Un modelo de cálculo de lubricación fluida entre el pasador del pistón y la biela. Crédito:Jun Ishimoto
Un grupo de investigación ha creado un método de análisis para predecir las ubicaciones de desgaste y agarrotamiento en las partes deslizantes de los pasadores de pistón del motor. El avance ayudará a limitar el desgaste de los componentes de la maquinaria industrial y de transporte y los hará más eficientes en el consumo de combustible.
Los detalles de su descubrimiento se publicaron en el Journal of Tribology .
Las mejoras en la eficiencia de los motores de combustión interna son necesarias si queremos superar sus problemas ambientales y de sostenibilidad. Los motores alternativos utilizan pistones alternativos para extraer energía de la combustión y convertirla en movimiento de rotación. Se utilizan comúnmente en automóviles.
La causa más común de falla del motor alternativo ocurre cuando la película de aceite del aceite lubricante se rompe, lo que hace que las partes metálicas entren en contacto, lo que provoca raspaduras y adherencias. Cuando ocurre una convulsión de este tipo, es imposible arrancar el motor.
Los pasadores de pistón y las bielas en constante movimiento alternativo y giratorio requieren una lubricación fluida. Sin embargo, se necesitan pruebas de carga a largo plazo para verificar las ubicaciones de desgaste y agarrotamiento en la lubricación fluida, y se pensó que predecir o calcular esto era inalcanzable.
Eso fue hasta que el profesor Jun Ishimoto dirigió un grupo en el Instituto de Ciencias de Fluidos de la Universidad de Tohoku y Honda Motor Co., Ltd. que estableció el método de análisis acoplado de estructura de fluido multifásico. No solo simuló y predijo las propiedades tribológicas en condiciones de carga severas, sino que también identificó la difamación en forma de arco del pasador del pistón como la causa del contacto mecánico y el agarrotamiento en el borde de la biela.
"Las pautas de seguridad adecuadas que ayuden a prevenir daños innecesarios a los motores de automóviles y otra maquinaria industrial serán más fáciles de crear gracias a este método de predicción", dijo Ishimoto.
Los investigadores lograron predecir computacionalmente las ubicaciones de desgaste y agarrotamiento en las partes deslizantes de los pasadores del pistón del motor. Los resultados muestran los análisis de estructura de fluidos multifásicos en 3D acoplados, teniendo en cuenta la deformación elástica tanto del pasador del pistón como de la biela, y también la lubricación por cavitación de película delgada con una variación de canal de flujo inestable. Crédito:Jun Ishimoto