Tagungsbeitrag

Titel Einfluss der Kontaktbedingungen auf das Reibungsverhalten mikrotexturierter, keramischer Gleitpaare unter Medienschmierung
Autor Mario Mann, Karl-Heinz Zum Gahr
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr, Dipl.-Ing. M. Mann,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Werkstoffkunde II, Postfach 3640, 76021
Karlsruhe
Email: karl-heinz.zumgahr@kit.edu
Inhalt Zusammenfassung

Mediengeschmierte Gleitsysteme bieten einerseits durch die Verwendung des Fördermediums als Schmiermittel interessante Vorteile andererseits können sie tribologisch gesehen eine hohe Herausforderung darstellen, so dass neue systemspezifische Werkstoffkonzepte und ein Wirkflächendesign der Gleitstellen erforderlich werden. In Hinblick auf die Anwendung in Hochdruckpumpen für die Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren wurde in der vorliegenden Forschungsarbeit der ingenieurkeramische Werkstoff Siliziumkarbid in Selbstpaarung oder Fremdpaarung gegen den vergüteten Stahl 100Cr6 in Labortribometern unter reversierender Gleitbeanspruchung untersucht. Hierbei wurden Isooktan als Modellsubstanz für Ottokraftstoff und destilliertes Wasser als Referenz eingesetzt. Ein wichtiger Untersuchungsgegenstand war die Wirkung einer Mikrotexturierung der keramischen Wirkfläche mit runden Näpfchen auf das Reibungsverhalten des Modellsystems abhängig von der Werkstoffpaarung, dem ″Schmiermittel″, der Kontaktgeometrie (punkt-, linien- oder flächenförmig) und Beanspruchungsparametern wie die Hublänge oder Größe der Kontaktfläche.

Abstract

Hermetically sealed piston pumps offer ecological and economical advantages because the liquid medium to be pumped, such as water or engine fuels in high-pressure pumps for gasoline direct injection, replaces oil as lubricant. On the other side, it is very difficult to achieve a load bearing liquid film at a tribological high loaded contact due to the low viscosity of the liquid and under reciprocating motion, particularly. Hence, new designs of the materials pairing and the functional contact areas are required. It was the objective of this research work to study friction behaviour of SSiC ceramic self-mated or mated against the hardened and tempered steel 100Cr6 using a laboratory tribometer at reciprocal sliding contact in isooctane as a model substance for gasoline or in distilled water, respectively. An essential research task was the effect of microtexturing by spherical dimples on the functional area of the SSiC ceramic on the friction behaviour depending on mated materials, liquid used as lubricant, type of contact (point, line or area) and operating parameters such as stroke length or size of contact area.
Datum 2010