Análisis termoestructural de un pistón de motor de combustión interna con recubrimiento térmico

Abstract

Los pistones de los motores de combustión son componentes que están expuestos a altos esfuerzos, producto del proceso de combustión. Una de las tecnologías usadas en los pistones para reducir los esfuerzos es el empleo de barreras térmicas protectoras, las cuales los protegen aislándolos de las altas temperaturas. En este trabajo, se realizaron análisis numéricos termomecánicos de un pistón de un motor de combustión interna empleando distintos materiales como barrera térmica. Los materiales estudiados fueron ZrO2-8%Y2O3, La2Zr2O7 y 3A2O3-2SiO2. Se empleó el método de elemento finito donde condiciones de carga de temperatura y presión fueron aplicadas al pistón. Los resultados se analizaron en términos de los campos de temperatura y esfuerzos de tensión-compresión de Von Mises. Los resultados permitieron determinar el desempeño de las TBCs e identificar la más viable para el pistón en términos de aislamiento térmico y generación de esfuerzos.