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Aus Motorenoel

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Inhaltsverzeichnis

Viskositätsklassen

SAE-Klassifikation

Die SAE-Viskositätsklassen werden seit 1911 von der Society of Automotive Engineers festgelegt"

Motoröle für Kraftfahrzeuge werden in Sommer- und Winteröle unterteilt. • Sommeröle erhalten nach der SAE J-300 eine der Viskositätsklassen 20 (dünnflüssig), 30, 40, 50 oder 60 (sehr dickflüssig) • Winteröle erhalten nach der SAE J-300 eine der Viskositätsklassen 0W (sehr dünnflüssig), 5W, 10W, 15W, 20W oder 25W, wobei das „W“ für „Wintereignung“ steht.

Getriebeöle für Kraftfahrzeuge tragen die Viskositätsklassen SAE 70 (sehr dünnflüssig) bis SAE 250 (sehr dickflüssig)

Die Viskosität nach SAE-Klassifizierung ist nicht absolut zu sehen. Es handelt sich hier keinesfalls um Messwerte, sondern lediglich um Vergleichswerte, deren Aussagekraft sich auf eine fest definierte Gruppe beschränkt. Die Viskositäts-Angaben unterschiedlicher Ölarten sind nicht miteinander vergleichbar, sondern immer nur innerhalb ihrer Gruppe. Ungefähr vergleichbar hinsichtlich ihrer Viskosität sind die folgenden Öle:

Motoröl Getriebeöl
SAE 20 SAE 80
SAE 30
SAE 40 SAE 90
SAE 50 SAE 90
SAE 60

Obige Tabelle soll lediglich der Anschaulichkeit vergleichbarer Fließzähigkeiten dienen. Motorenöle bspw. werden jedoch nicht in Getrieben – und umgekehrt eingesetzt, da beide Öle völlig unterschiedlich additiviert sind.

Mehrbereichsöle können die Viskositätsklassen von zwei oder mehr Einbereichsölen überbrücken. Sie sind daher im Gegensatz zu Einbereichsölen für den kombinierten Sommer- und Winterbetrieb geeignet.


Bei der Benennung von Mehrbereichsölen wird immer zuerst die geringste Viskosität (Tieftemperatur-Viskosität) genannt und dann, nach einem Bindestrich (der als „bis“ verstanden werden soll, aber in der Regel nicht mit ausgesprochen wird), die höchste Viskosität (Hochtemperatur-Viskosität). Beispiele:

Mehrbereichsöl Tieftemperatur–Viskosität Hochtemperatur–Viskosität
SAE 0W-40 SAE 0 SAE 40
SAE 10W-60 SAE 10 SAE 60
SAE 20W-60 SAE 20 SAE 60
SAE 15W-40 SAE 15 SAE 40
SAE 20W-50 SAE 20 SAE 50

Um mehrere Viskositätsbereiche überbrücken zu können, enthalten Mehrbereichsöle Polymere als Viskositätsindex-Verbesserer.

Die Wahl der Viskositätsklasse richten sich in aller Regel nach den Vorgaben des Fahrzeugherstellers, oder konkreter: des Motorenbauers. Der Konstrukteur einer Maschine weiß im Normalfall am besten, mit welchen konstruktiven Besonderheiten er das Aggregat ausgestattet hat und welche Viskositätsklasse für den richtigen Öldruck notwendig ist.

Der Hauptgrund für die Angabe der Viskositätsklasse: den korrekten Öldruck im Motor sicherzustellen. Ein zu hoher Öldruck kann die Motordichtungen „überdrücken“, ein zu niedriger die Schmierung der im Motor verwendeten Lager nicht sicherstellen.


Einbereichsöl

Bis in die 1970er Jahre war Einbereichsöl marktbeherrschend. Jedes angebotene Öl hatte seine fest zugeordnete Fließzähigkeit und wurde mit dieser auch bezeichnet. Kraftfahrzeug-Motoren wurden mit Ölen der Viskositätsklassen SAE 20, SAE 30, SAE 40 oder SAE 50 betrieben. Für besondere Anwendungen oder extreme Kältegrade kam noch das dünnflüssige SAE 10 in Frage. Und im Rennsport oder für den Einsatz in extrem heißen Gegenden konnte man sogar Einbereichsöle der fast honigartig zähfließenden Viskositätsklasse SAE 60 bekommen. Insbesondere bei Motoren älterer Baureihen, die mit teilweise großen Toleranzen und Laufspielen konstruiert sind, werden Einbereichsöle mit ihrer garantierten Mindest-Zähflüssigkeit auch heute noch genutzt.

