Riassunto analitico
Il seguente lavoro di tesi prevede la realizzazione di uno studio di sensibilità sul comportamento tribologico del contatto tra testa di biella e perno di biella in condizioni di regime elastoidrodinamico. Il motore in analisi è di tipo motociclistico, è dotato di bielle in titanio che massimizzano le performance riducendo il peso. L’analisi sfrutta un codice sviluppato internamente al laboratorio che permette la massima flessibilità in termini di parametri di modellazione, risolvendo poi il tutto tramite un solutore numerico. Questo codice permette una semplice e rapida visualizzazione dell’impatto che presentano i diversi modelli numerici sul comportamento tribologico del cuscinetto idrodinamico. Nella procedura sviluppata vengono considerate, per ogni angolo di manovella, diverse condizioni al contorno. In particolare, vengono, utilizzate una diversa velocità di scorrimento, pressione del gas, l’accelerazione, distribuzione del carico inerziale e posizione del foro di alimentazione dell’olio. Tutte queste informazioni sono state recuperate da un'analisi quasi statica eseguita in precedenza. Nello specifico, l’analisi del meato fluido sfrutta una formulazione complementare delle equazioni di Reynolds in presenza di cavitazione. Il contatto secco tra la rugosità delle superfici solide viene anch’esso risolto tramite una formulazione complementare del problema di contatto. I parametri di modellazione che sono attualmente inclusi nel codice comprendono diverse formulazioni per il contatto tra le asperità superficiali, la deformazione dei corpi dovuti alla loro inerzia e diverse reologie dell’olio motore. In particolare, il cuscinetto della testa di biella è una delle parti del motore più critiche dal punto di vista tribologico, poiché le superfici di contatto limitate devono sostenere elevate forze inerziali e di combustione. L’attività si rende necessaria in quanto i cuscinetti rappresentano una delle cause principali delle perdite per attrito nei motori a combustione interna e le loro prestazioni hanno un'influenza cruciale sulle condizioni operative del motore. Ne consegue che la loro accurata modellazione è fondamentale per poter valutarne il comportamento e i possibili danni a cui sono soggette. Pertanto, nell’analisi vengono discusse e testate diverse strategie di modellazione e l’impatto che ciascuna di esse ha sulla previsione del comportamento tribologico del cuscinetto di biella.
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