随着汽车相关法律法规愈来愈严格,以及人们对汽车乘座的舒适性要求越来越高,有关汽车发动机的噪声、振动和行驶平顺性(NVH)的研究愈来愈受到人们的重视。发动机曲轴系的扭转振动是汽车发动机NVH 分析的重要组成部分。传统的曲轴扭转振动设计方法和设计手段需要耗费大量的时间和多次的重复试验才能获得满意的结果。本文借助现代CAE 技术,将有限元法(FEM)、多体系统仿真(MSS)技术融于一体的发动机曲轴振动分析技术应运而生。该方法将发动机设计设计过程从昂贵的试验(TEST CELL)研究转变为更有效率、更经济的数值仿真。本文对曲轴系多体动力学仿真建模进行了深入研究,利用计算机仿真技术,研究了飞轮的不同处理方式对计算结果的影响,通过建立弹簧—阻尼单元来模拟曲轴与主轴承座之间的油膜效应,最终建立了包括柔性曲轴、柔性缸体以及柔性连杆在内的精确的曲轴系扭转振动分析多体动力学仿真模型。利用该模型,对曲轴系进行了详细的振动动态特性的研究,获得了系统的动态特性,结果表明曲轴系的第一阶扭转振动固有频率较低,需要予以重视。在此基础上,对曲轴系在不同转速下进行强迫扭转振动响应分析,发现在发动机输出扭矩最大的5000 转/分的工况,曲轴发生了较为明显的一阶扭转共振,主要原因是干扰力矩的6 次谐波分量引起了曲轴的一阶扭转振动,需要对其进行控制。通过设计扭转减振器和对曲轴系各部件结构参数进行优化设计,对扭振进行了有效的控制并对其控制效果进行评价,探讨了结构修改对系统扭振的影响规律。同时还分析了调整飞轮惯量和更改发火顺序等措施对系统扭振特性的影响。