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23.02.2023 | Forschung

Projektstart: E-Fluids@HighSpeeds

Durch den Wandel in der Antriebstechnologie ergeben sich neue Anforderungen an Schmierstoffe, die die Herausforderungen der E-Mobilität meistern müssen. Die Entwicklung zukunftsweisender Schmierstofflösungen läuft auf Hochtouren und neuartigen Schmierstoffe müssen z.B. hinsichtlich ihres Tragfähigkeitsverhaltens zuverlässig bewertet werden.

In Elektromotoren im Antriebsstrang werden signifikant höhere Drehzahlen als in Verbrennungsmotoren erreicht, welche durch die eingesetzten Getriebe übertragen werden müssen. Dabei stellt die Verwendung eines geeigneten Getriebeschmierstoffs die  tribologische Tragfähigkeit der Verzahnungen im Getriebe sicher. Schmierstoffe enthalten häufig Leistungsadditive, welche in ihrer Wirkung stark von den Betriebsbedingungen abhängig sind. Aufgrund der komplexen physikalisch-chemischen Wechselwirkungen zwischen den Schmierstoffkomponenten und dem Zahnradwerkstoff ist die Leistungsfähigkeit von Getriebeschmierstoffen bisher nicht ausreichend theoretisch abschätzbar und muss in Schmierstofftests überprüft und nachgewiesen werden.

Die Bewertung von Getriebeschmierstoffen orientiert sich bislang an den herkömmlichen Betriebsbedingungen und erfolgt deshalb im mittleren Drehzahlbereich. Erste Erfahrungen mit hohen Drehzahlen lassen einen deutlichen Einfluss auf die Zahnflankentragfähigkeit erkennen. Um Getriebeschmierstoffe für E-Mobility Anwendungen zuverlässig beurteilen zu können, sind also geeignete Prüfmethoden erforderlich.

Über den DGMK-Fachausschuss Schmierstoffe wurde daher gemeinsam mit FVA Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. das Projekt „Prüfmethodik zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Schmierstoffen für Verzahnungen in E-Mobility Anwendungen“ gestartet.

Dabei sind umfassende Untersuchungen zum Einfluss E-Mobility naher Betriebsbedingungen insb. bei unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten auf die Tragfähigkeit von Schmierstoffen vorgesehen. Zu prüfen ist, ob aktuelle Testverfahren zur Beurteilung der Tragfähigkeit von Schmierstoffen hinsichtlich der maßgebenden Schadensmechanismen (Fressen, Grauflecken und Grübchen) für die Betriebsbedingungen in E-Mobility-Anwendung aussagekräftig sind. Sind die Standardtestverfahren nicht repräsentativ, soll eine modifizierte Prüfmethodik zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Schmierstoffen für Verzahnungen in E-Mobility-Anwendungen bzw. bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten entwickelt werden.

Forschungsstelle

Lehrstuhl für Maschinenelemente / Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebesysteme (FZG)
Technische Universität München