Abstract
L’efficienza energetica rappresenta oggi uno dei principali requisiti a livello mondiale in molti settori industriali. Le trasmissioni ad ingranaggi hanno un ruolo determinante in molte applicazioni e svariati campi come automotive, industria elicotteristica, industria metalmeccanica, automazione, generazione di potenza, solo per citarne alcuni, e, sebbene siano caratterizzate da efficienze già molto elevate, sono ancora suscettibili di miglioramenti che, in alcuni contesti si traducono non solamente in un risparmio di energia ma anche in una riduzione delle emissioni inquinanti, come nel caso dell’automotive, o nel miglioramento dell’affidabilità o della densità di potenza, grazie ai benefici ottenibili con un più vantaggioso regime termico. La capacità di confrontare dal punto di vista dell’efficienza soluzioni diverse già nelle fasi preliminari della progettazione apporta un contributo determinante al conseguimento dell’obbiettivo descritto ma, sebbene in passato siano state svolte molte ricerche, soprattutto sperimentali, in questo campo non sono ad oggi disponibili formulazioni empiriche/analitiche in grado di modellare in modo accurato le perdite degli ingranaggi, soprattutto se ci si riferisce a quelle indipendenti dal carico legate all’interazione con il lubrificante.Di seguito viene presentato uno strumento per il calcolo di tali perdite basato sulla fluidodinamica computazionale (CFD) che gli autori hanno sviluppato e validato mediante test sperimentali dedicati.Vista l’importanza di coniugare la riduzione dei quantitativi di lubrificante, vantaggiosa dal punto di vista dell’efficienza, con l’affidabilità della trasmissione, uno strumento di calcolo risulta non solo utile ma quasi indispensabile. Benché la strada sperimentale resti percorribile, come si vedrà in seguito, questa comporta costi e tempi ben superiori a quelli necessari per un’accurata modellazione numerica.Attraverso l’approccio proposto possono essere caratterizzati sia i flussi di lubrificante nella trasmissione, sia le perdite di potenza,in modo da poter ridurre queste ultime agendo su quantità di olio e geometria della cassa verificando al contempo il corretto apporto di lubrificante a ciascun componente necessario per un buon funzionamento del sistema.