Zylinderlaufbahn, Kolben, Pleuel 2018

Registrierung

Begrüßung und Eröffnung

Dr.-Ing. Stefan Spangenberg, Tagungsleiter, MAHLE GmbH, Stuttgart und Anne Bieler-Bultmann M.A., Programmverantwortung, VDI Wissensforum GmbH , Düsseldorf

Plenarvorträge

Moderation: Dr.-Ing. Stefan Spangenberg, MAHLE GmbH, Stuttgart

Future Powertrain Solutions for Medium and Heavy Duty Trucks

• Gesetzliche und marktseitige Anforderungen an künftige Nutzfahrzeugantriebe
• Auswirkung der erwarteten CO2-Gesetzgebung für Nutzfahrzeuge in Europa
• Denkbare Antriebsstrangtechnologien und die Rolle verbrennungsmotorischer Antriebe

Dipl.-Ing. Börge Nielsen, Leiter Konstruktion, Product Engineering Powertrain Trucks, Daimler AG, Stuttgart

Tribologie motorischer Spritzschichten unter dem Einfluss regenerativer Kraftstoffe

• Reduktion von innermotorischer Reibung und Verschleiß
• Tribosystem Kolbenring aus amorpher Kohlenstoffbeschichtung (DLC) gegen Zylinderlaufflächen mit Einspritzschicht im Kontakt mit erneuerbaren Kraftstoffen
• Untersuchung des oxidativen Einflusses von OME auf die Eisenspritzschicht mit Radionuklidtechnik
• Begleitende Oberflächenanalytik mittels XPS zur Detektion von Korrosionsprodukten

Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Scherge, Leiter MikroTribologie Centrum, Co-Autoren: Hans-Jörg Winkler, Roman Böttcher, alle Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM), Karlsruhe

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Poster Ausstellung sowie der Möglichkeit, an Round Tables zu diesen Themen zu diskutieren

Tisch 1: Quo vadis Verbrennungsmotoren und Kurbeltriebsystem im Zuge von Hybridisierungs- und Elektrifizierungskonzepten?

Moderation: Dipl.-Ing. Börge Nielsen

Tisch 2: Tribologie und Oberflächenbeschichtungen Moderation: Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Scherge

Moderation: Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Scherge

Tribologische Systeme

Moderation: Dr.-Ing. Jürgen Claus, Daimler AG, Stuttgart

Anforderungen an moderne Tribosysteme in Verbrennungsmotoren

• Ausgangslage: Anforderungen an Absenkung des Kraftstoffverbrauchs verstärkt
• Neue Anforderungen an Spezifikationen für Motoröle
• Reduktion CO2-Emissionen durch Absenkung der Viskosität
• Niedrigviskose Öle stehen im Gegensatz zu verlängerten Ölwechselintervallen und Schutz der Reibpartner vor Verschleiß

Dipl.-Kfm. Otto Botz, Produktmanager Automotive, ROWE MINERALÖLWERK GMBH, Worms

Untersuchung von Ölverbrauch und Verschleiß bei DEUTZ-Motoren

• Auslegung der Zylindereinheit unter Berücksichtigung der Literleistung und der Kraftstoffart

Dipl.-Ing. Thomas Hoen, Leiter Qualifizierung & Validierung 4-8 Liter, Co-Autor: Dr. Timo Ortjohann, beide DEUTZ AG, Köln

Poster Session

Moderation: Dr.-Ing. Jürgen Claus, Daimler AG, Stuttgart

P1 Formhonen light – Funktion und Fertigungstechnik

• Reibungsreduzierung, Kolbenhemd
• Formhonregelung, konische Zylinderbohrung
• Runde Zylinderbohrung und thermische Spritzschicht

Dr. Andreas Wiens, Teamleiter Technologieentwicklung, Technologieentwicklung/Patentwesen, Co-Autor: Dipl.-Ing. Gerhard Flores, beide Gehring Technologies GmbH, Ostfildern

P2 Herstellung und Prüfung von laserstrukturierten Haftreibungsflächen

• Haftreibung, Mikrostruktur
• Laserstrukturierung, 3D-Oberflächenmessung
• Friktionstest, Serienanfertigung

