Reibung in Antrieb und Fahrzeug 2018

Frontmatter

Hybridantriebe – kalte Herausforderung für die Reibungsreduzierung von Verbrennungsmotoren

Zusammenfassung

Die Entwicklung emissionsarmer Antriebstechnologien hat in der Automobilindustrie hohe Priorität. Die zunehmende Hybridisierung des Antriebstranges sowie neue, strengere CO2-Grenzwerte führen dazu, dass der Motorbetrieb auch bei niedrigen Umgebungs- bzw. Kühlmitteltemperaturen eine höhere Relevanz erfährt. Dies hat einen Einfluss auf die Entwicklung und Gestaltung neuer Verbrennungsmotoren.

Christian Kehren, M. Plettenberg, T. Uhlmann, F.-G. Hermsen, S. Yadla

Modellierungsansatz zur Abbildung gesamtmotorischer Reibungsverluste

Zusammenfassung

Gesetzliche Rahmenbedingungen hinsichtlich der zulässigen CO2-Emissionen sowie Kundenanforderungen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs erfordern eine kontinuierliche Wirkungsgradsteigerung moderner Ottomotoren. Dabei stellt die Reduzierung der innermotorischen mechanischen Verluste (Reibung) ein adäquates Mittel dar, um diese Zielvorgaben zu erreichen.

Oleg Krecker, Bernhard Huber

Reibungsuntersuchungen an unterschiedlichen Motorkonzepten

Zusammenfassung

Die immer strenger werdenden Abgasgesetzgebungen bei wachsenden Anforderungen und ungebremst hohem Interesse der Kundenseite nach Fahrdynamik, Komfort und Effizienz zwingen die Automobilindustrie zu weitreichenden Maßnahmen in allen Bereichen der Motorenentwicklung. Die Auslegung von neuen Motorengenerationen erfordert hier eine besonders umfassende Betrachtung des Gesamtsystems Motor hinsichtlich Motormechanik, Akustik und Thermodynamik. Begriffe wie „Rightsizing“, „Downspeeding“ und „Elektrifizierung“ sind in technischer Hinsicht als auch als Marketingwerkzeuge von tragender Rolle.

Christoph Knauder, Hannes Allmaier, David Sander

Zukünftige Nfz-Motoren – Zielerreichung über zuverlässige Simulationsmethoden

Zusammenfassung

Strenger werdende Gesetzgebungen für CO2- sowie Schadstoffemissionen stellen die Nutzfahrzeugindustrie vor neue Herausforderungen. Um zukünftige CO2 & NOx Zielwerte für die Modelljahre 2024 und 2027 zu erfüllen, müssen Nutzfahrzeugmotoren für die individuellen Randbedingungen und Anforderungen optimiert werden. Dabei wird es immer wichtiger Optimierungen und Technologieentscheidungen bereits in frühen Entwicklungsphasen durch Simulationen zuverlässig tätigen zu können.

Heinz Flesch, Bernhard Thonhauser, Christoph Priestner, Kurt Schmidleitner

Wirkungsgradverbesserungen für moderne Dieselmotoren unter anspruchsvollen RDE-Randbedingungen

Zusammenfassung

Die globalen Initiativen zur Absenkung der Schadstoff- und Treibhausgasemissionen erfolgen auch über die Einführung umfassenderer und anspruchsvollerer Zertifizierungszyklen. Insbesondere die Erweiterung auf das reale Betriebsverhalten während des Alltagsbetriebs (RDE) bedeutet einen massiven Anstieg der Anforderungen. Zudem kann angesichts der weltweiten Anstrengungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen nicht ausgeschlossen werden, dass neben CO2 auch die Emissionen weiterer klimarelevanter Abgasbestandteile (wie CH4 und N2O) zukünftig gesetzlich beschränkt werden.

Thomas Körfer, W. Bick, M. Pieper, R. Blum

Reibleistungsmessungen am befeuerten Nutzfahrzeugmotor – Potenziale der Kolbengruppe

Zusammenfassung

Die Reduzierung der Reibungsverluste von Verbrennungsmotoren ist für die Verringerung der CO2-Emissionen von großer Bedeutung. Im Gegensatz zu Pkw- gibt es für Nutzfahrzeugmotoren derzeit diesbezüglich noch keine gesetzlichen Grenzwerte. Es ist jedoch davon auszugehen, dass auch die CO2-Emissionen von Nutzfahrzeugantrieben in Zukunft gesetzlich streng limitiert werden.

Thomas Deuß, Holger Ehnis, Rainer Schulze Temming, Reiner Künzel

Emissionsreduktion und Reibungsund Verschleißverhalten

Zusammenfassung

Die steigenden ökologischen und ökonomischen Anforderungen an Tribosysteme, wie die Paarung Kolbengruppe auf Zylinderlaufbahn, erfordern eine intensive Vernetzung mehrerer Disziplinen sowie die Untersuchung auf mehreren Ebenen. Der Schwerpunkt dieser Untersuchung liegt einerseits auf der systemspezifischen, applikationsnahen Entwicklung und Analyse und andererseits auf der Komponentenentwicklung bzw. Material- und Fertigungsprozessentwicklung.

