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Motoröle und deren Bewandnis in Fahrzeugmotoren
Das herkömmliche Motoröl hat bereits eine sehr lange Tradition als wichtiges Betriebsmittel für übliche Motoren jeder erdenklichen Bauart. Das Öl ist ein Multitalent und hat verschiedene Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen. In allererster Linie ist das Motoröl der Schmierstoff für den Motor.
Seine Eigenschaften und Charakteristiken werden vorwiegend von seiner chemischen Zusammensetzung und den physikalischen Betriebseigenschaften definiert. Der heutige Markt für Kfz-Motorenöle unterscheidet im Wesentlichen zwischen den Einbereichsölen und dem Mehrbereichsöl. Diese werden in unterschiedliche Viskositätsklassen und Bereiche eingestuft. Es gibt ferner Motoröle aus Mineralöl, solche mit der Bezeichnung Synthetiköl und auch teilsynthetisches Motoröl (ein Mix aus beiden).
Was sind die Viskositätsklassen beim Motoröl und was besagen diese?
Die gebräuchlichen Viskositätsklassen werden von der Society of Automotive Engineers (SAE), einem gemeinnützigen Verbund von Automobilingenieuren, eingestuft. Mit der Viskosität wird die Fliessfähigkeit des Öls bezeichnet. Diese ist unter anderem auch von der jeweiligen Öltemperatur abhängig. Früher hatten Öle ihre zugeordnete Fliesszähigkeit (Einbereichsöle) und wurden auch direkt nach dieser klassifiziert.
Weiterentwicklungen und dem Fliessverhalten förderliche Additive führten zu den heute sehr üblichen Mehrbereichsölen. Diese werden mit zwei Zahlen benannt, welche den unteren und den oberen Bereich der Viskosität für das mehrere Bereiche abdeckende Öl angeben. Die untere Klasse der Viskosität wird in dieser Bezeichnung immer zuerst genannt. Der zusätzliche Buchstabe „W“ in diesen Bezeichnungen klassifiziert eine Wintertauglichkeit (für tiefere Aussentemperaturen).
Wozu dienen additive Substanzen im Öl und welche sind das?
Der Zusatz dieser sogenannten Additive verbessert die Kaltstarteigenschaften (Schmierfähigkeit vor dem Erreichen der Betriebstemperaturen) und verhindern auch einen Verlust der Schmierstabilität bei höheren Aussen- und Motortemperaturen im Fahrzeugbetrieb. Das Polyisobuten oder PIB und ähnliche Polymere zählen zu den häufig verwendeten Additiven.
Andere Additive werden als Alterungsschutzmittel, Detergentien, Korrosionsinhibitoren, Reibungsminderer, Schaumdämpfer oder Verschleissminderer bezeichnet. Bis zu 20 % des Volumens können bei modernen Ölen die zugesetzten Additive ausmachen. Das Motoröl ist heutzutage so beschaffen, dass es bereits nach kurzer Betriebsdauer ölunlösliche Fremdstoffe mitnehmen kann. Diese bestehen aus Materialabrieb im Motor und aus Rückständen des Verbrennungvorgangs, angesaugtem Strassenstaub und auch Ausflockungen des Öls selbst.
Besagte Eigenschaft haben Motoröle seit einigen Jahrzehnten des Motorenbaus. Diese Öltypen nennt der Experte auch legierte Öle; bei ihrem Gebrauch ist ein Ölfilter im Ölstrom üblich. Oldtimermotoren benötigen Öle zum Betrieb, welche diese Eigenschaft nicht haben. Das sind dann unlegierte Öle, die der so genannten Ölschlammbildung in der Ölwanne förderlich sind.
Die Ganzjahres- oder Mehrbereichsöle haben also nur Vorteile?
Nein, so darf das nicht gesehen werden. Mehrbereichsöle haben generell und allgemein die Tendenz zur „Alterung“ im Betrieb. Die ursprünglichen Eigenschaften reduzieren sich durch Hitzeeinwirkung und andere Betriebseinflüsse mit zunehmender Laufleistung des Öls.
Mehrbereichsöle verlieren daher im regulären Betrieb an Viskosität. Der nutzbare Bereich nimmt dadurch ab und führt dazu, dass das Mehrbereichsöl sich immer weiter den Werten seines Ursprungsproduktes annähert. Üblicherweise ist das ein recht dünnflüssiges Öl, welches den ursprünglichen Anforderungen irgendwann nicht mehr gerecht wird. Der Rennsportbereich verzichtet daher auf solche Mehrbereichsöle und verwendet lieber nur ein Einbereichsöl für die jeweils vorherrschenden Bedingungen. Sehr zähflüssiges Öl mit Einbereichcharakteristik wird gerne in extrem heissen Regionen dieses Planeten und bei bestimmten Oldtimern eingesetzt.
Welches Öl ist für welchen Temperaturbereich geeignet?
Diese Frage bezieht sich in der Schweiz in erster Linie auf den winterlichen Fahrzeugbetrieb. Die tiefste Temperatur, bei der das Öl noch in der Mindestspezifikation pumpbar ist, beträgt beim SAE 0W -40° C und steigt dann linear in 5er-Schritten beim SAE-Wert und der Tiefsttemperatur bis zum SAE 25W bei -15° C an.
Höchsttemperaturen sind für moderne Öle weniger problematisch. Hier ist nicht die Pumpfähigkeit des Öls beim Kaltstart von besonderer Wichtigkeit, sondern ein nichtreissender Schmierfilm unter Leistungsmerkmalen bei hoher Betriebstemperatur. Als Parameter für Motoröl gelten die Anforderungen der Richtlinie SAE J300. Es gibt auch zusätzlich zur SAE andere Institutionen, welche sich mit der Kategorisierung und Klassifizierung von Motoröl beschäftigen.
Dazu gehören das American Petroleum Institute (API), die Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA), die Japan Automotive Standards Organization (JASO) und die Association des Constructeurs Européens d’Automobiles (ACEA). Sie alle publizieren Mindeststandards für Schmierstoffe in Verbrennungsmotoren an Kraftfahrzeugen. An einem global einheitlichen Standard wird derzeit gearbeitet. Verschiedene Fahrzeughersteller (z.B.: Opel, BMW, Ford, Mercedes, Audi, Porsche, die VW-Gruppe und andere) haben eigene „Hausnormen“. Diese lehnen sich üblicherweise aber an die ACEA- oder API-Klassifikationen an.
Warum ist altes Öl ein Problem für unsere Umwelt?
Nicht nur Altöl, sondern jedes verwendete und in Gebrauch befindliche Öl stellt eine erhebliche Bedrohung für die Umwelt dar. Wenn Öl in die Umwelt gelangt, dann hat Öl das Potenzial, 1’000 Liter Wasser für den menschlichen Gebrauch pro Liter Öl unbrauchbar zu machen. Die Umweltsünden unserer Väter können nicht mehr rückgängig gemacht werden, aber eine korrekte Altölentsorgung stoppt die Umweltschäden bereits, bevor diese entstehen. Ölverluste durch undichte Motorkomponenten oder aus Unachtsamkeit vergossenes Öl liegen im Verantwortungsbereich jedes Autobesitzers. Garagen und Werkstätten unterliegen einer strengen Überwachung durch kantonale Behörden.
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