机体在发动机工作中起着骨架的作用,发动机所有功能的实现都是建立在机体可靠牢固的前提下。近年来,发动机性能不断提升、整车配套需求持续升级,为保证发动机功能的实现,机体需进行强化设计。本文结合轻中型柴油机机体存在的典型失效模式,从可靠性角度论述机体主轴承壁、缸孔、水套、悬置及轻量化的设计理念,提出新技术趋势下的设计优化方案,采用仿真或试验进行验证。采用子模型计算方法,确认了机体主轴承壁螺纹处的裂纹原因,采用增大主轴承螺栓旋合长度与增加机体螺纹处壁厚等方案,强化机体局部结构刚度,通过仿真及机体疲劳试验对优化方案进行了验证。分析缸孔变形形态与失效风险,确认了影响缸孔变形的关键参数,采用缩小缸孔壁厚差、优化缸盖螺栓布置、加强机体顶板刚度等方案进行改进,通过仿真及实际测量对改进前后的缸孔变形进行了对比分析。采用流速、对流换热系数及各缸冷却均匀性等参数评估水套结构对缸孔冷却能力的影响,提出增加布水腔及调整缸垫节流孔等改进方案,通过仿真及测温试验对水套冷却能力进行了对比分析。采用模态频率、振动速度等参数对不同轻量化方案进行评估,确认了机体裙部壁厚以及底部结构对NVH的关键作用,机体设计时应关注关键影响因子,确保轻量化与NVH的平衡,得到轻量化与NVH相匹配的最佳方案。通过对机体悬置处的裂纹失效模式进行仿真分析,确认整车悬置系统变化对机体可靠性的影响,采用优化螺孔位置、加强局部结构刚度等方案对机体进行强化设计,满足整车提出的苛刻的配套需求。