Elasto‐hydrodynamische Simulationstechnik mit integriertem Mischreibungskontakt

Mit den Entwicklungszielen neuer Konzepte in der Motoren‐ und Antriebstechnik verbunden ist die Forderung nach immer höherer spezifischer Leistungsdichte. Die sichere Auslegung der Lagerungen erfordert hierbei ein besseres Systemverständnis für Wechselwirkungen, die sich aus tribologischer und konstruktiver Sicht ergeben. Ein Weg zum besseren Systemverständnis ist die Simulationstechnik auf Basis hochauflösender Modelle. Zur Verbesserung der Auslegungssicherheit sowie zur Ausnutzung bisher ungenutzter werkstoff‐ und schmierungstechnischer sowie konstruktiver Optimierungspotentiale wird in der Gleitlagertechnik intensiv an der Entwicklung von Simulationsverfahren gearbeitet, welche – gegenüber den bisherigen Auslegungsverfahren – auch Parameter berücksichtigen, welche für den Übergang und die Intensität von Mischreibungszuständen maßgeblich sind. Aus fluid‐mechanischer Sicht bestimmt die Oberflächenfeingestalt maßgeblich die tribologischen Eigenschaften hinsichtlich der mikrohydrodynamischen Schmierfilmbildung und der mechanischen Beanspruchung im Festkörperkontakt. In dem vorliegenden Beitrag werden Verfahren zur tribologischen Kennwertbildung rauer Oberflächen durch Flusstensoren und durch Kontaktdruckkennfelder sowie deren Integration in elasto‐hydrodynamische Berechnungstechniken vorgestellt. Hieraus abgeleitet wird ein örtliches Konzept zur Ermittlung qualitativer und quantitativer Verschleißzustände. Zur Ermittlung der notwendigen werkstoffspezifischen Kenndaten wurden außermotorische Gleitlagerversuche für unterschiedliche Lager‐ und Wellenwerkstoffe durchgeführt.