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Text Vital Grünenwald, Experte TCS Zürich
Im Motor, aber auch in Getrieben und anderen Bauteilen des Autos, gleiten Körper (z.B. Kolben und Zylinder) aufeinander, wodurch Reibung entsteht. Diese ist grösser, je stärker die Körper aufeinander gedrückt werden und je rauer deren Berührungsflächen sind. Betrachtet man die Flächen eines Körpers unter starker Vergrösserung, so stellt man fest, dass trotz Feinbearbeitung Vertiefungen und Erhöhungen vorhanden sind, die dem Körper Oberflächenrauheit geben (Abb. 1).
Aufgabe der Schmierung
Die Hauptaufgabe der Schmierung ist es, zwischen den aufeinander gleitenden Körpern einen Schmierfilm zu bilden, damit kein direkter Kontakt der beiden Flächen entsteht (Abb. 2). Wäre dies nicht der Fall, würden harte Berührungen an den Erhöhungen entstehen und hohe Temperaturen auftreten. Diese Stellen verschweissen und reissen sich wieder los. Dieser ständig wiederholende Vorgang nennt man «Fressen» und führt zu starkem Abrieb bis hin zum Motorenausfall. Weitere Aufgaben der Schmierung sind kühlen, reinigen, vor Korrosion schützen und Geräusche dämpfen. Als Schmiermittel werden Schmieröle (Motorenöl, Getriebeöl usw.) verwendet.
Eigenschaften der Schmieröle
Die Schmieröle werden aus der Weiterverarbeitung des Erdöls gewonnen. Man unterscheidet hauptsächlich zwischen mineralischen, synthetischen oder teilsynthetischen Schmierölen. Um beim Kauf eines Schmieröls festzustellen, welche Eigenschaften es aufweist, sind verschiedene Angaben auf dem Behälter enthalten. Die beiden wichtigsten Angaben sind die Viskosität und die Qualität.
Die Viskosität ist ein Mass für die Zähflüssigkeit des Öls und entspricht der inneren Reibung. Je nach Ölsorte ist sie verschieden gross und nimmt mit steigender Temperatur ab.
Um die Auswahl von Ölen und ihr Verhalten bei verschiedenen Temperaturen zu erleichtern, hat die amerikanische Gesellschaft der Kraftfahrzeug-Ingenieure (SAE) genaue Viskositäts-bereiche, die sogenannte SAE-Viskositätsklasse, festgelegt. Die Sommeröle bewegen sich im Viskositätsbereich zwischen SAE 20 und SAE 60. Die Winteröle erhalten den Zusatz W. Dabei bewegen sich die Klassen bei Motorenölen zwischen SAE 0W und SAE 25W. Ein Ganzjahres-öl (Mehrbereichsöl) kann somit die Bezeichnung SAE 10W30 aufweisen.
Die Qualität eines Motorenöls wird in API-Klassifikationen angegeben. Dabei unterscheidet man zwischen S-Klassen für Ottomotoren und C-Klassen für Dieselmotoren. Die eigentliche Qualitätsangabe wird mit einem weiteren Buchstaben hinter dem S oder C gekennzeichnet. Die Angabe erfolgt von SA bis SM bzw. CA bis CI (A = schlechte Qualität, B bis M = zunehmend bessere Qualität).
Eine zusätzliche Absicherung der Ölqualität gewährleistet die ACEA-Normen (ACEA = Association des ConstructeursEuropéens de l’Automobile). In der ACEA arbeiten die Automobilhersteller Europas zusammen, um Richtlinien für Ölqualitäten zu erstellen. Dies ist notwendig, da sich die europäischen Motorenkonstruktionen, aber auch die Fahrbedingungen von US-amerikanischen unterscheiden. So werden die Anforderungen der API durch die Anwendung europäischer Testmotoren ergänzt und erweitert.