Mehrbereichsöl

Die weitaus meisten, heute üblichen Motoröle sind so genannte Mehrbereichsöle. Diese basieren auf dünnflüssigen Grundölen und werden durch spezielle Additive und Polymerisationsverfahren so konstruiert, dass ihre Viskosität bei höheren Temperaturen zunimmt. Damit erreicht man eine hohe Schmierfähigkeit des kalten Öls beim Kaltstart, eine geringere Belastung des Anlassers bei tiefen Temperaturen und eine ausreichend hohe Schmiersicherheit bei höheren Außen- und Motortemperaturen. So kann das gleiche Öl im Sommer- wie im Winterbetrieb verwendet werden, was bei den früher üblichen Einbereichsölen nicht möglich war. Die größte Schwäche der Mehrbereichsöle liegt allerdings genau in ihrer Stärke: Mehrbereichsöle verlieren im Betrieb zunehmend an Viskosität – und zwar umso schneller, je höher der Anteil der Polymere in ihnen ist. Das heißt im Klartext: je größer der überbrückte Viskositätsbereich ist, desto stärker und schneller „altert“ das Öl, fällt quasi auf die Viskosität seines Ausgangsproduktes zurück. Und das war eben nur ein eher dünnflüssiges Öl. In dieser Eigenschaft ist der Grund dafür zu suchen, dass viele Rennmechaniker, Motortuner und vor allem Flugsportler bis heute auf das klassische Einbereichsöl schwören. Andererseits haben die Ölhersteller das Problem der schnellen Alterung ihrer Mehrbereichsöle seit Erfindung der synthetischen Öle immer besser in den Griff bekommen. Und moderne, kraftstoffsparende Leichtlauföle mit superlangen Wechselintervallen (mancherorts wird schon die „lebenslange Ölfüllung“ ab Werk getestet) wären ohne die Mehrbereichs-Technologie gar nicht denkbar.


Legierungen

unlegiertes Motoröl

In den Kindertagen der Motorisierung war Motoröl prinzipiell unlegiert – und die Motoren besaßen keine wirksame Ölfilterung. Jedes Motoröl schleppt aber bereits nach kurzer Betriebsdauer ölunlösliche Fremdstoffe mit, die ebenso aus Materialabrieb im Motor bestehen, wie aus Verbrennungsrückständen, Straßenstaub und Alterungsrückständen des Öls selber. Bei unlegierten Motorölen setzen sich diese Fremdstoffe als Ölschlamm am Boden der Ölwanne ab. Die üblichen Ölwechselintervalle betrugen seinerzeit zwischen 1000 und 5000 km, je nach Motorkonstruktion und Hersteller. Abhängig von der Betriebsvorschrift des Herstellers und dem typischen Einsatzgebiet des Motors war bei jedem oder bei jedem zweiten Ölwechsel die komplette Ölwanne zu demontieren und zu säubern. Bei Oldtimern ist unlegiertes Motoröl noch heute von Bedeutung, da die im legierten Motoröl enthaltenen Additive die Bildung des Ölschlamms verhindern würden. Die unerwünschten Fremdstoffe würden im Öl gebunden und regelmäßig neu durch den Ölkreislauf des Motors gepumpt, was den mechanischen Verschleiß an Lagern und Zylinderlaufflächen erhöhen und die Schmierwirkung des Öles herabsetzen würde. Erschwerend kommt hinzu, dass die in additiviertem Öl enthaltenen Detergentien eine stark reinigende Wirkung haben. Dadurch verhindern sie die bei älteren Motoren oft gewünschten, quasi in die Konstruktion eingerechneten Ölkohle-Ablagerungen oder sie lösen bereits gebildete Ablagerungen auf, was zu Verstopfungen in den Ölkanälen und damit zu Motorschäden führen kann. Oft wird solchen Ablagerungen auch eine dichtende Wirkung zugeschrieben – werden sie durch aggressive Additive entfernt muss der Motor unter Umständen komplett zerlegt und neu abgedichtet werden. Daher gibt es noch heute unlegierte Einbereichs- und Mehrbereichs-Motorenöle, deren Einsatzgebiet sich vornehmlich auf Motoren ohne Hauptstrom-Ölfilter beschränkt.

legiertes Motoröl

Nahezu jedes moderne Motoröl ist additiviert, also legiert.

