现代柴油机不断进行着技术的更新，人们对于柴油机在耐久性和使用寿命方面的要求也在不断的提高。随着计算机仿真技术在设计和研发环节的不断深入，传统的大批量的耐久性试验方法很大程度上可以用计算机仿真技术来替代。采取将柴油机仿真模型与整机试验相接合的方式能够更加准确的对柴油机寿命周期的不同阶段的性能进行分析和研究。本文对某一小型柴油机进行了整机仿真模型的建立，用300小时的台架耐久性试验来模拟其寿命周期的使用情况，为试验与仿真相结合的分析方法做好充分的准备。通过这两种方式的接合，可以探寻出柴油机寿命周期中不同阶段的性能变化情况。本文首先对GT-Power软件及其使用流程进行了说明。然后对缸内工作状况的模拟进行了介绍，重点对GT-Power软件仿真过程中缸内的燃烧模型、传热模型、管道流动模型建模的理论进行了解释和分析。接下来就是利用GT-Power软件建立整机的仿真模型，其中主要是各类模块和部件的仿真过程与具体的参数设置。结合柴油机出厂的标定试验参数，对模型进行验证。本文也进行了柴油机耐久性试验的介绍，对耐久性试验的50小时磨合期以及250小时正常工作期的试验方案作了详细的描述，再利用数据统计、趋势图的方法对台架记录的试验数据进行了分析，探寻在柴油机耐久性试验过程中不同阶段的性能的变化规律。将试验过程中对柴油机的状态和主要性能产生影响的因素进行理论和仿真试验设计分析，通过GT-Power软件中的DOE模块找出耐久性试验过程中不同阶段的变量因子对柴油机性能的影响程度，主要是选取了耐久性试验中的额定工况下研究一定范围内的冷却水温度、进气温度、漏气量、摩擦损失等对柴油机主要性能的影响。最终研究得出了在不同的变量因子组合中对动力性、经济性以及其他相关指标影响最大和最小的组合情况。将仿真分析与试验相接合的方法，可以在将来柴油机耐久性和使用寿命的研究领域起到很重要的作用。在研发环节可以用比较小的成本来得到准确的柴油机耐久性的信息，一定程度上也可以对其使用寿命进行预测。