摩托车发动机曲柄连杆机构的不平衡是引起发动机振动的最主要因素，对整车性能及舒适性造成重大影响，需要进行不平衡的测量与校正。然而当前对曲柄连杆机构不平衡的测量大多停留在单一曲轴测量或配套当量环的测量方式，导致曲柄—连杆—活塞总成后不平衡惯性力不理想，问题长期以来未得到较好解决。对于部分企业使用的总成测量系统，一般利用分度机构旋转一周数次测量的方式，效率低下，无法适应企业生产需求。因此，有必要提出一种新的总成动平衡测量系统，以提高不平衡的测量精度和效率。目前对摩托车发动机曲柄连杆机构惯性力的研究中，惯性力中的二阶及以上高阶部分通常忽略不计，而研究表明最大惯性力和不平衡率的误差最高达到30%以上，这对动平衡的调整造成较大偏差。将一阶、二阶惯性力合成，得到了新的理论惯性力曲线——类“8”字，并对其特征进行了研究。考虑二阶惯性力基础上，研究了曲柄连杆机构最大惯性力、不平衡率与机构参数关系的变化情况，给出了机构参数选取和调整的方法。在五自由度转子振动理论的基础上，提出了一种正交测量机构——将一个振动传感器对准模拟汽缸轴线而另一个与之正交，同时测得不平衡惯性力在两个方向上对应的振动分量，通过矢量合成就可得到任意时刻的不平衡惯性力的大小和方向。这样一次开机就能迅速测得曲柄连杆机构总成不平衡惯性力的分布情况。对测量系统的机械振动结构进行了介绍，给出了系统标定、系统不平衡补偿的理论和操作方法。测量系统采用PIC16F877A单片机作为微处理器进行振动信号和基准信号的采集与处理，由工控机通过串口方式进行控制。对测量系统的关键硬件电路、信号处理和的电气控制原理进行了讨论。对软件界面的各个模块进行了介绍，给出了测量数据的处理方法，并利用PSO粒子群优化算法设计了不平衡辅助优化模块。