内燃机车柴油机运行工况复杂且负荷率高，其交变载荷和高爆发压力使柴油机主轴承及其轴系的工作条件恶劣。本文以某V型12缸机车柴油机为研究对象，通过建立主轴承热弹流润滑模型及考虑轴承润滑的轴系扭振模型，采用简化模型数值计算、有限元方法和多体动力学法等手段，并结合试验，研究了柴油机主轴承的润滑特性及轴系扭振特性，以及它们的影响因素。主要研究内容如下：
　　（1）推导了柴油机轴系主轴承的Reynolds方程，提出了适合于分析机车柴油机轴系主轴承润滑特性的各控制方程及边界条件。同时基于轴承热弹流润滑特性分析，建立了考虑轴承油膜刚度的机车柴油机轴系扭转振动的自由振动和强迫振动模型。
　　（2）结合轴承的热弹流润滑理论及机车柴油机轴系主轴承的润滑边界条件，计算并分析了油槽结构、供油压力、供油温度和停缸等参数对轴系各个主轴承润滑特性的影响。结果表明：柴油机轴系各主轴承适合在上瓦开设周向油槽，并且其相邻气缸发火时轴承的润滑特性参数最为恶劣；在柴油机低负荷工况，可适当提高机油进油温度。
　　（3）设计了机车柴油机轴系主轴承的热负荷特性试验系统和试验方案，试验测试了转速、载荷和机油进油温度对轴承最高油膜温度的影响，通过试验验证了热弹流润滑模型的正确性。结果表明：柴油机轴系主轴承油膜温度随着轴系转速、机油进油温度和轴承负荷的提高而提高，其中转速和机油进油温度对轴承温度的影响最为显著，负荷的影响次之。
　　（4）考虑机车柴油机轴系主轴承油膜刚度，分别建立了轴系扭振分析的集总参数一维模型和多体动力学三维模型，并求解了轴系扭振特性参数。对比分析了两种算法对轴系扭转振动计算结果的差异，并研究了停缸及发火顺序对轴系扭转振动的影响。结果表明：轴承润滑对轴系扭振振幅有显著影响；集总参数一维模型和多体动力学三维模型在对求解自由振动计算结果基本一致，对求解强迫振动结果有所偏差；合理地停缸及调整发火顺序都能有效地降低轴系扭振振幅。
　　（5）设计了机车柴油机轴系扭振台架试验测量系统和试验方案，测量了不同转速下轴系自由端的扭转振动振幅，对比分析了集总参数一维模型和多体动力学三维模型的计算精度。结果表明：集总参数模型和多体动力学模型这两种理论算法在预估轴系扭振时均能满足扭振分析的计算精度，其中多体动力学三维模型精度更高。