Un modèle de calcul de lubrification fluide entre axe de piston et bielle. Crédit :Jun Ishimoto
Un groupe de recherche a créé une méthode d'analyse pour prédire les emplacements d'usure et de grippage dans les parties coulissantes des axes de piston du moteur. Cette percée contribuera à limiter l'usure des composants des machines de transport et industrielles et à les rendre plus économes en carburant.
Les détails de leur découverte ont été publiés dans le Journal of Tribology .
Des améliorations de l'efficacité des moteurs à combustion interne sont nécessaires si nous voulons surmonter leurs problèmes environnementaux et de durabilité. Les moteurs alternatifs utilisent des pistons alternatifs pour extraire la puissance de la combustion et la convertir en mouvement de rotation. Ils sont couramment utilisés dans les automobiles.
La cause la plus fréquente de panne de moteur alternatif se produit lorsque le film d'huile de l'huile de lubrification se brise, provoquant le contact des pièces métalliques, entraînant des rayures et des collages. Lorsqu'un tel grippage se produit, il est impossible de démarrer le moteur.
Les axes de piston et les bielles en mouvement alternatif et rotatif constant nécessitent une lubrification fluide. Cependant, des tests de chargement à long terme sont nécessaires pour vérifier les emplacements d'usure et de grippage dans la lubrification par fluide, et la prédiction ou le calcul de cela était considéré comme impossible.
C'était jusqu'à ce que le professeur Jun Ishimoto dirige un groupe à l'Institut des sciences des fluides de l'Université de Tohoku et Honda Motor Co., Ltd. qui a établi la méthode d'analyse couplée fluide-structure multiphase. Il a non seulement simulé et prédit les propriétés tribologiques dans des conditions de charge sévères, mais a également identifié la diffamation en forme d'arc de l'axe de piston comme cause du contact mécanique et du grippage au niveau du bord de la bielle.
"Des directives de sécurité appropriées qui aident à prévenir les dommages inutiles aux moteurs automobiles et autres machines industrielles seront plus faciles à créer grâce à cette méthode de prédiction", a déclaré Ishimoto.
Les chercheurs ont réussi à prédire par calcul les emplacements d'usure et de grippage dans les pièces coulissantes des axes de piston du moteur. Les résultats montrent les analyses couplées 3D multiphase fluide-structure, prenant en compte la déformation élastique de l'axe de piston et de la bielle, ainsi que la lubrification par cavitation en couche mince avec une variation instationnaire du canal d'écoulement. Crédit :Jun Ishimoto
