发动机作为车辆主要的动力系统,振动与噪声相关问题的重视度逐渐提高。在发动机研发设计阶段,能对结构进行振动特性及辐射噪声评估分析并进行相关的优化设计,对于提升发动机产品力具有重要意义。本文以某三缸汽油机为研究对象,在国内外关于发动机振动与噪声的研究基础之上,基于多体动力学理论研究分析了发动机的激励载荷以及在载荷作用下的振动特性,采用声学边界元法对辐射噪声进行了预测分析,并与试验进行了对比验证,为结构优化设计提供了依据。建立了发动机各零部件的有限元模型,根据不同的接触面考虑实际情况采用接触面绑定或节点共享的方式使各有限元模型组合成整机模型,使得整机有限元模型更能反映发动机实际装配状态。对主要零部件及整机进行了模态分析,掌握了整机及主要零部件在受到激励后的能量分布情况。将有限元模态参数与模态试验数据进行了对比,验证了模型准确、合理,计算精度良好。基于GUYAN缩减法对有限元模型进行了主自由度缩减,并建立了整机及子结构的多体动力学模型,获得了发动机在不同转速下的主要激励载荷,并得到了在激励载荷作用下的发动机表面振动速度,分析了发动机振动特性。计算得到的整机结构动态响应为结构辐射噪声计算提供了边界条件。建立了发动机整机声学模型,基于Maximum Distance插值法将整机结构表面振动速度映射在声学模型上,采用声学边界方法预测了发动机结构表面辐射噪声,分析了不同转速下的表面声压分布情况,得出发动机油底壳、正时盖罩以及缸盖罩等薄壁件是主要噪声源,并且在每个峰值频段对发动机噪声都有较大贡献量。通过声学边界法预测的辐射声功率与试验数据对比,表明了声学边界元模型合理,计算结果可靠,为发动机声学优化设计提供了参考依据。