Influência da topografia da superfície de deslize na performance de componentes de motores a combustão interna - Caumo, Paula Rodrigues (2023)
A perda de energia e desgaste devido ao movimento relativo entre superfícies em contato em um sistema tribológico de cilindro/pistão é um problema persistente desde a criação do primeiro motor a combustão interna em 1854. Durante o funcionamento do motor, existem regiões onde a pressão estabelecida por uma fina película de lubrificante não é suficiente para manter as superfícies relativamente separadas durante o movimento, levando as superfícies a entrarem em contato uma com a outra. Além de lubrificantes e de revestimentos protetores, a texturização da superfície do cilindro pode auxiliar na redução de atrito e desgaste dos motores de combustão interna. A topografia da superfície apresenta grande influência na performance de motores a combustão interna, onde a texturização com microcavidades afeta a distribuição e retenção de óleo na superfície, o que pode propiciar uma melhor lubrificação do sistema tribológico e reduzindo o desgaste. Assim, este trabalho avalia o papel da topografia de superfície na retenção e distribuição de óleo de componentes de motores de combustão, analisando a diferença de desgaste devido à possível diferença na capacidade de retenção e distribuição de óleo entre os grupos X e Y estudados, o qual apresentam diferentes topografias e características de microcavidades. As amostras foram avaliadas por microscopia ótica, medidor de rugosidade 2D e interferometria óptica tridimensional, além de testes funcionais de rodagem. Os corpos de prova do grupo X apresentaram superfícies caracterizadas por microcavidades mais rasas, bem como em maior número, quando comparado às superfícies do grupo Y. Essas características levaram a um melhor desempenho do motor nos testes de desgaste, atribuído à melhor retenção e distribuição do lubrificante entre os anéis do pistão e a camisa do cilindro. Os parâmetros topográficos relacionados aos vales (diâmetro e profundidade) e também ao número de cavidades na superfície foram os parâmetros que mais influenciaram na distribuição e retenção do lubrificante, permitindo uma maior força hidrodinâmica de sustentação entre as superfícies móveis (anel de pistão / cilindro). Isso reduziu a força de atrito e melhorou a vida útil do cilindro.