Emergence of Coated Piston Ring Scuffing Behavior on an Application-Oriented Tribological Model Test System
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Abstract
Ein zentrales Problem bei geschmierten Gleitkontaktsystemen von Kolbenringen und Zylinderlaufbuchsen sind tribologische Versagensmechanismen, bekannt als Fressen (Scuffing). Um dieses Schadensphänomen in diesen tribologischen Systemen besser zu bewerten und zu verstehen, wurde ein geneigter Lineartribometer (TE77) für anwendungsorientierte Hin- und Herbewegungstests entwickelt und mit gefressenen Motorteilen aus der Praxis validiert. Mit präziser Ölschmierung wurden originale Motorteile, wie CKS-beschichtete Kolbenringe (chrombasierte Beschichtung mit eingelagerten Aluminiumoxiden), originale Laufbuchsen und vollformulierte Schmierstoffe unter Bedingungen getestet, die dem kritischsten Bereich von Verbrennungsmotoren (ICEs), bekannt als oberer Totpunkt im Zündbetrieb (FTDC), ähneln. Verschiedene In-situ-Messungen während der Tests ermöglichten eine detaillierte Untersuchung der Schadensprozesse (Rissumwandlung) an den tribologischen Komponenten. Bei den beschichteten Kolbenringen wurden vertikale Risse auf Eigenspannungen zurückgeführt, während horizontale Risse durch Scherspannungen verursacht wurden. Die Rissumwandlung und die Verschleißergebnisse aus anderen Studien wurden für die Laufbuchse bestätigt. Die Ergebnisse aus FIB-Schnitten (Focused Ion Beam) sowie EDS- und REM-Analysen zeigten, dass Fe (stammend aus Materialübertragungen) als Katalysator auf der CKS-Schicht für die Tribopads wirkt und dass Zinksulfide nicht überall vorhanden sind.
Details
Originalsprache | Englisch |
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Aufsatznummer | 218 |
Seitenumfang | 25 |
Fachzeitschrift | Lubricants |
Jahrgang | 12.2024 |
Ausgabenummer | 6 |
DOIs | |
Status | Veröffentlicht - 14 Juni 2024 |