Bereits vor dem Ersten Weltkrieg tauchten die ersten Wundermittel auf, die die Qualität handelsüblicher Motoröle verbessern sollten. Neben vielen nutzlosen Fake-Produkten gab es in diesem Rahmen immer mal wieder das eine oder andere Additiv (Ölzusatzmittel), das sich unter bestimmten Bedingungen als durchaus wirksam erwies. Dies blieb natürlich auch dem Militär nicht verborgen. Das amerikanische Militär veröffentlichte im Zweiten Weltkrieg schließlich die erste Ölspezifikation, die auf der Beimischung von Additiven zum Grundöl basierte. Das sogenannte HD-Motoröl (HD stand für Heavy Duty) war damit erstmals genormt und fand bald auch Eingang in die zivilen Motoröl-Prüfvorschriften. Heute bestehen bis zu 20 % eines Motoröls aus Additiven wie Detergentien, Dispergentien, Korrosionsinhibitoren, Metalldeaktivatoren, Oxidationsinhibitoren, Pourpointverbesserern, Reibungsminderern, Schaumdämpfern, Verschleißminderern und Viskositätsindexverbesserern. Parallel entwickelten sich die Ölfilter der Motoren immer weiter. Seit 1923 gab es den Purolator, der allerdings noch über 90 % des Motoröles ungefiltert vorbeiströmen ließ. Erst 1943 wurden die ersten, vollwirksamen Hauptstrom-Ölfilter entwickelt. Und seit 1954 gibt es die noch heute üblichen Spin-On-Filter, die einen einfachen, regelmäßigen Austausch der Filterpatrone ermöglichen. Diese Filter halten die vom Motoröl mitgeführten Fremdstoffe auf und lagern sie bis zum nächsten Filterwechsel ein. Damit wurde der früher konstruktiv notwendige Ölschlamm überflüssig, das Motorinnere kann im Betrieb wesentlich sauberer gehalten werden, was letzten Endes der Verschleißarmut zugute kommt, aber auch die inneren Widerstände und damit den Kraftstoffverbrauch senkt. Diese Entwicklungen befruchteten sich gegenseitig, so dass die modernen Motoröle mit ihren speziellen Legierungen aus Grundölen und Additiven Ölwechselintervalle von bis zu 50.000 km und mehr erlauben, wenn der Fahrzeug- oder Motorenhersteller entsprechende Longlife-Öle freigegeben hat.


Sonderformen

Leichtlauföl

Leichtlauf-Motorenöle sind auf geringere mechanische Reibungsverluste hin entwickelt, um Energie, also Kraftstoff zu sparen. Dazu werden extrem dünnflüssige Motoröle mit hochwertigen Additiven so kombiniert, dass trotz der niedrigen Motoröl-Viskosität eine ausreichende Schmierstoffversorgung des Motors sichergestellt werden kann. Praktisch alle Mehrbereichsöle mit der Tieftemperatur-Viskosität 0W oder 5W sind als synthetisches oder teilsynthetisches Leichtlauföl konstruiert. Leichtlauf-Motorenöle können in Verbindung mit der darauf abgestimmten Motortechnologie tatsächlich Treibstoff sparen. Um Motorschäden zu vermeiden, sollte der Einsatz solcher Leichtlauföle jedoch auf Motoren beschränkt bleiben, deren Hersteller eine entsprechende Freigabe erteilt haben. Oft ist die Herstellerfreigabe auf der Umverpackung des Leichtlauföles abgedruckt. Wenn der Motoren- oder Fahrzeughersteller Motoröle mit der Tieftemperatur-Viskosität 0W oder 5W in der Betriebsanleitung vorschreibt oder vorschlägt, kann man beruhigt davon ausgehen, dass er die Schmierfähigkeit solcher Leichtlauföle getestet und für gut befunden hat.

Longlife-Öl

Auch Longlife-Motorenöle sind in aller Regel Leichtlauföle. Sie werden in Fahrzeugen mit computerberechnetem Longlife-Service vorgeschrieben und dürfen keinesfalls mit anderen Motorölen ergänzt oder aufgefüllt werden. Soll in einem Fahrzeug, das für den Longlife-Service konstruiert wurde, „normales“ Motoröl gefahren werden, muss das Motorsteuergerät auf feste Ölwechselintervalle eingestellt werden.

