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Forschung

Tassenstößel-Komponentenprüfstände

 

Reduzierung von Reibung und Verschleiß im Nocken/Tassenstößel-Kontakt des Ventiltriebs

nocken_stoessel.jpgBeschichtungen, beispielsweise amorphe Kohlenstoffschichten (DLC), im Zusammenspiel mit Schmierstoffadditiven oder auf die Bauteiloberflächen gezielt aufgebrachte Mikrostrukturen können dabei helfen, das Reibungs- und Verschleißverhalten des Nocken/Tassenstößel-Kontaktes im Ventiltrieb zu verbessern. Die Oberflächenmodifikationen sind dabei speziell auf das vorliegende Beanspruchungskollektiv auszulegen. Neben einer simulationsbasierten Herangehensweise stehen Versuche an Bauteilprüfständen zur Untersuchung des Betriebsverhaltens unter anwendungsnahen Bedingungen im Vordergrund.
Hierzu verfügt der KTmfk über zwei Tassenstößel-Komponentenprüfstände, welche zum Forschungszweck in Eigenkonstruktion entwickelt wurden und mithilfe deren das Betriebsverhalten schnell und mit guter Übertragbarkeit untersucht werden kann. Erreicht wird dies durch eine reduzierte Abbildung des Ventiltriebs in Form eines einzelnen Tasse/Nocken-Kontaktes. Die Prüfstände zeichnen sich durch eine modulare Bauweise aus, welche die Verwendung von Serienbauteilen (Nocken, Tassenstößel, Ventil, Ventilfeder) erlaubt.

Tassenstößel-Reibungsprüfstand

tsrp.jpgDer Tassenstößel-Reibungsprüfstand dient der Durchführung von Kurzzeitversuchen zur Ermittlung des Reibungsverhaltens in den Betriebszuständen eines ein Nocken/ein Tassenstößel-Kontaktes. Hierzu werden die Reibungs- und Normalkräfte im Kontakt, das anliegende Drehmoment, die Drehzahl sowie die Nockenwinkelstellung während der festgelegten Messrampen separat und zeitaufgelöst aufgezeichnet. Zusätzlich verfügt der Tassenstößel-Reibungsprüfstand über ein resistives Messsystem zur Schmierungszustandsüberwachung. Der Prüfstand erlaubt Drehzahlen bis 4 000 min-1. Die Schmierung des Kontaktes mit regulierbarer Fördermenge erfolgt über ein Ölaggregat dessen Reservoir bis 120 °C konstant temperiert werden kann.

Tassenstößel-Verschleißprüfstand

tsvp.jpgDer Tassenstößel-Verschleißprüfstand erlaubt die Durchführung von Langzeitversuchen zur Untersuchung des Verschleißverhaltens in den Betriebszuständen eines ein Nocken/ein Tassenstößel-Kontaktes. Die Quantifizierung des Verschleißes erfolgt ex-situ durch geeignete Struktur- und Oberflächenanalyse. Zusätzlich wird das anliegende Drehmoment während der Messrampen zeitaufgelöst aufgezeichnet. Der Prüfstand erlaubt Drehzahlen bis 4 000 min-1. Die Schmierung des Kontaktes mit regulierbarer Fördermenge erfolgt über ein Ölaggregat mit Temperierung in Kombination mit einer Rohrheizung. Dies ermöglicht eine Kontakttemperatur bis 120 °C.