| Titel | Kombinierte Tribosystemanalyse des Kontaktes Kolben-, Ringpaket/Zylinderlaufbahn auf Basis von Floating Liner Untersuchungen |
| Autor | Hick H., Edtmayer J., Walch S., Jech M., Lösch S., Wopelka T. |
| Infos zum Autor | Prof. Dr. Hannes Hick, IME TU Graz DI Josef Edtmayer, IME TU Graz DI Simon Walch, IME TU Graz Dr. Siegfried Lösch, AVL List GmbH Dr. Martin Jech, AC²T research GmbH Dr. Thomas Wopelka, AC²T research GmbH |
| Inhalt | Zusammenfassung In der weiteren Optimierung von Verbrennungsmotoren hat die Reibungsminimierung einen wichtigen Stellenwert. Die Reibungsvorgänge im Kurbeltrieb und insbesondere im Tribosystem Kolben-, Ringpaket / Zylinderlaufbahn sind aufgrund der hohen Dynamik und Temperaturbeanspruchung sehr komplex. Darüber hinaus steht hier die Reibungsminimierung oft im Widerspruch mit der Dichtfunktion bzw. der Dauerhaltbarkeit. Analysemethoden, die einen wichtigen Teil des Optimierungsprozesses darstellen, sind oft beschränkt in ihrer Aussagekraft. Ein großer Fortschritt ist daher im kombinierten Einsatz unterschiedlicher Verfahren zu sehen, die sich gegenseitig ergänzen. Aktuelle Trends im Motorenbereich dringen immer weiter in Bereiche vor, die potentiell ein Verschleißproblem darstellen. Unter anderem die Senkung der Ölviskosität, hohe Aufladung und Betriebsstrategien die durch niedrige Drehzahlen sowie häufigen Start-Stopp-Betrieb die Tribosysteme des Verbrennungsmotors in einer Form beanspruchen wie es bisher nicht der Fall war. Die Reibungsmessung am Floating Liner Motor, in Kombination mit einer kontinuierlichen Verschleißmessung sowie Blow-By- und Ölverbrauchsmessung bringt hier Vorteile in der Entwicklung. Zusammen mit einem entsprechenden Simulationstool können weitere Fragestellungen erschlossen werden. Die Simulation erlaubt dabei einen tiefen Einblick in Reibungsvorgänge, wie die Anteile einzelner Komponenten (Lager, Kolbenringe, Kolbenhemd) sowie des vorherrschenden Schmierregimes und führt so zu einem besseren Verständnis von Messergebnissen und möglichen Einflüssen auf die Messung. Obwohl die Modelle in zunehmendem Maße verifiziert sind, erfordern diese nach wie vor einen Abgleich mit entsprechenden Messungen. Eine messtechnische Erfassung aller Simulationsgrößen ist jedoch nicht möglich. Floating Liner Untersuchungen stellen hier einen sinnvollen Kompromiss zwischen Abstraktion und Abbildung des realen Motorbetriebs dar. Abstract One important aspect in the optimization of internal combustion engines is friction reduction. The piston/bore interface still provides big challenges within engine development, since it offers high temperature conditions as well as highly dynamic motions and forces. Furthermore, optimization is a trade-off between reducing friction losses, extending durability and improving the sealing properties of the ring pack. The further decrease of engine fuel consumption could lead to potential wear issues. For example, low viscosity oils, high charging pressures as well as operating strategies like frequent start/stop are a few conditions that cause further stress to the tribological systems of the engine. Analyzation methods as an important part of the optimization process have their restrictions in assessing tribological problems. The combination of different methods is a solution to overcome their individual drawbacks. Floating Liner friction assessment together with continuous wear measurement, lube oil consumption and Blow-By measurement as well as a complementary multi-body simulation model is capable of facing many of these challenges occurring in the development process. The simulation is capable of giving insight to the friction share of each component as well as the friction regimes. This is important to identify the most significant optimization measures and their reduction potential. However, existing simulation models are restricted because they still need measurement data for parameterization and validation. In this respect, Floating Liner measurements offer a reasonable compromise between abstraction in terms of accessing different quantities and the operation conditions in real engine applications. |
| Datum | 2017 |
