內燃機飛輪在內燃機中具有多方面的重要應用，具體如下：

儲存能量和慣性：飛輪的主要作用之一是儲存發動機做功沖程外的能量和慣性。在發動機的四個沖程中，只有做功沖程是對外輸出能量的，而其他三個沖程（進氣、壓縮和排氣）則需要消耗能量。飛輪具有較大的轉動慣量，可以在做功沖程中儲存能量，然後在其他三個沖程中釋放能量，以維持發動機的穩定運轉。

減少速度波動：發動機各個缸的做功是不連續的，因此發動機的轉速也會發生波動。飛輪的存在可以有效地減少這種速度波動。當發動機轉速增高時，飛輪的動能增加，把能量儲存起來；當發動機轉速降低時，飛輪的動能減少，把能量釋放出來。這樣，飛輪就可以保持發動機的轉速在一個相對穩定的範圍內，提高發動機的運行效率。

作為摩擦式離合器的主動件：在發動機與變速箱之間，通過摩擦式離合器連接。當駕駛員踩下離合器踏板時，離合器分離，發動機與變速箱之間的連接被切斷，發動機可以自由運轉而不傳遞動力。當駕駛員松開離合器踏板時，離合器接合，發動機的動力通過飛輪傳遞到變速箱，進而驅動汽車行駛。

啟動發動機：飛輪輪緣上鑲嵌有供起動發動機用的飛輪齒圈。當發動機需要啟動時，啟動機的驅動齒輪會與飛輪齒圈嚙合，通過啟動機的轉動帶動飛輪旋轉，從而啟動發動機。

校準點火定時或噴油定時：飛輪上刻有上止點記號，這個記號可以用來校準點火定時或噴油定時。對於汽油發動機，點火時機的準確性對發動機的性能和燃油經濟性至關重要。通過校準飛輪上的上止點記號，可以確保點火時機的準確性，提高發動機的燃燒效率。

調整氣門間隙：飛輪上的上止點記號還可以用於調整氣門間隙。氣門間隙是指氣門與氣門座之間的間隙，這個間隙的大小對發動機的性能和壽命有很大影響。通過校準飛輪上的上止點記號，可以準確地調整氣門間隙，確保發動機的正常運行。

幫助活塞運行過上下止點：活塞位於上止點或者下止點時連桿完全垂直於曲軸，這時候連桿的動力無法傳遞給曲軸，需要有外力幫助活塞運行過上下止點，讓連桿與曲軸之間重新形成夾角才可以繼續傳遞動力，而飛輪轉動的慣性就可以輕松勝任。

動力傳遞中介：發動機動力最終體現在曲軸的轉動上，而曲軸直徑較小，不能直接利用，所以需要飛輪做中介。曲軸把動力傳遞給飛輪，離合器系統安裝在飛輪上，這樣就可以完美獲得發動機的動力。

緩沖瞬時沖擊力：發動機運行時是連續轉動的，但動力是間斷輸出的。活塞往復4次做功1次，做功時產生推力，不做功時反而消耗動力。飛輪質量大、慣性大，轉動狀態更穩定，做功時可以緩沖瞬間的巨大沖擊力，保證動力輸出的平順性。