Рис. 5. Трехмерное температурное поле (
◦
С) опытного поршня из алюминиевого
сплава с керамической накладкой из нитрида кремня
T
w
= 234
◦
C наблюдается на относительно небольших поверхностях
только верхнего компрессионного кольца. Очевидно, что в таком слу-
чае опасность лако- и нагарообразования в результате выгорания сма-
зочного масла отпадает.
Температура поверхности поршня в области бобышек и юбки прак-
тически не меняется и остается на уровне
T
w
= 112
. . .
113
◦
C (см.
рис. 5). Низкие температуры в нижней части поршня сохраняются
благодаря небольшому воздушному зазору между теплоизолятором и
алюминиевым корпусом поршня, играющему роль теплового барьера
при теплопередаче от изолятора к корпусу поршня.
Таким образом, применение керамического теплоизолятора не
только снижает температуру, градиенты температуры и тепловые на-
пряжения, но и улучшает условия работы поршневых колец и гильзы,
снижает расход смазочного масла. Следует также заметить, что не-
маловажным фактором является то, что снижаются относительные
потери теплоты в масляную систему. Расчетно-экспериментальные
оценки показывают, что потери теплоты в масляную систему на но-
минальном режиме работы двигателя 1Ч 12/9,6 в случае базового
поршня в тепловом балансе составляют
∼
7
%, а при использовании
поршня с керамической накладкой эти потери снижаются до 3,5%,
т.е. в 2 раза. Если учесть также, что снижение этих потерь приводит к
более простой конструкции и уменьшению габаритных размеров ма-
сляного охладителя, снижению мощности на привод вентилятора, то
становится очевидным, что эти преимущества теплоизолированного
двигателя тоже имеют важное практическое значение.
22 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