Dipl.-Ing. Gerhard Flores, Leiter Technologieentwicklung/Patentwesen, Gehring Technologies GmbH, Ostfildern, Co-Autor: Dipl.-Ing. Torsten Machleidt, Gesellschaft für Bild- und Signalverarbeitung (GBS) mbH, Ilmenau

P3 Piston ring with Thick @ Tips feature for highly demanded HDD Applications

• PVD coating Background
• Motivation to increase the coating thickness at the piston ring tips
• Demonstrate feasible coating thickness
• Suitable durability in highly demanded applications

P4 Oberflächen effizient strukturieren

• Innovative Oberflächenstruktur zur Beschichtung einer Zylinderlauffläche
• Bearbeitung von Zylinder-Kurbelgehäusen nach der Laufflächenbeschichtung
• Vorbearbeitung von Zylinder-Laufbuchsen zum Vergießen und Beschichten
• Entschichtung/Reinigung von Zylinder-Kurbelgehäusen in der Motorenaufbereitung
• Technologie und Wirtschaftlichkeit des pulsierenden Wasserstrahls

Dipl.-Ing. (FH) Dieter Kirch, Key Account Manager – Surface Processing, Vertrieb, Co-Autor: Dr. Maximilian Nothaft, beide Ecoclean GmbH, Monschau

P5 Piston-liner friction reduction throug laser surface texturing

PhD Tom Reddyhoff, Senior Lecturer, Department of Mechanical Engineering, Imperial College London, London, UK

Mittagessen mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Zylinderlaufbahnbeschichtung

Moderation: Urban Morawitz M.Sc., Ford-Werke GmbH, Köln

Prozesskette zur Herstellung von thermisch beschichteten Zylinderbohrungen

• Mechanisches Aufrauen
• Haftzugfestigkeit und RSW-Beschichtung, Drahtbeschichtungsverfahren
• Technologiedarstellung durch Prozessparameter
• Honverfahren

Dipl.-Ing. Gerhard Flores, Leiter Technologieentwicklung/Patentwesen, Gehring Technologies GmbH, Ostfildern, Co-Autor: Marc Kesting, Sturm Maschinen-und Anlagenbau GmbH, Salching

Herausforderung angenommen – wie die Kosten für pulverbasierte Beschichtungen von Zylinderlaufflächen halbiert werden können

• Pulverbasiertes Atmosphärisches Plasma Spritzen (APS) für Laufflächenbeschichtung
• Reduktion der Beschichtungskosten in der Serienfertigung
• Fortschritte bei der Anlagentechnik
• Beschichten ohne Maskierungen am Kurbelgehäuse

Dr.-Ing. Peter Ernst, Leiter Technologie Laufflächenbeschichtung SUMEBore, Co-Autoren: Dipl.-Ing. Christian Bohnheio, Dipl.-Techniker HF Maschinenbau Martin Stöckli, alle Oerlikon Metco AG, Wohlen, Schweiz

Charakterisierung der Mikrostruktur thermisch beschichteter Zylinderlaufflächen und der damit verbundenen Tribologie

• GTS (GROB Thermal Spray System) zur thermischen Beschichtung von Zylinderlaufbahnen
• Analyse thermisch beschichteter mikroporöser Schichten
• Statistische Beschreibung von charakteristischen Merkmalen mikroporöser Schichten
• Tribologische Untersuchung mittels GTS hergestellter Zylinderlauf­flächen
• Tribologische Wirksamkeit von Mikroporen

Andreas Wörfel M.Sc., Doktorand, Konstruktion und Entwicklung Beschichtungsanlagen, Co-Autor: Dr.-Ing. Bernhard Grand, beide GROB Werke GmbH & Co. KG, Mindelheim

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Kolben, Kolbenringe

Moderation: Dr.-Ing. Anton Stich, AUDI AG, Ingolstadt

Optimiertes Ölring-Design zur Reduktion von Emissionen

• Neues MAHLE U-Flex Design
• Vorteile des neuen U-Flex Designs hinsichtlich Ölemission
• Einfluss des Ölrings auf die Partikelemission in Ottomotoren
• Möglichkeiten des Verschleißschutzes des U-Flex für anspruchsvollste Anwendungen

