Approccio meshless per la simulazione di componenti della trasmissione

L’obiettivo del seguente lavoro di tesi è lo sviluppo di un modello numerico di calcolo per la predizione e la minimizzazione delle perdite di potenza indipendenti dal carico generate durante il funzionamento di una trasmissione a ingranaggi, nell’ottica di migliorarne l’efficienza complessiva. Negli ultimi anni, le richieste sempre maggiori in termini di efficienza energetica hanno spinto le aziende a investire sempre di più per cercare di ridurre le dissipazioni che si verificano durante la trasmissione di potenza. Alcuni approcci possibili sono ovviamente la riduzione del peso, il thermal management del veicolo, piuttosto che lo sviluppo di sistemi ibridi o di software sofisticati soprattutto per motori ad alta efficienza. Ciò che è certo è che la riduzione delle perdite di potenza nella zona terminale del powertrain ha un elevato impatto sull’ottimizzazione globale del sistema, sebbene il rendimento nei cambi di velocità e nell’assale posteriore sia già abbastanza alto, basti pensare che 1 kW di potenza risparmiata nella trasmissione significa un risparmio di circa 4 kW di energia del fuel. In passato sono state svolte molte ricerche in questo ambito soprattutto in via sperimentale, anche se ad oggi non sono disponibili modelli analitici per il calcolo accurato delle perdite negli ingranaggi, in particolar modo se si parla di perdite indipendenti dal carico (perdite per sbattimento dell’olio, perdite per ventilazione e pompaggio), che sono molto difficili da prevedere e modellare in modo preciso. Soltanto negli ultimi anni, con lo sviluppo della fluidodinamica computazionale è stato possibile studiare meglio la lubrificazione e le perdite di potenza andando a sviluppare dei modelli di calcolo numerici che consentono la riduzione dei tempi e dei costi di sviluppo del prodotto minimizzando la necessità di ricorrere a numerose misure sperimentali su prototipi fisici.