Die Klassifikationsunterteilung erfolgt mit A für Benzinmotoren, B und C für leichte Dieselmotoren und E für Nutzfahrzeug-Dieselmotoren. Die zugeordneten Zahlen geben einen Hinweis auf die Ölqualität und die Jahreszahl weist auf das Einführungsdatum der betreffenden Spezifikation hin (je höher die Zahl desto besser die Qualität).
|Beispiel|
|Benzinmotor:||ACEA: A1 bis A5|
|Leichte Diesel:||ACEA: B1 bis B5|
|Leichte Diesel mit Partikelfilter:||ACEA: C1 bis C4|
|Nutzfahrzeug-Diesel:||ACEA: E1 bis E7|
Zusätzlich können weitere markenspezifische Qualitätsangaben auf dem Ölbehälter enthalten sein. Welches Öl für welchen Motor das Richtige ist, kann der Bedienungsanleitung des Fahrzeuges entnommen oder beim Fachpersonal in Erfahrung gebracht werden. Es sollten nur Motorenöle verwendet werden, welche vom Fahrzeughersteller freigegeben sind.
Unterschiedliche Schmiersysteme
Doch zurück zum Schmiersystem. Es gibt verschiedene Arten der Schmierung, so zum Beispiel die Mischungsschmierung, bei der das Öl dem Benzin beigemischt wird (Zweitaktmotor) oder die Tauchschmierung, bei der die zu schmierenden Teile ins Öl eintauchen (Getriebe, Differenzial). Weiter gibt es noch die Trockensumpfschmierung und die meist verwendete sogenannte Druckumlaufschmierung (Abb. 3).
Die Druckumlaufschmierung besteht aus der Ölwanne, in der das Öl gelagert wird. Weiter wird eine Ölpumpe benötigt, die das Öl zu den Schmierstellen fördert. Nach der Pumpe folgt ein Ölfilter, welcher Schmutzteilchen zurückhält. Um Schäden zu vermeiden, befindet sich im System ein Überdruckventil, sowie ein Druckschalter, der bei zu kleinem Öldruck ein Signal an die Kontrolllampe im Armaturenbrett gibt. Ausserdem ist zum Messen der Ölmenge ein Messstab vorhanden bzw. ein Sensor, über welcher der Ölstand im Armaturenbrett angezeigt werden kann.
Die Ölpumpe, die meist von der Kurbelwelle angetrieben wird, saugt das Öl aus der Ölwanne an und pumpt es durch Kanäle über den Ölfilter zu den Schmierstellen wie Kurbel- und Nockenwelle, Ventile, Lager usw. Von dort tropft es anschliessend wieder in die Ölwanne zurück.
Der Filter, der meist als Wechselfilter ausgebildet ist, soll Schmutzteilchen von den Schmierstellen fernhalten. Er besteht aus einer Büchse, in der sich ein sternförmiges Filterelement befindet. Damit die Schmierung auch bei verstopftem Ölfilter gewährleistet ist, befindet sich in ihm ein Umgehungsventil. Wird der Druck im System zu gross, öffnet das Überdruckventil und führt einen Teil des Öls ungenutzt in die Ölwanne zurück.
Wartung des Schmiersystems
Da bei zu geringer Ölmenge die Schmierung nicht mehr gewährleistet ist, sollte das Öl ca. jede zweite Tankfüllung kontrolliert werden. Die Kontrolle erfolgt bei stillstehendem Motor mit Hilfe des Ölmessstabes. Dieser wird zuerst vom Öl gesäubert und anschliessend mit seiner Messspitze wieder ins Öl getaucht. Bei erneutem Herausziehen des Stabes kann das Niveau abgelesen werden. Dabei muss das Öl zwischen der Min/Max-Markierung liegen. Bei einigen Fahrzeugen erfolgt die Ölmessung über Sensoren, wobei der Ölstand über die Bordelektronik abgerufen und angezeigt wird.
Da Öl durch Sauerstoff, Stickoxyd, Staub usw. altert, muss es regelmässig gewechselt werden (Herstellerangaben beachten). Gleichzeitig mit dem Öl sollte auch der Ölfilter ausgetauscht werden. Brennt bei laufendem Motor die Ölkontrolllampe, ist zu wenig Öldruck vorhanden. Um in diesem Fall grössere Schäden zu vermeiden, sollte sofort angehalten und der Motor abgestellt werden. Gute Fahrt!
Bilder: 1: A.D. Wheeler | flickr | CC BY-NC-ND 2.0; 2: www.bs-wiki.de; 3: „Fachkunde Kraftfahrtechnik“, Verlag Holland+Josenhans