本文针对CY4102BZL增压中冷柴油机集中出现的气缸盖裂纹故障,通过电测技术的先期测试及分析、断口的失效分析和其后的原方案有限元计算,从多角度综合判断了该气缸盖的失效原因:该种气缸盖在爆发压力大幅度提高的前提下,缸盖顶板结构不能有效地协调变形,从而导致裂纹由水腔内部萌生进而扩展至顶部,是机械负荷引起的断裂故障。 结构上的进一步完善是解决气缸盖断裂问题的最终手段。我们从气缸盖的基本承力结构入手,仔细研究了气缸盖在预紧工况和承受最高燃气压力工况下可能的变形趋势,以及由此产生的高应力区域分布、变形的规律,尤其是两个气缸盖断裂区域的应力状态和变形,分别提出了几个改进方案,以期用最小的工艺代价来最大限度地提高该气缸盖的强度和可靠性。为准确地得到量化的改进数据,尤其是断裂区域裂纹源处的应力值大小和应力方向,利用了有限元法对原气缸盖严格按照图纸的要求创建了数学模型,并随后在原模型的基础上加以改进体现出改进方案的技术思路。通过有限元原方案的计算并利用电测数据进行验证,首先证明了计算结果的真实可靠和原有应力状态。然后通过对几个方案的对比计算,定量的判断出改进方案在断裂区域上下表面的应力梯度与原方案相比有大幅度的下降,缸盖的总体应力水平、变形趋于合理。通过可靠性分析,F3是结构改进的最佳方案,能够满足目前缸盖的使用要求。