外加热障涂层的柴油机活塞隔热状态的有限元分析

摘要

为了降低柴油机的散热，调节燃烧室的温度，从而提高柴油机的热效率，可以采用在活塞顶部制备热障涂层的方法。实际实施时采用氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷来作为热障涂层的材料，该材料具有热膨胀系数大，韧性好，导热系数低和相变温度高等特点，有望在活塞频率高，温差大的苛刻工况下工作。本文运用通用有限元分析软件ANSYS研究了不同覆盖面积和不同厚度的热障涂层对活塞工作温度和热效率的影响。结果表明，活塞顶部工作温度随热障涂层厚度和宽度的增加而提高，外加了热障涂层的活塞其散热也比普通活塞有所降低，当涂层厚度为1.2mm，宽度为18mm时，散热约减少3~5%。