Die Kolbengruppe des Verbrennungsmotors ist ein Dichtsystem in Relativbewegung, das im Spannungsfeld zwischen optimaler Dichtfunktion und niedrigen Reibungsverlusten steht. Aufgrund des hohen Komplexitätsgrades ist eine Vorhersage des Systemverhaltens unmöglich. Die Arbeit widmet sich daher dem Aufbau und der Kalibrierung eines Messsystems zur optischen Charakterisierung von Öl- und Kraftstoffschichten in der Kolbengruppe basierend auf der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF). Öl wurde dazu in Spuren mit Laserfarbstoffen, hier im wesentlichen Pyrromethen 567 und Rhodamin 640, versetzt. Die Farbstoffe werden mit einem Nd:YAG-Laser bei 532 nm angeregt und das Fluoreszenzlicht mittels einer CMOS-Kamera zweidimensional abgebildet. Während die qualitative Anwendung, teils auch in Motoren, bereits in der Literatur dokumentiert ist, besteht ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit in Methoden zur Quantifizierung. Die optischen Eigenschaften der Messtechnik wurden dazu zunächst ex-situ in einer Kalibriervorrichtung untersucht. Ein wichtiges Ergebnis dieser Untersuchungen ist, dass metallische Hintergrundmaterialien über ihren unterschiedlichen Reflexionsgrad signifikant das Messsignal beeinflussen, die Oberflächenrauigkeit allerdings kaum. Anschließend erfolgten die Applikation an einem Kolbenringtribometer und die Entwicklung einer In-situ-Kalibrierung, die eine zweidimensionale Quantifizierung der Instrumentenfunktion des Messsystems einschließt. Dadurch konnte die Ölfilmdicke von et-wa 2 µm im gesamten Kolbenringbereich auf 0,1 µm genau bestimmt werden. Ab etwa 8 m/s Gleitgeschwindigkeit zeigte der Ölfilm ein unstabiles Verhalten. Ein weiterentwickeltes hochrepetitives Messsystem ermöglichte die zeitliche Auflösung dieser dynamischen Prozesse im Schmierspalt. Durch den ergänzenden Einsatz einer alternativen, auf Totalreflexion basierenden Beleuchtungsmethode konnte ausschließlich das an der Laufbahnoberfläche haftende Öl sichtbar gemacht und eine Teilfüllung des Schmierspaltes nachgewiesen werden. Die am Tribometer gewonnenen Erkenntnisse werden u.a. helfen, dreidimensionale Simulationsmodelle weiter zu entwickeln. Zur Untersuchung der tribologischen Vorgänge in der gesamten Kolbengruppe wurde die LIF-Messtechnik ebenfalls an einem optisch zugänglichen Einzylindermotor eingesetzt. Fenster in der Zylinderwand ermöglichen hier die Beobachtung der Kolbengruppe über den gesamten Hub. Öltransportvorgänge können so in Abhängigkeit der Motorbetriebsparameter untersucht werden. Die verschiedenen Reflexionsgrade der Kolbenoberfläche beeinflussen auch hier das Fluoreszenzsignal um nahezu den Faktor zwei, zudem variiert die Laser-Intensitätsverteilung von 60 – 100% über die gesamte Fensterfläche. Zur quantitativen Schichtdickenmessung kommt der Ermittlung der zweidimensionalen Systemantwort somit besondere Bedeutung zu. Dazu wurde die am Kolbenringtribometer entwickelte In-situ-Kalibrierung in modifizierter Form übertragen. Die Interaktion von Kraftstoff und Öl in der Kolbengruppe führt zu Ölverdünnung und steht im Verdacht Vorentflammungen auszulösen. Die genaue Untersuchung dieser Vorgänge ist außerhalb des Rahmens dieser Arbeit, wohl aber wurden qualitative Voruntersuchungen hier durchgeführt. Zur Detektion von Kraftstoff mittels LIF-Messtechnik wurden Löslichkeit und Fluoreszenzintensität der Laserfarbstoffe in üblichen Kraftstoffen untersucht. Mit Pyrromethen 567 versetzter E10-Kraftstoff wurde als geeignet für die Untersuchung ermittelt. Damit gelang die Detektion der Kraftstoffverteilung auf der Zylinderwand und in der Kolbengruppe im gefeuerten Betrieb. Durch den nicht verdampfenden Farbstoff wird allerdings der Einfluss von Kraftstoffverdampfung auf das Fluoreszenzsignal nicht adäquat repräsentiert. Hier können weiterführende Arbeiten ansetzen, indem der Kraftstoff mit einem mitverdampfenden Fluoreszenzmarker versetzt wird.