船用柴油机呈现高升功率、高可靠性、低排放和智能化的发展趋势。功率密度的提高导致其热负荷和机械负荷增加,容易造成燃烧室组件故障,影响柴油机的可靠性。为了有效的控制热负荷和机械负荷的破坏作用,提高柴油机的可靠性,需要对燃烧室组件进行传热分析和强度计算,并提出优化设计方案。本文的主要工作内容可以概括为以下几个部分：(1)根据某船用柴油机燃烧室组件传热的特点,建立燃气-燃烧室组件-冷却介质的流固耦合传热模型,进行稳态传热分析。通过计算缸内工作过程得到燃气与燃烧室组件传热的边界条件,计算冷却水流动得到燃烧室组件与冷却水换热的边界条件。以此为边界对燃烧室组件进行稳态热分析,得到其温度场分布。其中,燃烧室组件最高温度为526℃C,位于排气阀盘底面中心。(2)对燃烧室组件进行起动-停车变工况瞬态传热分析。选取25%、50%、75%、85%、100%负荷五个工况点,计算得到燃烧室组件传热的边界条件,计算时顺序加载。起动工况时,燃烧室组件温度随负荷增加而升高,负荷变化15分钟后燃烧室组件温度场趋于稳定。停车工况时,随着负荷降低,冷却效果较好的活塞、缸盖、缸套温度迅速降低,冷却效果相对较差的排气阀组件温度降低缓慢；停车后燃烧室组件仍然处于高温状态,需要继续保持冷却系统运行。(3)柴油机稳定运行在100%负荷时,计算燃烧室组件在一个工作循环内的周期性瞬态传热。计算结果显示,燃烧室壁面温度波动局限于与燃气接触的火力面浅表层,随着距火力面深度的增加,温度波动幅度逐渐降低；燃烧室组件的温度变化与燃气热状态的变化趋势一致,但滞后于燃气温度变化一定的曲轴转角。(4)在流固耦合传热分析的基础上,对活塞进行稳态和瞬态强度分析。认为热负荷影响活塞的应力分布,机械负荷影响活塞的应力波动；根据热-固耦合强度分析,提出了增加振荡冷却孔深度和对冷却腔不规则区域倒角的局部改进方案。