冷却系统是柴油机不可缺少的系统,冷却水泵是冷却系统的核心设备。近年来,多型柴油机冷却水泵频繁出现断轴故障,严重影响了柴油机的正常运转。由于缺乏相关标准与规范,柴油机设计与制造单位虽经改进,水泵断轴故障仍时有发生。针对柴油机冷却水泵断轴问题,论文以分析断裂原因、探求治理方法为目标,开展了建模、实验和分析的工作。主要涉及内容包括:按照传统轴系模型校核了 6L21/31柴油发电机组轴系扭振,发现按照现阶段设备制造规范建立的扭振模型不包含水泵轴系,因此无法对冷却水泵断轴问题给出合理解释。为了获取准确的水泵扭振计算参数,本文以仿真建模的方式得到了水泵干式状态惯量,采用实验测试逆识别的方法得到了湿式状态下的惯量,进而总结出修正水泵惯量的附水系数;本文建立了含有冷却水泵的柴油机轴系扭振模型,发现当淡水泵和海水泵采用同一型号且与曲轴传动比相同时,振型中会出现扭振异向振动特征。当异向振动振型受到发动机工作激励时,水泵轴的扭振附加应力会超过许用应力,造成水泵轴段疲劳断裂。根据这一规律,本文最后给出了消除异向振动的优化方法,且仿真计算显示优化方案可以有效的降低轴段应力。采用优化方案应用于发生故障的6L21/31柴油发电机组并进行实验,通过设置扭振传感器,测得柴油机冷却水泵扭振特征,测试结果验证了仿真模型的正确性。论文主要创新为:提出了离心水泵惯量附水系数获得方法,发现采用同型号水泵在柴油机轴系同时工作时轴系扭振存在异向振动的隐患,指明了当激励频率与水泵端异向振动相近时,这一振动将导致水泵轴系故障。