本發(fā)明涉及傳熱技術領域，尤其涉及一種隔熱涂層。
背景技術：
內(nèi)燃內(nèi)燃機是一種熱力內(nèi)燃機，它利用燃料在氣缸內(nèi)燃燒所發(fā)出的熱能，以氣體作為介質(zhì)(簡稱工質(zhì))，將熱能轉變?yōu)闄C械能?，F(xiàn)有內(nèi)燃內(nèi)燃機氣缸燃燒室均以鑄鐵為介質(zhì)制成，這樣，與高溫氣體接觸的界面?zhèn)鳠崃看?鑄鐵的導熱系數(shù)為54千卡/米.小時.度)，冷卻熱損值高。排氣溫度高達至700°K，是熱耗的另一大途徑，在壓縮比1：8(汽油內(nèi)燃內(nèi)燃機)、1：20(柴油內(nèi)燃內(nèi)燃機)的情況下，做功沖程的高溫氣體未能充份膨脹而導致熱效率低。此外，活塞側向摩擦力熱耗也占有一定比例，而且極易使活塞機件造成損壞。內(nèi)燃內(nèi)燃機的無功損耗主要為冷卻失熱、排氣熱耗和活塞側向摩擦力熱損這三項，其總和達全量的55～65％。因此，現(xiàn)有內(nèi)燃內(nèi)燃機的總體熱效率僅約30～40％。
現(xiàn)有技術中，將活塞體通過熔接層與陶瓷粘結在一起，結構新穎、簡單，利用陶瓷材料的熔點高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、隔熱性好等特點，提高了內(nèi)燃機的熱效率及功率，節(jié)約燃油，減少尾氣污染，提高活塞使用壽命。或?qū)⑷紵壹捌渌佑|高溫氣體界面涂覆或鑲嵌耐高溫的陶瓷或合金隔熱層、活塞壓縮比提高至1:20(吸氣沖程)以及1:30～50(做功沖程)，曲軸偏置于氣缸中心線3、4象限一側，另外還設有調(diào)節(jié)供油角度的手控機構。由于大幅度降低了熱傳遞損耗、排氣熱損耗、活塞側向摩擦力損耗，并提供燃料燃燒的最佳條件，該內(nèi)燃內(nèi)燃機的總體熱效率可提高至50～60％，從而節(jié)約了燃料能源，并可使用多種燃料油。
但上述方式均會造成一些影響內(nèi)燃機功率的問題，如在活塞燃燒室壁面或燃燒室表面涂覆陶瓷或合金隔熱層，由于陶瓷或金屬的導熱系數(shù)比較大，吸收熱量較多，活塞表面及燃燒室壁面在整個工作過程中一直保持較高的溫度。在換氣過程中，高溫的陶瓷會放熱，對進入氣缸的新鮮空氣進行加熱，導致氣缸內(nèi)吸入的新鮮空氣總量下降，進而導致內(nèi)燃機功率下降。
技術實現(xiàn)要素：
(一)要解決的技術問題
本發(fā)明要解決的技術問題是解決現(xiàn)有的隔熱涂層使活塞燃燒室在工作過程中溫度過高，對換氣過程產(chǎn)生不良影響，進而導致內(nèi)燃機功率下降的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種隔熱涂層，包括隔熱層和絕熱層，所述絕熱層一面與活塞燃燒室的內(nèi)表面連接，另一面涂覆所述隔熱層，所述絕熱層包括泡沫金屬骨架和填充物，所述填充物填充于所述泡沫金屬骨架的孔隙中。
其中，所述填充物為真空、空氣或惰性氣體。
其中，所述隔熱層的材料為陶瓷。
其中，所述泡沫金屬骨架的材料是孔徑2～3mm、孔隙率為70～95％的通孔型Cu。
其中，所述活塞燃燒室的內(nèi)表面包括活塞燃燒室壁面、活塞上表面和缸蓋下表面。
(三)有益效果
本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明隔熱涂層設置在活塞燃燒室的內(nèi)表面，利用絕熱層的泡沫金屬骨架內(nèi)部的多孔結構，孔隙中固定具有低導熱低熱容特點的填充物,并可保證填充物的靜止狀態(tài)，使得隔熱涂層對環(huán)境極好的跟隨性，克服一般隔熱材料持續(xù)高溫表面對換氣過程的負面影響，實現(xiàn)間隙性工作的內(nèi)燃機所需的涂層表面溫度可以迅速適應環(huán)境變化的隔熱涂層；當隔熱層將部分熱量傳遞至絕熱層時，絕熱層能夠存留熱量，保證燃燒室內(nèi)的熱量不會向外導出和擴散，將熱量更加進一步的隔絕在燃燒室內(nèi)，減少內(nèi)燃機冷卻所帶走的熱量,降低燃燒室內(nèi)的熱量損失，提高內(nèi)燃機的熱效率,同時保證內(nèi)燃機的進氣量和功率輸出；絕熱層利用泡沫金屬骨架，降低了高溫部件的熱負荷，提高了內(nèi)燃機的壽命，隔熱層表面和內(nèi)燃機部件表面還同時起到密封泡沫金屬骨架的孔隙的作用，隔熱層還起到保護絕熱層不受高溫沖擊。
