Schmierzustände

Schmierzustände bezeichnet in der Tribologie die qualitative Erscheinungsform der Schmierung in Kontaktpaaren, bei denen ein Schmierstoff zwischen den Oberflächen einen Film bildet, der den direkten Kontakt reduziert. Die Ausprägung des Schmierzustands hängt von Geometrie, Last, Geschwindigkeit, Temperatur und der Viskosität des Schmieröls ab.

Zu den wichtigsten Schmierzuständen gehören: hydrodynamische Schmierung, bei der ein kontinuierlicher Schmierfilm die Oberflächen trennt; boundary (Grenz-)Schmierung, bei der der Film dünn ist und Reibung sowie Verschleiß durch Grenzflächen-Additive und Adhäsion bestimmt werden; gemischte Schmierung, ein Übergangsbereich mit sowohl Filmtrennung als auch Portionskontakt; elastohydrodynamische Schmierung (EHD), bei hohen Drücken, bei der die Oberflächen elastisch verformt werden und der Schmierfilm deutlich ansteigt.

Die Übergänge zwischen diesen Zuständen hängen von der Schmierstoffviskosität, der relativen Geschwindigkeit, dem Druck, der Oberflächenrauheit sowie der Temperatur ab. In der Hydrodynamik wird der Film durch die Geometrie und das Bewegungsverhalten zwischen den Oberflächen erzeugt; im Grenzbereich wirken Additive an der Oberfläche, um Reibung und Verschleiß zu beeinflussen; bei EHD führen Verformung und Verdichtung zu sehr hohen Drücken bei vergleichsweise dünnem Film.

Die Schmierzustände beeinflussen Reibung, Verschleiß, Wärmeentwicklung und Energieeffizienz von Wellen, Lagern und Getrieben. In der Praxis werden Schmierzustand und -film durch Messung der Viskosität, Filmstärke und Tribometer-Tests bewertet und entsprechend der Betriebsbedingungen ausgewählt.