为取得更大的经济效益,大型柴油机经常会在过载的条件下工作,这往往会加速活塞顶盖失效,其中顶盖烧蚀是失效的主要形式之一。找出顶盖烧蚀原因并采取适当措施对延长顶盖使用寿命、提高柴油机生产效率以及降低能源消耗具有深远意义。本文对柴油机活塞顶盖失效表面进行了微观测试分析；阐述了活塞顶盖失效的主要部位、烧蚀形貌及其失效影响因素；采用GAMBIT软件建立了6240ZC型柴油机三维燃烧室模型,并对其进行网格划分；利用Fluent软件对其喷油燃烧过程进行数值模拟,根据所得到的压力场、温度场以及速度场分布来分析活塞顶盖烧蚀原因；最后,计算不同喷油量情况下燃烧室内各场分布,分析不同过载量对活塞顶盖烧蚀的影响。本研究得到的结论有：1、燃油雾化不良使其与空气不能完全接触,燃烧不充分,使顶盖表面产生积碳,雾化或未经完全雾化的油束对燃烧室表面存在冲蚀作用,所产生的凹坑和麻点增大了接触面积,从而加速表面烧蚀；2、模拟计算时,使用自适应性较强的非结构化网格是解决复杂结构燃烧室模拟计算的有效方法；3、燃油一次喷射燃烧及二次喷射燃烧使缸内温度、压力迅速升高,缸内平均压力可升高至7.2MPa,顶盖表面温度分布不均,高温区域主要集中在气阀附近的凹肩处,其瞬时高温值可达3600K,且存在垂直于顶盖表面的高速粒子冲击,粒子速度瞬时可达500m/s以上,使顶盖表面在喷油燃烧阶段最易烧蚀,模拟计算所得的局部高温区域与实际烧蚀部位较好吻合；4、喷油量越大,油液雾化质量越差。燃烧室内的温度、压力以及流速均随着流量的增大而增大,且其增大趋势随着喷油量的增大而减小,这使提供给活塞做功的能量减小,燃油势必不能充分燃烧。研究表明,适当的喷油量能够改善雾化状况,促进燃烧,增加柴油机的使用寿命。