Forschung am Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen

Die Weiterentwicklung moderner Motoren, Maschinen und Antriebssysteme erfolgt im Spannungsfeld immer weiter reichender Umweltanforderungen einerseits und dem Streben nach weiteren Verbesserungen, wie z.B. Fahrleistung, Verbrauch von Ressourcen und Komfort, andererseits. So wird die Entwicklung neuer Antriebskonzepte wie Fahrzeuggetriebe von der Verbesserung der Masse-Leistungsverhältnisse, Wirkungsgrade sowie der Kompaktheit dominiert.

Bei Verbrennungsmotoren führt der anhaltende Trend zur thermodynamischen Optimierung des Verbrennungsprozesses durch Methoden, wie Aufladung, Ladeluftkühlung und moderne Einspritzsysteme zu einem signifikanten Anstieg der Prozessdrücke und Leistungsdichten. Die kontinuierliche Erhöhung der Leistungsdichte von Turbomaschinen führt zu stetig ansteigenden Anforderungen an die in diesen Maschinen eingesetzten hydrodynamischen Gleitlager. Insbesondere die Umfangsgeschwindigkeiten und die statischen Belastungswerte der Lager nehmen weiter zu, zugleich steigen aber auch die Anforderungen an ihre dynamischen Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften.

Daraus resultieren höhere Beanspruchungen der Triebwerksteile und ungünstigere thermische Verhältnisse an den Gleitstellen, die an die tribologische Auslegung der Komponenten besondere Ansprüche stellen. Vor diesem Hintergrund arbeitet das ITR z.B. an folgenden Themen:

  • Ermittlung tribologisch relevanter Prozessgrößen auf speziellen Tribo-Funktionsprüfständen
  • Ermittlung von Verschleiß und Lebensdauer von Motorenbauteilen und Antriebssystemen
  • Entwicklung von spezieller Sensorik für hochbelastete Tribokontakte
  • Simulation und Berechnung von Tribosystemen in Motoren (Öl- und Kühlkreislauf) sowie Triebwerkskomponenten (Nockenwellen-, Kolbenbolzen- und Pleuellager etc.) und in Rotoren von Turbomaschinen
  • Erfassung thermo-physikalischer Eigenschaften von Schmierstoffen
 

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