В работе рассматриваются результаты математического моделирования процессов смесеобразования и сгорания в цилиндре тепловозного дизеля с последующим решением сопряженной задачи и оценкой теплонапряженного состояния поршня дизеля 16ЧН26/27. Для математического моделирования рабочего цикла дизеля используется осесимметричная расчетная область, описывающая конфигурацию камеры сгорания в виде сектора 45 градусов.