двумя соприкасающимися телами граничное условие IV рода записы-
вается в следующем виде:
λ
1
∂
Т
1
∂n
=
λ
2
∂
Т
2
∂n
;
Т
1
(
x, y, z, τ
) =
Т
2
(
x, y, z, τ
)
.
(3)
Для базового поршня (поршень без теплоизолятора) задача, конеч-
но, упрощается, и применение граничных условий (3) уже не требу-
ется.
Применение нестационарных граничных условий (локальных
мгновенных значений коэффициента теплоотдачи и температуры га-
за) позволяет получить циклически изменяющуюся температуру на
тепловоспринимающей поверхности поршня [3].
Краткое описание разработанных конструкций поршня.
Для
уменьшения тепловых потерь и тепловой защиты теплоизоляция
поршня имеет большее значение, чем теплоизоляция крышки цилин-
дра или гильзы. Это связано с тем, что, во-первых, поршень является
термически наиболее нагруженной деталью, а во-вторых, известно,
что при теплоизоляции только поршня потери теплоты теоретически
могут быть уменьшены на
∼
26
% [3].
В настоящей работе решалась конкретная задача: уменьшение тем-
пературы поршня в зоне компрессионных колец, и особенно в зоне
первого компрессионного кольца, путем установки керамической на-
кладки в целях повышения надежности работы колец и кольцевых
канавок в поршне.
Спроектирован и изготовлен составной поршень с керамической
накладкой, конструкция которой приведена на рис. 1. Составной пор-
шень представляет собой разъемное соединение деталей из материа-
лов (рис. 2) с различными теплофизическими свойствами, которое в
целях повышения его надежности удовлетворяет следующим требова-
ниям.
1. Площадь контакта керамической накладки с корпусом из алю-
миниевого сплава по возможности минимальная.
Рис. 1. Керамическая накладка для поршня, изготовленная из композиционного
материала на основе нитрида кремния
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3 17
