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Tribologie

Neuartiges Randschichtverfahren minimiert den Verschleiß

| Redakteur: Stéphane Itasse

Einen Prozess, um Verschleiß und Lebensdauer von Motorenbauteilen zu optimieren, hat Applied Nano Surfaces (ANS) entwickelt. Das Tribokonditionierung genannte Verfahren verbessert die Eigenschaften des Bauteils in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Grenzreibung, wie der Anbieter mitteilt.

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Die mit Tribokonditionierung behandelte Lauffläche für die Kolben eines Lkw-Motors hat dank wweniger Verschleiß eine längere Lebensdauer.
Die mit Tribokonditionierung behandelte Lauffläche für die Kolben eines Lkw-Motors hat dank wweniger Verschleiß eine längere Lebensdauer.
(Bild: ANS)

Dabei handelt es sich um ein mechanisch-chemisches Oberflächenveredelungsverfahren für mechanische Bauteilen aus Stahl oder Gusseisen. Es kombiniert das Polieren der Komponentenoberfläche mit der Bildung eines Festschmierstofffilms (Tribofilm), der chemisch in der Oberfläche des Bauteils gebunden ist. Dies verbessert insbesondere das Einlaufverhalten behandelter Bauteile, was von großer Bedeutung ist, da besser eingefahrene Motorenteile über einen deutlich längeren Zeitraum in einem guten Zustand bleiben.

Patentierte Tribokonditionierung verbessert Kontaktkonformität

Beim optimalen Einfahren eines Motors werden Oberflächenunebenheiten der einzelnen Bauteile geglättet und lokale Drücke zwischen den einzelnen Reibteilen reduziert. Dies begünstigt dann eine Vollfilmschmierung, die zu weniger Verschleiß führt.

Die patentierte ANS-Tribokonditionierung von Motorenteilen verbessert diese Kontaktkonformität. Denn gerade beim Einfahren wird die Bauteiloberfläche schnell durch Mikrorisse und Ausbrüche geschädigt, was zu einem verfrühten Ausfall der Teile führen kann. Durch die vorteilhaftere Oberfläche erhöht sich die Schmierfilmfestigkeit.

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Die Tribokonditionierung von Nockenwellen reduziert die Reibung und damit den Verschleiß im Ventiltrieb. Die größten Vorteile konnte ANS für direktwirkende mechanische Ventiltriebe mit Tassenstößel im Stadtverkehr messen. Die Wirkung der Tribokonditionierung lässt sich hier vor allem auf die verbesserte Oberflächentopographie zurückführen. Zusätzlich verhindert die Triboschicht das Abreißen des Ölfilms bei niedrigen Drehzahlen, was Verschleiß an Nocken und Lagern vorbeugt.

Tests belegen technisches Potenzial zur Verschleißreduzierung

Das technische Potenzial der Tribokonditionierung ist durch Tests belegt, wie der Anbieter berichtet. Diese fanden fünf Jahre lang an mehreren Forschungs- und Technologiezentren für unterschiedliche Motorenteile wie Ventile, Pleuelstangen und Zylinderbohrungen statt, sowohl für den Pkw- als auch für den Nutzfahrzeugbereich.

Die messbare Optimierung kann auf drei Hauptfaktoren zurückgeführt werden:

  • die Bildung eines selbstregenerierenden Tribofilms,
  • die Verbesserung der Oberflächenintegrität nach dem Einfahren und
  • ein modifiziertes Oberflächenrauheitsprofil.

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