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某三缸汽油机在进行冷热冲击试验时出现油水混合的问题，本文通过对可能引起油水混合的原因进行排查，并利用CFD软件对水套内流场和温度场进行分析，发现二、三缸之间气缸垫理论上水量偏小，气缸体水套的铸造误差又堵塞了一部分上水孔，使得实际的上水孔比理论上水量更小，最终导致了气缸盖变形，造成油水混合。通过优化上水孔面积，并合理移动上水孔位置，排除气缸体水套铸造误差引起上水套堵塞的风险。加大各缸之间水流量后，解决了气缸盖散热不足的问题，从数据分析上和实际试验中都满足要求。