小時候農村隨處可見的手扶拖拉機，除了其巨大的震動噪聲和特大號的”車鑰匙“給大家留下深刻印象外，其每臺柴油機上高速旋轉的“大飛輪”同樣會給大家留下深刻的印象。相信兒時很多小夥伴都會和我一樣，好奇這個”大飛輪“有什麼用吧？今天我就是來講講這個“大飛輪”，解開大家小時候的疑惑。
農村的手扶拖拉機
在解開這個疑惑前，我們先要了解一下“飛輪”。
飛輪是什麼？飛輪其實是安裝在機器迴轉軸上的具有較大轉動慣量的輪狀蓄能器。
飛輪
飛輪有什麼特性呢？飛輪在靜止時，如果想要讓飛輪轉動起來，需要消耗較大的功，但是當達到一定轉速後飛輪所具有的動量和動能就會很大，如果想讓其短時間內停下來所需的的外力便會很大，那麼它就能夠克服較大的阻力來維持原有運動。而正在運行的機械，當機器轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來；當機器轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來，飛輪也可以用來減少機械運轉過程的速度波動。
單缸柴油機
接下來我們看看四衝程柴油機的工作原理，我們會發現其只有一個衝程在做功，其它三個衝程都是需要消耗功的，那麼柴油機其它的三個行程是靠消耗誰的功來保持其持續運行的呢？
四衝程柴油機的工作原理
既然飛輪是一個“能量存儲器”，並且擁有“能夠克服較大的阻力維持原有運動的能力”，那麼我們就可以這樣理解：當柴油機在膨脹功行程時傳輸給曲軸的能量除對外輸出外做工外，還有部分能量被飛輪吸收（儲存），而飛輪“能夠克服較大的阻力維持原有運動的能力 ”使單缸柴油機能越過活塞上下運行的"死點"繼續運行， 這樣 其它的三個行程就可以通過消耗飛輪儲存的能量來完成。最後我們就可以理解為：飛輪儲存的”能量“和其具有的”維持原有運動的能力“使柴油機能保持一個方向（單缸柴油機很容易發生倒轉）正常連續的工作。
柴油機的運轉
而通過這句話：
”當機器轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量貯蓄起來；當機器轉速降低時，飛輪動能減少，把能量釋放出來，飛輪可以用來減少機械運轉過程的速度波動“，我們還可以知道飛輪對速度的變化的”敏感性“低。柴油機本身是把往復運動轉換成旋轉運動的機械，加之其四個衝程只有一個衝程做功，三個消耗功，因此曲軸對外輸出的轉矩呈週期性變化，曲軸轉速並不穩定（這一現象在單缸柴油機中尤其明顯）。而飛輪對速度的變化的”敏感性“低的這一特性，恰恰能改善曲軸轉速並不穩定的問題，使輸出轉速平穩。
多缸機的曲軸
除了上面這個重要的作用外，飛輪還有其它很多作用。
比如在飛輪上做上刻度標記，在不拆開柴油機就能知道曲軸的相位，這樣就能方便校準”供油提前角“和”氣門間隙“的測量調整。
氣門間隙的測量
以前的手扶拖拉機啟動時，需要通過搖把快速搖轉飛輪，使其具有啟動的慣性，幫助活塞越過壓縮上止點，協助柴油機實現發火，完成柴油機的啟動。
小型推土機的柴油機手搖啟動
現在的柴油機基本上已經普及了電啟動。而在飛輪上設置齒輪，通過電機來驅動飛輪能很容易實現柴油機的電啟動。
電啟動柴油機
作者：小船人的夢想 2018年9月27號
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