热障涂层对活塞材料平板温度场的影响规律研究

葛广彬; 王龙飞; 缪奇峰; 张宇; 刘震涛

车用发动机 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (2) : 53-60.

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葛广彬¹，王龙飞²，缪奇峰¹，张宇³，刘震涛¹

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Influence of Thermal Barrier Coatings on Temperature Field of Piston Material Plate

GE Guangbin¹,WANG Longfei²,MIAO Qifeng¹,ZHANG Yu³,LIU Zhentao¹

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摘要

为了简化隔热涂层对活塞温度场影响研究的试验设计方案，并给实际活塞的隔热涂层设计提供设计依据，以活塞材料制成的平板为研究对象，通过数值仿真分析和试验验证的方法，探究隔热涂层对平板表面温度场的影响规律，并对某型汽油机平顶活塞进行仿真计算，分析活塞表面形状的影响，验证平板研究中所获规律对活塞模型的适用性。结果表明，数值分析结果与试验所得规律有着很好的吻合度，两者的误差在10%以内；活塞设计中可利用仿真方法进行初步计算，用以指导试验设计，优化试验温度测量布点，降低试验工作量及成本；隔热涂层对活塞材料制成的平板有着显著的隔热效果，涂层的导热系数越小，厚度越大，隔热效果越佳；选用热障涂层时应优先考虑导热系数小于8 W/(m·K)的材料, 且对于ZrO₂ 涂层，厚度每增加0.1 mm，活塞基体表面温度降低4~5 K，尤其厚度在0.2~0.4 mm段隔热效果改善最为显著。

导出引用

葛广彬，王龙飞，缪奇峰，张宇，刘震涛. 热障涂层对活塞材料平板温度场的影响规律研究[J]. 车用发动机. 2023, 0(2): 53-60

GE Guangbin,WANG Longfei,MIAO Qifeng,ZHANG Yu,LIU Zhentao. Influence of Thermal Barrier Coatings on Temperature Field of Piston Material Plate[J]. Vehicle Engine. 2023, 0(2): 53-60