平衡系统可以有效的控制单缸柴油机的振动,而曲轴则是柴油机最重要的零部件之一,这二者都直接影响着柴油机的性能,若不对单缸柴油机进行平衡,或者其曲轴强度达不到要求,都有可能造成严重事故。故对单缸柴油机的平衡系统进行设计并校核曲轴的强度是十分必要的。本文通过对单缸柴油机的相关零部件进行精确建模,并在对单缸机进行动力学分析的基础上,设计了平衡系统和飞轮。为了了解平衡装置对单缸柴油机振动的影响,利用EXCITE软件分别建立了三种不同平衡方案的多体动力学模型。通过对所选计算点的振动位移和振动速度进行对比分析可以看出,对单缸柴油机的一阶往复惯性力进行平衡可以有效的控制其垂直方向振动的剧烈程度,并改善单缸柴油机其他方向的振动;在此基础上进一步对单缸柴油机的二阶往复惯性力进行平衡,改善振动的效果不明显。通过对曲轴质心的振动情况分析可以看出,对单缸柴油机的一阶往复惯性力进行平衡也可以有效的控制曲轴的纵向振动情况,但会加剧其轴向振动。本文利用Timing Drive软件建立平衡轴装置动力型模型。对计算结果进行分析可以看出整个装置运转平稳,磨损较小,其中曲轴转速波动对整个装置的运转平稳性有直接影响。分析计算所得到的轴承受力曲线可以看出传动轴的轴承力主要受到齿轮冲击力的影响,而平衡轴两端的轴承力主要受到离心力的影响,其大小都在许可范围内。在对曲轴进行强度计算时,采用的是接触算法。其结果显示曲轴曲柄臂孔附近的应力分布主要受过盈力的影响,在远离过盈区域的曲柄销位置,其受力主要受到连杆推力的影响,但远小于过盈力,故需要确定曲轴的过盈量范围以满足曲轴安全工作。本文首先根据厚壁圆筒理论确定满足曲轴正常工作的最小过盈量和最大过盈量,根据这一范围取10个不同过盈量进行分析计算,得到过盈面上的配合压力,并拟合出过盈量和配合压力之间的关系,确定最终的过盈量取值范围。