Einfluss der Topographie und Werkstoffcharakteristik des metallischen Reibgegenparts auf die Tribologie von geregelten, trockenlaufenden Kupplungssystemen in Fahrzeuganwendungen

Die Dissertation befasst sich mit dem tribologischen Verhalten geregelter, trockenlaufender Kupplungssysteme auf Basis von organisch gebundenen Reibbelägen und metallischen Reibgegenparts. Derartige Systeme können sowohl in automatisch schaltenden Getrieben für verbrennungsmotorische als auch für elektrifizierte Fahrzeugantriebsstränge Anwendung finden. Die Regelbarkeit der Kupplungsmodule wird maßgeblich durch ihr gleitgeschwindigkeitsabhängiges Reibwertverhalten bestimmt. Im Zuge betriebsspezifischer tribologischer Beanspruchungen kann es zu einer Ausbildung von negativen Reibwertgradienten, das heißt mit der Gleitgeschwindigkeit abfallenden Reibwerten, kommen, die ein ,Rupfen‘ des Antriebsstrangs hervorrufen können. Bislang fehlen diskriminierende werkstoffliche Charakteristika, aus denen sich diese funktionsrelevanten Änderungen im tribologischen Verhalten der trockenlaufenden Kupplungen ableiten lassen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Wirkmechanismen für den Übergang der Kupplungen zu einer negativen Reibwertgradientenkennung detektiert und weitergehend untersucht werden, wie sich diese durch den metallischen Reibgegenpart beeinflussen lassen. Dafür werden Topographie und Werkstoffcharakteristik des metallischen Reibgegenparts systematisch variiert, eine Korrelation zum tribologischen Verhalten beschrieben sowie oberflächensensitive Analysen zu reibungsbezogenen Veränderungen der Reibpartner durchgeführt. Anhand der Untersuchungen lässt sich aufzeigen, dass das tribologische Verhalten der Kupplungssysteme durch die Bildung einer Reibschicht aus metallisch-oxidischen Verschleißpartikeln in den Reibbelägen definiert ist. Diese kann mit einer optimierten Topographie und Werkstoffcharakteristik des Reibgegenparts gezielt beeinflusst werden.