Einfluss mikrostrukturierter Zylinderlaufbahnen auf die Tribologie der Kolbengruppe bei Nutzfahrzeug Dieselmotoren

Die Optimierung von Wirkungsgraden ist ein wesentliches Ziel bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren. Ein überwiegender Teil der Reibungsverluste von Motoren entfällt auf die Kolbengruppe. Die Tribologie der Kolbengruppe unterliegt je nach Kolbenhub und Arbeitstakt sehr unterschiedlichen Randbedingungen. Daher greift die vorliegende Arbeit einen Ansatz auf, bei welchem eine definierte lokale Mikrostrukturierung auf feinstgehonten Zylinderlaufflächen zur Reibungsminimierung eingesetzt wird. In Abhängigkeit des Orts der Strukturierung konnten an einem Forschungseinzylindermotor auf Nutzfahrzeugbasis Reduzierungen der Gesamtmotorreibung um bis zu 19%, bei überwiegender Verringerung der Schmieröl bedingten Schadstoffemissionen nachgewiesen werden. Die Entwicklung eines Floating-Liner Systems zur direkten, kurbelwinkelaufgelösten Erfassung der Kolbenreibung ermöglichte die detaillierte Bewertung der Auswirkungen der lokalen Mikrostrukturierung. Darüber hinaus erfolgte die Entwicklung eines neuartigen, zum Patent angemeldeten Messsystems zur direkten, kurbelwinkelaufgelösten Erfassung der Reibungsverhältnisse an einem einzelnen Kolbenring, wodurch erstmalig eine Erfassung der Reibungsverhältnisse an Kolbenringen im motorischen Betrieb ermöglicht wird.