Im Rahmen des Projekts wurde der Einfluss von stationären und instationären Siedezuständen mit vollständiger Kühlmittelverdampfung im Zusammenspiel mit weiteren definierten Versuchsparametern auf das Inhibitions- und Korrosionsverhalten von metallischen Werkstoffproben untersucht. Hierzu wurde der bereits bestehende Prüfzyklus nach FW-Richtlinie R530/2005 um einen Verdampfungszyklus erweitert. Wie die dargestellten Untersuchungen aufzeigen, beeinflusst der Verdampfungszyklus die Wechselwirkungen zwischen Probe und Kühlmittel maßgeblich. So werden unter Verwendung von Kühlmittelzusatz A (Silikat) Inhibitorausfällungen aus dem Kühlmittel begünstigt, welche sich auf der Probenoberfläche abscheiden. Dies führt zu einer Inhibitorverarmung. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die hieraus aufwachsenden Strukturen das oberflächliche Temperaturniveau der Probe möglicherweise verändern und lochkorrosive Angriffe unterhalb der Strukturen fördern können. Unter Verwendung von Kühlmittelzusatz B (organische Säure) und C (Hybrid-Produkt) wird die Ausbildung von flächiger Korrosion während der Verdampfungsphase gefördert. Weiterhin wirkt die Verdampfungsphase als Initiator für lochfraßartige Korrosion. Die durchgeführten Versuche wurden durch elektrochemische Messungen begleitet. Wie Messungen des freien Korrosionspotenzials aufgezeigt haben, eignen sich diese zur in situ Charakterisierung der Korrosionsneigung sowie zur Identifikation von sich ändernden Siedezuständen auf der Probenoberfläche. Auch die Ausbildung von Reaktionsschichten, wie sie unter Verwendung von Kühlmittel B und C in Ruhezyklen auftreten, können nachvollzogen werden. Weiterhin bietet die additive Durchführung von Messungen mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie eine Möglichkeit, ausgebildete Deck- und Reaktionsschichten zu charakterisieren und hinsichtlich des Korrosionsschutzes zu bewerten. Wie die Versuchsergebnisse insgesamt aufzeigen, ist der erarbeitete Prüfzyklus in der Lage, ein schädigungsrelevantes Beanspruchungskollektiv abzubilden. Neben dem Reaktionsschichtaufbau während der Ruhezyklen können Schädigungsmechanismen durch zyklische Komplexbeanspruchung sowie erstmals durch zyklisch thermische Beanspruchung mit einhergehender Kühlmittelverdampfung untersucht werden. Die resultierenden Aussagen sind jedoch nur unter Laborbedingungen sowie unter den gewählten Versuchsparametern gültig.

    Initially, when starting the internal combustion engines, coolant in the cooling system is not circulated in order to achieve the operating temperature of the engine faster. However, this has the consequence that the coolant might start to boil locally on hot surfaces in the engine before the average temperature is reached. Equivalent situations arise in partial-load operation with reduced coolant flow, as well as when stopping the engine without overrun of the water pump. Hence, if the rate of the coolant flow is adjusted up to a standstill, the saturation temperature of the coolant is exceeded and the coolant might evaporate. There is a risk of overheating the material and a possible thermal degradation of the coolant. This fact and the related effects on the corrosion behavior must be considered mandatorily while shutting down respectively throttling the water pump or, for example, in modern start stop systems. However, the effect of high thermal stresses and in particular local stationary respectively transient boiling processes in connection with complete evaporation of coolant on the corrosion behavior, the effectiveness of the protective layer, and the long-term stability of corrosion inhibitors is currently insufficiently investigated. In addition, the influence of alternating flow conditions in resting or heating phases on the mechanisms of corrosion and the formation of protective layer is, as well, unexplored. In this context, the (electro) chemical operations and their dominant role in connection with the corrosion progress is of interest. Exactly these issues are to be worked out within the context of the research project "Boundary Temperature II" on the basis of the existing "Limit-Temperature-Rig (GTA). By upgrading the investigation method, it is possible to examine the influence of the mentioned thermal and fluiduid-mechanical conditions under varying individual test parameters such as average coolant temperature, pressure, or heat flux on corrosion behavior (also by electrochemical measurements). The aim of the project is, in addition to establish limiting conditions for coolants, the development of a laboratory-test-cycle (heating, rest and vaporization phases) to generate service-like conditions by cyclic (complex)-loading. Based on the electrochemical research the practical application of a sensor in regard to "corrosion monitoring" is possible.


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    Title :

    Einsatzgrenzen von Kühlmittelzusätzen in Verbrennungskraftmaschinen mit modernem Thermomanagement


    Contributors:


    Publication date :

    2014


    Size :

    34 Seiten, Bilder, Tabellen, 19 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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    Hesse, U. / Hohl, R. / Schmitt, M. | Tema Archive | 1999


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    Melzer,F. / Hesse,U. / Rocklage,G. et al. | Automotive engineering | 1999