在节能减排形势的推动下，现代内燃机的强化程度正不断提高，为了适应高速、高动力性以及复杂多变的工作条件，在新品开发中，对内燃机提出了更高的可靠性要求。内燃机曲轴是承受交变载荷、负责动力输出的高速运转部件。曲轴及其轴承的设计合理性，影响着整机的摩擦损失和使用寿命。高效、规范化的整机正向开发，要求以曲轴、轴承为整体进行优化，使之在动态强度和润滑等方面均获得优良的综合性能。在传统的内燃机结构开发设计中，一是，常以经验设计为主，计算时对实际模型过分简化，会因考虑实际因素的不全面造成零件失效，已不能满足整机正向开发中高效、规范、现代化的需求；二是，常采取保守的结构方案，不利于轻量化设计和经济性提高；三是，将曲轴、轴承的设计分别进行，单独以润滑性能或单独以结构强度为优化目标，缺乏对曲轴轴承系统在动力学、摩擦学及弹性力学上的综合考虑，增加了产品开发风险。本文针对一款2.7L的商用车柴油机正向开发中的需求，为了使曲轴及其轴承具备良好的可靠性和润滑性能，应用有限元建模、模态缩减技术，在AVL Power_unit中建立发动机的虚拟样机，结合柔性多体动力学和弹性流体动力润滑理论，对曲轴轴承系统进行润滑计算和影响因素研究，获得轴承的最小油膜厚度、油膜压力大小及分布、摩擦损失等结果，分析了轴承半径间隙、供油孔开设位置、供油槽宽度、曲轴离心力矩平衡率等因素对润滑特性的影响。同时，基于动力学计算的载荷进行了曲轴疲劳强度的分析。结果表明，初始设计的连杆大头轴承润滑特性满足指标要求，主轴承润滑情况较差，而曲轴的最小疲劳安全系数为1.11，需进一步强化。因此，文章对曲轴轴承整体开展了基于近似模型的优化研究，以轴承的总摩擦损失功最小、曲轴质量最轻为优化目标，以轴承最小油膜厚度大于0.6μm、曲轴疲劳安全系数大于1.3为约束条件。经优化后，轴承的总摩擦损失降低了27.4%。最后，本文通过曲轴的模态试验与弯曲疲劳试验，验证了有限元模型的准确性以及曲轴的强度可靠性。