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Paramedic_LU

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Samstag, 26. November 2016, 15:01

Grundlagen automotive Schmierstoffe

In den nachfolgenden Zeilen werden Grundlagen von Schmierstoffen aufgezeigt, die im automotiven Bereich eingesetzt werden.
Das Thema ist sehr umfangreich, und driftet ab einem gewissen Punkt in Richtung der verschiedenen Hersteller ab.
Hier werden wir dann nur die Teile behandeln, welche Fahrzeuge des VW-Konzernes mit seinen Tochtermarken betrifft. Immerhin sind wir ja ein Audi-Forum.

Die am meisten benutzte Größe der automotiven Schmierstoffe ist wohl die SAE-Viskositätsklasse.
Meist wird aus Unwissenheit die Viskositätsklasse als Qualitätsmerkmal, bzw generell als Hauptkriterium bei der Ölwahl und beim Ölkauf herangenommen. Was gänzlich falsch ist.

Viskosität ist kein Qualitätsmerkmal !!!

Es ist nur eine Größe.
Ein gutes Beispiel ist immer der Kauf neuer Schuhe.
Man geht ja auch nicht in den Schuhladen und sagt: "Ich hätte gern ein Paar Schuhe, Größe 45"
Ja was für Schuhe denn? Badeschlappen, Tennisschuhe, Wanderstifel, Slippers, FliFlop etc.
Ich denke durch dieses Beispiel wird es klarer, dass die Viskosität nicht alles, bzw das Hauptkriterium überhaupt ist.

Dennoch ist die Viskosität wichtig für den einwandfreien Betrieb eines Motors.
Daher wurde das Ganze auch genormt und festgelegt.

In den SAE-Klassen

für Motorenöle
API
ACEA
OEM Spezifikationen
Ölwechselfristen/Zusätze

und für Getriebeöle

SAE - Society of Automotive Engineers

SAE-Zahl - Fließfähigkeit des Öles

Gibt durch den Zahlenwert (z.B. 5W-40) an, wie sich das Öl bei tiefen (5W-Winter) und hohen (40) Temperaturen verhält


Es gibt 2 Hauptgruppen von Motorölen

Einbereichsöle
Anforderungen einer SAE-Klasse werden erfüllt
Motorenöle z.B. 10W,30, 50
Getriebeöle z.B. 80W, 90


Mehrbereichsöle
Anforderungen einer W-Klasse und bei Betriebstemperatur werden erfüllt
Motorenöle z.B. 5W-40
Getriebeöle z.B. 80W-90


Die Viskositätsvorschriften der Motorenhersteller basieren sowohl bei kaltem als auch bei heißem Motor auf der Außenlufttemperatur.

Ein Kaltstart bei niedrigerViskosität ergibt:
-geringeren Durchdrehwiderstand und damit hohe Anlassdrehzahl
-kurze Durchölungszeit und damit geringeren Verschleiß
-tiefe Grenzpumptemperatur und damit Schmiersicherheit
-deutliche Kraftstoffersparnis


Ein wichtiger viskoser Wert ist die sogenannte Grenzpumptemperatur
Mit der Grenzpumptemperatur werden die Einsatzgrenzen für das Durchölungsverhalten der Motoren nach dem Kaltstart beschrieben.
Bis zur Grenzpumptemperatur fließt dem Ölsieb/der Ölpumpe genügend Öl zu.

So erhält man die Gewährleistung einer einwandfreien Schmierung
max. Grenzpumptemperaturen sind:
SAE 0W (-40 °C)
SAE 5W (-35 °C)
SAE 10W (-30 °C)
SAE 15W (-25 °C)
SAE 20W (-20 °C)
SAE 25W (-15 °C)


Der Heißbetrieb und die Kriterien der Viskosität

Im Heißbetrieb können am oberen Kolbenring Öltemperaturen bis zu 300°C auftreten.

Dabei muss gewährleistet werden, dass das Öl immer noch einen tragfähigen Schmierfilm aufbaut und die Kolbenringe zur Zylinderlaufbahn hin abdichtet.

