我国农用单缸柴油机受使用对象及用途的限制,其整体的性能提升,应优先选择不过多增加柴油机成本就能达到优化的技术措施。本课题提出了一种新的整体式燃烧室,这种新型燃烧室融合了直喷式燃烧室与分隔式燃烧室的优点。然而新型燃烧室面容比大,存在着比较大的散热损失,同时其活塞顶部形状突变部位增加,受到高温混合燃气压力、摩擦力、往复惯性力以及侧推力等载荷周期性的作用,随之可能导致活塞产生开裂、活塞环胶结、拉缸等,极大地危害活塞部件运转可靠性和使用耐久性。改变传统经验公式的第三类边界条件取值,采用CFD数值计算获得新型燃烧室不同曲轴转角下活塞关键位置的温度及传热系数分布,改变以往函数加载的方式,采用活塞销辅助约束的施加方案,进行了新旧研究方法的比较,验证了新方法的可行性。研究结果表明,标定工况下,新型燃烧室整体上的综合应力和变形均在活塞材料允许的范围之内,但是新型燃烧室喉口下沿的缩口区域温度分布很不均匀,易导致应力集中；其第一环槽的平均温度已经超过润滑油结胶温度,在此工作条件下长时间运转可能导致出现活塞环胶结,破坏正常的配合间隙,环岸断裂等现象。新型燃烧室增加泄油孔通道后,由于得到有效的冷却,对活塞最高温度、第一环槽温度以及内腔顶部中央高温有一定的降低缓解效用。在热机耦合作用下,在活塞顶面的变形,热变形占据了主导地位,而活塞销座的销孔上沿处因受到活塞热变形的影响作用,与仅承受机械载荷时的相比较,大大缓解其应力集中的现象。另外,本文探讨了新型燃烧室及有无泄油孔通道的活塞在低频热疲劳下的影响,从而为该类型的活塞设计与改进提供一定的理论依据和参考,同时减少盲目性和实验成本,提高设计效率。