[0001] 本发明涉及传热技术领域，尤其涉及一种隔热涂层。

[0002] 内燃内燃机是一种热力内燃机，它利用燃料在气缸内燃烧所发出的热能，以气体作为介质(简称工质)，将热能转变为机械能。现有内燃内燃机气缸燃烧室均以铸铁为介质制成，这样，与高温气体接触的界面传热量大(铸铁的导热系数为54千卡/米.小时.度)，冷却热损值高。排气温度高达至700°K，是热耗的另一大途径，在压缩比1：8(汽油内燃内燃机)、1：20(柴油内燃内燃机)的情况下，做功冲程的高温气体未能充份膨胀而导致热效率低。此外，活塞侧向摩擦力热耗也占有一定比例，而且极易使活塞机件造成损坏。内燃内燃机的无功损耗主要为冷却失热、排气热耗和活塞侧向摩擦力热损这三项，其总和达全量的55～65％。因此，现有内燃内燃机的总体热效率仅约30～40％。

[0003] 现有技术中，将活塞体通过熔接层与陶瓷粘结在一起，结构新颖、简单，利用陶瓷材料的熔点高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、隔热性好等特点，提高了内燃机的热效率及功率，节约燃油，减少尾气污染，提高活塞使用寿命。或将燃烧室及其他接触高温气体界面涂覆或镶嵌耐高温的陶瓷或合金隔热层、活塞压缩比提高至1:20(吸气冲程)以及1:30～50(做功冲程)，曲轴偏置于气缸中心线3、4象限一侧，另外还设有调节供油角度的手控机构。由于大幅度降低了热传递损耗、排气热损耗、活塞侧向摩擦力损耗，并提供燃料燃烧的最佳条件，该内燃内燃机的总体热效率可提高至50～60％，从而节约了燃料能源，并可使用多种燃料油。

[0004] 但上述方式均会造成一些影响内燃机功率的问题，如在活塞燃烧室壁面或燃烧室表面涂覆陶瓷或合金隔热层，由于陶瓷或金属的导热系数比较大，吸收热量较多，活塞表面及燃烧室壁面在整个工作过程中一直保持较高的温度。在换气过程中，高温的陶瓷会放热，对进入气缸的新鲜空气进行加热，导致气缸内吸入的新鲜空气总量下降，进而导致内燃机功率下降。

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明要解决的技术问题是解决现有的隔热涂层使活塞燃烧室在工作过程中温度过高，对换气过程产生不良影响，进而导致内燃机功率下降的问题。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隔热涂层，包括隔热层和绝热层，所述绝热层一面与活塞燃烧室的内表面连接，另一面涂覆所述隔热层，所述绝热层包括泡沫金属骨架和填充物，所述填充物填充于所述泡沫金属骨架的孔隙中。

[0009] 其中，所述填充物为真空、空气或惰性气体。

[0010] 其中，所述隔热层的材料为陶瓷。

[0011] 其中，所述泡沫金属骨架的材料是孔径2～3mm、孔隙率为70～95％的通孔型Cu。

[0012] 其中，所述活塞燃烧室的内表面包括活塞燃烧室壁面、活塞上表面和缸盖下表面。

[0013] (三)有益效果

[0014] 本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明隔热涂层设置在活塞燃烧室的内表面，利用绝热层的泡沫金属骨架内部的多孔结构，孔隙中固定具有低导热低热容特点的填充物,并可保证填充物的静止状态，使得隔热涂层对环境极好的跟随性，克服一般隔热材料持续高温表面对换气过程的负面影响，实现间隙性工作的内燃机所需的涂层表面温度可以迅速适应环境变化的隔热涂层；当隔热层将部分热量传递至绝热层时，绝热层能够存留热量，保证燃烧室内的热量不会向外导出和扩散，将热量更加进一步的隔绝在燃烧室内，减少内燃机冷却所带走的热量,降低燃烧室内的热量损失，提高内燃机的热效率,同时保证内燃机的进气量和功率输出；绝热层利用泡沫金属骨架，降低了高温部件的热负荷，提高了内燃机的寿命，隔热层表面和内燃机部件表面还同时起到密封泡沫金属骨架的孔隙的作用，隔热层还起到保护绝热层不受高温冲击。

