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  • Previsão computacional de onde o desgaste ocorrerá nos motores

    Um modelo de cálculo de lubrificação fluida entre o pino do pistão e a biela. Crédito:Jun Ishimoto

    Um grupo de pesquisa criou um método de análise para prever locais de desgaste e desgaste nas peças deslizantes dos pinos do pistão do motor. O avanço ajudará a limitar o desgaste dos componentes de transporte e máquinas industriais e torná-los mais eficientes em termos de combustível.
    Os detalhes de sua descoberta foram publicados no Journal of Tribology .

    Melhorias na eficiência dos motores de combustão interna são necessárias para superar seus problemas ambientais e de sustentabilidade. Os motores alternativos usam pistões alternativos para extrair energia da combustão e convertê-la em movimento rotacional. Eles são comumente usados ​​em automóveis.

    A causa mais comum de falha do motor alternativo ocorre quando a película de óleo do óleo lubrificante se rompe, fazendo com que as peças metálicas entrem em contato, resultando em arranhões e aderência. Quando tal apreensão acontece, é impossível ligar o motor.

    Pinos de pistão e bielas em constante movimento alternativo e rotativo requerem lubrificação fluida. No entanto, testes de carga de longo prazo são necessários para verificar os locais de desgaste e emperramento na lubrificação fluida, e prever ou calcular isso era considerado inatingível.

    Isso foi até o professor Jun Ishimoto liderar um grupo no Instituto de Ciências dos Fluidos da Universidade de Tohoku e na Honda Motor Co., Ltd. que estabeleceu o método de análise acoplada de estrutura de fluido multifásica. Ele não apenas simulou e previu propriedades tribológicas sob condições severas de carregamento, mas também identificou a difamação em forma de arco do pino do pistão como a causa do contato mecânico e travamento na borda da biela.

    “Diretrizes de segurança adequadas que ajudam a evitar danos desnecessários a motores de automóveis e outras máquinas industriais serão mais fáceis de criar graças a esse método de previsão”, disse Ishimoto.

    Os pesquisadores conseguiram prever computacionalmente os locais de desgaste e apreensão nas peças deslizantes dos pinos do pistão do motor. Os resultados mostram as análises acopladas 3D multifásicas fluido-estrutura, considerando a deformação elástica tanto do pino do pistão quanto da biela, e também a lubrificação por cavitação de filme fino com uma variação instável do canal de fluxo. Crédito:Jun Ishimoto
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