Tribologische Fluidmodelle für Nebenantriebsaggregate in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

Vorhabenbeschreibung:

Die Potenzialabschätzung und Auslegung von Pumpen in Antriebssträngen erfolgt im Fokus der Energieeffizienz sowie tribologischer Zuverlässigkeit. Der Einsatz der Pumpen in Antriebssträngen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie veränderte Fahrstrategien führen zu bisher nicht untersuchten tribologischen Beanspruchungen in den Pumpenaggregaten. Im Zuge Zur Einhaltung verschärfter CO2-Grenzwerte leisten reibungsoptimiert ausgelegte Pumpen einen wesentlichen Beitrag. Das tribologische Verhalten dieser Pumpen wird in hohem Maße durch das eingesetzte Fluid beeinflusst. Forschungsziel ein validiertes Fluidmodell für hochbelastete Tribokontakte auf der Basis eines besseren Verständnisses der mikroskopischen Wechselwirkungen und Strukturen im Schmierstoff auf makroskopische Fließvorgänge im Schmierspalt unter Einbeziehung des Fließverhaltens im nicht-Newtonschen Bereich und unter glasartigen Fluidzuständen. Der Schwerpunkt des ITR ist die Entwicklung von Methoden zur Beschaffung der wichtigsten Modellparameter. Zur Validierung des Modells werden Untersuchungen am Zweischeiben-Prüfstand des IMKT mit dem Berechnungsprogramm des IMK abgeglichen. Die experimentelle Technik am IMKT wird so weiterentwickelt, dass die erforderlichen Belastungen des Fluids definiert eingestellt werden können. Im Fokus des Projekts die Bestimmung von Parametern zur Beschreibung des Fließverhaltens von Fluiden aus rheologischen Messungen unter Anwendung thermodynamischer Methoden. Die Parameter werden einschließlich ihrer Druck- und Temperaturabhängigkeit für Berechnungsprogramme zur Verfügung gestellt. Durch eine Validierung des Modells am Zweischeibenprüfstand über den Vergleich von gemessenen und berechneten Kraftschlusskurven nachgewiesen, dass das Fluidmodell für den Anwender allgemein in Berechnungsprogrammen einsetzbar ist. Das Projekt kann zum Verständnis des Fluidverhaltens beitragen und dadurch Impulse bei der Entwicklung innovativer Schmier- und Betriebsstoffe geben.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurden Fluidmodelle typische Betriebsstoffe für Nebenaggregate in Hybrid- und Elektrofahrzeuge zum Einsatz in Berechnungsprogramme zur Simulation hochbelasteter EHD-Kontakte entwickelt. Dazu wurden thermophysikalische Eigenschaften sowie Grenzschubspannungen von Schmierölen, Hydraulikölen, Kraftstoffen und Bremsflüssigkeiten in Laboruntersuchungen und auf Funktionsprüfständen vermessen und daraus durch thermodynamische und tribologische Methoden Parameter für die Fluidmodelle bestimmt. Die Simulationsrechnungen wurden für einige Betriebsstoffe mit unterschiedlicher Viskosität durchgeführt und konnten mit Versuchen an verschiedenen Funktionsprüfständen validiert werden. Die Fluidmodelle können von Anwendern in eigene Berechnungsprogramme eingebunden werden. Die Daten bereits untersuchter Fluide können aus Datenbanken abgerufen werden. Die Vermessung weiterer Fluide und die Simulation kundenspezifischer EHD-Kontakte können bei den Forschungsstellen in Auftrag gegeben werden.