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Erschienen in:
2023 | OriginalPaper | Buchkapitel
Simulationsgestützte Optimierung des Verzahnungswirkungsgrades durch dünne Schichten
verfasst von : Dirk Bartel, Lars Bobach, Ronny Beilicke
Erschienen in: Experten-Forum Powertrain: Komponenten und Kompetenzen zukünftiger Antriebe 2022
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
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Zusammenfassung
Um die Energieeffizienz von Getrieben zu steigern, ist die weitere Viskositätsabsenkung der Getriebeöle zur Reduzierung von Plansch- und Pumpverlusten eine geeignete Maßnahme. Der Einsatz niedrigviskoser Schmierstoffe sowie die Erhöhung der Leistungsdichte von Getrieben führen jedoch zu einem vermehrten Betrieb der Getriebeverzahnungen im Mischreibungsgebiet. Um einem zunehmenden Verschleiß entgegenzuwirken, kann der Einsatz von reibungs- und verschleißmindernden Dünnschichten (DLC-Schichten) eine mögliche Lösung sein. Wichtig ist hier ein gute Abstimmung von Schmierstoff und Beschichtung.
Zur Bewertung des Potenzials beschichteter Zahnflanken können Versuche oder thermo-elastohydrodynamische (TEHD) Simulationen zum Einsatz kommen. Simulationen bieten die Möglichkeit, in einem frühen Entwicklungsstadium eine Potenzialabschätzung durchzuführen, ohne hohe Kosten für eine Prototypenfertigung zu erzeugen.
Anhand ausgewählter TEHD-Simulationen mit verschiedenen DLC-Schichten wird gezeigt, welchen Einfluss eine Beschichtung von Ritzel und/oder Rad auf die Temperaturentwicklung, die Reibungsverluste und den Wirkungsgrad hat und welche thermo-physikalischen Eigenschaften der Schichten von Vorteil sind.