フライホイールとは、余剰の回転エネルギーを蓄えるためにシャフトに取り付けられた重い機械装置に他なりません。 これは、バッテリーのように、エネルギーが豊富にあるときに蓄え、必要なときに放出する回転式の貯蔵庫のような役割を果たします。 クランクシャフトに対してかなりの重量があるため、回転速度に抵抗するトルクを維持するのに役立ちます。
フライホイールは、その重い重量のために、非常に高い慣性を持ち、反対の力にかかわらず、同じ速度を維持します。
このフライホイールに蓄えられるエネルギーは、回転速度の二乗に比例します。 フライホイールにトルクをかけて回転エネルギーを蓄え、必要なときには機械的負荷にかかるトルクの形でフライホイールからエネルギーを放出します。
日常生活での応用については、簡単な例で理解することができます。 子供の頃、床をこすって走って遊んでいたおもちゃを思い出してください。 そのような小さな車は、フライホイールの動作の簡単な例です。床をこすって機械的エネルギーをフライホイールに蓄え、自由になるとそれを放出するのです。
フライホイールとは & その種類
フライホイールは、産業革命の黎明期から存在しています。 当時は車軸に車輪を取り付けただけの機械的なものでしたが、それはあまり変わりませんよね。 しかし最近のフライホイールは、エンジンや動力源との間でエネルギーをやり取りするために、シャフトの片側に取り付けられた複雑な構造になっています。 フライホイールは、もはや単純な機械やエンジンに限らず、さまざまな用途に使用されています。
その働きは、「回転軸のトルク＝I.α」という物理学の式に集約され、理解することができます。 ある物体が固定された軸で自由に回転しているとき、その動きを角加速度aで変化させるためには、トルクtが必要です。 このとき必要なトルクは角加速度に比例し、慣性モーメントと角加速度の積で与えられます。
フライホイールは、その質量によって、シングルマスタイプとダブルマスタイプの2種類があります。 シングルマス構造は安価で、エンジンの振動を適度に減衰させ、大きな熱容量に耐えることができます。 鋳鋼製で、クラッチアッセンブリーとの間には何もありません。
一方、ダブルマス構造は、振動や騒音を減衰させるために特別に作られています。
一方、ダブルマス構造とは、振動や騒音を抑えるために特別に作られたもので、2つのフライホイールの間にダンパーとしてスプリングが入っています。
一方、ダブルマス構造は、振動や騒音を抑えるために特別に作られたものです。
なぜI.Cエンジンにフライホイールが使われるのか
I.Cエンジンの仕組みについては、基本的に理解していると思います。 I.C（Internal Combustion）エンジンとは、燃焼室と呼ばれる限られた空間の中で燃料を燃焼させる熱機関タイプのエンジンです。 一般的には、回転式またはレシプロ式のエンジンで、ピストンが組み合わされています。
燃焼は、4ストロークエンジンでは4サイクルに1回、2ストロークエンジンでは2サイクルに1回しか行われません。
燃焼は、4ストロークエンジンでは4サイクルに1回、2ストロークエンジンでは2サイクルに1回しか行われず、1サイクル分の電力しか得られません。 このようなときにフライホイールが役に立つのです。フライホイールは、常にクランクシャフトに動力を供給し、エンジンを動かし続けることができます。
フライホイールは、クランクシャフトの端に直接接続されており、エンジンのパワーと方向性を一定に保つことができます。 しかし、多気筒エンジンでは、タイミングを合わせて一定のパワーを出すことができますが、それでもフライホイールを使用しています。 しかし、なぜでしょう？ 多気筒エンジンでは、エンジンの振動を制御したり、クランクシャフトのバランスを取ったり、適切な走行方向を確保したり、必要に応じてエンジンをクランクさせたりするために使用されます。
動作原理
クランクの位置を変えたときの4ストロークエンジンの回転モーメントは、パワーストロークのときだけ正の値になります。 先に述べたように、I.C.エンジンはパワー ストローク時にのみパワーを生み出します。
同様に、ガスに仕事をするためにクランクシャフトとフライホイールからエネルギーが取られ、その結果、負の回転モーメントがより大きくなります。
同様に、クランクシャフトとフライホイールからエネルギーを得てガスに作用させるため、負の回転モーメントが大きくなります。
与えられた回転モーメントの図から、発生するトルク/回転モーメントが平均トルクよりもはるかに大きいことがはっきりとわかります。
この回転モーメント図から、発生するトルク/回転モーメントが平均トルクよりもはるかに大きいことがわかります。したがって、パワーストローク中に発生するこの余分なトルクは、フライホイールを使って蓄えられ、放出される必要があります。 非常に薄いリムと質量「m」を持つフライホイールが蓄えるエネルギーは、次のように与えられます：
E = 1 / 2 X I ω2
ここで、「E」はフライホイールの平均運動エネルギー。 “ここで「E」はフライホイールの平均運動エネルギー、「I」はその慣性モーメント、「ω」はその角速度です。
従って、変動する角速度に対するフライホイールの運動エネルギーは次のようになります：
E = 最大運動エネルギー – 最小運動エネルギー = フライホイールのトルクによって行われる仕事（Brilliant.com )*
E = 12x I x ( ω )2 – 12x I x ( ω )2
Or,
E = 1/2 x I x ( ω1 + ω2 )( ω1 – ω2 )
さて、( ω1 + ω2 ) / 2 = ω
よって。
E =I ω2 ( ω1-ω2 )ω
さて、ω=2πN / 60
従って、
E=Ix2πN60x2πN60x2πN160-2πN260x602πN=4π23600xIxNN1-N2=π2900xmである。k2×NN1-N2
ここで、Kはフライホイールの回転半径です。
さて、フライホイールに蓄えられたエネルギーは次のように与えられます。e (N1-N2)/N
How Can We Use Flywheels To Determine Running Direction?
