最近，日本東海大學工學部機械工學科的落合成行教授等人的研發小組，對客車引擎運轉時活塞内部的潤滑油的情況，全球首次實施了視覺化，同時還成功地類比了潤滑油的工作情況。
研發小組的成員除落合教授外，還包括畔津昭彥教授（工學部機械工學科）、山本憲司教授（工學部建築學科）和高橋俊副教授（工學部動力機械工學科）。汽車引擎爲了減輕活塞運動引起的部件之間的摩擦，一般會在活塞上設置金屬環（活塞環），並向其供應潤滑油，但此前，引擎驅動程序中的内部具體情況只能憑藉推測。潤滑油進如果入引擎燃燒室，就會燒機油，而且會向外部排放惡性尾氣，但具體終極因數一直不清楚。
研發小組在落合教授的摩潤學基礎上，結合了畔津教授開發的光致變色法（使潤滑油的流動情況視覺化的技術）、山本教授的結構解析技術和高橋副教授的多相流解析技術（類比氣液混合物質流動情況的技術），對引擎汽缸及其内部的活塞之間產生的摩擦進行了解析。山本教授透過計算應答，受到因汽缸内部的螺絲鬆緊程度和熱量而引起的輕微變形的影響，活塞在高速驅動時會出現活塞環豎鍛的現象，會產生較大的空隙。研發小組利用畔津教授開發的方法，全球首次使引擎内部的潤滑油膜厚變化情況和潤滑油的行程程序實施了視覺化。另外，高橋副教授還成功類比了潤滑油的流動情況。
落合教授說：「利用此次的研究成果，引擎的降低成本和提高速度邁出了關鍵一步。另外，不僅是引擎，此次的成果還有望應用於與潤滑油和摩擦有關的其他領域，所以今後會繼續操作積累成果。」
長期與汽車廠商開展合作的畔津教授表示：「降低摩擦對改善發動機效率至關重要，尤其是活塞環的摩擦，在整體效率中的佔比非常高。作爲解決對策，此前一直採用改變潤滑油的粘度和活塞環的張力的方法來降低摩擦，但並沒有如願解決問題。透過此次的研究，能應答普通汽車在市區行駛時的轉速下的潤滑油情況。今後將開發更高轉速下的潤滑油狀態視覺化方法，同時還打算分析齒輪箱等其他部件内部的潤滑油的工作情況。」(日文發佈全文)
文 JST 客觀日本編輯部
