Abstract
Negli ultimi anni, l'efficienza è diventata un fattore sempre più cruciale in diversi settori industriali. L'industria automobilistica, ad esempio, è chiamata a sviluppare trasmissioni che non siano solo efficienti, ma anche rispettose dell'ambiente ed affidabili. Essere in grado di prevedere l'efficienza ed il comportamento del lubrificante nei riduttori rappresenta una vera sfida ingegneristica. I modelli matematici disponibili in letteratura si basano principalmente su relazioni empiriche e analisi dimensionali, fornendo risultati accurati solo all'interno di intervalli operativi molto ristretti.
Un approccio completo in grado di prevedere con precisione i flussi del lubrificante e le perdite di potenza nei sistemi ad ingranaggi potrebbe far progredire significativamente la conoscenza e la tecnica. Grazie alle recenti evoluzioni dell'informatica, la fluidodinamica computazionale (CFD) si è tagliata il ruolo di strumento principale a supporto degli ingegneri per questo tipo di analisi. Tuttavia, l'adozione massiccia della CFD nel mondo industriale è stata storicamente ostacolata dalle notevoli risorse computazionali necessarie per le simulazioni.
L'implementazione di una strategia di gestione delle mesh (griglia di calcolo) computazionalmente efficiente, insieme allo sviluppo di solutori avanzati in grado di affrontare nuovi fenomeni come la cavitazione, l'aerazione, la sospensione dell'olio o la lubrificazione non convenzionale (ad esempio, con fluidi non newtoniani come i grassi), ha reso questa tecnologia pronta per un'applicazione industriale su larga scala. Rispetto a un decennio fa, l’onere computazionale è stato ridotto del 97%, consentendo la simulazione di sistemi complessi in pochi minuti.
Questo documento presenta esempi di applicazione della metodologia a vari tipi di ingranaggi, mostrando la versatilità dell'approccio sviluppato. Inoltre, mostra alcuni casi studio reali: un riduttore industriale bistadio e un riduttore epicicloidale. L'approccio efficace e computazionalmente efficiente ha migliorato la comprensione dei fenomeni fisici coinvolti nella lubrificazione dei riduttori, fornendo spiegazioni teoriche per osservazioni sperimentali che in precedenza erano difficili da interpretare.