[0015] 本发明能够使燃烧室的内表面温度降低较快，减少换气过程的进气加热，使进气更充分，燃烧更好，能够提升内燃机功率和内燃机的排气温度，可以改善内燃机后处理系统的工作条件，减少后处理系统热管理所消耗的热量，同时余热回收能够回收更多的能量，有利于能量的合理利用。

[0016] 除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

[0017] 图1是本发明实施例隔热涂层的结构示意图。

[0018] 图中：1：隔热层；2：绝热层；3：活塞燃烧室的内表面；21：泡沫金属骨架；210：孔隙。

[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0021] 此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

[0022] 如图1所示，本发明实施例提供的隔热涂层，包括隔热层1和绝热层2，绝热层2一面与活塞燃烧室的内表面3连接，绝热层2另一面涂覆隔热层1，绝热层2包括泡沫金属骨架21和填充物，填充物填充于泡沫金属骨架21的孔隙210中。

[0023] 本发明隔热涂层设置在活塞燃烧室的内表面，利用绝热层的泡沫金属骨架内部的多孔结构，孔隙中固定具有低导热低热容特点的填充物,并可保证填充物的静止状态，使得隔热涂层对环境极好的跟随性，克服一般隔热材料持续高温表面对换气过程的负面影响，实现间隙性工作的内燃机所需的涂层表面温度可以迅速适应环境变化的隔热涂层；当隔热层将部分热量传递至绝热层时，绝热层能够存留热量，保证燃烧室内的热量不会向外导出和扩散，将热量更加进一步的隔绝在燃烧室内，减少内燃机冷却所带走的热量,降低燃烧室内的热量损失，提高内燃机的热效率,同时保证内燃机的进气量和功率输出；绝热层利用泡沫金属骨架，降低了高温部件的热负荷，提高了内燃机的寿命，隔热层表面和内燃机部件表面还同时起到密封泡沫金属骨架的孔隙的作用，隔热层还起到保护绝热层不受高温冲击。

[0024] 本发明能够使燃烧室的内表面温度降低较快，减少换气过程的进气加热，使进气更充分，燃烧更好，能够提升内燃机功率和内燃机的排气温度，可以改善内燃机后处理系统的工作条件，减少后处理系统热管理所消耗的热量，同时余热回收能够回收更多的能量，有利于能量的合理利用。

[0025] 其中，填充物为真空、空气或惰性气体。本发明的绝热层的填充物为真空或静止的空气及惰性气体，利用其低导热低热容特点，实现整个隔热涂层的低导热低热容的特性，使隔热涂层可以迅速适应环境变化。

[0026] 其中，隔热层1的材料为陶瓷。其中，泡沫金属骨架21的材料是孔径2～3mm、孔隙率为70～95％的通孔型Cu。泡沫金属骨架的受热表面涂覆一层陶瓷材料可保护泡沫金属免受超高温的冲击。本实施例中泡沫金属骨架选用通孔型Cu,孔隙截面为多边形，孔隙分布均匀，有利于其低导热低换热的性能在活塞燃烧室内表面均匀作用。

[0027] 其中，活塞燃烧室的内表面3包括活塞燃烧室壁面、活塞上表面和缸盖下表面。在活塞燃烧室壁面、活塞上表面及缸盖下底面涂覆隔热涂层,减少内燃机冷却所带走的热量,提高内燃机的热效率,同时保证内燃机的进气量和功率输出。

[0028] 综上所述，本发明能够使燃烧室的内表面温度降低较快，减少换气过程的进气加热，使进气更充分，燃烧更好，能够提升内燃机功率和内燃机的排气温度，可以改善内燃机后处理系统的工作条件，减少后处理系统热管理所消耗的热量，同时余热回收能够回收更多的能量，有利于能量的合理利用。

[0029] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。