Tribologisch maßgeschneiderte Zylinderlaufbuchsen durch Oberflächenstrukturierung bei Nutzfahrzeugmotoren

Zusammenfassung

Um den vom Gesetzgeber vorgeschriebenen CO2-Zielen im Verkehrssektor näher zu kommen, bedarf es weitreichender technischer Maßnahmen. Einen großen Hebel bietet die Reduzierung von Reibung bei Verbrennungsmotoren. In die Zylinderlaufbahn eingebrachte Mikrostrukturen können zur Reibreduzierung und damit zur Senkung der CO2-Emissionen beitragen. Diesen Ansatz greift die vorliegende Arbeit auf und zeigt das Potential mikrostrukturierter Zylinderlaufbuchsen bei Nutzfahrzeugen anhand detaillierter Reibkraftuntersuchungen unter motorischen Bedingungen und gibt einen stichpunktartigen Übertrag zu einem Industriemotor. Innerhalb eines DFG-Transferprojekts wurden unterschiedliche Layouts von Mikrostrukturen erarbeitet, spanend in die Laufbuchsenoberfläche eingebracht und mittels eines Floating-Liner-Forschungsmotors Kurbelwinkel aufgelöst untersucht. Zur Grundlage einer differenzierten Bewertung der unterschiedlichen Reibcharakteristika der Versuchsträger, erfolgte eine umfangreiche experimentelle Analyse der Messgenauigkeit des Floating-Liner-Aufbaus. Die Arbeit gibt Aufschluss darüber, wie sich unterschiedliche Anordnungen und Geometrien von Mikrostrukturen auf die tribologischen Eigenschaften und die Ölemissionen von Nutzfahrzeugmotoren auswirken. Mit gezielt ausgelegten Strukturen wird am Forschungsmotor im Vergleich zur Serienlaufbuchse eine Reibungsreduzierung von bis zu 11 % und eine Reduzierung der Ölemissionen um bis zu 46 % erreicht. In einem ersten stichpunktartigen Übertrag auf einen Motor mit größerem Bohrungsdurchmesser wurde das Potential für Industrieanwendungen gezeigt. Unter realen Bedingungen konnte eine Reduzierung der Reibung von 5 % und eine Einsparung der Ölemissionen von 20 % erzielt werden.

Schlagworte

Publikation durchsuchen

Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2021
ISBN-Online: 978-3-95900-632-3
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem ITV
Band: 03/2021
Sprache: Deutsch
Seiten: 159
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Kurzfassung Kein Zugriff
2. Abstract Kein Zugriff
3. Vorwort Kein Zugriff
4. Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff
5. Formelzeichen, Indizes, Abkürzungen Kein Zugriff
1 Einleitung und Motivation Kein Zugriff Seiten 1 - 3
1. 2.1 Tribologie Kein Zugriff
2. 2.2 Reibung in der Kolbengruppe Kein Zugriff
3. 2.3 Ölemissionsmechanismen Kein Zugriff
4. 2.4 Methoden zur Erfassung von motorischer Reibung Kein Zugriff
5. 2.5 Zylinderlaufbahnen Kein Zugriff
6. 2.6 Mikrostrukturen in tribologischen Oberflächen Kein Zugriff
7. 2.7 Zwischenfazit Kein Zugriff
1. 3.1 Grundmotor Kein Zugriff
2. 3.2 Motoröl-, Hydrostatiköl- und Kühlwasserkonditionierung Kein Zugriff
3. 3.3 Ladeluft, Abgasgegendruck und Einspritzsystem Kein Zugriff
4. 3.4 Sensorik und Messtechnik Kein Zugriff
5. 3.5 Laufbuchse, Kolben und Kolbenringe Kein Zugriff
6. 3.6 Floating-Liner-Aufbau Kein Zugriff
1. 4.1 Erweiterung des bestehenden Prüfstands Kein Zugriff
2. 4.2 Grundaufbau und Versuchsdurchführung Kein Zugriff
3. 4.3 Wiederholgenauigkeit Kein Zugriff
4. 4.4 Fehlereinflüsse Kein Zugriff
5. 4.5 Bewertung der tribologischen Kenngrößen im Kontext von Fehlereinflüssen und Wiederholgenauigkeit Kein Zugriff
1. 5.1 Simulative Herangehensweise Kein Zugriff
2. 5.2 Variative Herangehensweise Kein Zugriff
3. 5.3 Produktionstechnische Herangehensweise Kein Zugriff
4. 5.4 Ölemissionen Kein Zugriff
1. 6.1 Simulative Herangehensweise Kein Zugriff
2. 6.2 Variative Herangehensweise Kein Zugriff
3. 6.3 Produktionstechnische Herangehensweise Kein Zugriff
4. 6.4 Ölemissionen Kein Zugriff
5. 6.5 Übertrag auf einen Industriemotor Kein Zugriff
7 Zusammenfassung Kein Zugriff Seiten 119 - 121
8 Handlungsempfehlung Kein Zugriff Seiten 122 - 125
Literatur- und Quellenverzeichnis Kein Zugriff Seiten 126 - 132
Abbildungsverzeichnis Kein Zugriff Seiten 133 - 136
TabellenverzeichnisTabelle 2.1: Kenngrößen Kein Zugriff Seiten 137 - 141
Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 142 - 142
Anhang Kein Zugriff Seiten 143 - 159