刘 阳，雷基林，邓晰文，牛小强，文 均，温志高

(1.昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室，昆明 650500；2. 成都银河动力有限公司，成都 610505)

0 概述

柴油机不断向高强化、轻量化、紧凑化、低排放等方向发展，单位时间内放热量大幅度增加，缸内温度和压力急剧升高，缸内环境逐渐恶化[1-4]。活塞作为柴油机缸内的核心零部件，所承受的热冲击越来越高，严重影响柴油机活塞工作的可靠性与耐久性。将热障涂层(thermal barrier coatings， TBC)应用到柴油机活塞上，已成为解决柴油机活塞热负荷较高问题的一种途径。因此开展基于热障涂层的柴油机活塞热分析研究，对降低活塞热负荷，延长活塞疲劳寿命及优化活塞运动学、动力学性能具有重要意义。

国内外学者针对TBC活塞开展了众多研究。文献[5]中采用等离子喷涂法在铝活塞顶面喷涂0.33 mm厚度的氧化锆陶瓷层，研究发现活塞第一环槽处平均温度下降12 ℃。文献[6]中研究表明喷涂热障陶瓷的铝合金活塞和钢制活塞的头部温度分别下降48%和35%。文献[7]中通过道路试验研究装有 TBC活塞的发动机性能，表明发动机性能得到了提升。文献[8]中通过单缸汽油机试验研究发现，TBC活塞最多能减少汽油机冷起动43.2%的HC排放。文献[9]中通过试验研究表明，陶瓷涂层能够抑制NOx的形成，减少有害气体的排放。综上，TBC活塞的研究主要集中在热障涂层对活塞基体温度场、发动机热效率、燃油经济性及排放性能的影响等方面，但对TBC活塞系统的热负荷和热变形研究较少。

为此，本文……