Elasto‐hydrodynamische Simulationstechnik mit integriertem Mischreibungskontakt

Mit den Entwicklungszielen neuer Konzepte in der Motoren- und Antriebstechnik verbunden ist die Forderung nach immer hoherer spezifischer Leistungsdichte. Die sichere Auslegung der Lagerungen erfordert hierbei ein besseres Systemverstandnis fur Wechselwirkungen, die sich aus tribologischer und konstruktiver Sicht ergeben. Ein Weg zum besseren Systemverstandnis ist die Simulationstechnik auf Basis hochauflosender Modelle. Zur Verbesserung der Auslegungssicherheit sowie zur Ausnutzung bisher ungenutzter werkstoff- und schmierungstechnischer sowie konstruktiver Optimierungspotentiale wird in der Gleitlagertechnik intensiv an der Entwicklung von Simulationsverfahren gearbeitet, welche – gegenuber den bisherigen Auslegungsverfahren – auch Parameter berucksichtigen, welche fur den Ubergang und die Intensitat von Mischreibungszustanden masgeblich sind. Aus fluid-mechanischer Sicht bestimmt die Oberflachenfeingestalt masgeblich die tribologischen Eigenschaften hinsichtlich der mikrohydrodynamischen Schmierfilmbildung und der mechanischen Beanspruchung im Festkorperkontakt. In dem vorliegenden Beitrag werden Verfahren zur tribologischen Kennwertbildung rauer Oberflachen durch Flusstensoren und durch Kontaktdruckkennfelder sowie deren Integration in elasto-hydrodynamische Berechnungstechniken vorgestellt. Hieraus abgeleitet wird ein ortliches Konzept zur Ermittlung qualitativer und quantitativer Verschleiszustande. Zur Ermittlung der notwendigen werkstoffspezifischen Kenndaten wurden ausermotorische Gleitlagerversuche fur unterschiedliche Lager- und Wellenwerkstoffe durchgefuhrt. Elastohydrodynamic Simulationtechnology with Integrated Mixed Lubrication Associated with new concepts in engine and propulsion technology is the demand for increasing specific power density rises. The safe bearing layout requires a better understanding of mutual dependencies concerning tribology and construction. One way to a better system understanding is the simulation technique on basis of high resolution models. To improve the system security and to take advantage of unused optimization potential in the field of lubrication technique and design an intensive work is done on the development of simulation methods for journal bearing calculation. In contrast to previous methods nowadays parameters can be considered which are important for the transition and intensity of states of mixed lubrication. In the view of fluid-mechanics the surface contour mainly influence the tribological features concerning the micro-hydrodynamical fluid film built up and the mechanical strain in the rigid body contact. In the present article the methods for calculating specific tribological values for rough surfaces using flow tensors and contact pressure charts are presented as well as their integration into elastohydrodynamic simulation models. Herefrom, a local concept for the evaluation of qualitatively and quantitatively states of wear is derived. For the calculation of the necessary specific material values a journal bearing component experiment was carried out.