Un modello di calcolo della lubrificazione a fluido tra spinotto del pistone e biella. Credito:Jun Ishimoto
Un gruppo di ricerca ha creato un metodo di analisi per prevedere le posizioni di usura e grippaggio nelle parti scorrevoli degli spinotti del pistone del motore. La svolta aiuterà a limitare l'usura dei componenti dei mezzi di trasporto e dei macchinari industriali e renderli più efficienti dal punto di vista del consumo di carburante.
I dettagli della loro scoperta sono stati pubblicati nel Journal of Tribology .
I miglioramenti dell'efficienza dei motori a combustione interna sono necessari se vogliamo superare i loro problemi ambientali e di sostenibilità. I motori alternativi utilizzano pistoni alternativi per estrarre potenza dalla combustione e convertirla in movimento rotatorio. Sono comunemente usati nelle automobili.
La causa più comune di guasto del motore alternativo si verifica quando il film d'olio dell'olio lubrificante si rompe, provocando il contatto delle parti metalliche, con conseguente graffio e adesione. Quando si verifica un tale sequestro, è impossibile avviare il motore.
Gli spinotti dei pistoni e le bielle in costante movimento alternativo e rotante richiedono una lubrificazione fluida. Tuttavia, sono necessari test di carico a lungo termine per verificare le posizioni di usura e grippaggio nella lubrificazione del fluido e si pensava che la previsione o il calcolo di ciò fosse irraggiungibile.
Questo è stato fino a quando il professor Jun Ishimoto ha guidato un gruppo presso l'Istituto di scienza dei fluidi della Tohoku University e Honda Motor Co., Ltd. che ha stabilito il metodo di analisi accoppiata fluido-struttura multifase. Non solo ha simulato e previsto le proprietà tribologiche in condizioni di carico gravose, ma ha anche identificato la diffamazione a forma di arco dello spinotto del pistone come causa del contatto meccanico e del grippaggio sul bordo della biella.
"Grazie a questo metodo di previsione sarà più facile creare linee guida di sicurezza adeguate che aiutino a prevenire danni inutili ai motori delle automobili e ad altri macchinari industriali", ha affermato Ishimoto.
I ricercatori riescono a prevedere in modo computazionale le posizioni di usura e grippaggio nelle parti scorrevoli dei perni dei pistoni del motore. I risultati mostrano le analisi 3D multifase fluido-struttura accoppiate, tenendo conto della deformazione elastica sia dello spinotto del pistone che della biella, e anche la lubrificazione per cavitazione a film sottile con una variazione instabile del canale di flusso. Credito:Jun Ishimoto
