Подробная картина температурного поля керамической накладки
(рис. 6) показывает, что минимальная ее температура
T
w
= 237
◦
C
получается на поверхности ее нижней части, соединяющей с алю-
миниевым корпусом. Как видно, градиенты температуры возникают
в основном в нижней кольцевой части керамической накладки, а не
в огневом днище, что можно объяснить наличием контакта с алю-
миниевым корпусом поршня, играющего теплоотводящую роль. Как
было отмечено, над нижним торцом керамической накладки имеется
воздушная прослойка, отделяющая керамическую деталь от алюми-
ниевого корпуса и играющая роль теплового барьера. Наличие этого
промежуточного слоя воздуха обусловливает накопление подводимой
тепловой энергии в периферийной части накладки и температурное
поле в этой области более равномерное (
T
w
= 612
. . .
659
◦
C).
Тепловое состояние опытного составного поршня из алюмини-
евого сплава с керамической накладкой из нитрида кремния и
вставкой из серого чугуна.
В этой конструкции теплоизолирующая
накладка, изготовленная из композиционного материала на основе ни-
трида кремния методом горячего прессования, крепится к юбке алю-
миниевого поршня механическим способом с помощью цилиндриче-
ской вставки из чугуна и проходящих через эту вставку четырех бол-
тов. Кроме чугунной вставки поршень имеет также соединительную
вставку, представляющую собой чугунное цилиндрическое кольцо с
внутренним
d
1
= 52
мм и внешним
d
2
= 80
мм диаметрами и высотой
h
= 15
,
2
мм. Конечно, соединительное кольцо может оказать влия-
ние на температурное поле огневого днища поршня. В связи с этим
были проведены численные эксперименты в целях определения роли
чугунного кольца в теплонапряженном состоянии опытного поршня.
Результаты этих исследовании приведены на рис. 7.
Рис. 6. Трехмерное температурное поле (
◦
C) керамической накладки из нитрида
кремния без чугунной вставки
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3 23
