На примере поршня двигателя МеМЗ-2457 выполнено расчетное исследование и рассмотрены особенности температурного состояния тонкостенного поршня бензинового ДВС на стационарном режиме и в переходном процессе. Установлен уровень значений термоупругих напряжений и на этой основе оценена ресурсная прочность тонкостенного поршня по сравнению с массивным поршнем дизеля.

Проанализированы существующие методы оценки ресурсной прочности поршней ДВС. Выполнен анализ конструкции поршня, как ресурсоопределяющей детали, легкомоторного авиационного двигателя и на его основании выбрана методика оценки его ресурсной прочности. Рассмотрены 12-ти и 4-х режимные стационарные модели эксплуатации вертолета, на основании которых разработана нестационарная модель нагружения поршня авиационного ДВС Lycoming IO-390 при его использовании на вертолете. По результатам работы сформулированы вывод о возможности применения этого двигателя на вертолете, рекомендации по уровню ресурсной прочности и продлению его ресурса.

Проанализированы возможности модернизации конструкции поршневой группы на примере двигателя АШ-62, включающей замену материала поршня, изменение геометрии внешней и внутренней поверхностей; изменение количества и конструкции поршневых колец. Предложена конструкция поршня из литой заготовки с необрабатываемой внутренней поверхностью. Приведены результаты сравнительного расчета напряжений поршня в прогретом состоянии, деформаций поршня и гильзы в процессе наброса нагрузки. Показано, что при назначении зазора в сопряжении гильза-поршень достаточно провести стационарный расчет термовоздействия, корректно назначив ГУ по поршню и гильзе.