Tribologische Optimierung von Zylinderlaufflächen in Verbrennungsmotoren aus fertigungstechnischer Sicht

Auteurs

• Florian Welzel

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• Berichte aus dem Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung, Magdeburg

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Eine Vielzahl aktueller wissenschaftlicher Arbeiten zeigt die Bedeutung und Möglichkeiten einer effektiven Konditionierung tribologischer Kontakte zur Minimierung von Reibung und Verschleiß respektive einer Leistungssteigerung tribologisch hochbelasteter Bauteile auf. Durch geringe Modifikationen der Endbearbeitung können daher positive Effekte zur Lebensdauersteigerung bzw. Verlustleistungsreduzierung generiert werden. Aus diesem Ansatz heraus wird exemplarisch am tribotechnischen System Kolbenring/Zylinderlauffläche von Verbrennungsmotoren das Optimierungspotential aus fertigungstechnischer Sicht beleuchtet. Neben effektiven Verfahren zur Applizierung definierter Strukturen zur Schmierstoffspeicherung und somit zur Steigerung der hydrodynamischen Tragfähigkeit der Lauffläche in Kombination mit erhöhter Fresssicherheit werden alternative Fertigungs- und Konditionierverfahren vorgestellt und näher untersucht. Ein spezieller Aspekt gilt der Bewertung von mechanischen und chemischen Modifikationen oberflächennaher Schichten, welche neben der Topografie als repräsentativer Indikator zur Beschreibung der Funktionalitäten produzierter Oberflächen dienen. Als probates Mittel zur Bewertung und Beschreibung von Fertigungsprozessen wurde eine Prozesskraftmessung für das vertikale Langhubhonen entwickelt. Die vorliegende Arbeit verbindet Betrachtungen zur Fertigungstechnik mit tribologischen Prüfungen und zeigt somit Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen den Prozesscharakteristiken der Produktion und dem Einsatzverhalten der untersuchten Bauteile auf.

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• Année de publication: 2014