發(fā)動機(jī)飛輪的設(shè)計原理主要在于它的轉(zhuǎn)動慣量和與其他部件的協(xié)同作用。

飛輪通常安裝在發(fā)動機(jī)曲軸的后端，與曲軸剛性連接。它是一個鑄鐵圓盤，邊緣較厚，在同樣質(zhì)量下能增大轉(zhuǎn)動慣量。飛輪邊緣鑲有齒圈，發(fā)動機(jī)啟動時能與起動機(jī)齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。中心部位有螺絲孔，通過螺栓與曲軸組合為一體。

飛輪的重要作用在于儲存發(fā)動機(jī)工作行程以外的能量和慣性。由于發(fā)動機(jī)每個氣缸工作不連續(xù)，轉(zhuǎn)速會變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加，飛輪動能增加儲存功率；轉(zhuǎn)速降低，飛輪動能減少釋放功率，從而減少發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的速度波動。

在發(fā)動機(jī)做功瞬間，混合氣猛然推動活塞，轉(zhuǎn)速會突然增加，但飛輪很重，能適當(dāng)拉住發(fā)動機(jī)，讓轉(zhuǎn)速波動不那么厲害。同時，高速轉(zhuǎn)動的飛輪能儲存一部分動能，在發(fā)動機(jī)向外輸出動力時轉(zhuǎn)化為動力，讓行駛中踩油門加速或原地起步更平穩(wěn)。

另外，活塞到上下止點(diǎn)時連桿與曲軸無夾角無法傳遞動力，此時依靠飛輪的慣性帶著曲軸轉(zhuǎn)過一定角度，保證發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)正常進(jìn)行。

總之，飛輪通過自身的結(jié)構(gòu)和與其他部件的配合，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、保證工作循環(huán)正常以及儲存和釋放能量等重要功能。