Моделирование теплого состояния базовых теплонапряженных двигателей внутреннего сгорания - сложная задача, которая требует учета множества факторов, включая теплопередачу, механические напряжения и влияние различных условий эксплуатации. В связи с этим статья, посвященная моделированию теплового состояния базовых теплонапряженных деталей двигателей внутреннего сгорания при согласованных граничных условиях теплообмена в сопряжениях, является актуальной. В статье представлены основные аспекты, которые стоит учитывать при проведении указанного моделирования, а также подходы к моделированию теплового и напряженно-деформированного состояний теплонапряженных деталей тепловозного двигателя. При моделировании теплового состояния деталей цилиндропоршневой группы первостепенное значение имеют условия теплообмена в камере сгорания двигателя. Среди многочисленных вариантов формул для определения коэффициента теплоотдачи от горячего газа стенкам камеры сгорания предпочтение отдано формуле Вошни. Разработана конечно-элементная модель гильзы цилиндра и поршня. В результате моделирования получены температурные поля этих деталей. Разработанный программный комплекс позволяет более точно рассчитывать температуру и тепловые нагрузки на теплонапряженные элементы двигателя.
Выполнен краткий анализ мировой тенденции к переходу на использование в современных быстроходных поршневых двигателях сверхмаловязких моторных масел. Отмечен дефицит как научного обоснования, так и методического сопровождения этого перехода. Даны обоснование, формулировка и аналитико-расчетное доказательство гипотезы о существовании предельно малой вязкости смазочных материалов для быстроходных поршневых двигателей. Описана сущность двух новых подходов к разработке метода расчетной оценки предельно малой вязкости моторного масла для обеспечения энергосбережения поршневого двигателя. Выполнены и проанализированы результаты расчета предельно малой высокотемпературной кинематической вязкости моторных масел с использованием входных данных трех известных отечественных моделей быстроходных дизелей. Диапазон полученных значений результатов расчета составил 2,0…6,6 сСт, что позволяет отнести рекомендуемые для этих двигателей смазочные материалы к вязкостному классу SAE 0W-8 обновленного стандарта J300. На примере одного из этих дизелей сделан прогноз повышения удельной топливной экономичности на 2,5 % при переходе со смазывания рекомендованным производителем дизеля средневязким маслом (SAE 5W-30) на сверхмаловязкое (SAE 0W-8) моторное масло.