Зависимость сил инерции от угла поворота коленчатого вала:
Силы, действующие в КШМ
Проведем анализ сил центрального кривошипно-шатунного механизма. Схема действующих сил приведена на рис. 1.6. Силы давления газов 
и силы инерции 
приложены к поршню и действуют по его оси. Сложив их, получим суммарную силу
При одинаковой цикловой подаче топлива соотношение сил и определяется частотой вращения коленчатого вала: чем она больше, тем больше доля .
Перенесем силу 
в центр поршневого пальца и разложим ее на две составляющие. Первая направлена по оси шатуна и составляет
вторая перпендикулярная к стенке цилиндра и определяется зависимостью
Рис. 1.6. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
Сила 
, или нормальная сила, прижимает поршень к втулке цилиндра и определяет износ этих деталей.
Перенесем силу 
в центр мотылевой шейки и разложим ее на две составляющие:
тангенциальную, касательную к окружности, описываемой радиусом кривошипа 
,
и радиальную, действующую по оси кривошипа,
Кроме рассмотренных сил, в КШМ действует центробежная сила инерции С. Она направлена вдоль кривошипа и передается через коренные подшипники на корпус, вызывая его колебания.
Касательная и радиальная силы, как это видно из их выражений, периодически изменяются по величине и направлению в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Период изменения этих сил, так же как и крутящего момента, в четырехтактных двигателях равен двум оборотам вала. Изменение касательной силы выражают графически: по оси ординат откладывают значения касательной силы, а по оси абсцисс – угол поворота мотыля. Такой график для одного цилиндра называется диаграммой касательных сил одного цилиндра двигателя (рис.1.7.).
Диаграмма касательных сил всех рабочих цилиндров двигателя будет представлять собой суммарную кривую касательных сил каждого цилиндра (рис.1.8). Для построения суммарной диаграммы касательных сил основание диаграммы касательных сил от одного цилиндра делят на участки, соответствующие углу поворота мотыля между двумя последующими вспышками. Каждый из этих участков делят на равные отрезки, которые нумеруют. Складывая алгебраически ординаты всех участков кривой касательных сил от одного цилиндра с одним и тем же номером, найдем ординаты кривой касательных сил всех рабочих цилиндров двигателя.
Диаграммы: тангенциальных сил, суммарная диаграмма тангенциальных сил, движущих сил и давления в цилиндре построены с помощью значений, полученных при расчете программой cinem_4.exe. разработанной на кафедре ТиК СДВС, СПГУВК.
Рис.1.7. Диаграмма касательных сил одного цилиндра.
Рис.1.8. Суммарная диаграмма касательных сил.
Рис.1.9. Диаграмма движущих сил.
Рис.1.10. Диаграмма давления в цилиндре.
Определение массы маховика
Диаграмма касательных сил показывает, что касательные силы и вращающие моменты периодически изменяются по величине и по направлению, вследствие чего угловая скорость вращения вала не остается постоянной. Если величину касательной силы от сопротивления элемента которое приводит во вращение двигатель 
принять постоянной и отложить на суммарную диаграмму касательных сил (рис.1.11.), то площади диаграммы, лежащие над линией сопротивления, будут пропорциональны избытку работы движущих сил, а площади, расположенные под линией сопротивления, будут пропорциональны недостатку работы движущих сил.