活塞作为柴油机重要零部件之一,在承受巨大机械负荷的同时,其顶面还要受高温燃气的周期性加热作用,高热负荷使其成为了发动机中故障最多的零部件之一。若活塞温度过高会造成活塞环卡死、润滑油结焦、活塞局部变形或断裂等问题,十分有必要对活塞进行冷却。活塞冷却特性是影响发动机耐久性、可靠性和经济性的关键因素之一,因此,本文主要针对闭式活塞内冷油腔的振荡冷却特性开展研究。本文采用FLUENT软件的动网格技术和VOF多相流模型,对内冷油腔振荡冷却过程进行数值模拟,分别在不同曲轴转角、转速和行程条件下模拟圆形、椭圆形和液滴形三种形状的内冷油腔的振荡冷却效果,模拟结果表明,液滴形冷却油腔的平均换热系数最大,冷却效果最好;采用数值模拟的方法研究了液滴形油腔中机油的瞬态振荡流动过程以及平均壁面换热系数,得到了各壁面换热系数随曲轴转角的变化;通过研究了转速、行程和充油率对振荡冷却效果的影响,得到了壁面换热系数随着转速、行程和充油率的变化规律;对转速、行程和充油率进行正交设计分析,并且对正交试验结果进行极差分析,确定了影响振荡冷却效果的主次顺序,得到了最佳设计方案。以冷却效果作为目标,并考虑经济、安全等条件,最终确定最佳充油率为20%,油腔形状应尽量呈细长型,能够减少耗油量并且保证较高的振荡冷却效果。本文的相关研究为活塞内冷油腔的优化设计提供了依据。