Двигатель называется уравновешенным, если во время установившегося режима работы на его опоры предаются постоянные по величине и постоянные по направлению усилия.
Первой причиной неуравновешенности поршневого двигателя является наличие периодически изменяющихся по величине и знаку сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс 
и непрерывно меняющих направление центробежных сил вращающихся масс 
. Второй причиной неуравновешенности двигателя является неравномерность суммарного крутящего момента 
и противоположно направленного опрокидывающего момента 
.
Для суждения об уравновешенности двигателя обычно ограничиваются рассмотрением сил инерции и их моментов первых 2-х порядков и без учета эксцентриситета.
Для ряда деталей двигателя предъявляются требования по соблюдению допусков на массы и размеры:
1) равенство поршневых групп;
2) равенства масс шатунов и одинакового расположения и центров тяжести;
3) динамической уравновешенности коленчатого вала, достигаемой его балансировкой.
Уравновешивания сил инерции вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма двигателя достигают таким размещением вращающихся масс кривошипов или масс противовесов, при котором соблюдаются два условия:
1) центр тяжести приведенной системы вала находится на оси вращения;
2) сумма моментов центробежных сил инерции вращающихся масс относительно любой точки оси вала равняется нулю.
Соблюдение первого условия обуславливает так называемую статическую уравновешенность, так как уравновешенность в этом случае проверяют путем статической балансировки вала на призмах. Аналитически это условие уравновешенности выражается равенством нулю результирующей всех центробежных сил инерции.
Выполнение второго условия обеспечивает так называемую динамическую уравновешенность, которую проверяют при вращении вала на балансировочном станке.
После выполнения динамического расчета производится анализ уравновешенности рассматриваемого двигателя.
Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются и, если они не уравновешены, вызывают сотрясение и вибрацию двигателя, передающиеся раме автомобиля.
Уравновешивание – это комплекс конструктивных, технологических и эксплуатационных мероприятий, направленных на уменьшение или полное устранение действующих сил инерции и моментов сил инерции. Уравновешивание многоцилиндрового двигателя заключается в определении направления и величины действия неуравновешенных сил и моментов, которые затем следует уравновесить с помощью наиболее простых мероприятий.
Коленчатый вал двигателя ЗИЛ-508.10 имеет колена, расположенные под углом 90º. Порядок работы 1-5-4-2-6-3-7-8.
Центробежные силы инерции рассчитываемого двигателя полностью уравновешены:
=0.
Суммарный момент центробежных сил действует во вращающейся плоскости, составляющей с плоскостью первого кривошипа угол 
, величина его
.
Силы инерции первого порядка взаимно уравновешены: 
.
Суммарный момент сил инерции первого порядка действует в той же плоскости, где и равнодействующий момент центробежных сил, величина его
.
Силы инерции второго порядка и их моменты полностью уравновешены: 
; 
.
Уравновешивание моментов 
и 
осуществляется установкой двух противовесов на концах коленчатого вала в плоскости действия моментов, т. е. под углом .