About the wear assessment of valve train components using an experimental screening methodology

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Um den Verbrennungsmotor umweltfreundlicher und effizienter zu gestalten, ist eine stetige Entwicklung von neuen Technologien zur Reduktion der Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs notwendig. Aus tribologischer Sicht führt diese Entwicklung zu immer höheren Anforderungen an verschiedene Motorkomponenten. Zur Bewertung von Motorölen und -bauteilen und zur Untersuchung ihrer Abnutzung können Motor- und Modelltests verwendet werden. Um den tribologischen Kontakt Kipphebel - Stößel Stange zu testen, wurde im Zuge dieser Arbeit eine experimentelle Screening-Methode entwickelt. Diese soll eingesetzt werden, um Motoröle in der Entwicklung zu testen. Um gewonnene Ergebnisse validieren zu können, liegen Verschleißdaten und Bauteile von Motortests vor.
Die Methodik wurde für ein Rotationstribometer entwickelt. Ein Taumelscheibenadapter ermöglichte die Realisierung der oszillierenden Bewegung des Kipphebels. Des Weiteren diente Carbon Black als Rußsubstitut. Die Oberflächenanalyse der Proben zeigte einen übereinstimmenden Schadensmechanismus. Um ein korrektes Ölranking nachzubilden, wurden verschiedene Teststrategien eingesetzt. So wurden die Tests nach dem gravimetrischen Verschleiß, dem Rußverstopfungsverhalten und den Fresslimits bewertet. Letztere wurden durch Bewertung des gemessenen AE-RMS Signals definiert. Durch Abstoppen von Versuchen bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte wurden diesen AE-RMS Werten Verschleißzustände zugewiesen und somit die Entwicklungsstadien visualisiert. Die entwickelte Screening Methode konnte durch den Vergleich eines unlegierten Grundöles mit einem vollständig formulierten Öl validiert werden.
Die Berechnung von Verschleißkoeffizienten diente als Grundlage für den Vergleich der gewonnenen Tribometerdaten mit den vorhandenen Motorverschleißdaten. Die Ergebnisse der beiden Testarten liegen in der gleichen Größenordnung, was eine gute Nachbildung der Motorbedingungen durch die Screening-Methode belegt. Die aufgezeichneten AE-RMS Daten konnten den gravimetrischen Verschleißwerten über eine Exponentialfunktion zugeordnet werden.

Details

Titel in ÜbersetzungVerschleißbewertung von Ventiltriebskomponenten anhand einer experimentellen Screeningmethodik
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung17 Dez. 2021
StatusVeröffentlicht - 2021