Hier ist dann die Viskositätsvorschrift anhand der Außentemperatur wenig realistisch , und man geht über zur HTHS-Viskosität

HTHS - High Temperature High Shear-Viskosität (mPa*s)

Motorenöle mit einer abgesenkten Hochtemperaturviskosität (<3,5 mPa*s) sollten im Heißbetrieb noch Kraftstoff sparen.

Praxistests: Kraftstoffeinsparung bis zu 2,5% (Referenzöl 15W-40)

Doch ACHTUNG!!!
Der Motor muss für den Einsatz von Ölen mit <3,5mPa*s geeignet sein ,andernfalls Motorschäden durch Verschleiß
Es ist eine besondere Freigabe erforderlich !



Spezifikationen, Freigaben und Normen

Um die Leistungsfähigkeit eines Schmierstoffes zu prüfen und darzustellen, werden aufwendige Motorversuche und Prüfstandsprüfungen durchgeführt.
Die Anforderungen schlagen sich in den Spezifikationen nieder.

Wesentlichen Spezifikationen sind :

API - American Petroleum Institute

ACEA - Association des Constructeurs Européen d`Automobiles


Die Bedeutung der Spezifikationen sind auf Wikipedia sehr gut dargestellt: https://de.wikipedia.org/wiki/Schmier%C3%B6l#Spezifikationen


Die Ölwechsel-Abstände

Um die Ölwechselabstände festlegen zu können,
muss man Wissen und Erfahrung haben, über:

den Motor und seine Lebensdauer
die Ölqualität
die Kraftstoffqualität
die Betriebsbedingungen
die Kundenbedürfnisse

Die wesentlichen Kriterien zur Festlegung eines Ölwechsels sind:
Verbrauchter Kraftstoff, Betriebsstunden, Motorenumdrehungen, Fahrkilometer, Zeit

Nur derjenige, der für den Motor Garantie und Gewährleistung gibt, darf die Ölwechselabstände festlegen. Das wäre der Hersteller


Zusätzliche Additive

Ich bin eher gegen den DAUERHAFTEN Einsatz von Zusätzen ins Öl. Die Ausnahme ist hier das Lambda Oil Extra. Wobei ich das auch nur anrate zum säubern, um Verdreckungen zu lösen wo hier für den Lambda Oil Primer die Zeit/Strecke zu kurz war, bzw die Verdreckung zu groß.
Und wenn er eingesetzt wird, rate ich auch immer zu einem Einsatz im verkürzten Intervall. Es soll kein Dauerzustand sein.
Eventuell 1,2, 3 kurze Intervalle, dann ist der Motor sauber.
Ein gutes Öl braucht keine Zusätze. Lieber das Intervall etwas herabsetzen von der Laufzeit her.
Es gibt viele Zusätze, die einiges Versprechen.
Kraftstoffverbrauchsenkung, Reibminderung, bessere Schmierung, etc.
Wie auch immer das erwirkt wird (Nanopartikel, PTFE, etc.)

Ich zweifel an deren Wirkung nicht. Die können halten was Sie versprechen. Das muss aber jeder für sich selbst herausfinden, ob das Mittel das hält was die Werbung des Herstellers verspricht.
Das ist aber bei mir nicht der Knackpunkt. Der Hintergrund liegt in der Beschaffenheit des Öles begründet, was mit Sicherheit die wenigsten wissen.

