汽车发动机的作用是什么(汽车发动机的作用是什么意思)

我来问你一个问题，汽车发动机为什么能平稳持续的运转？我想大家都会说发动机调校好，曲轴动平衡，燃油系统和点火系统工作正常，多缸发动机工作重叠等等。但是很多人会忽略一个很重要的因素，就是发动机飞轮的作用。

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，你可能不太容易理解。但是我告诉你一件事，你应该知道飞轮在哪里。当我们的汽车启动时，我们需要一个起动机来驱动发动机，然后我们才能启动它。这个启动器直接驱动飞轮。一旦起动机找到了，飞轮也就找到了。汽车启动时，起动机通电运转，主动齿轮与飞轮上的齿圈啮合，然后起动机转动，带动飞轮转动，飞轮带动曲轴转动，发动机就这样运转了。因此，飞轮是发动机的部件之一。它与曲轴装配在一起，是发动机的动力输出元件。

飞轮的结构很简单，就是一个转动惯量很大的铸铁圆盘。为了增加相同质量下的转动惯量，飞轮的边缘一般较厚。一般在飞轮边缘设置一个齿圈，在发动机启动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴转动。飞轮中心有几个螺孔，通过螺栓与曲轴结合。飞轮的一面是平面，与离合器片接触，另一面形状特殊，与曲轴连接。

那么飞轮的作用是什么呢？如前所述，发动机启动时需要飞轮，但启动只是飞轮的功能之一。现在有些搭载48V轻混系统的发动机，启动时直接驱动曲轴前端，不再需要驱动飞轮。其实飞轮更重要的作用是通过储存和释放能量，提高发动机运转的均匀性，提高发动机克服短时过载的能力。同时，飞轮也是发动机的动力输出元件，发动机的动力通过飞轮传递给离合器或变矩器。此外，上止点标记刻在飞轮上，用于校准点火正时或喷油正时并调整气门间隙。

那么为什么发动机要有飞轮呢？这是关于发动机的工作原理。如今，往复活塞式四冲程发动机广泛应用于汽车上。这种发动机每四个活塞冲程做一次功，但在整个工作循环中，只有作功冲程产生动力，其他进气、压缩、排气冲程都消耗动力。如果没有飞轮，发动机作功冲程产生的动力就全部输出到外界，没有多余的动力来克服进气、压缩、排气冲程消耗的功，发动机就无法持续运转。多缸发动机即使确实间歇工作，曲轴也会运转不均匀，转速也会忽高忽低。稍有阻力，发动机就会熄火，难以连续运转。

飞轮是一个圆盘形零件，转动惯量很大，起到储能的作用。在做功冲程中，发动机发出的一部分能量除了对外输出外，还被飞轮吸收，然后在进气、压缩和排气冲程中释放出来，以补偿这三个冲程中消耗的功，使曲轴克服阻力，保持运转。这样发动机就可以连续运转，不会因为其他三个冲程的能量消耗而熄火。另外，当活塞处于上止点或下止点时，连杆完全垂直于曲轴。此时连杆的动力无法传递到曲轴上，也就是“卡死”了。并且飞轮巨大的转动惯量可以帮助活塞顺利越过上下死点，使连杆和曲轴重新形成角度，持续传递动力，防止发动机“卡死”。

另外，由于四冲程发动机确实是间歇工作的，曲轴会受到周期性变化的扭矩，曲轴会忽快忽慢，转速会忽高忽低。气缸数越少，这种现象就会越明显，导致汽车的驾驶异常困难。飞轮由于转动惯量大，可以在曲轴增大时吸收一部分能量，阻碍其转速的提高，或者在曲轴减速时释放能量，增加曲轴的功率，阻碍其减速，从而提高曲轴运转的均匀性。即使发动机遇到短时过载情况，飞轮也能释放动力，从而防止发动机失速，提高发动机克服短时过载的能力。

所以飞轮对于发动机来说是必不可少的，但是不同类型的发动机飞轮的大小和形状是不一样的。一般来说，发动机气缸数越少，飞轮的尺寸和质量越大，发动机气缸数越多，飞轮的尺寸和质量越小。另外，变速箱的类型也会影响飞轮的大小和质量。比如手动挡车型，由于飞轮需要与离合器片结合摩擦，飞轮的尺寸和质量较大，同时具有克服热衰退的能力。而自动挡汽车由于液力变矩器的存在，可以很大程度上吸收发动机的振动，平衡曲轴的转速，所以飞轮的尺寸和质量都较小，甚至有的汽车使用质量非常小的柔性飞轮。

那么飞轮的重量和发动机的功率有关系吗？飞轮的重量不会增加或减少发动机的动力输出，但可以改变发动机的动力输出特性。飞轮质量过大，发动机转速会变慢，但克服过载的能力会更强，动态粘性效应也会更强。飞轮质量小的话，发动机提速会更快，但过载能力会略差，汽车加减速会更平顺。其实所有发动机的飞轮质量和尺寸都是综合考虑各种因素的结果，经过精密计算，并经过严格的动平衡测试，整体性能非常均衡。

传统的飞轮是一个整体部件，可以帮助发动机平稳运转，但不具备减振功能。发动机的振动会直接传递到传动系统，传动系统的振动也会反馈到发动机，从而影响发动机和传动系统的平稳运行。因此，汽车工程师发明了双质量飞轮。所谓双质量飞轮，是指将原飞轮分成两部分，一部分保留在原发动机侧的位置，起到原飞轮的作用，用于启动和传递发动机的旋转扭矩；另一部分放在动力传动系变速器的一侧，以提高变速器的转动惯量。两个飞轮之间有一个环形油腔，腔内装有弹簧减振器，将两个飞轮连接成一个整体。

双质量飞轮最大的优点是可以有效减少发动机转动的不平衡和引起传动系统的扭转振动。在传统的离合器结构中，离合器片上有一个扭转减振器，用来减少离合器接合和变速时的扭转振动，但它不能完美地平衡发动机和变速箱之间的振动。双质量飞轮分为两部分，一部分是减少离合器接合或分离时的冲击，另一部分是减少发动机的振动。另外，双质量飞轮本身具有减振功能，与其匹配的离合器片不需要设置扭转减振器，从而减轻了离合器片的质量和尺寸。

所以现在越来越多的使用双质量飞轮。在传统的双离合变速箱中，一般采用双质量飞轮来代替液力变矩器。在一些手动变速箱上，双质量飞轮可以减少离合器片上的扭转阻尼器，降低离合器片的转动惯量，使变速箱换挡更加平顺，也减轻了同步器的负担。此外，欧洲还有很多柴油车。由于柴油机振动较大，采用双质量飞轮可以有效降低发动机的振动。