随着交通噪声污染日益严重,社会对“能源与环境”日益关注,汽车及其发动机的噪声问题引起了全社会的普遍重视。发动机的振动噪声和性能,耐久性一同成为发动机设计的完整部分。本文以一种国产柴油机的低燃烧噪声分析及改进设计为出发点,指出了应用虚拟设计技术开发设计低振动噪声发动机的重要意义,探讨了低噪声发动机虚拟开发设计的主要研究方法。本文对内燃机燃烧噪声产生的机理及其控制方法进行了比较全面的分析研究。在这一研究的基础上初步提出了改进发动机振动噪声相对比较经济、有效的方法,即通过结构的改进设计降低结构表面振动,最终达到降低燃烧噪声的目的。在进行发动机子结构的动态特性分析方面,首先建立了曲轴、机体的有限元模型,然后运用试验测试与有限元相结合的研究方法,分析直列六缸柴油机的振动特性和辐射噪声的主要原因,同时验证有限元模型的精确性。围绕低噪声发动机虚拟设计这一核心问题,采用有限元计算和柔性多体动力学分析相结合的虚拟设计技术。本文系统阐述动力学仿真的研究方法,以及结构表面振动与噪声辐射的关系。从仿真分析的角度验证了通过表面振动预测发动机辐射噪声的定量关系表达式。本文应用以上研究方法,对X6170ZC的振动噪声进行了预测,得到发动机表面振动速度级和振动功率级,针对发动机的振动特点,提出了具有工程实用价值的控制内燃机振动噪声的措施。并进一步对改进设计后的发动机的振动噪声进行预测,结果表明在不影响发动机其它性能和不显著增加成本前提下整机噪声有明显的下降。本文研究结果表明:采用结构改进提高薄壁部位刚度的措施可以减小其辐射噪声;运用现代设计方法进行发动机振动噪声的预测,大大降低了开发成本,缩短了开发周期,提高了产品的质量,为虚拟设计方法在发动机领域的应用做出了一定的工作。