Forschung

Tribologie

Da die Nutzungsdauer technischer Produkte häufig durch deren Verschleiß bestimmt wird, stellt die Optimierung der Tribosysteme ein großes wirtschaftliches Potential für deren Herstellung und Betrieb dar. Hierbei haben wir einen energetischen Ansatz für die formalen Zusammenhänge von Reibung und Verschleiß entwickelt: das Modell der Tribomutation.

Tribomutation wird durch mechanische Wechselwirkung im Reibungskontakt hervorgerufen. Dabei handelt es sich um Effekte, die hauptsächlich auf der Nanometerskala induziert werden.

Durch die bei Reibungsvorgängen eingebrachte mechanische Energie und deren Umsetzung in Wärme finden Veränderungen im oberflächennahen Bereich des Werkstoffes statt. Dabei verändern sich im Nanometerbereich die Elementzusammensetzung, die elementmäßige Zusammensetzung, die Gitterstruktur der Stoffe und ihre Oberflächenchemie. Dies hat wiederum Auswirkungen auf die Reibung, d. h. es besteht eine wechselseitige Beeinflussung von Reibung und Material.

Einsatz in der Praxis

Die Resultate dieser Forschungsarbeiten setzen wir u. a. für die Optimierung in der Fertigung, bei Einlaufvorgängen und bei der Entwicklung von Schmierstoffen erfolgreich ein.

Durch Kombination aus der Radionuklid-Verschleißmesstechnik und der Bauteil- und Schadensanalytik stehen uns Werkzeuge zur Verfügung, die eine geschickte Wahl der Prozessparameter bei der Endbearbeitung von Bauteilen aufzeigen können.

Wichtige aktuelle Fragestellungen sind der Einfluss von diesel- als auch zunehmend ottomotorischen Rußen im Motoröl auf die mechanischen Vorgänge im oberflächennahen Bereich von Bauteilen und deren Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des gesamten Tribosystems.

An Bedeutung gewinnen auch Fragestellungen von Reibleistungsverlusten im Verbrennungsmotor und seinen Komponenten. Untersuchungen werden sowohl an befeuerten und geschleppten Vollmotoren als auch an Komponentenprüfständen und Modelltribometern durchgeführt.