Hannes Hick, Josef Edtmayer, Simon Walch, Hans-Peter Böhm, Siegfried Lösch, Martin Jech, Thomas Wopelka

Reibungsminderung im Kolbensystem bei HD-Dieselmotoren für US GHG ’21 / ’24 und Euro7

Zusammenfassung

Aufgrund der Emissionsgesetzgebung US GHG’21/‘24 und den Vorschlägen für Euro7 steigt für Hersteller von HD Dieselmotoren der Druck zur CO2-Reduzierung. Die Effizienz der Motoren muss verbessert werden und die mechanischen Systeme müssen zur Reibungsminderung beitragen. Diese Aufgabe wird durch neue Getriebeauslegungen mit Downspeeding des Motors erschwert.

Wolfgang Hanke, Naoki Iijima, Jochen Müller, Marco Voigt

Reduzierung der Flüssigkeitsreibung durch DLC‑Beschichtungen

Zusammenfassung

Der Wirkungsgrad im Antriebsstrang kann durch Reduzierung der lastunabhängigen und lastabhängigen Verluste deutlich gesteigert werden. Während lastunabhängige Verluste durch z. B. Planschen maßgeblich von der Schmierstoffviskosität und -dichte abhängen, werden lastabhängige Verluste maßgeblich von den Oberflächeneigenschaften der Wälzkörper beeinflusst.

Thomas Lohner, Martin Ebner, Andreas Ziegltrum, Karsten Stahl, Kirsten Bobzin, Tobias Brögelmann, Christian Kalscheuer, Matthias Thiex

Friction Reduction in Roller Finger Follower with Thin Film Coating Technology

Zusammenfassung

Due to growing environmental concerns and legislative requirements it is more and more important to reduce friction in highly stressed contacts of combustion engines to reduce engine out emissions and to improve fuel efficiency. Picture 1 shows exemplary friction losses in internal combustion engines with bucket tappet valve train as a function of engine speed. The valve train system has a significant part of the power train function and is a major contributor to frictional losses.

Ricardo H. Brugnara, Edgar Schulz, Nazlim Bagcivan, Christian Geers

Der Schmierstoff als Thermomanager

Zusammenfassung

Verbrennungsmotoren haben unsere Welt als kompakte und mobile Antriebsaggregate für verschiedenste Maschinen erobert. Selbst moderne Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge arbeiten allerdings mit einem relativ geringen Wirkungsgrad. Nur etwa ein Drittel der im Kraftstoff gespeicherten Energie steht für den mechanischen Vortrieb zur Verfügung.

Rolf Luther

Potenziale und Risiken von (Ultra-)Leichtlaufölen zur Senkung der Motorreibung

Zusammenfassung

Verbrauchs- und Emissionsreduktion gehört zu den wichtigsten Zielen bei der Entwicklung moderner Diesel- und Benzinmotoren. Reibungsreduktion ist hierbei eine der effektivsten Maßnahmen, da jede Effizienzsteigerung des Antriebsstrangs direkt eine Verringerung von Verbrauch und Emissionen bedeutet. Hierbei ist der Einsatz von immer dünnflüssigeren Leichtlaufölen eine der wirtschaftlichsten Möglichkeiten, da im Idealfall gleich in mehreren Baugruppen des Motors die Reibung reduziert werden kann [1-3].

David Sander, Christoph Knauder, Hannes Allmaier

3D-Simulationsmethodik zur ganzheitlichen Darstellung der Strömungsverhältnisse im Motorölkreislauf

Zusammenfassung

Die Steigerung der Effizienz aller Komponenten – insbesondere des Antriebstranges – haben aufgrund der verschärften gesetzlichen Bestimmungen zur Senkung des CO2-Ausstoßes eines Fahrzeuges in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Neben neuen Motor-Konzepten, optimierter Verbrennung sowie Leichtbau liegt ein riesen Einsparungspotential in der Reibungsminimierung im Motorölkreislauf. Um dieses auszunützen ist eine detaillierte Kenntnis der dynamischen Ölverteilung sowie –verlagerung, insbesondere im Zylinderkopf sowie im Kurbelgehäuse unabdingbar.

Stefan Diebald, Marijan Simek, Gerald Zotter, Harald Grantner, Peter Drage

Neubewertung der Wälzlagerung der Kurbelwelle im P0-Hybridkonzept

Zusammenfassung

Da der Verbrennungsmotor auch künftig eine entscheidende Rolle spielen wird, ist eine weitere Reduktion des CO2-Ausstoßes der Fahrzeuge notwendig. Hierbei behält die Reduktion von Reibungsverlusten einen großen Stellenwert. Hinzu kommt der Wandel des Antriebsstranges vom reinen Verbrennungsmotor zur Hybridisierung, d.h. zur Teilelektrifizierung.

Frank Schlerege, A. Waldo, K. Kucht, U. Morawitz, C. Weber