Viskositätsmodifikation flüssiger Schmiermedien durch den Einsatz von gelöstem CO2

Schmierstoffe finden in nahezu allen technischen Bereichen Anwendung und sind von enormer volkswirtschaftlicher Bedeutung. Im Allgemeinen besteht ihre Aufgabe darin, Reibung und Verschleiß in mechanischen Systemen zu reduzieren. Der Schmierstoffviskosität kommt in diesem Zusammenhang eine besonders bedeutende Rolle zu. Sie ist entscheidend für den Grad der Trennung der beanspruchten Oberflächen und somit für den Reibungszustand eines tribologischen Systems. Bei der Auswahl der passenden Schmierstoffviskosität für eine Anwendung müssen jedoch immer energetische Verluste infolge innerer Reibung gegen eine ausreichende Funktionssicherheit abgewogen werden. Dieser Interessenskonflikt kann mit Hilfe einer bedarfsgerechten Steuerung der Schmierstoffviskosität umgangen werden. Ein neuartiger Ansatz zur Entwicklung effizienterer Schmiersysteme ist der Einsatz von gelöstem CO2 zur Optimierung der Viskositäts-Temperatur-Charakteristik. Unter Druck löst sich gasförmiges CO2 im Schmierstoff und beeinflusst dabei die Viskosität des Schmierstoffs, ohne dessen grundlegenden Fließeigenschaften zu verändern. Infolge der Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit kann bei niedrigen Temperaturen deutlich mehr Gas im Schmierstoff eingelöst werden, als bei hohen Temperaturen. Dies hat zur Folge, dass die Viskositätsänderung bei niedrigen Temperaturen größer ausfällt und sich das Viskositäts-Temperatur-Verhalten des Schmiermittels in Gegenwart von CO2 verbessert. Die vorliegende Arbeit bietet erstmals eine umfassende Betrachtung dieses Themas, beginnend bei Grundlagenuntersuchungen zum Verhalten von CO2/Schmierstoff-Mischungen über eine praktische Erprobungsphase bis hin zu ausgearbeiteten Anlagenkonzepten und industriellen Anwendungsbeispielen.