Tribologische Grundlagenuntersuchungen

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird das Reibungs- und Verschleißverhalten des Kurbeltriebs, insbesondere der Kolbengruppe (Kolben mit Kolbenringen) auf der Zylinderlaufbahn untersucht.

Reibungsmessung

Dabei kommt ein moderner Motorprüfstand mit einem Einzylinder Forschungsmotor nach dem Floating-Liner Prinzip der AVL zum Einsatz. Dieser erlaubt die direkte Messung der Kolbengruppenreibung im gefeuerten Betrieb, wodurch detaillierte Aussagen über Reibungsvorgänge gemacht werden können.

FRISC Motor
© TU Graz/IME

Verschleißmessung

Ergänzend ist auf diesem Prüfstand eine kontinuierliche Verschleißmessmethode RIC installiert, mit der Abriebverschleiß im Motorbetrieb quantifiziert werden kann.

Verschleißanalyse
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REM Ringoberfläche
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Konfokalmikroskopie Ringoberfläche
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Die Kombination dieser beiden High-Tech-Methoden soll die Bewertung von Motorölen, Additiven, Oberflächenbeschichtungen sowie Finishingvarianten im Verbrennungsmotor in Hinblick auf eine reibungs- und verschleißoptimierte Lösung ermöglichen, um zukünftige Motorkonzepte mit optimierter Reibung und entsprechender Verschleißfestigkeit entwickeln zu können.

Simulation von Reibung und Verschleiß

Begleitend zur Reibungsmessung werden am Institut Reibungssimulationen auf Basis von MKS Modellen durchgeführt.

Dazu kommt die AVL Software Excite zum Einsatz.

Die Verknüpfung von Simulation und Messung dient einerseits zum besseren Verständnis tribologischer Phänomene und messtechnischer Einflüsse. Die hochentwickelte Messtechnik dient wiederum der verbesserten Validierung von Simulationsmodellen sowie deren Weiterentwicklung.

Simulationsmodell des AVL FRISC
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Hydrodynamischer Kontaktdruck am Kolbenhemd
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Dynamikanalyse
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Friction Single Cylinder Engine

Kontakt
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