伴随着金融危机对中国汽车市场的影响逐渐减弱以及从2009年开始国家出台的一系列鼓励汽车产业发展的政策，使得中国汽车及发动机产业蓬勃发展。而且伴随着排放法规的日益严格，发动机的设计开发变得至关重要。本文以正向开发的某款车用柴油机为研究对象，通过CAE有限元分析预测发动机机体的变形及其对排放的影响。首先，建立CAD整机模型和有限元模型。这个过程包括对模型的合理简化与模型结构离散化，模型简化要遵循有利于有限元计算的原则，模型离散化要考虑和CFD缸内流动计算网格以及CFD冷却水套计算网格相映射的原则。其次，本文不仅需要加载螺栓预紧力、爆发压力等机械载荷，同时需要考虑水套冷却场以及缸内燃烧热应力场，从而做到全面而准确的发动机实际工况分析。特别是探索性的结合燃烧系统开发，将缸内流动边界条件引入到固体结构分析中来，真正意义上实现热固耦合。在有限元分析过程中，本文不仅研究了机械载荷工况下缸孔变形，同时研究了热固耦合工况下机体刚度、强度、缸孔变形、热负荷等。仿真分析结果表明，缸体表面部分主要受到压应力的作用，在热机状态下缸体最小主应力最大值为556MPa，机体最小安全系数1.13，水套最小安全系数1.18，缸口筋最小面压71.58MPa，油、水筋最小线载荷为123.2N/mm，缸口筋的缸垫振幅最大值为13.6微米，以上各项分析指标均满足设计要求。同时本文着重的分析了缸盖垫压缩特性对缸孔变形的影响，结果表明缸盖垫压缩特性主要影响缸孔三阶、四阶、六阶变形，且不同压缩特性对缸孔变形影响较大。然后，为了更加准确地预测车用柴油机优化升级和正向开发过程中缸孔变形对发动机性能的影响，在基于三维非线性有限元接触模型的热固耦合数值分析的基础上，根据耦合计算结果，在快速傅立叶变换（FFT）的基础上提出了缸孔变形的评价参数窜气影响系数、拉缸安全系数等，应用此参数可以更加准确的预测缸孔变形对窜气、机油消耗率和拉缸等情况的影响，从而更加准确的指导发动机的正向开发工作。评价结果表明，缸孔正负变形均在允许范围之内，缸套设计合格。最后，外特性试验验证表明发动机扭矩、功率、比油耗等参数是正常的，且未出现拉缸、烧机油、窜气等现象，因此基本可以判断本文对发动机缸体变形的模拟、预测和分析是正确的。