Tobias König

Durch gestiegene Umwelt- und Effizienzanforderungen nimmt die Komplexität heutiger Verbrennungsmotoren deutlich zu, die mit unterschiedlichsten Betriebsstoffen befeuert werden. Mehrstufige Aufladungen, Abgasrückführungen und -nachbehandlungen führen im Abgasstrang zu einem hohen Regel- und Steueraufwand, weshalb mehrere Klappensysteme und Aktuatoren eingesetzt werden müssen. Die ungeschmierten Lagerstellen dieser Abgasklappen sind kritische Tribosysteme mit hohem Verschleiß, hoher Ausfallwahrscheinlichkeit und geringer Lebensdauer. Innerhalb eines IGF-Forschungsprojekts (IGF-Nr. 21253 N) wurde eine zeit- und kosteneffiziente Qualifizierungsmethodik speziell für diese abgasbeaufschlagten Tribosysteme entwickelt und validiert, die aufwendige Vollmotorversuche ersetzen kann.

Die Qualifizierungsstrategie besteht aus zwei sich ergänzenden Versuchsmethoden (vgl. Abbildung), deren Eignung innerhalb des Projekts durch den Vergleich mit verschlissenen Komponenten aus Feldversuchen überprüft wurde. Zum schnellen und einfachen Werkstoffscreening wurde ein linear reversierender Gleitversuch mit einer Linienkontaktgeometrie eingesetzt. Zur anwendungsnahen tribologischen Prüfung wurde außerdem ein neuer Prüfaufbau entwickelt, der einen Wellen-Buchsen-Kontakt mit anwendungsspezifischen Abmaßen beinhaltet und mit einer realen Abgasatmosphäre beaufschlagt werden kann. Bei der abschließenden Validierung und Bewertung der Strategie durch den Vergleich mit verschlissenen Feldkomponenten wurde eine gute Eignung der Strategie sowie eine hohe Übertragbarkeit der Ergebnisse nachgewiesen. 

_{König, T.; Kimpel, T.; Kürten, D.; Kailer, A.; Dienwiebel, M., Influence of atmospheres on the friction and wear of cast iron against chromium plated steel at high temperatures, Wear 522 (2023) Art. 204695, 17 Seiten Link}

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