Development of a Tribological Model Test for Evaluating the Scuffing Resistance of Coated Piston Ring/Cylinder Liner Systems

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Durch die Steigerung der Motoreffizienz werden auch die Belastungen im Motor größer. Aus diesem Grund wächst auch der Bedarf an neuartigen Beschichtungen, die diesen ungünstigen Betriebsbedingungen standhalten können. Es gibt eine große Anzahl an Materialkombinationen, aber über deren Fressverhalten ist wenig bekannt. Um dieses effektiv bewerten zu können, werden Modellversuche durchgeführt. Diese benötigen eine Methodik, die die Betriebsbedingungen des Motors nachstellen kann und auch vielfältig sein muss, um die Prüfung verschiedener Beschichtungen zu erlauben. In dieser Arbeit wird der Entwicklungsprozess der Methodik, mit der man das Fressverhalten realistisch beurteilen kann, ausführlich erklärt. Die Versuchsproben wurden aus Motorteilen eines Gasmotors gefertigt. Die Analyse von gefressenen Motorbauteilen diente als Leitfaden im Hinblick auf die Schädigungen, die in diesen Tribosystemen auftreten können. Ein Lineartribometer, das durch entsprechende Modifikation für diese Versuche angepasst wurde, diente als Prüfstand. Durch die Vielzahl an Sensoren konnten die Geschehnisse während der Versuche genau überwacht werden. Durch die Variation von Parametern wie Last, Zeit und Schmierung konnten die Fresslimits von zwei verschiedenen Tribosystemen genau bestimmt werden. Bei der Entwicklung der Prüfmethodik war es wichtig sicherzustellen, dass schadensäquivalent geprüft wird und die Parameter realistisch bleiben. Insgesamt wurden vier verschiedene Testgruppen entwickelt. Alle Gruppen lieferten die gewollten Ergebnisse über die Schädigungsmechanismen wie Rissbildung, Materialermüdung und Materialtransfer. Die letzte Gruppe, die die reduzierte Schmierung beinhaltet, hat das größte Potential, da sie die geringste Streuung aufweist und in dieser das Fresslimit des Standardsystems auf ein akzeptables Niveau gesenkt wurde. Es wurde auch gezeigt, dass die Performance-Unterschiede von zwei Systemen mit dieser Methodik erfolgreich reproduziert werden konnten.

Details

Titel in ÜbersetzungEntwicklung einer tribologischen Modellprüfung zur Bewertung der Ausfallsicherheit von beschichteten Kolbenring/Zylinderbuchsen-Systemen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung23 Okt. 2020
StatusVeröffentlicht - 2020