Virtual texturing of lightweight crankshafts

Abstract

Em 2009, 56 milhões de litro de combustível foram gastos com o atrito em motores de combustão, sendo os mancais responsáveis por cerca de um quarto dessa perda. Essa pesquisa tem o objetivo de modelar numericamente os mancais de um virabrequim com alívio de peso, estudando os efeitos que a texturização superficial desses mancais pode ter no seu desempenho e focando em reduzir o atrito deste componente. Uma revisão bibliográfica foi realizada, tratando da texturização superficial, dos regimes de lubrificação e aspectos de rugosidade, contato de superfícies e temperatura. Um programa de computador foi desenvolvido para estudar o comportamento de um mancal carregado dinamicamente, levando em conta efeitos de rugosidade, contato de asperezas, efeitos térmicos e texturização superficial. Simulações foram realizados no mancal de um virabrequim com alívio de peso, aplicando diferentes designs de textura à sua superfície. Os resultados mostraram que é possível reduzir o coeficiente de atrito hidrodinâmico médio e máximo destes componentes, mas alguns designs de texturas tendem a aumentar a pressão no fluido lubrificante, especialmente se forem levados em conta os efeitos térmicos.