Motoröl mit Festschmierstoff

Die Verwendung von Festschmierstoffen in Motorölen ist Reizthema mit gespaltenen Lagern. Eigentlich gibt es nur zwei Meinungen zum Thema Festschmierstoff im Motoröl: glühende Verfechter und strikte Verweigerer. Grundsätzlich richtig und allgemein anerkannt ist die Tatsache, dass Festschmierstoffe aus Aluminium, Graphit, Keramik, Kupfer, MoS2 oder PTFE als Zusatz von Schmierfetten wahre Wunder vollbringen können - jedenfalls im Vergleich zu rein erdölbasierten Produkten. Ob sie die gleiche wundersame Wirkung auch in Verbindung mit Motoröl entfalten können. wird allerdings seit Jahrzehnten heiß diskutiert. Beide Seiten – Befürworter wie Gegner – verweisen auf wissenschaftliche Studien und technische Prüfgutachten, die ihre jeweiligen Ansichten bestätigen. Interessant ist in diesem Zusammenhang ein Rückblick in die Historie: Vom Beginn des 20. Jahrhunderts bis in die 1940er Jahre gab es eine kaum überschaubare Zahl von Ölzusatzprodukten, mit denen die Qualität handelsüblicher Motoröle verbessert werden sollte. Und auch damals gab es Befürworter wie Gegner; die einen fuhren keinen Meter ohne solche Additive – die anderen hielten das alles für totalen Quatsch und überzogen die Anwender mit Spott und Häme. Erst als das amerikanische Militär dann zu Beginn der 1940er Jahre legierte Öle als Heavy-Duty-Öle prüfen und normen ließ, gewannen die Öl-Additive allgemeine Anerkennung. Unisono behaupteter Vorteil aller Festschmierstoff-Motoröle sind die besseren Notlaufeigenschaften und die höhere Schmierfähigkeit. Letzteres soll die Reibungswiderstände im Motor verringern und damit zu mehr Leistung und weniger Kraftstoffverbrauch führen. Weitere, individuellere Vorteile ergeben sich unter Umständen aus der jeweils gewählten Festschmierstoff-Art. Auf Grund der vorstehend erörterten Diskussionslage bleibt die Verwendung solcher Motoröle aber bis auf Weiteres eine Glaubensfrage - und eine Frage des Vertrauens in den Hersteller und Entwickler des Öles. Association des Constructeurs Européens d'Automobiles (ACEA, Nachfolgeorganisation der CCMC) Association des Constructeurs Européens d'Automobiles ist ein Lobbyverband der europäischen Automobilindustrie. Seit Anfang der 1990er-Jahre werden dort Motorenölklassifikationen für europäische Fahrzeuge erarbeitet und herausgegeben. Wobei die üblichen US-Prüfläufe und die API-Klassifikationen mit berücksichtigt werden, um eine Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. • ACEA Klasse A – Motorenöl für Ottomotoren in PKW • ACEA Klasse B – Motorenöl für Dieselmotoren in PKW und leichten Nutzfahrzeugen • ACEA Klasse C – Motorenöl für Dieselmotoren mit Partikelfilter • ACEA Klasse E – Motorenöl für Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen und LKW Die Klasse wird ergänzt um einen Zahlencode. Beispiel: ein A1/B1-04 wäre ein Motorenöl für Ottomotoren (Klasse A) und Dieselmotoren (Klasse B) in Standardqualität (1), geprüft nach der im Jahre 2004 (-04) ausgegebenen ACEA-Klassifikation. Achtung: Man darf aus dem Zahlenwert keineswegs auf die Wertigkeit des Öles schließen. Zwar ist ein A3 oder B3 klassifiziertes Öl hochwertiger als ein A1- oder B1-Öl. Aber ein Motoröl der Klasse C1 verbrennt beispielsweise rückstandsfreier als ein Motoröl der Klasse C3 – würde hier ein C3 anstelle des vorgeschriebenen C1-Öles verwendet, könnte sich der Partikelfilter zusetzen. C1: low SAPS Öl mit abgesenkter HTHS-Viskosität < 2,9 mPa*s, niedrige Viskosität (0W-X, 5W-X), Performance wie A5 / B5 jedoch mit begrenzten Anteilen Sulfatasche, Phosphor, Schwefel.

American Petroleum Institute (API)

American Petroleum Institute ist der größte Interessenverband der US-amerikanischen Öl- und Gasindustrie. Seit den 1940er-Jahren erarbeitet man dort technische Standards und gibt technische Richtlinien heraus. Unter anderem eben auch für Motoröl.

Sondernormen der Fahrzeughersteller

Einige Fahrzeug-/Motorenhersteller haben eigene Spezifikationen veröffentlicht, die im Allgemeinen auf einer ACEA- oder API-Klassifikation basieren. Oft werden darin auch spezielle praktische Fahrversuche und Straßentests vorgeschrieben. Auf dem deutschen Markt sind insbesondere die Hausnormen folgender Fahrzeughersteller von Bedeutung: • BMW • Ford • Mercedes-Benz • Opel • Porsche • VW Mit der zunehmenden technische Ausgereiftheit moderner Motoren haben sich auch die Ansprüche an Motorenöle und ihre Eigenschaften geändert. Der Einsatz einfacher Öle in neueren Fahrzeugen oder umgekehrt, modernere Öle in älteren, kann möglicherweise Probleme verursachen. So brauchen moderne Filtersysteme wie Rußpartikelfilter spezielle, rückstandsfrei verbrennende Motoröle. Diese sind aber für viele ältere Motoren nicht geeignet, weil ihre Schmiereigenschaften dort nicht ausreichen. So ist eine neue VW-Norm zwar abwärtskompatibel angelegt – aber eben nicht generell. Einige ältere Motoren mit Pumpe-Düse-Einspritztechnik werden explizit ausgenommen.

Weblinks

Motorex Oil of Switzerland [1] unter Tribologie von A - Z

Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH [2]

Motul Deutschland GmbH [3]

Persönliche Werkzeuge