近代柴油机的发展,一方面要求机械性能强化程度不断提高,另一方面又要求经济性和排污等的环境公害尽可能地改善。所以燃料喷射系统也随之不断地向采用较高的喷油速率和喷油压力的方向演变。这必然使作用在喷油泵凸轮机构上的负荷不断增加,该凸轮表面的赫兹应力随之提高,建立承载油膜的条件更加困难,因而使凸轮的工作条件日趋恶化。在这样的情况下,再加之发动机工作时,供油过程只对应于很窄的一段凸轮包角区,且使凸轮总是在这个范围内重复受载。所以在实际运用中,经过一定数量的滚压循环后,这种压应力就会首先在凸轮的高负荷区内引起凸轮表面的刻痕、麻点、剥落或过度磨损,造成结构的失效和损坏,严重时甚至导致凸轮结构的破坏。其原因就是因为凸轮机构的最大接触应力超出了许用的设计值。论文以某型号船用柴油机的燃油凸轮机构为研究对象,着重研究了凸轮机构的动态特性及失效形式。主要的研究内容有以下几个方面:首先,采用最小二乘法利用MATLAB对燃油凸轮升程表进行了凸轮型线拟合,得到了升程曲线的函数表达式,进而得出了柱塞速度和加速度方程。以此为基础,对该型号柴油机的燃油凸轮机构进行动力学计算。其次,基于多体动力学理论和实体模型的各个参数,在ADAMS中建立该型号柴油机燃油凸轮机构的动力学模型。分析额定转速时柱塞升程、速度、加速度的动态响应情况。再次,利用有限元软件ANSYS计算,获得不同的滚轮母线结构参数在最大接触应力发生位置的应力应变情况,分析得出更适合提高喷油泵耐久性的滚轮结构。最后,针对凸轮机构的不同失效形式,结合滚轮参数变化,凸轮型线、热处理、磨损等对凸轮机构失效的影响,给出合理的参数选择建议和相应的改善措施。