柴油机工作过程中,工作环境最恶劣、工作条件最严酷的零部件之一就是在气缸里进行往复运动的活塞。柴油机的工作可靠性与使用耐久性,在很大程度上受限于活塞的工作情况。活塞的工作温度很高,并在很高的机械负荷下高速滑动,同时润滑不良,这决定了它遭受强烈的磨损,并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等故障。实践经验证明,活塞的寿命决定了柴油机的修理间隔。在大功率强化柴油机中,活塞的热负荷往往限制了柴油机的强化潜力,对活塞进行精确的热损伤分析是柴油机设计、强化过程中必不可少的一个环节。开展柴油机活塞热损伤研究的工作过程中,准确评估其热状态是进行热损伤设计的基础,如何对活塞振荡冷却油腔换热边界条件精确确定,成为制约柴油机活塞热状态确定的关键问题和技术难点。采用仿真方法计算活塞热负荷,由于缺少必要的试验评价手段,拟利用活塞振荡冷却油腔试验台开展活塞振荡油腔流-固-热耦合边界条件的验证。本文首先通过搭建活塞振荡冷却油腔试验台,测量活塞相关部位的温度值以及活塞振荡油腔的有效流量；然后对活塞振荡油腔进行喷油冷却CFD计算,通过活塞振荡油腔的有效流量对仿真模型进行准确性验证,得到振荡油腔换热边界条件；对活塞顶部进行热风流动仿真计算,得到活塞顶部换热边界条件；最后通过经验公式对活塞裙部、活塞环等部位的换热系数进行设定,求解活塞温度场,通过仿真结果与实验结果的对比,验证活塞振荡冷却油腔换热边界条件的准确性,最终解决活塞热状态分析过程中的振荡油腔换热边界条件设定难题。另外,本文不仅通过活塞振荡冷却油腔试验台解决了活塞振荡油腔流-固-热耦合分析过程中振荡油腔换热边界条件设定难题,而且在搭建试验台方面同样提出了几个创新点。一是设计双连杆热电偶测温机构,可以对高速运动的活塞进行温度的测量,并且可以保证热电偶长期有效的进行工作而引线不会折断。二是在单缸柴油机的基础上搭建活塞振荡冷却油腔试验台,简单而有效地解决了传统试验台的动平衡问题,并且更换了带振荡油腔的不同缸径的活塞,在单缸机内部有限的空间内准确而方便的安装了喷油嘴。