PROMETHEUS: Projekt zur Reibungs-Optimierung von Motoren durch Einsatz von triboaktiven Hochleistungs­kohlenstoff- sowie Eisenbasis­schichten und Schmierstoffen

Projektname

PROMETHEUS: Projekt zur Reibungs-Optimierung von Motoren durch Einsatz von triboaktiven Hochleistungskohlenstoff- sowie Eisenbasisschichten und Schmierstoffen

Projektlaufzeit

01.01.2019 - 31.12.2021

Kurzbeschreibung

Das Ziel von PROMETHEUS besteht in der signifikanten Reduzierung von Reibverlusten im Verbrennungsmotor durch Optimierung und die gezielte Kombination von Beschichtungen, Oberflächentechnologien sowie Schmierstoffen. Um das Potential einzelner Maßnahmen sowie gezielte Synergieeffekte kombinierter Maßnahmen nachweisen zu können, müssen diese experimentell unter realen Bedingungen untersucht werden. Die besondere Herausforderung besteht dabei darin, nicht nur kumulierte Reibverluste über ein Motorarbeitsspiel zu bestimmen, sondern die Reibkräfte der Kolbengruppe exakt zu jedem Zeitpunkt bzw. zu jeder Stellung der Kurbelwelle, d.h. kurbelwinkelabhängig, ermitteln zu können um das tribologische Verhalten im Detail beschreibbar zu machen.
Im Rahmen des Teilvorhabens „Anwendungsnahe Effizienznachweise am Reibleistungs-Einzylinderprüfstand“ erfolgen am Prüffeld des Lehrstuhls Verbrennungsmotoren der TU-Dresden diesbezüglich Untersuchungen zum tribologischen Verhalten von Zylinderlaufbahn, Kolben, Kolbenringen und Schmierstoffen in Abstimmung mit den Projektpartnern. Ein speziell ausgerüsteter Einzylinder-Forschungsmotor erlaubt durch Reibleistungs-Messtechnik die kurbelwinkelgenaue Analyse der Reibkraftverluste der Kolbengruppe im befeuerten Betrieb und ermöglicht dadurch die Potentialanalyse einzelner oder kombinierter Maßnahmen. Die daraus generierten Aussagen dienen dem weiteren Vorgehen zur Optimierung der Kompo-nenten bzw. dem Zusammenspiel selbiger im Gesamtprojekt. Parallel zu Potentialstudien an brennverfahrensunabhängigen Technologien aus dem PKW-Bereich (z.B. LDS-Zylinderlaufbahn der BMW AG) sind ebenso abstrahierte (Grundlagen-) Versuchsreihen von Techniken aus dem Bereich der Nutzfahrzeug-/sowie Industriemotoren (Laufbahnspritzschichten sowie Oberflächenbearbeitungsprozesse von MAN / MTU) am Einzylindermotorenprüfstand mit Reibleistungsmessstechnik möglich und vorgesehen. Neben dem offensichtlichen Nutzen zu Aussagen des Reibverhaltens bilden die Ergebnisse eine verlässliche Basis, um die Aussagen der Simulationsmodelle zu bewerten und deren Validierung zu unterstützen.

Kooperationspartner

• Federal Mogul Burscheid GmbH, - (Deutschland)
• AVL Deutschland GmbH, - (Deutschland)
• Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, - (Deutschland)
• FUCHS Schmierstoffe GmbH, - (Deutschland)
• MAN Truck & Bus AG, - (Deutschland)
• MTU Friedrichshafen GmbH, - (Deutschland)
• Schaeffler Technologies AG & Co. KG, - (Deutschland)
• Steinbeis-lnnovationszentrum Werkstoff- und Oberflachentechnologie, - (Deutschland)
• VTD Vakuumtechnik Dresden GmbH, - (Deutschland)
• Fraunhofer-lnstitut fur Werkstoff- und Strahltechnik, (IWS) (Deutschland)
• Fraunhofer-lnstitut fur Werkstoffmechanik, (IWM) (Deutschland)
• Fraunhofer- lnstitut fur Betriebsfestigkeit und Systemzuverlassigkeit, (LBF) (Deutschland)

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