Prozessentwicklung zur tribologischen Funktionalisierung von Nutzfahrzeug-Zylinderlaufbuchsen

Zusammenfassung

Das Einsatzverhalten von tribologisch belasteten Maschinenkomponenten kann durch die gezielte Anpassung ihrer Topographie und Geometrie verbessert werden. In der vorliegenden Arbeit wird dies umgesetzt, indem erstmals durch die neuartige Kombination zweier spanende Fertigungsverfahren tribologisch maßgeschneiderte Schwerlast-Zylinderlaufbuchsen hergestellt werden. Die spanende Bearbeitung der Zylinderlaufbuchsen erfolgt durch Mikrostrukturieren sowie die Kombination mit piezoaktorischem Unrunddrehen. Bei beiden Prozessen werden die Wechsel-wirkungen zu vor- und nachgelagerten Prozessen erforscht, um zum Nachweis der Industrialisierbarkeit eine Demonstratorprozesskette aufzustellen. Abschließend wird der Energiebedarf der spanenden Endbearbeitung tribologisch maßgeschneiderter Zylinderlaufbuchsen untersucht, um die Ressourceneffizienz der neu aufgestellten Prozesskette zu bewerten. Zudem erfolgt eine Validierung der erreichten Reibungs-minderung durch umfassende gefeuerte Motoruntersuchungen an Nutzfahrzeug-zylinderlaufbuchsen verschiedener Baugrößen. Die Kolbengruppenreibung wird um maximal 26 % reduziert, was den Kraftstoffverbrauch um 1 % senkt. Der Energiebedarf der Endbearbeitung wird um 34 % gesenkt.