Ressourceneffiziente Kolbenring/Zylinder-Paarung II

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dirk Bartel, seit 11/2016; Professor Dr.-Ing. Bernhard Karpuschewski
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200358499

Die Kolbenring/Zylinder-Paarung trägt im Verbrennungsmotor wesentlich zu den Reibungsverlusten und damit zum Kraftstoffverbrauch bei. Nach dem derzeitigen Stand der Technik wäre es möglich, die Kolbenring/Zylinder-Paarung durch einen optimierten Einlauf so zu konditionieren, dass sich im regulären Betrieb eine sehr kleine Verschleißgeschwindigkeit und geringe Reibung einstellen. Diese Erkenntnis wird in der Praxis jedoch bisher nicht umgesetzt. Gründe dafür sind, dass der Einlauf zu lange dauert, zu teuer ist und vom Kunden nicht durchgeführt werden kann. Außerdem kann es während des Einlaufs zu Spontanausfällen kommen. Ferner sind die beim Einlauf ablaufenden Prozesse an der Oberfläche und in den Grenzschichten bisher noch nicht vollständig verstanden. Wenn es gelingt, schon bei der Endbearbeitung des Zylinders solche Oberflächentopographien und Grenzschichten zu erzeugen, die weitestgehend denen nach dem optimierten Einlauf entsprechen, könnten auch ohne Einlauf geringer Verschleiß und niedrige Reibung erreicht werden. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist es daher, während der Endbearbeitung die Oberflächen und Grenzschichten der Zylinderwand so einzustellen, dass diese hinsichtlich Oberflächentopographie, Gefügeausbildung, chemischer Zusammensetzung und Festigkeit den Verhältnissen nach dem optimierten Einlauf sehr ähnlich sind und eine ebenso geringe Verschleißgeschwindigkeit und vergleichbar geringe Reibung hervorrufen. Dieses Ziel soll durch eine enge Verzahnung von Forschungstätigkeiten auf den Gebieten der Tribologie und der Fertigungstechnik realisiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1551: Ressourceneffiziente Konstruktionselemente
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ludger Deters, bis 10/2016