Tribologie & Fluide

  Prüfstände und Simulationsergebnisse

Die Forschungsgruppe "Tribologie & Fluide" beschäftigt sich mit der Erforschung von Druckflüssigkeiten und dem ganzheitlichen Verständnis tribologischer Systeme in hydraulischen und pneumatischen Anwendungen.

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Fotografie von Herr Mielke

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+49 241 80 47743

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Gruppenvorstellung

Ziel der tribologischen Untersuchungen ist es, die Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse auf reale Systeme sicherzustellen und eine anwendungsorientierte Optimierung bestehender tribologischer Systeme zu ermöglichen. Dies wird durch

  • experimentellen Untersuchungen der relevanten Kontakte und Fluide
  • die Erstellung analytischer und simulativer Modelle
  • die Identifizierung lokaler kritischer Zustände in tribologischen Systemen

gewährleistet.

Das ifas verfügt über umfangreiche Erfahrung und Expertise in der Entwicklung und dem Betrieb von hochspezialisierten, maßgeschneiderten Prüfständen. Unter anderem wurden einzigartige Prüfstände zur Bestimmung von druckabhängigen Fluideigenschaften (bis zu 8000 bar), Reibungskräfte in Dichtungssystemen bei Relativgeschwindigkeiten von bis zu 10 m / s, sowie Leckage und Einzugsprüfstände von Stangendichtungssystemen entwickelt und aufgebaut.

Darüber hinaus sind verschiedene Tribometer zur Untersuchung abstrahierter tribologischer Kontakte unter dem Einfluss verschiedener Schmierbedingungen und Materialpaarungen in Betrieb. Außerdem verfügt die Forschungsgruppe über ein Öllabor mit einer Vielzahl von standardisierten Testgeräten wie z. B. Kapillarviskosimeter, HFRR und SLBOCLE.

Die Forschungsprojekte helfen das physikalische und / oder empirische Verständnis tribologischer Kontakte und Systeme zu verbessern.

 
 

Forschungsschwerpunkte

Kreise mit Text zu den Forschungsschwerpunkten des Bereichs Tribologie

Entwicklung von umweltfreundlichen Fluiden

Hydrauliksysteme unterliegen aufgrund des schlechten Bioverträglichkeit der verwendeten Fluiden immer strengeren Umweltvorschriften. Daher ist der Trend hin zum Einsatz umweltfreundlicher Fluiden anhaltend bzw. zunehmend. Diese bringen jedoch nachteilige Eigenschaften, wie eine geringe Lebensdauer oder hohe Kosten mit sich. Ein Flüssigkeit, die fast überall unbegrenzt in guter Qualität verfügbar ist, ist Wasser. Es kann jedoch nicht in Reinform verwendet werden und muss für den Einsatz in der Hydraulik modifiziert werden und auf Verträglichkeit mit den eingesetzten Komponenten optimiert werden.

Absicherungsventile in der Fluidtechnik

Neben Umweltvorschriften werden auch Sicherheitsstandards strenger. In der Fluidtechnik werden diese Vorschriften durch den Einsatz spezieller Ventile sehr einfach erfüllt, was im Vergleich zu anderen Antriebstechnologien ein großer Vorteil ist. Das Betriebsverhalten solcher Ventile ist jedoch nicht vollständig verstanden. Ziel ist es, ein physikalisch basiertes Modell des Abdichtungsmechanismus der Ventile zu entwickeln und diese Erkenntnisse in ein anwendungsfreundliches Software-Tool zu übertragen. Dadurch steigt die Auslegungssicherheit solcher Ventile und reduziert gleichzeitig die Entwicklungsdauer durch bessere Berechenbarkeit.

Fluidinteraktion mit hydraulischen Komponenten

In der modernen Fluidtechnik werden vermehrt asche- und zinkfreie Fluide mit sehr niedriger elektrische Leitfähigkeit eingesetzt. Dadurch werden elektrostatische Ladungen in der Flüssigkeit nicht mehr konduktiv abgeleitet sondern es treten spontane Entladungen, insbesondere im Filter, auf. Am ifas werden die Einflüsse auf die Aufladung untersucht. Darüber hinaus sind Kavitationserscheinungen in der Hydraulik sehr kritisch. Fremdfluide, wie Luft oder Wasser, bilden Blasen, die zu Schäden und unerwünschtem Systemverhalten führen können. Das Blasenbildungspotential von Flüssigkeiten wird für Hydraulikflüssigkeiten untersucht.

Tailor Made Fuels from Biomass (TMFB)

Im Rahmen des Exzellenzclusters "Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse" werden Dieselkraftstoffe auf Basis von Biomasse entwickelt. Eine zentrale Forschungsfrage in diesem Zusammenhang ist die Einspritzbarkeit dieser Brennstoffe in der Brennkammer. Die derzeit unbekannten Fluideigenschaften bei Druckbedingungen wie im Rail sind hier entscheidend. Um weitere Erkenntnisse zu gewinnen, werden am ifas Hochdruckprüfstände entwickelt und betrieben.

 
 

Laufende Forschungsprojekte

TMFB - Exzellenzcluster "Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse"

Metallische Dichtungen - Modellierung von metallischen Dichtsitzen
BioHydra - Entwicklung einer Hydraulikflüssigkeit auf Biopolymerbasis mit pflanzlichen Korrosionsschutzadditiven
NOEBIO - Biobasierte Schmier- und Verfahrensstoffe in der nachhaltigen öffentlichen Beschaffung
Einfluss von Bio-Hydrauliköl auf die Effizienz einer mobilen Arbeitsmaschine

 

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Diesel 3000 bar – Diesel 3000 bar
Stangenreibung - Reibkraftmessungen von Stangen- und Kolbendichtungen bei hohen Geschwindigkeiten

OptiKonS - Mathematische Modellierung, Optimierung und Herstellung mikrostrukturierter Kontaktflächen für hydraulische Verdrängereinheiten

TriboSim - Simulation von Tribopaarungen bei Axialkolbenmaschinen sowie experimentelle Untersuchungen

Wassereinzug - Wassereinzug durch die Stangendichtung
Elektrostatik - Elektrostatische Aufladung von Filtern