Reibverhalten der Kolbengruppe eines Pkw-Dieselmotors

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss verschiedener konstruktiver Parameter der Kolbengruppe (Kolben, Kolbenringe, Kolbenbolzen) auf den Reibmitteldruck eines Pkw- Dieselmotors aufgezeigt. Den Schwerpunkt der experimentellen Untersuchungen bildet die Kolbenschaftreibung, auf die Kolbenringreibung und die Kolbenbolzenreibung wird jeweils anhand eines konstruktiven Parameters beispielhaft eingegangen. Zur Bestimmung des Reibmitteldrucks wird die sogenannte Indiziermethode eingesetzt. Dadurch ist es möglich den Reibmitteldruck bei realen, d.h. befeuerten Betriebsbedingungen im gesamten Betriebskennfeld des Motors zu ermitteln. Man erhält auf diese Weise für jede untersuchte Variante ein Reibmitteldruck-Kennfeld. Durch Differenzenbildung zwischen den einzelnen Varianten bzw. zu einer Basis entstehen sogenannte Reibmitteldruck- Differenzkennfelder. Anhand dieser Reibmitteldruck-Differenzkennfelder werden Aussagen zum Reibverhalten der verschiedenen untersuchten konstruktiven Parameter getroffen. Mit dem sogenannten fremdgeladen geschleppten Motorbetrieb ist eine Trennung von mechanischen und thermischen Einflüssen auf die Motorreibung möglich. Die bei dieser Motorbetriebsart durchgeführten Messungen liefern bei der Interpretation der Reibmitteldruck- Differenzkennfelder aus dem befeuerten Betrieb nützliche Hinweise. Abschließend wird anhand von Rankings die Wertigkeit der einzelnen Parameter dargestellt, so dass eine Aussage über das Potenzial der verschiedenen Parameter hinsichtlich einer Reibungsreduzierung getroffen werden kann. Mit Hilfe einer Fahrzyklussimulation wird aus den am Motorprüfstand gemessenen Reibmitteldruck-Kennfeldern der einzelnen untersuchten konstruktiven Parameter das jeweilige Potenzial zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emission in einem Fahrzyklus ermittelt.