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.

Das ITR arbeitet schwerpunktmäßig auf den Forschungsgebieten Triboexperiment, Tribosimulation und Schmierstoffrheologie. Das folgende Video gibt einen Einblick in das Leistungsspektrum des Instituts.

 

Leistungsspektrum ITR

 

Detaillierte Informationen zu den Forschungsschwerpunkten am ITR finden Sie auf den folgenden Seiten:

 

Im Forschungsschwerpunkt Triboexperiment befasst sich das ITR mit den folgenden Aufgabenbereichen:

  • Untersuchung tribologisch relevanter Prozessgrößen auf speziellen Tribo-Funktionsprüfständen
  • Erforschung von Verschleiß und Lebensdauer von Motorenbauteilen und Antriebssystemen
  • Entwicklung von spezieller Tribo-Sensorik

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Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt am ITR ist die Simulation von tribologischen Kontakten. Dazu zählen unter anderem:

  • Simulation und Berechnung von Tribosystemen in Motoren (Öl- und Kühlkreislauf) sowie Triebwerkskomponenten (Nockenwellen-, Kolbenbolzen- und Pleuellager etc.)
  • Berechnung schnelllaufender Gleitlagerungen in Turboanwendungen (Turbinen, Abgasturbolader usw.)
  • Simulation von Wälzlagerungen bei hohen Flächenpressungen
  • Simulation und Berechnung sonstiger konformer und kontraformer tribologischer Kontakte
  • Entwicklung anwendungsspezifischer Simulationssoftware

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Das leistungsstarke Schmierstofflabor des ITR erlaubt die Untersuchung und Messung der thermophysikalischen Eigenschaften von Schmierstoffen in hochbelasteten geschmierten Tribokontakten (EHD)

  • Schmierstoffuntersuchungen bei höchsten Betriebsdrücken und Temperaturen
  • Ermittlung der Druckviskosität von Fluiden unter höchster Scherbeanspruchung
  • Modellierung der Druck- und Temperaturabhängigkeit von Dichte und Viskosität des Schmierstoffs als Basis für EHD – Simulationsrechnungen hochbelasteter Tribokontakte durch eine institutseigene Spezialsoftware

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