Analyse der Ölschichten in Verbrennungsmotoren mittels LED induzierter Fluoreszenzmesstechnik, am Beispiel Laufbuchse und Gleitlager
Creators: name: Pryymak, Konstantin
Publisher: name: TUHH Universitätsbibliothek
Year: 2024
Subjects: subject: Fluorescence measurement technology
subject: LIF
subject: Liner
subject: Piston pin
subject: Combustion engine
subject: Oil fluorescence
classificationCode: 6
subject: Technology::620: Engineering

description: Lubricating film mechanisms in internal combustion engines are crucial for the behavior of the tribological system conrod-piston-liner. The study at hand uses LED-induced fluorescence method and focuses on the oil behavior at liner and piston of a large bore engine as well as in the piston pin plain bearing of a passenger car engine. The aim of this research is to improve the understanding of the oil mechanisms through the temporal and spatial analysis of the oil layers present at tribological components of the engine. The statements obtained by these results are to contribute to the optimization of the piston assembly in terms of friction, wear and oil emission.
description: Während der konventionelle Verbrennungsmotor weiterhin eine Hauptantriebsart darstellt, steigen die Ansprüche der aktuellen Entwicklungsprozesse in Bezug auf Langlebigkeit und Umweltbewusstsein immer weiter an. Vor allem das tribologische Zusammenspiel der Motorkomponenten Pleuel, Kolben und Zylinderlaufbuchse bezogen auf Laststeigerung und Effizienzerhöhung produziert weiterhin neue Herausforderungen. Dabei ist das Verständnis der Schmierung und des Verschleißes ausschlaggebend für die Gewährleistung eines sicheren Betriebs sowie für den Aufbau von Optimierungskonzepten. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Erforschung von Schmierfilmmechanismen von Zylinderlaufbuchsen und Kolbenbolzengleitlagern auseinander. Die Messung der Laufbuchsenschmierung wird mithilfe eines Einzylinder-Forschungs-Großmotors durchgeführt, während die Kolbenbolzenlagerung mithilfe eines V6-Dieselserienmotors untersucht wird. Das zum Zwecke der beschriebenen Untersuchungen entwickelte Messsystem stellt einen weiteren Bestandteil der Arbeit dar. Das System basiert auf dem in der Industrie bekannten LIF-Prinzip und zeichnet sich durch eine gute Prüfstandstauglichkeit sowie Simplizität aus. Die Nützlichkeit des Messprinzips mit den zugehörigen Stärken und Schwächen wird dargestellt und anhand der Ergebnisanalyse verdeutlicht. Die Untersuchung der Schmierfilmmechanismen der Laufbuchse beinhaltet unter anderem das Verhalten des Öls bei dem Kontakt mit den Kolbenringen, den Einfluss der Ringstöße bei der Ringdrehung sowie die Ansammlung des Öls in den Kolbenringstegen und am Kolbenhemd. Im Falle der Kolbenbolzenlagerung werden Ölschichten im Lager auf die Stabilität und Einflussparameter sowie das Ölangebot außerhalb des Gleitlagers untersucht. Zusätzlich wird das Transportverhalten im Gleitlager anhand der Öl-Tracerung analysiert mit dem Ziel der Optimierung der Ölversorgung. Die vorliegenden Untersuchungen zielen zum einem auf die Verbesserung des Verständnisses der Ölmechanismen der tribologischen Komponenten und zum anderen auf die Erstellung und Validierung von Simulationsmethoden, wobei es sich um elastohydrodynamische Kolbenbolzenlagersimulationen sowie um strukturdynamische Kurbeltriebsimulationen unter tribologischen Gesichtspunkten handelt.