内燃机轴系的扭振是汽车结构扭振和车内噪声的主要根源之一，对现代汽车品质有重要影响。近二十年来，国内外学者在内燃机轴系扭振方面作了大量研究，但大都是根据线性理论，由于实际的内燃机轴系是一个复杂的非线性系统，根据线性理论对其扭振的研究，已经不能满足现代汽车工业的发展需求，因此研究内燃机轴系非线性扭振特性也就具有了更重要的实际意义。　　为了研究汽车内燃机轴系的扭振特性，本文对内燃机轴系各零部件进行了当量转化。由于系统自由度较多，在保持系统固有频率与振型与原系统相同的前提下，将系统进行简化处理，在确定各部件结构参数的基础上，根据一定的简化原则将系统简化为6自由度集中质量的扭振模型，并建立了系统非线性扭转振动的动力学方程。　　用平均法对该多自由度动力学方程进行求解，得到了主共振情况下的定常解。进行动力学分析，对比了线性系统与非线性系统的共振特性。分别研究了齿轮间隙函数、啮合阻尼、齿轮裂纹深度以及激励力矩对系统响应的影响，发现这些参数的变化对系统响应的共振区间、共振幅值、曲线弯曲程度等都有不同程度的影响，可以通过系统响应的变化来进行参数设计、故障诊断等。讨论了系统定常解的稳定性。　　对主共振情况下的定常解进行整理，得到了系统的分岔方程，用奇异性理论方法对其进行分岔分析，得到该系统的转迁集，转迁集将开折参数平面划分成几个区域，根据不同区域的开折参数关系，得到了每一个区域的分岔模式。在实际系统中，可以通过给出不同的系统参数来达到产生或避免某些动力学行为的目的。