Tagungsbeitrag

Titel Kolbenringdynamik - Simulation von Reibung und Verschleiß
Autor G. Knoll, F. Schlerege, Volker Lagemann, Hans-Jürgen Füßer
Infos zum Autor Prof. Gunter Knoll: Institut für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik, Universität Kassel,
Mönchebergstrasse 3, 34125 Kassel
Dr. Frank Schlerege: Schaeffler Technologies GmbH + Co. KG, Industriestraße 1-3, 91074 Herzogenaurach
Dr. Volker Lagemann: Daimler AG, Wilhelm-Runge-Strasse 1, 89083 Ulm
Dr. Hans-Jürgen Füßer: Daimler AG, Wilhelm-Runge-Strasse 1, 89083 Ulm
Inhalt Zusammenfassung

Kolbenringe laufen in weiten Bereichen des Arbeitsspiels im sogenannten Mischreibungsbereich, dort, wo aufgrund hoher Lasten zum einen und geringer Relativgeschwindigkeiten zum anderen partiell an der Lauffläche Festkörperkontakte auftreten. Diese Zustände einer Berechnung zugänglich zu machen, die vorhandene Berechnungstechnik um wichtige physikalische Effekte zu erweitern ist ein Ziel der elasto-hydrodynamischen (EHD) Simulationstechnik im Bereich der Kolbenringdynamik. Für die Anwendung auf bekannte Verschleißmodelle unter Berücksichtigung der werkstoffmechanischen Eigenschaften von Kolbenring und Zylinderlaufbahn ist dies eine notwendige Voraussetzung. Das Programmsystem KORI3D wurde mit Verschleißmodellen erweitert und die dazu notwendigen Parameter aus Bauteilversuchen und gesamtmotorischen Versuchen validiert.

Abstract

The piston ring friction in the combustion cycle is dominated by mixed lubrication, caused by high pressures behind the rings in combination with very low speed. In the top and the bottom dead centre where the piston stops to redirect, the film thickness becomes minimal and mixed lubrication exists. Main targets are to add and validate the calculation of this mixed lubrication and wear models into the simulation of the piston rings. Wear models from Archard and Fleischer were implemented into the piston ring software KORI3D and validated by it.
Datum 2010