Muturreko baldintzetarako engranaje aeronautikoen bilakaera

LUBGEAR ikerketa-proiektua muturreko baldintzetan erabiltzen diren engranajeen portaera ulertzeko behar den ezagutza sortzen ari da, etorkizuneko motor aeronautikoen diseinua hobetzeko asmoz.

Gaur egungo gizartearen erronka handienetako bat berotegi-efektuko gasen emisioak gutxitzea da. 196 naziok sinatutako Europako Itun Berdeak eta Parisko Akordioak gai horren garrantzia azpimarratzen dute. Aeronautikaren kasuan, helburuetako bat propultsio sistemen CO₂ emisioak gutxitzea da, motor berritzaile eta oso eraginkorrak erabilita, hala nola deribazio-ratio oso altuko (UHBP) engranajezko turbohaizagailua. Efizientzia ahalik eta handiena lortzeko, turbinak azkar biratu behar du, eta haizagailuak, aldiz, (turbinarekin alderatuz) poliki. Optimizazio-gatazka hori ebazteko, engranajeen erredukzio-etapa planetario bat ezartzen da turbinaren eta haizagailuaren artean. Engranajeen etapa planetarioak funtziona dezan, lubrifikatzailea etengabe hornituko zaiola ziurtatu behar da, sistema hoztu eta lubrifikatzeko. Normalean, lubrifikazio sistema nagusia arduratzen da horretaz. Hala eta guztiz ere, hegaldian zehar egiten diren zenbait maniobratan, lubrifikatzailea ez da kaxa erreduzitzailera iristen, eta nahikoa olio hornitzea oztopatzen du. Gertaera horiek lubrifikazio-galera izena dute (ingelesez, LOL, Loss of Lubrication). Ondorioz, engranajeen etapa planetarioa kaltetu egiten da, tenperatura altuetan itsasgarria higatu egiten baita. Lubrikazio-galerak prebenitzeko gaur egun erabiltzen den soluzioa olio-zirkuitu laguntzaile bat instalatzea da. Baina sistema horrek guztizko masa areagotzen du eta, beraz, motor turbohaizagailuaren efizientzia orokorra txikiagoa da. Kostuak altuagoak dira, erregai gehiago kontsumitzen da eta, ondorioz, CO₂ aztarna handiagoa da. Lubrifikazio-galeretan zehar makinaren osagaiek aldi baterako bizirautea lortzeko beste soluzio bat kontaktuan dauden azalak egokitzea da, sistema lagungarriak ez erabili behar izateko: Hori lortzeko, azalen teknologia erabili behar da. 

Lubrifikazio-horniketa murriztuta dagoenean edo lubrikazio-galera epeetan, lubrifikazio sistema pasiboak dauzkaten engranajeen artean gertatzen den marruskadura hobeto ulertzeko soluzio berritzaileak ematea da LUBGEAR ikerketa-proiektuaren helburua. Proiektu hau Clean Sky 2 baterako ekintzak (JU, Joint Undertaking) finantzatu du. Ekintza horrek Europar Batasunaren Horizon 2020 ikerketa eta berrikuntza programaren eta Europar Batasunaz gain Clean Sky 2 baterako ekintzaren kide direnen babesa dauka. CIDETEC Surface Engineering-ek koordinatzen du proiektua, eta honako bazkide hauek osatzen dute: Austrian Excellence Center for Tribology (AC2T), Municheko Unibertsitate Teknikoko Gear Research Centre (FZG), ZOERKLER eta Advance Drivetrain Technologies (ADT). Horrez gain, Avio Aero enpresak hartzen du parte partzuergoan, proiektuaren gaien kudeatzaile gisa.

Proiektuaren exekutatze-aldian, LUBGEAR-ek agian lubrifikazio-galeretan zehar engranaje oso kargatuen bizi-zikloa luzatzeko balioko duten azalen teknologia batzuk identifikatu ditu:

1. Materialak eta gogortze-prozesuak: Nitrurazioak eta bero handiko gogortasunezko altzairuek tenperaturarik altuenetan funtziona dezakete, gogortasunarekin lotutako ezaugarriak mantenduta. 
2. Azalaren diseinua: Engranajeen aldeak leuntzea, zakartasuna eta marruskadura murrizteko.
3. Estaldurak: Zeramikazko estalduren bidez, marratze-arriskua murrizten da, eta higaduraren aurkako erresistentzia maila handitu. 

Lubrifikazio-galeren kaleak prebenitzeko mekanismoak eta azalen diseinuarekin lotutako soluzioak muturreko karga-baldintzetan probatzen ari dira LUBGEAR-en disko bikoitzen eta engranajeen probetan.

Proiektuaren emaitzei buruzko xehetasun gehiago partekatuko dira 2023ko Engranajeei buruzko Nazioarteko Konferentzian, Munichen, 2023ko irailaren 13tik 15era.

“Proiektu honek Clean Sky 2 baterako ekintzaren diru-laguntza jaso du (diruz laguntzeko 101007713 akordioa). Ekintza horrek Europar Batasunaren Horizon 2020 ikerketa eta berrikuntza programaren eta Europar Batasunaz gain Clean Sky 2 baterako ekintzaren kide direnen babesa dauka”.

Ekintzarekin erlazionatutako mezu guztiek egilearen ikuspegia soilik islatzen dute. Baterako ekintzak ez du bere gain hartzen informazio horri ematen zaion erabileraren ardura.