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H. Hunger:
"Tribologische Charakterisierung von Dieselkraftstoffen in Modelluntersuchungen unter Berücksichtigung realer Kontakte";
Betreuer/in(nen), Begutachter/in(nen): C. Eisenmenger-Sittner, U. Litzow, N. Dörr, W.J. Bartz; Institut für Festkörperphysik, 2012; Rigorosum: 21.02.2012.

Bei der Entwicklung moderner Dieselaggregate geht der Trend in der Forschung und Entwicklung in Richtung höherer Einspritzdrücke bei gleichzeitiger Reduktion von Masse und Volumen. Im Weiteren gibt es Bestrebungen, Anteile von Kraftstoffen aus erneuerbaren Quellen wie Biodiesel aus Raps (Rapsmethylester) dem mineralölbasierten Dieselkraftstoff beizumischen. Diese Maßnahmen haben einen erheblichen Einfluss auf die tribologischen Eigenschaften von kraftstoffgeschmierten Systemen. Dieselkraftstoffgeschmierte Systeme wie die Hochdruck Einspritzpumpe sollen ein möglichst günstiges Reibungs- und Verschleißverhalten aufweisen. Die genormte HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) Prüfmethode dient zur Klassifzierung der Schmierfähigkeit von Dieselkraftstoffen. In dieser Arbeit wurden moderne Analysemethoden eingesetzt um zusätzliche Informationen zu den Ergebnissen aus dem HFRR Test zu erhalten. So wurde nicht nur der Verschleiÿdurchmesser der Testkugel als grundlegendes Maß für die Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffes herangezogen, sondern es wurden auch die Verschleißvolumina der Kugel und des Reibpartners Platte betrachtet. Es wurden Dieselkraftstoffe mit Additiven und Biodiesel-Beimischungen eingesetzt und im reversierenden Stahl/Stahl Kontakt tribologisch charakterisiert. Damit war es möglich, den Einfluß von Kraftstoffeinzel- und -gesamtkomponenten unter verschiedenen Testparametern zu beschreiben. Ziel war das Aufzeigen des Potentials der HFRR-Methode für die Charakterisierung der Schmierfähigkeit von Dieselkraftsto en unter kritischen Bedingungen, sowie die Analyse der Wechselwirkungen der Additive bzw. der Beimengungen mit der Oberfläche.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Auswertung nach Kugel- bzw. Plattenverschleiß zu qualitativ anderen Ergebnissen führt, als die Auswertung nach der Norm. Eine starke Verschleißverringerung im tribologischen Modellsystem wurde durch Erhöhung der Konzentration der Schmierfähigkeitsadditive und durch die Verringerung der Umgebungsluftfeuchte erreicht. Die Zugabe von Cetanimprover änderte den Verschleiÿmechanismus und führte bei Standardbedingungen zu erhöhtem Verschleiß. ImWeiteren wurden Erkenntnisse durch die Variation der Testparameter Temperatur, Testdauer und Last gewonnen. Für eine weitere Annäherung der Situation im Tribometer zum Realsystem Kraftstoffpumpe wurden Versuche mit Kraftstoffdurchfluss durchgeführt.