Experimentelle Untersuchung zur Verschleißreduzierung von Kolbenringen und Zylinderlaufbahnen in Dieselmotoren bei Einsatz von schwefelhaltigen Kraftstoffen

In der vorliegenden Arbeit sind verschiedene Untersuchungen zum Verschleißverhalten und den daraus resultierenden Auswirkungen von hoch schwefelhaltigen Kraftstoffen auf das tribologische System Kolbenringe / Zylinderlaufbahn und das Motoröl durchgeführt worden. Betrachtet man die Zylinderlaufbahnen nach Betrieb mit Schlechtkraftstoffen, stellt man einen stark erhöhten Verschleiß im Bereich des oberen Ringumkehrpunktes (Zwickelbereich) fest. Neben Zwickelverschleiß zeigen die Laufflächen auch andere Verschleißerscheinungen. An den Kolbenringen, dem tribologischen Partner der Zylinderlaufbahn, ist der Verschleiß ebenso deutlich erhöht. Die Laufflächen der Topringe und die Flanken der Top- und Minutenringe wurden entsprechend auf ihren Verschleiß hin untersucht. Der im Vergleich zu Motoren mit Normalkraftstoff erhöhte Laufflächenverschleiß der Topringe ist als Folge des hohen Zylinderlaufbahnverschleiß anzusehen. Der erhöhte Verschleiß an den Kolbenringflanken ist auf einen korrosiven Angriff des Werkstoffes zurückzuführen. Die Höhe der Verschleißwerte unterschiedlicher Aggregate nach deren Prüflauf mit schwefelhaltigen Kraftstoffen ist proportional zu der Höhe der Leistung (Leistungsdichte) und der Höhe des Schwefelgehaltes im Kraftstoff. Neben Zylinderlaufbahn und Kolbenringen wurden die Auswirkungen von hochschwefelhaltigem Kraftstoff auf das Motoröl, als Zwischenstoff des tribologischen Systems, untersucht. Beim Einsatz von hoch schwefelhaltigen Kraftstoffen verliert das Motoröl über Laufzeit zunehmend seine basische Reserve und versäuert. Weiterführend wurden robustheitssteigernde Maßnahmen für den Einsatz von hochschwefelhaltigen Kraftstoffen für Zylinderlaufbahn und Kolbenringe untersucht.