| Titel | Entwicklung einer Testmethodik zur realitätsnahen, einzelparameter-abhängigen Reibungs- und Verschleißuntersuchung im Tribosystem Kolbenring/Zylinderlaufbahn mittels eines Rotations-Reib-Verschleiß-Tribometers |
| Autor | Julian Biberger, Hans-Jürgen Füßer, Walter Reimers |
| Infos zum Autor | Daimler AG Wilhelm-Runge-Str. 11 89081 Ulm / Germany Julian Biberger, M.Sc. julian.biberger@daimler.com Dr. rer. nat. Hans-Jürgen Füßer hans-juergen.fuesser@daimler.com Walter Reimers, TU Berlin, Berlin, Germany |
| Inhalt | Zusammenfassung Um der zunehmenden Ressourcenknappheit fossiler Brennstoffe sowie der restriktiven Reglementierung der schrittweisen Emissionsminderung auf einen mittleren Flottenverbrauch von 95 g CO2 pro Kilometer (EU-Richtlinie) Rechnung zu tragen, unternimmt die Automobilindustrie erhebliche Anstrengungen im Hinblick auf die Effizienzsteigerung und die Optimierung des Verbrennungsmotors. Eine wesentliche Rolle spielt hierbei die Reibungsoptimierung, insbesondere der Reibkontakte von Kolbenringen gegen Zylinderlaufbahn, da der Kolbengruppe ein beträchtlicher Teil der Reibungsverluste im Verbrennungsmotor zuzuschreiben sind. Die Anforderungen an weiterführende Reibungsoptimierungen bei gleichzeitig geringem Verschleiß und damit langer Laufzeit verlangen ein detailliertes Verständnis dieser tribologischen Kontakte. Mit diesem Bestreben wurde eine neue Testmethodik an einem Rotations-Reib-Verschleiß-Tribometer entwickelt und appliziert. Abhängig von den einzelnen Parametern wurde der Einfluss der Versuchsparameter Kontakttemperatur, Last, Beanspruchungsdauer, Gleitgeschwindigkeit und Schmierungszustand (Ölfluss) auf das Reibungs- und Verschleißverhalten unterschiedlicher Kolbenringbeschichtungen (Hartchrom, Chromnitrid) gegen die neu eingeführte, thermisch gespritzte Zylinderlaufbahn Nanoslide? analysiert. Beschrieben werden hier exemplarisch die Verschleißuntersuchungen der Hartchrombeschichtung im Vergleich zur Chromnitridbeschichtung bei hohen Brennraumdrücken und moderaten Gleitgeschwindigkeiten. Abstract In order to take into account the increasing scarcity of resources of fossil fuels as well as the restrictive regulation of progressive reduction of emissions to an average fleet consumption of 95 grams CO2 per kilometre (EU directive), the automotive industry makes considerable effort with regard to the efficiency enhancement and optimization of the combustion engine. Here, the frictional optimization, in particular the frictional contact between the piston rings and the cylinder liner, plays a central role as a substantial amount of frictional losses within a combustion engine is affiliated to the piston assembly. The requirements of further frictional optimization at simultaneously low wear and, thus, high durability demand a detailed understanding of these tribological contacts. With this aim a new test method has been developed and applied by use of a rotational tribometer for sliding wear and friction. The influence of the test parameters contact temperature, load, test duration, sliding speed and lubrication condition (oil flow) on the friction and wear behavior of different piston ring coatings (hard chromium, chrome nitride) against the new, thermally sprayed cylinder liner Nanoslide? has been analyzed in dependence on individual parameters. The wear testing of the hard chromium piston ring coating in comparison to the chromium nitride coating at high combustion chamber pressures and moderate sliding velocities will be discussed exemplarily within this paper. |
| Datum | 2015 |
