| Titel | High-resolution imaging of the oil film in an advanced piston-ring model tribometer by laser-induced fluorescence |
| Autor | Jiyeon Cheong, Stefan Wigger, Hans-Jürgen Füßer, Sebastian Kaiser |
| Infos zum Autor | Jiyeon Cheong Dr. Stefan Wigger Dr. Hans-Jürgen Füßer Prof. Dr. Sebastian Kaiser |
| Inhalt | Die Kolben/Zylinder-Einheit von Verbrennungsmotoren ist ein komplexes Dichtungssystem in relativer Bewegung. Der Reibkontakt zwischen Kolbenringen und Zylinderlaufbahn leistet einen Hauptbeitrag zum Reibungsverlust im Motor. Es ist wichtig das Verhalten und die Verteilung des Schmierölfilms im Reibekontakt zu verstehen, um den Reibungsverlust zu reduzieren und um die Effizienz der Motoren weiter zu verbessern. Die Methode der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) eignet sich gut für die zweidimensionale Visualisierung der Ölfilmdicke mit ihrer hohen lateralen und zeitlichen Auflösung. Um die Methode im Reibekontakt anzuwenden, ist ein optischer Zugang nötig. Dies kann durch mindestens einen transparent ausgeführten Reibpartner, z.B. aus Quarz oder Saphir, erreicht werden. In unseren vorangegangenen Arbeiten haben wir ein Rotations-Reib-Verschleiß-Tribometer entwickelt, das den Reibkontakt zwischen Kolbenringen und Zylinderlaufbahn im gut kontrollierten Modellsystem reproduzieren kann. Dieser Ansatz ermöglicht die Analyse des Reibungsverhaltens über eine weite Bandbreite der Betriebsparameter Geschwindigkeiten, Last und Temperatur. Für den optischen Zugang wurde die Zylinderlaufbahn durch einen Quarzring ersetzt, was die quantitative LIF-Visualisierung der Ölfilmverteilung ermöglicht. Die originale Oberfläche des Kolbenrings blieb somit erhalten, die Oberfläche des Zylinderliners wurde durch Quarz ersetzt. Für die Messung des Ölfilms auf realen Zylinderlinern, wie sie in Motoren verwendet werden, invertierten wir die optische Anordnung. Der optische Zugang wird nun durch ein Quarz-Kolbenringsegment und mit Hilfe von Umlenkspiegeln gewissermaßen von innen nach außen ermöglicht. In dieser Arbeit werden der neu entwickelte optische Aufbau und die ersten Ergebnisse der LIF Ölfilm-Bildgebung vorgestellt. Die ersten Versuche zeigen, dass nicht nur die Honstrukturen des Liners sondern auch die Poren auf der aufgespritzten Liner-Schicht gut aufgelöst werden können. Der Effekt von verschiedenen Strukturen der Lineroberfläche auf das Verhalten des Ölfilms wird über eine weite Bandbreite von Geschwindigkeiten und Lasten untersucht. |
| Datum | 2018 |