本發(fā)明能夠使燃燒室的內(nèi)表面溫度降低較快，減少換氣過程的進氣加熱，使進氣更充分，燃燒更好，能夠提升內(nèi)燃機功率和內(nèi)燃機的排氣溫度，可以改善內(nèi)燃機后處理系統(tǒng)的工作條件，減少后處理系統(tǒng)熱管理所消耗的熱量，同時余熱回收能夠回收更多的能量，有利于能量的合理利用。
除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術問題、構成的技術方案的技術特征以及有這些技術方案的技術特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術特征及這些技術特征帶來的優(yōu)點，將結合附圖作出進一步說明。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例隔熱涂層的結構示意圖。
圖中：1：隔熱層；2：絕熱層；3：活塞燃燒室的內(nèi)表面；21：泡沫金屬骨架；210：孔隙。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的隔熱涂層，包括隔熱層1和絕熱層2，絕熱層2一面與活塞燃燒室的內(nèi)表面3連接，絕熱層2另一面涂覆隔熱層1，絕熱層2包括泡沫金屬骨架21和填充物，填充物填充于泡沫金屬骨架21的孔隙210中。
本發(fā)明隔熱涂層設置在活塞燃燒室的內(nèi)表面，利用絕熱層的泡沫金屬骨架內(nèi)部的多孔結構，孔隙中固定具有低導熱低熱容特點的填充物,并可保證填充物的靜止狀態(tài)，使得隔熱涂層對環(huán)境極好的跟隨性，克服一般隔熱材料持續(xù)高溫表面對換氣過程的負面影響，實現(xiàn)間隙性工作的內(nèi)燃機所需的涂層表面溫度可以迅速適應環(huán)境變化的隔熱涂層；當隔熱層將部分熱量傳遞至絕熱層時，絕熱層能夠存留熱量，保證燃燒室內(nèi)的熱量不會向外導出和擴散，將熱量更加進一步的隔絕在燃燒室內(nèi)，減少內(nèi)燃機冷卻所帶走的熱量,降低燃燒室內(nèi)的熱量損失，提高內(nèi)燃機的熱效率,同時保證內(nèi)燃機的進氣量和功率輸出；絕熱層利用泡沫金屬骨架，降低了高溫部件的熱負荷，提高了內(nèi)燃機的壽命，隔熱層表面和內(nèi)燃機部件表面還同時起到密封泡沫金屬骨架的孔隙的作用，隔熱層還起到保護絕熱層不受高溫沖擊。
本發(fā)明能夠使燃燒室的內(nèi)表面溫度降低較快，減少換氣過程的進氣加熱，使進氣更充分，燃燒更好，能夠提升內(nèi)燃機功率和內(nèi)燃機的排氣溫度，可以改善內(nèi)燃機后處理系統(tǒng)的工作條件，減少后處理系統(tǒng)熱管理所消耗的熱量，同時余熱回收能夠回收更多的能量，有利于能量的合理利用。
其中，填充物為真空、空氣或惰性氣體。本發(fā)明的絕熱層的填充物為真空或靜止的空氣及惰性氣體，利用其低導熱低熱容特點，實現(xiàn)整個隔熱涂層的低導熱低熱容的特性，使隔熱涂層可以迅速適應環(huán)境變化。
其中，隔熱層1的材料為陶瓷。其中，泡沫金屬骨架21的材料是孔徑2～3mm、孔隙率為70～95％的通孔型Cu。泡沫金屬骨架的受熱表面涂覆一層陶瓷材料可保護泡沫金屬免受超高溫的沖擊。本實施例中泡沫金屬骨架選用通孔型Cu,孔隙截面為多邊形，孔隙分布均勻，有利于其低導熱低換熱的性能在活塞燃燒室內(nèi)表面均勻作用。
其中，活塞燃燒室的內(nèi)表面3包括活塞燃燒室壁面、活塞上表面和缸蓋下表面。在活塞燃燒室壁面、活塞上表面及缸蓋下底面涂覆隔熱涂層,減少內(nèi)燃機冷卻所帶走的熱量,提高內(nèi)燃機的熱效率,同時保證內(nèi)燃機的進氣量和功率輸出。
綜上所述，本發(fā)明能夠使燃燒室的內(nèi)表面溫度降低較快，減少換氣過程的進氣加熱，使進氣更充分，燃燒更好，能夠提升內(nèi)燃機功率和內(nèi)燃機的排氣溫度，可以改善內(nèi)燃機后處理系統(tǒng)的工作條件，減少后處理系統(tǒng)熱管理所消耗的熱量，同時余熱回收能夠回收更多的能量，有利于能量的合理利用。
最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。