Die Optimierung dieser Reibkontakte an Antriebskomponenten bei Fahrzeugen kann zum einen durch den Einsatz moderner Beschichtungsverfahren, zum anderen durch angepasste Schmierstoffe erfolgen. Einer dieser Reibkontakte, wo ein Potenzial zur Effizienzsteigerung besteht, ist die Kolbengruppe. Auf Kolbenringen können Beschichtungen wie z. B. CrAlN und DLC (Diamond Like Carbon) mittels Physical Vapour Deposition (PVD)- Verfahren oder Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD)-Verfahren abgeschieden und dadurch deren Reibverhalten im tribologischen System entscheidend verbessert werden. Außerdem werden die modernen Motoren zwecks Gewichtsreduzierung aus Aluminium hergestellt. Für solche Motoren kommt das Beschichtungsverfahren thermisches Spritzen zum Einsatz, womit die Zylinderlaufbahnen mit temperaturbeständigen, reibungsreduzierenden Beschichtungen versehen werden. Eine Variante des thermischen Spritzens ist die PTWA (Plasma Transferred Wire Arc)-Technologie. So wurde beispielsweise das tribologische Verhalten von mittels PTWA-beschichteten Zylinderlaufbahnen gegen PVD-beschichtete Kolbenringe mit drei Schmierstoffen, 5W30, Schmierstoff mit FM-Additiven und Schmierstoff auf Esterbasis, im Schwingreibverschleißprüfstand ermittelt. Als PVD-Beschichtungen wurden (Cr0,77Al0,23N und DLC ausgewählt. Die Ergebnisse zeigen, dass neben der Beschichtungsauswahl auch die gezielte Schmierstoffauswahl ein wichtiges Kriterium ist, um die maximale Reibungsreduzierung zu erreichen. So kann bei der Verwendung des FM-additivierten Schmierstoffs und einer (Cr0,77Al0,23N-Beschichtung auf Grauguss (GG) der Reibwert um 50 % im Vergleich zur Referenzpaarung (GG/Unbeschichtet/5W30) gesenkt werden.

    There are continuously increasing demands on reduction of CO2 emission of automobiles. To fulfil these demands the efficiency optimisation of the power train is necessary. There are a lot of contact points in the Power train, which cause friction and hence reduce the overall efficiency. The optimisation of the contact points can be achieved by modern coating technologies and adapted lubricants. One of the contact points in power train, which can be optimised regarding the efficiency, is the piston group. The coating of the piston rings with (Cr0,77Al0,23Nor DLC (Diamond-like Carbon) by using deposition technologies like PVD (Physical Vapour Deposition) and PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) offer an improvement of the friction losses. Another measure to increase efficiency is to decrease the weight of the motor block. This measure is realised by means of substituting the cast iron motor blocks with alloyed aluminium. Due to the unsuitable tribological performance of these alloyed aluminium blocks; coatings with good tribological performance are required. Such coatings can be applied by means of PTWA (Plasma Transfer Wired Arc)-technology. In this paper the tribological performance of (Cr0,77Al0,23N and DLC coated piston rings against PTWA coated cylinder bore is investigated. During the tests 5W30, friction modifier (FM) containing lubricant and an ester base lubricant are considered. The results show that in order to achieve the maximal reduction of friction losses, the selective choice of lubricant is an important criterion besides the coating selection. Thus, a friction reduction of 50 % was reached by using a (Cr0,77Al0,23N coating on the compression ring, a PTWA coated bore and the friction modifier containing lubricant compared to reference combination (grey cast iron/uncoated ring/5W30).


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    Title :

    Tribologisches Verhalten thermisch beschichteter Zylinder gegen CrAlN und DLC-beschichtete Kolbenringe iom SRV-Prüfstand


    Contributors:


    Publication date :

    2011


    Size :

    14 Seiten, 13 Bilder, 8 Tabellen, 7 Quellen



    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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