在柴油机的工作过程中，与高温高压燃气直接接触的活塞的热负荷特性是柴油机预测设计与负荷特性分析中的关键研究内容。现阶段，有限元仿真分析技术是进行活塞热负荷研究的主要技术手段。作为有限元计算过程中重要的边界条件之一，活塞表面的换热系数将直接影响最终计算结果的准确性。
　　本文以“准确的计算活塞各表面换热系数”为目的，完成了活塞传热过程分析计算、测试系统设计、活塞温度场和热流密度场分析、活塞表面换热系数的计算与分析等四部分研究内容。本课题根据传热公式推导活塞热传导过程的计算方法，并对活塞模型进行了简化，通过有限差分方法和牛顿冷却公式计算得到该点的换热系数的计算方法，并通过分析计算确定在计算过程中的网格尺寸应调整至0.4mm；根据活塞瞬态温度场的特点和传热计算中的数据采集要求，设计开发了针对活塞表面瞬态温度测量的测试方案和实时数据无线传输方案，对测试系统的硬件和各类传感器进行了详细介绍，并针对系统各部分功能展开了验证试验，最终完成了样机试验；对柴油机活塞进行有限元分析，计算得到活塞表面的温度场，并利用瞬态测试试验所得测量结果对有限元模型进行修正，对活塞的稳态温度场、瞬态温度场、热流密度场及活塞轴向温度分布进行了分析，并对活塞燃气侧表面瞬态换热系数三维分布情况进行了求解与分析，并对其余表面的换热系数进行了分析，确定了各表面的换热系数的计算方法，并基于PA6柴油机对Woschni公式和Seal公式进行了修正，确定了基于该机型的准确经验公式。
　　通过对本文的研究方案进行了归纳和总结，由于该方案并不单独依赖于活塞的结构参数，所以同样适用与不同种类的柴油机活塞和燃烧室其余部件的换热系数的确定，为准确确定活塞表面换热系数提供了一种有效的解决方案。