近些年来，发动机的振动以及噪声特性已经成为发动机研究领域的一个重要方向。本文以某款发动机为例研究了该发动机的振动特性，并对其进行了噪声源识别以及结构优化设计。利用CATIA建立了发动机机体、缸盖以及缸盖罩等零部件的三维实体模型，通过有限元软件对这些零部件划分了网格，接着对它们进行模态分析，得出了各个部件的前十阶模态频率以及相对应的模态阵型，并对机体的模态阵型进行了详细的分析。为后续的结构优化提供了依据。以AVL Timing Drive为平台建立了发动机含凸轮轴的配气机构总成动力学模型,并对其进行相应的动力学仿真分析。得到了各缸气门座以及配气凸轮轴各个主轴承所承受的载荷，并对气门座所承受的载荷进行了分析。为发动机动力响应分析提供了载荷边界条件。利用前面建立的汽油机气缸盖、缸体、主轴承盖等零件的三维有限元组合模型，使用有限元分析软件Abaqus，在考虑各组件非线性接触关系以及气门座和配气凸轮轴主轴承所承受的载荷的基础上，定义了相应的边界条件，计算了发动机机体在标定工况下的振动响应，并通过实验的方法对该发动机进行了表面振动测量。有限元计算所得的结果与实验测得的结果对比分析表明：建立的发动机机体的有限元模型是合理的，可用于该发动机的进一步研发。在对组合体进行动力响应分析的基础上，深入分析了爆发工况下缸体、缸盖火力面以及缸孔的振动变形。分析结果表明：缸体裙部刚度较弱容易产生变形；缸盖火力面鼻梁区变形较大，缸盖火力面与气缸盖连接处容易产生较大的应力；缸孔的变形量较小在工程允许的范围之内。最后以该发动机为研究对象，分别使用表面振动速度法以及声阵列法对其启动电机侧进行了噪声源识别。两种方法都得出了油底壳为主要的噪声源从而可以确定油底壳为主要噪声源。最后对油底壳以及主轴承盖进行了结构优化，在油底壳相应的面上布置加强筋并且将5个独立轴承盖用钢板连接在了一起，有限元分析的结果表明油底壳以及带有轴承盖机体的前6阶模态频率都有所提升，其刚度有所提高，从而可降低油底壳的辐射噪声，进而降低发动机的噪声。