Dipl.-Wirt.-Ing. Jochen Adelmann, Leiter PCU Technologie PKW, Produktvorentwicklung PCU Technologie, MAHLE GmbH, Stuttgart, Co-Autoren: Dipl.-Ing. Remi Rabute, MAHLE France SAS, Dipl.-Ing. Rafael Bruno, MAHLE Metal Leve S.A. , Dr.-Ing. Christian Maisch, MAHLE GMBH, Dipl.-Ing. Simon Becker, MAHLE International GmbH

Eisenbasierte Gusskolben für Medium-Duty-Anwendungen

• Alternativer Kolbenwerkstoff als Brückentechnologie zwischen Aluminium und Stahl
• Anwendungspotenziale für Medium-Duty-Motoren
• Synergievorteile für moderne Motorenfamilie
• Produkterfahrung aus der Serie als Basis für Weiterentwicklungen

Dr.-Ing. Daniel Hrdina, Leiter PCU Technologie HD Europa, PCU Technology Heavy Duty Pistons, MAHLE GmbH, Stuttgart, Co-Autoren: Dr. George Ianus, MAHLE Engine Components Japan Corp., Tokyo, Dipl.-Ing. Steffen Rudolph, MAHLE GmbH, Stuttgart

Ende des ersten Veranstaltungstages

Get-together im Kurhaus Casino Baden-Baden

Zum Ausklang des ersten Veranstaltungstages lädt Sie das VDI Wissensforum zu einem Get-together ein. Nutzen Sie die entspannte Atmosphäre, um Ihr Netzwerk zu erweitern und mit anderen Teilnehmern und Referenten vertiefende Gespräche zu führen.

Kurbeltriebsysteme

Moderation: Dr.-Ing. Ron Habermann, Volkswagen AG, Salzgitter

Der Kurbeltrieb – Im Spannungsfeld unterschiedlichster Anforderungen

• Anforderungen an heutige Kurbeltriebsysteme
• Dynamisches Betriebsverhalten unter verschiedensten Betriebszuständen
• Einfluss und Wechselwirkung auf benachbarte Antriebssysteme
• Stellgrößen und Maßnahmen zur Systemoptimierung

Dr.-Ing. Rainer Lach, Technical Specialist – Base Engine, Research & Innovation Center Aachen, Ford Werke GmbH, Aachen, Co-Autor: Dipl.-Ing. Dirk Beismann, Ford Werke GmbH, Köln

Reibungsreduzierung dynamischer Elastomerdichtungen durch Mikrostrukturierung der Dichtungsgleitfläche

• Beeinflussung des hydrodynamischen Druckaufbaus im Dichtspalt dynamischer Elastomerdichtungen zur Reibungsreduzierung durch Funktionalisierung der Dichtungsgleitfläche
• Simulative Grobauslegung hydrodynamisch wirksamer, reibungsreduzierender Mikrostruktur
• Applikation der Mikrostruktur mittels Laserablation und Aufbringung einer plasmapolymeren Beschichtung zur Verschleiß- und Reibungsreduzierung
• Experimentelle Untersuchung erzielbarer Reibungsreduzierung an einem Tribometer

Dennis Keller M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Off-Highway Antriebstechnik, Co-Autoren: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Georg Jacobs, Achim Kramer M.Sc., alle Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung, RWTH Aachen University

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Lager

Moderation: Prof. Dr.-Ing. Kurt Kirsten, APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH, Landau

IROX®2 – Neue Hochleistungs-Polymerbeschichtung für Gleitlager Verbesserte Fresssicherheit beim Einsatz von Stahlkurbelwellen, insbesondere für extrem glatte Kurbelwellen in Verbindung mit niederviskosen Motorölen

• Eigenschaften IROX®2: Reibungs- und Verschleißreduzierung; Erhöhung der Belastbarkeit des Substratlagerwerkstoffes
• Einsatzgebiete: PKW- und NFZ-Motoren; Pleuel- sowie Hauptlager; Hybrid und Start/Stopp-Funktion
• Verfügbarkeit: Bereits in Kundenerprobungsmotoren

