Підвищення вимог до конструкцій сучасних ДВЗ пов’язано, насамперед, зі збільшенням рівня форсування, поліпшенням економічних та екологічних показників ДВЗ.
При цьому удосконалення існуючих та розробка перспективних конструкцій ДВЗ не можлива без використання CAD/CAE/CAM-технологій, які дозволяють у стислі терміни розробити працездатну конструкцію деталі, вузла і двигуна в цілому. Цим забезпечується потрібний рівень якості та конкурентоспроможність розробки.
Розвиток новітнього двигунобудування вимагає проведення комплексних досліджень теплонапруженого стану (ТНС) найбільш навантажених деталей камери згоряння. В першу чергу до таких деталей можна віднести головку циліндрів, її окремі зони, а також деталі випускного клапанного вузла.
Проведення ідентифікації розрахункових моделей, що дозволить зробити достовірні висновки про якісні і кількісні зміни складових теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів, які спостерігаються при зростанні рівня форсування у сучасних ДВЗ.
Перспективний рівень форсування автотракторних дизелів по середньому ефективному тиску Ре досягає та перевищує 1,8 - 2,1 МПа, а для тепловозних - Ре = 2,1 - 2,3 МПа. Такий високий рівень форсування, у порівнянні з минулими роками (для автотракторних Ре = 1,1 МПа, тепловозних Ре = 1,2 МПа) неминуче погіршує умови роботи деталей камери згоряння внаслідок суттєвого збільшення величини складових теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів.
Дослідженням теплообмінних процесів в головці циліндрів та клапанному вузлі займались такі відомі вчені, як проф. Г.Б. Розенбліт, проф. М.Д. Чайнов, проф. М.Х. Дяченко, проф. О.К. Костін, проф. А.Ф. Шеховцов, проф. Є.І. Третяк та інш. В роботах цих авторів увага приділялася аналізу теплового стану деталей клапанного вузла та головки циліндрів. При цьому невизначеними залишалися умови протікання теплообмінних процесів в парі стрижень клапана - направляюча втулка, в зоні міжклапанної перетинки головки циліндрів та вплив на ці процеси такого засобу поліпшення теплонапруженого стану, як локальне охолодження.
Оскільки інформація про вирішення кола окреслених питань саме таким шляхом у літературних джерелах практично відсутня, то тему та відповідні дослідження, які складають зміст дисертації, слід вважати актуальними.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Робота виконана на кафедрі ДВЗ НТУ “ХПІ” у рамках бюджетної теми МОН України “Розробка узагальненої теорії та методів підвищення тривалої міцності та ресурсної безвідмовності перспективних транспортних двигунів внутрішнього згоряння вітчизняного виробництва” 2006 - 2008 рр. (ДР № 0106U005156), здобувач був виконавцем розділів IV, VIII, XI.
