Tribologische Untersuchung der neuen Verbrennungskammer mit wandgeführter Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor

Die Reduzierung von Schadstoffen und die Erhöhung der thermischen Effizienz in Verbrennungsmotoren ist möglich durch die Schaffung besserer Luft-Kraftstoff-Gemische und die Optimierung des Verbrennungsprozesses. In diesem Zusammenhang wurde in einem Einzylinder-Dieselmotor mit einer Standardverbrennungskammer eine neue Verbrennungskammer mit gezielter Kraftstoffeinspritzung verwendet. Ziel war es, das tribologische Verhalten von Motoren mit unterschiedlichen Verbrennungskammern im Langzeitbetrieb zu untersuchen. In Motorversuchen mit zwei unterschiedlichen Verbrennungskammern wurde der Motor über 100 h und bei Teillast betrieben. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass Änderungen in der Struktur der Verbrennungskammer die Motortribologie unter denselben Motor- und Betriebsbedingungen (Verdichtungsverhältnis, Sprühwinkel und -menge, Geschwindigkeit usw.) eng modifizieren. Betrachtet man die Zylindermaterialien, die unter einem optischen Mikroskop untersucht wurden, so zeigte die neue Verbrennungskammer abrasiven Verschleiß mit geringerer Intensität als die Standardverbrennungskammer, während die SEM/EDX-Analyse der Kolbenringsflächen ein ähnliches Ergebnis zeigte. Besonders bei der Analyse des zweiten Rings, der in der Standardverbrennungskammer verwendet wird, trat Abrieb in einem größeren Bereich auf. Abrasive Verschleißlinien waren insbesondere im ersten Ring der neuen Verbrennungskammer länger. Es wird angenommen, dass Verbrennungsparameter und Abgasbildungsprozesse zu Last-/Temperaturvariationen des Motoren-Schmieröls und der Motorbauteile in einer Kettenreaktion führen. Dies hat sich als verändernd für die Verschleißniveaus in Motorbauteilen erwiesen und könnte direkt zur Lebensdauer des Motors beitragen.