Dipl.-Ing. (FH) Joachim Häring, Direktor Anwendungstech

Bleifreie Hochleistungsgleitlager für große Verbrennungsmotoren

• Bleibronze-Verbot für Großmotoren
• Gleitlager von Großmotoren: zukünftig alternative bleifreie Lösungen
• Legierungen auf Al-Bi-Basis: sehr gute tribologische Eigenschaften
• Prognose: gute Eigenschaften nur bei homogener Struktur der Al-Bi-Basis-Legierung erreichbar
• Theorie und Verfahren zur Herstellung von Al-Bi-Basis-Legierungen

Dr.-Ing. Kostyantyn Gzovskyy, Entwicklungsingenieur, Forschung und Entwicklung, Co-Autor: Dipl.-Ing. Edgar Gust, beide Zollern BHW Gleitlager GmbH & Co. KG, Braunschweig

Optimized integrated journal-bearing function for conrod (big-eye)

• Hydrodynamic sliding bearing friction reduction
• Space reduction
• Weight reduction rotational masses crank drive
• Possible enabler for low viscosity fluids
• Optimizing potentials for some VCR Systems

Guenter Eitzinger, Leiter Advanced Engineering, Co-Autor: Dipl.-Ing. (FH) Klaus Preinfalk M.Sc., beide High Tech Coatings GmbH, Laakirchen, Österreich

Simulationsbasierte Verschleißprognose für Gleitlager am Beispiel des Start-Stopp-Betriebs

• Betrachtung von Radialgleitlagern unter instationären Betriebsbedingungen
• Veränderungen in Gleitlagersystemen durch Einlaufeffekte
• Abbildung von Einlaufeffekten in der Kontaktsimulation
• Einfluss der Betriebsbedingungen auf das Einlaufverhalten

Florian König M.Sc., Forschungsingenieur, Bereich Lagertechnik, Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung, Co-Autoren: Univ.- Prof. Dr.-Ing. Georg Jacobs, Dr.-Ing. Christopher Sous, alle RWTH Aachen University

Mittagessen mit Besuch der Fach- und Poster Ausstellung sowie der Möglichkeit, an einem moderierten Round Table zu diesem Thema zu diskutieren

Variable Verdichtung (VCR)

Moderation: Dr.-Ing. Mirko Plettenberg, Department Manager Gasoline Powertrains, FEV GmbH, Aachen

Funktionssysteme und Versuch

Moderation: Dr.-Ing. Bernhard Gand, Grob-Werke GmbH & Co. KG, Mindelheim

Einflussgrößen auf die Emissionen zukünftiger Antriebsstränge

• Real Drive Emissions (RDE)
• Emissionsreduzierung
• Einfluss durch Mechanik, Applikation und Betriebsmitte
• Potenziale von Hybridantrieben

Dr.-Ing. Marcus Gohl, Teamleiter Basisentwicklung/Forschung, Engineering, Co-Autoren: Dipl.-Ing. Christian Lensch-Franzen, Dipl.-Ing. Michael Friedmann, alle APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH, Landau

Visualisierung der Öl- und Kraftstoffverteilung mittels LIF in der Kolbengruppe an einem optisch zugänglichen Forschungseinzylinder

• Tribologie Kolbengruppe
• Optisch zugänglicher Einzylinder-Ottomotor
• Laserinduzierte Fluoreszenz zur Visualisierung von Flüssigkeitsschichten
• Öl- und Kraftstofftransport in der Kolbengruppe
• Auswirkungen auf Ölverdünnung und Emissionen

Dr. rer. nat. Hans-Jürgen Füßer, Manager Advanced Tribology, Tribology & Materials, Co-Autoren: Dr. Stefan Wigger, Torben Müller, alle Daimler AG, Ulm

Einfluss der tribologischen Kontakte von Zylinderbuchse, Kolbenringen und Kolben eines Verbrennungsmotors auf Wirkungsgrad, Verschleiß und Brennverhalten

Prof. Dr.-Ing. Georg Wachtmeister, Leiter Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen, Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München

Prämierung mit Foto des besten Vortrags und des besten Posters

Zusammenfassung und Abschlussdiskussion durch den Tagungsleiter Dr.-Ing. Stefan Spangenberg

Ende der Veranstaltung