Darum hol ich etwas aus, und gehe kurz in die Produktion des Öles. Das besteht aus den verschiedensten Grundstoffen (Ölen) und Zuschläge (Additive) und Hilfsstoffe.
Fließverbesserer, Stabilisatoren, Detergents, Suspends, VI-Verbesserer, Antioxidantien, Entschäumer und, und, und
Wichtig für das Thema Ölzusätze sind 2 Stoffe im Motoröl, auf die es ankommt. Detergents und Suspends. Die einen lösen den Schmutz, und die anderen halten ihn in der Schwebe und führen ihn dem Ölfilter zu. Und hier liegt das Entscheidende.
Bildlich kann man sich das wie das Blut vorstellen. Keime dringen ins Blut ein und werden von der Abwehr dem Immunsystem gepackt. Mitunter von den Fresszellen. Die schnappen sich die Eindringlinge und verputzen sie. Sterben dann aber ab. Macht aber nix, der Körper produziert nach.
Beim Öl sind es diese Additive. Diese erkennen Verunreinigungen, Schmutz etc.
Packen die Teile, halten sie fest und tragen sie zum Ölfilter. Wo sie auch abgelegt werden. Nur werden sie nicht vom Additivstoff wieder gelöst. Er legt sich mit dem Teilchen im Filter ab. Und bleibt dort. Verbraucht sich also. Das Öl bildet den Stoff im Gegensatz zum menschlichen Körper aber nicht nach. Hier bräuchte es frisches Öl was zum Motoröl gekippt würde.
Diese Additive können leider nicht zwischen gutem und schlechtem Partikel im Ölstrom unterscheiden. Für die ist das gute Nanopartikel oder PTFE-Partikel genau so ein Teil auf das sie angesetzt werden wie Staub, Silikate, Ölkohle etc.

Fazit:
Mit dem Einsatz von Ölzusätzen können die versprochenen Eigenschaften erreicht werden, aber auf Kosten eben dieser Additive, die den im Öl befindlichen Schmutz in Schwebe halten und in den Filter führen. Diese werden vorzeitig verbraucht.
Wer auf die Zusatzstoffe nicht verzichten möchte, sollte dann zumindest sein Intervall nicht voll ausreizen, sondern etwas herabsetzen.

Das ganze Thema wurde übrigens auch beim 10 jährigen A3Q-Jubiläum im Audi Werk Neckarsulm beim dortigen Ölworkshop behandelt. Es waren ja auch einige von diesem Golfforum hier, dort vor Ort. Sie kennen das quasi noch.

Das Grundprinzip (Abbau Detergants und Dispersants) ist ja bereits unten beschrieben.
Fakt ist, dass die OEM´s in Ihren Anforderungen sogenannte Oe-Codes vorschreiben. Details dazu kennen nur die Öl-Entwickler in den Labors, in keinem wird ein dauerhaftes Zusatzmittel gestattet.
Eine deutlichere Aussage dazu findet sich im LKW-Bereich.

Einige Beispiele
MB Blatt 219.0
„… Dem Kraftfahrer werden jedoch immer wieder Zusätze angeboten , die die Wirkung der erprobten, handelsüblichen, von uns freigegebenen Schmierstoffe verbessern sollen…
Die Praxis hat gezeigt, dass der Verbraucher nur selten aus eigener Erfahrung einwandfrei erkennen und beurteilen kann, ob und wie ein Sonderzusatz wirkt… und ob er bestimmte Qualitäten des Schmierstoffes … aufhebt…
…für eine Zugabe von Sonderzusätzen besteht keinerlei Veranlassung…“

VOLVO:
„… Es dürfen keine zusätzlichen Ölzusätze verwendet werden. Dies schließt auch Motoren– und Metallbehandlungsstoffe ein, die über das Motorenöl als Zusatz zugesetzt werden…“

MAN:
„… es sind nur solche Motorenöle zugelassen, die nach Werknorm… geprüft wurden und diese erfüllen… Zusatzmittel, ganz gleich welcher Art, die dem Motorenöl nachträglich hinzugefügt werden, verändern das Motorenöl in nicht kalkulierbarer Weise…
…Bei Verwendung derartiger Zusatzmittel… erlöschen Gewährleistungsansprüche…“

Reibwertverminderer sind Additive.
Additive sind grundsätzlich chemisch gelöst, d.h. es liegt eine Lösung vor. Füge ich Additive hinzu werden diese wahrscheinlich nicht gelöst sondern es bildet sich eine Suspension. Additive werden immer in einem speziellen ausgewogenen Mengenverhältnis eingesetzt. (Oberflächenschutz wie EP oder Korrosion) sobald ich weitere hinzufügen würde, verschiebt sich das Verhältnis zu Ungunsten eines anderen Additives.









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