释放能量增加曲轴的动力,阻碍其减速,这样就提高了曲轴运转的均匀性 。即使发动机遇到短暂超负荷的工况,也可以由飞轮释放动力,避免发动机熄火,提高了发动机克服短暂超负荷的能力 。


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