飞轮（flying wheel），
转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。对于
四冲程发动机来说，每四个
活塞行程做功一次，即只有做功行程做功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。
2022年11月，由中国核电旗下中核汇能牵头承担的内蒙自治区科技重大专项“ MW（兆瓦）级先进飞轮储能关键技术研究”项目飞轮储能单机输出功率首次达到了1MW，这是国内单体飞轮首次达到的最大并网功率。
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。飞轮的主要作用是储存发动机做功冲程外的能量和惯性。四冲程的发动机只有做功一个冲程吸气、压缩、排气的能量来自飞轮存储的能量。
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。
装在发动机曲轴后端，具有转动惯性，它的作用是将发动机能量储存起来，克服其他部件的阻力，使曲轴均匀旋转;通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动连接起来;与起动机接合，便于发动机起动。并且是曲轴位置传感和车速传感的集成处。
在做功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。
除此之外，飞轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈；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。