フライホイールは、エンジンの進行方向を判断するのにちょっとした便利アイテムです。 エンジンのフライホイールを見れば、エンジンがどちらに回転しているかを簡単に知ることができます。 これは、フライホイールが独自の回転方向を持たず、取り付けられたエンジンの回転方向に沿って回転するためです。 フライホイールの端から見て、それが時計回りに回転していれば、そのエンジンは右ハンドルタイプです。
産業用や船舶用などの多気筒の大型エンジンでは、フライホイールを使ってシリンダー内のピストン位置を確認することができます。
産業や船舶などの多気筒大型エンジンでは、このフライホイールを使ってシリンダー内のピストン位置を確認することができます。フライホイールのシリンダーマークを利用して、どのシリンダーでピストンがT.D.C.にあるかを知ることができます。 エンジンを長時間停止させてパージする必要がある場合には、このフライホイールがとても便利です。
エンジンは時計回りにも反時計回りにも回転しますが、一般的には反時計回りに回転することが多いようです。
エンジンは時計回りにも反時計回りにも回転できますが、一般的には反時計回りに回転させることが多いようです。
フライホイールの一般的な疑問点 & その答え
Q.1. なぜフライホイールは鋳鉄製ばかりなのか？
アンズ：多くのマニュアルやウェブで、このフライホイールは鋳鉄製だとか、グレー鋳鉄製だとか書かれているのを読んだことがあると思います。 すべてのフライホイールが鋳鉄製なのか、少なくともほとんどのフライホイールが鋳鉄製なのか、疑問が湧くかもしれません。 実際には、フライホイールは、アプリケーションに応じて、異なる材料から作ることができます。 おもちゃに使われているような非常に小さなフライホイールは、ほとんどが鉛でできています。 中型や小型のフライホイールには、鋳鉄、アルミニウム、スチールなどが使われています。
Q.2. なぜフライホイールには歯があるのか
Ans: すべてのフライホイールに歯があるわけではありませんが、自動車、オートバイ、大型発電機、船舶のフライホイールにはほとんど歯があります。 フライホイールは一定の出力を維持するのに役立ちますが、エンジンを始動しない場合、どうやって出力を得るのでしょうか。 バイクに乗っている人なら、エンジンをかけるためには、キックやセルフスタートが必要なことを知っているはずです。 実際には、フライホイールの歯に取り付けられた小さなギアを介して、フライホイールを回転させています。 船などの大型ディーゼルエンジンでは、圧縮空気を使ってエンジンを回したり、エンジンを始動したりしますが、このフライホイールの歯は、高圧の燃料ポンプやサーボオイルポンプに使われます。 フライホイールとガバナーは似ている？
Ans: フライホイールもガバナーもエンジンの速度を調整するために使われますが、その方法は異なります。 一方、フライホイールは、異なるストロークでエンジンの速度を調整し、平均速度を一定に保ちます。 一方、フライホイールは、エンジンの平均速度を一定に保つために、異なるストロークでエンジンの速度を調整します。 これは、燃料噴射を調整することで、負荷の増加に対応しています。 そこで、エンジンの回転数を一定に保つために、ガバナーはシリンダーに噴射する燃料を増やして、より大きなトルクを発生させ、その結果、エンジンの回転数を上げるのです。
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