柴油机是一种扭矩大、经济性能好的动力设备,但它工作中的振动很容易引起柴油机设备的振动,引起设备的损伤以及巨大的噪声。因此在柴油机的研发过程中,分析柴油机的振动产生机理以及抑制柴油机振动的解决方案就显得尤为重要,若能在柴油机研发的设计阶段采用更可靠更稳定的振动抑制方案,就可以大大缩短柴油机以及相关设备的研发周期,提高柴油机设备的工作稳定性以及寿命,减少了设备投入生产后的维护成本以及由于振动可能造成的经济损失,从而提高经济效益。本文以某发动机研究所提供的直列四缸柴油机为例,进行了下列研究分析工作:(1)针对柴油机内部的曲柄连杆机构,进行了不平衡激励力计算公式的推导,随后在单缸机的不平衡激励力计算公式的基础上推导出了多缸柴油机的不平衡激励力计算公式,计算所得的不平衡激励力将作为后续的整机振动响应的输入参数。(2)针对某直列四缸柴油机动力总成的模型参数,建立了其六自由度刚体简化模型,并使用MATLAB编写计算程序,采用能量解耦法求出了系统的固有频率、振型和解耦率;随后对柴油机动力总成进行了受迫振动分析,通过对系统施加不平衡激励力,得到了柴油机动力总成的位移特性、传递率以及整机的当量振动烈度,作为研究柴油机振动响应的评价指标。(3)从柴油机设计参数、柴油机不平衡力系成分、柴油机平衡机构设计方案三个方面对整机振动响应的影响分别进行了深入研究。在柴油机设计参数方面,以连杆长度和曲柄半径为主要考虑因素,采用单因素实验法,研究了不同连杆长度和曲柄半径下整机振动烈度的变化规律;在不平衡力系成分方面,对柴油机中的二次往复惯性力以及倾覆力矩进行单独加载和组合加载,对比整机振动响应情况,分析了不同不平衡激励力成分对柴油机振动影响的大小;在平衡机构设计方面,分析了不同的平衡机构的平衡效果以及适用条件,根据柴油机的不平衡激励力成分选取了几种不同的平衡方案,以振动烈度为最终评价指标,结合对实验中测得振动信号的处理进行了对比分析。(4)利用MATLAB GUI图形用户界面开发工具开发了柴油机综合激励力抑制效能分析软件。该软件能够根据用户输入或导入的柴油机结构参数以及动力总成参数,实现柴油机动力总成的不平衡激励力计算以及曲线显示,还可实现动力总成的模态特性、振动响应等计算以及不同参考点处的位移、速度、加速度曲线显示,同时还可以分别加载不同的不平衡激励力组合或者加载不同的平衡机构设计方案来进行对比分析和优化设计。