发动机飞轮的作用是多方面的。首先,飞轮的主要作用是储存发动机做功冲程外的能量和惯性。在曲轴的动力输出端,也就是连变速箱和连接做功设备的那边,飞轮具有较大转动惯量。由于发动机各个缸的做功是不连续的,所以发动机转速也是变化的。当发动机转速增高时,飞轮的动能增加,把能量贮蓄起来;当发动机转速降低时,飞轮动能减少,把能量释放出来。飞轮可以用来减少发动机运转过程的速度波动。
除此之外,飞轮还有其他功用。例如,飞轮是摩擦式离合器的主动件,能够在发动机启动时提供动力。在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈,能够帮助发动机顺利启动。此外,飞轮上还有上止点记号,用来校准点火定时或喷油定时,以及调整气门间隙,确保发动机的正常运行。