第36卷(2014)第3期综述与机型
柴油机 Diesel Engine
适度隔热发动机的发展
张全中，魏志明
（中国北方发动机研究所，天津300400）
Vol. 36( 2014) No. 3
摘要：适度隔热发动机的概念是指对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理，如此燃烧室表面向冷却水的传热减少，可以显著减小发动机冷却系统的整体尺寸。对表面隔热技术和适度隔
热技术对发动机性能的影响进行了介绍和分析；并探讨了适度隔热发动机的发展方向。关键词：适度热发动机；性能；隔热材料
中图分类号：TK421
文献标识码：A
文章编号：10014357(2014)03000703
Development ofProperThermalInsulationEngine
Zhang Quanzhong, Wei Zhiming
( China North Engine Research Institute , Tianjin 300400)
Abstract : Proper thermal insulation engine is an engine applying heat isolating technique to the main parts of combustion chamber. When the engine is operating, the heat transferred from the surface of combustion chamber to cooling water is reduced, thus the dimension of the whole engine cooling system could be re-duced. The thermal insulation technology and influence of proper themal insulation engine on engine perform-ance are introduced and analyzed, and the development trend of proper thermal insulation engine is discussed. Keywords: proper thermal insulation engine; performance; thermal insulation material
0前言
适度隔热发动机是指对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理的发动机。采取隔热处理后，发动机工作时，通过燃烧室表面传向冷却水的热量减少，相应地由冷却水带走的传热损失也减小，可以显著减小发动机冷却系统的整体尺寸。
从理论的角度提出隔热发动机的设想由来已久，但真正实现则与材料科学的发展分不开。20 世纪60年代出现的碳化硅和氮化硅结构陶瓷，为柴油机应用陶瓷材料展现了良好的前景。金属表面等离子喷涂氧化锆工艺，也为柴油机燃烧室表面隔热提供了可行的方法。20世纪70年代，美国康明斯公司为美军研制低散热发动机是公认的隔热发动机产品研发的开端。
收稿日期：2014-01-20
基金项目：“863高技术项目资助(2012AA111709），
我国适度隔热发动机的研究起步较国外晚，且主要研究方向是民用柴油机，主要解决沙漠缺水地区的发动机使用问题。许多单位在陶瓷材料，喷涂工艺、发动机性能研究等方面进行了大量的工作。
燃烧室表面隔热技术 1.1
隔热材料
热障涂层是利用陶瓷材料热导率低、抗氧化耐热冲击等特性制备的热绝缘陶瓷层，在高温载荷下，形成沿涂层厚度的高温梯度，减弱向基体的传热，从而降低基体的工作温度，提高基体的抗高温氧化、抗腐蚀和抗磨损性能。金属钻结层起到陶瓷涂层和基体物理兼容性的作用[1-4]。但普通隔热陶瓷材料的机械强度、耐热性、耐循环性、耐久性和寿命都很难满足要求，如此，功能梯度材料应运而生。
作者筒介：张全中（1982-），男，助理研究员，研究方向为发动机设计与开发，E-mail：Xiaoge321@163.com