Reibungsreduzierung durch DLC-Beschichtungen

Bisher wurden DLC-Beschichtungen häufig zur Reibungsreduzierung bei Mangelschmierung eingesetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Reibungsreduzierung durch DLC-Beschichtungen im EHD-Kontakt auch unter Vollschmierung beobachtet werden kann. In der vorliegenden Arbeit wird dazu die Modellvorstellung des thermischen Isolationseffekts entwickelt. Diese wird anhand von praxisnahen Modellversuchen am Zweischeibenprüfstand sowie durch Komponentenuntersuchungen am Zahnradwirkungsgradprüfstand für unterschiedliche DLC-Beschichtungen validiert. Auf Basis der Ergebnisse kann das Potenzial der DLC-Beschichtungen zur Reibungsreduzierung im EHD-Kontakt unter Vollschmierung quantifiziert und die zugrunde liegenden physikalischen Effekte sowie relevante Parameter identifiziert werden. Unter Einhaltung bestimmter Voraussetzungen wie beispielsweise einer ausreichenden Verbundhaftung und abhängig von den themophysikalischen Eigenschaften der Beschichtung kann durch DLC-Beschichtungen in einem vollgeschmierten EHD-Kontakt eine Reibungsreduzierung um bis zu etwa ein Drittel (≈ 1/3) und abhängig vom Wärmehaushalt und den Betriebsbedingungen eine Massentemperaturreduzierung der Wälzkörper um bis zu etwa ein Fünftel (≈ 1/5) erreicht werden. Anschließend werden Empfehlungen zum Einsatz von DLC-Beschichtungen in der Praxis abgeleitet.