A model scale test method for the piston ring-cylinder liner tribosystem of internal combustion engines

• Autorzy: Schiffer J. , Gódor I. , Grün F. , Eichlseder W.

Warianty tytułu

PL

Metoda badania w skali modelowej systemu trybologicznego pierścień tłokowy - tuleja cylindra silnika spalinowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rising technical standards of customers, legal requirements and the trend to minimize maintenance effort raise the thermal, mechanical and tribological loads on components of combustion engines. In this regard, emphasis is laid on improving the piston ring - cylinder liner tribosystem, one with the highest energy losses. An efficient performance has to be guaranteed during its lifetime. Tribological investigations could be carried out on engine test benches, but they are highly cost-intensive and time-consuming. Therefore, a damage-equivalent test methodology was developed with the analogous tribological model, "ring-on-liner". The research was carried out under two characteristic operating conditions. One with a "standard" operating system, modelled in line with ideal lubrication conditions, and the other "extreme abrasive" operating system, typical to a system running on a lubricant contaminated by abrasive particles. To optimize the tribological loading capacity of the cylinder liner, with focus on these two operating conditions, numerous nitride coatings have been investigated. The key aspects being seizure resistance, running-in characteristics and long term wear behaviour.

PL

Rosnące wymagania techniczne ze strony odbiorców, wymagania prawne i trend w kierunku minimalizacji wysiłku związanego z konserwacją prowadzą do wzrostu mechanicznych, termicznych i trybologicznych obciążeń elementów silników spalinowych. Z tych względów kładzie się nacisk na poprawę jakości systemu trybologicznego pierścień tłokowy - tuleja cylindra, w którym występują największe straty energii. Wydajna praca tego systemu powinna być zagwarantowana przez cały czas jego życia. Badania trybologiczne można prowadzić na stanowiskach do prób silnikowych, lecz są one bardzo kosztowne i czasochłonne. Z tego względu opracowano metodologię badań, równoważną badaniom niszczącym, przeprowadzanych na analogowym modelu trybologicznym typu "pierścień w tulei". Badania były prowadzone dla dwu charakterystycznych rodzajów warunków roboczych. Pierwszy, "standardowy" system działania, jest modelowany przy założeniu idealnych warunków smarowania; system drugi, z "ekstremalnym ścieraniem", jest typowy dla pracy w warunkach, gdy środek smarny jest zanieczyszczony cząsteczkami ściernymi. Koncentrując się na dwu wymienionych systemach działania, optymalizowano obciążalność trybologiczną tulei cylindra badając różne rodzaje pokryć azotkowych. Aspektami kluczowymi były odporność na zatarcie, charakterystyki docierania i długookresowe charakterystyki zużycia.

Słowa kluczowe

EN

tribological model test; damage equivalent; ring-on-liner; piston ring; cylinder liner; cast iron; nitriding

PL

badanie tribologiczne modelowe; metoda równoważna badaniom niszczącym; pierścień tłokowy-tuleja cylindra; pierścień tłokowy; tuleja cylindra; żeliwo; azotowanie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. LVII, nr 4
• Strony: 331--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Schiffer J.

autor

Gódor I.

autor

Grün F.

autor

Eichlseder W.

• Mechanical Engineering, Montanuniversität, Franz-Josef-Straße 18, 8700 Leoben, Austria,

Bibliografia

• [1] Schiffer, J.: Schadensorientierte Prüfmethodenentwicklung für das System Kolbenring-Zylinderlaufbahn, Diplomarbeit, Montanuniversität Leoben, 2009 (excluded from public use by 2014).
• [2] Schiffer, J.; Gódor, I.; Grün, F.; Krampl, H.; Eichlseder, W.; Dibiasi, W.; Strobl, V.: Anwendung einer Prüfmethodik zur tribologischen Untersuchung des Systems Kolbenring-Zylinderlaufbahn von Großmotoren, Fachtagung der Gesellschaft für Tribologie (GfT), 2009, Göttingen, ISBN 978-3-00-028824-1.
• [3] Schiffer, J.; Gódor, I.; Grün, F.; Dibiasi, W.; Strobl, V.; Eichlseder, W.: Schädigungsäquivalente tribologische Untersuchungen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems Kolbenring/Zylinderlaufbahn, Symposium der Österreichischen Tribologischen Gesellschaft, 2009, Waidhofen/Ybbs, ISBN 978-3-901657-34-4.
• [4] Czichos, H., Habig, K-H.: Tribologie Handbuch, 2. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-16354-2.
• [5] Truhan, J.J., Qu, J., Blau, P.J.: A rig test to measure friction and wear of heavy duty diesel engine piston rings and cylinder liners using realistic lubricants, Tribology International 38 (2005), S 211-218.
• [6] Küntscher V., Hoffmann W.: Kraftfahrzeugmotoren - Auslegung und Konstruktion, 4. Auflage, Vogel Verlag, Würzburg 2006, ISBN 978-3-8343-3000-0.
• [7] Bölter J., Scherge M.: Die Auswirkungen von Dieselruß auf das tribologische Verhalten von Motorkomponenten, Fahrzeugtechnik 69/1.
• [8] Esser, J.; Hoppe, S.; Linde, R.; Münchow, F.: Kompressionskolbenringe in Otto- und Dieselmotoren - Stand der Technik und Ausblick, MTZ 7-8/2005 Jahrgang 66.
• [9] Galligan J., Torrance A.A., Liraut G.: "A scuffing test for piston ring/bore combinations, Part I. Stearic acid lubrication", Wear 236 (1999), S 199-209.