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Schwingreibverschleißprüfstand

Der Schwingreibverschleißprüfstand, auch als Tribologieprüfstand bekannt, erforscht die Verschleißbedingungen von Kolbenringen und Zylindersegmenten. Mit variablen Lasten, Temperaturen und präziser Dosierung von Medien ermöglicht er eine umfassende Simulation anspruchsvoller Versuchsbedingungen. Die erfassten Daten können zur Optimierung von Motorkomponenten beitragen, was langfristig zu einer Reduzierung von Ausfallzeiten und Betriebskosten führt und die Gesamteffizienz im Bereich Motorentwicklung verbessert.
2018

Aufgabe:

Unser Tribologieprüfstand – auch Schwingreibverschleißprüfstand genannt – Die Entwicklung eines Tribologieprüfstands stellte eine komplexe Herausforderung dar. Der Prüfstand soll die Erforschung der Verschleißbedingungen von Kolbenring- und Zylindersegmenten ermöglichen. Hierfür müssen anspruchsvolle Bedingungen realitätsnah simuliert und eine aufwändige Datenerfassung ermöglicht werden. Dieser Prüfstand muss somit vielseitige Versuchsbedingungen realisieren, darunter variable Last- und Temperaturbereiche, unterschiedliche Hublängen und Frequenzen sowie die genaue Dosierung von Medien. Zudem ist eine präzise Messdatenerfassung und -visualisierung essentiell, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.

 

Lösung:

Der Tribologieprüfstand erfüllt diese Anforderungen durch seinen umfassenden Aufbau, der mechanische Struktur, Messtechnik, Steuerung, Visualisierung, Sensorik und ein Messdatenerfassungssystem beinhaltet. Er kann Kolbenringsegmente (axiale Höhe 1 bis 30 mm) und Zylindersegmente (Länge 50 bis 200 mm) testen. Die Versuchsbedingungen umfassen einen Lastbereich von 0 bis 4.000 N, einen Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 400 °C und verschiedene Hublängen und Frequenzen. Die Mediumdosierung ist flexibel einstellbar, und es gibt Möglichkeiten für die Temperaturmessung an verschiedenen Punkten. Die Laufzeit pro Messung beträgt maximal 48 Stunden, wobei die Messdaten alle 20 ms erfasst werden. Die Software ermöglicht die Definition von Versuchsparametern, Abbruchkriterien und die Auswertung der erfassten Daten.

 

Kosteneffizienz:

Die dynamische und präzise Erfassung der Verschleißdaten durch den Tribologieprüfstand liefert hochwertige Forschungsdaten, die detailliert analysiert werden können. Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Testszenarien zu simulieren und dabei alle relevanten Parameter anzupassen, ermöglicht detaillierte Einblicke in Verschleißmechanismen von Materialien und die damit zusammenhängende Reibwertentwicklung. Diese Erkenntnisse können zur Optimierung von Motorkomponenten genutzt werden, was langfristig zu einer Verringerung von Ausfallzeiten sowie Wartungs- und Betriebskosten (Brennstoffverbrauch) führt. Die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Prüfstandes kann also einen großen Beitrag zur Erhöhung der Gesamteffizienz im Motorentest- und Entwicklungsbereich leisten.