женного состояния поршня проводилось для реальных конструкций,
использованных в экспериментальных исследованиях, без какого-либо
упрощения, что обеспечивает получение достоверных результатов.
Анализ теплового состояния базового поршня из алюминиево-
го сплава.
На рис. 4 приведены результаты моделирования теплового
состояния стандартного (базового) поршня при работе двигателя на
режиме максимальной мощности. Представляют интерес предельные
значения температуры в характерных точках поршня. Как известно
[3], температура поверхностей поршня, контактирующих со смазоч-
ным маслом минерального происхождения, не должна превышать зна-
чений
T
w
= 220
. . .
240
◦
C. Однако на режиме максимальной нагруз-
ки температура в районе верхнего компрессионного кольца базового
поршня достигает
248
. . .
281
◦
С (см. рис. 3), что может привести к ин-
тенсивному лако- и нагарообразованию в результате оксидации масла.
Максимальную температуру
T
w
= 414
◦
C поршень имеет в цен-
тральной части поверхности огневого днища, что превышает допу-
стимые для алюминиевого сплава температурные границы (
∼
350
◦
С).
Это указывает на опасность возникновения нежелательных послед-
ствий, связанных с изменением структуры материала, ухудшением его
физико-механических свойств, приводящих к появлению трещин и
поломкам детали.
Камера Гессельмана, используемая на исследуемом двигателе,
характеризуется интенсивным движением высокотемпературного ра-
бочего тела в области кромки поршня, особенно в процессах сжатия–
сгорания–расширения. Сильная интенсификация конвективного те-
Рис. 4. Трехмерное температурное поле (
◦
С) базового поршня
20 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
