发动机振动噪声问题一直是影响发动机及整车NVH品质评价的关键因素。近年来,随着发动机升功率的不断提高以及用户对汽车NVH品质需求的不断提高,良好的振声品质是发动机设计时的重要标准甚至也是汽车产品力的主要衡量标准之一。所以,研究发动机振动激励载荷以及设计出合理的平衡方案就具有重要的理论和实际工程应用意义。本文首先从曲柄连杆机构入手,借鉴传统的质点力系分析方法,对中心式曲柄连杆机构进行运动学、动力学特性分析及平衡分析,获得了曲柄连杆机构的不平衡惯性力及倾覆力矩。结合不同类型发动机的点火顺序以及几何结构特点推导出通用的发动机动力学模型,并采用MATLAB软件仿真。针对不平衡的惯性力(矩)设计平衡方案,根据实际发动机内部结构特点和机构运动干涉限制,以全部平衡惯性力及部分抵消倾覆力矩为前提,以最大限度降低激励力(矩)为目标,建立平衡机构优化设计的数学模型,借助MATLAB的优化工具箱,求出平衡机构的最佳安装位置以及在该安装位置时,平衡机构所产生的附加力矩,再结合实际发动机设计及装配情况,分析不同平衡机构的利弊。最后,借助MATLAB软件的GUI模块设计出软件界面,将相关的仿真程序代码打包整理,与相关的软件界面进行链接,实现数据的传输与界面的切换。最终,开发出一款人机交互良好的、操作简便的发动机平衡分析及平衡方案设计仿真系统软件。