Motorschmierung und Motoröl: Reibungsarten, Eigenschaften und Klassifizierung

Zusammenfassung

Das Dokument erklärt, warum Motoren geschmiert werden müssen, welche drei Reibungsarten auftreten und welche Aufgaben das Schmieröl erfüllt. Außerdem werden Motorölarten, wichtige Additive sowie die SAE-, API- und ACEA-Klassifikationen vorgestellt. So lernen Studierende, wie Motoröle eingeteilt und ausgewählt werden.

Kernpunkte

Es gibt drei Reibungsarten: Flüssigkeitsreibung, Mischreibung und Trockenreibung; Trockenreibung entsteht bei Schmierungsausfall und kann zum Festfressen führen.
Schmieröl verringert Reibung, kühlt, verbessert die Abdichtung der Zylindersegmente, dämpft Lagerbelastungen und transportiert Abrieb ab.
Motoröle werden in Mineralöl, Synthetiköl und Halbsynthetiköl unterteilt.
Wichtige Additive sind Antioxidantien, Korrosionsschutzmittel, Detergentien und Dispergiermittel.
Die SAE-Klassifikation beschreibt die Viskosität; Mehrbereichsöle sind durch zwei Viskositätsgrade gekennzeichnet.
Die API-Klassifikation unterscheidet S für Ottomotoren und C für Dieselmotoren; die ACEA-Klassifikation nutzt A, B und E.

Stellen Sie sich auf die Probe

1.1. Arten der Reibung

Die Auswirkungen der Reibung werden durch die Verwendung von Materialien mit guten Gleiteigenschaften und geeigneten Oberflächen verringert. Das Vorhandensein eines Ölfilms führt zu drei Arten von Reibung:

Flüssigkeitsreibung (Fluid): Sie tritt auf, wenn Oberflächen vollständig durch einen Ölfilm getrennt sind. Dies geschieht an Stellen mit Druckschmierung, wie zum Beispiel an der Kurbelwellenlagerung, den Kurbelzapfen, der Nockenwellenlagerung und den Kipphebelwellen.
Halbflüssige Reibung (Mischreibung): Wenn der an der Oberfläche haftende Ölfilm nicht ausreichend oder gleichmäßig vorhanden ist, entsteht Reibung zwischen den Metallen und somit Verschleiß (z. B. an Zylindersegmenten und Lagern beim Kaltstart).
Trockenreibung: Diese ist frei von Schmiermitteln. Die Metalle beider Stücke kommen in direkten Kontakt und erzeugen hohe Temperaturen, die zu übermäßiger Ausdehnung und zum Festfressen führen können. Sie tritt ein, wenn es zu einem Ausfall der Schmierung kommt.

1.2. Funktionen des Schmieröls

Verringerung von Reibung und mechanischen Verlusten.
Kühlung der geschmierten Bereiche.
Verbesserung der Abdichtung zwischen Zylindersegmenten und Optimierung der Kompression.
Dämpfung und Milderung der Belastungen auf die Lager.
Reinigung und Abtransport von Abriebpartikeln (Kohlenstoff und andere Verbrennungsrückstände).

2. Motoröl: Eigenschaften und Typen

Unter hohen Temperaturen und Drücken bildet Motoröl einen dünnen Film, der an den Oberflächen haftet, um die Reibung zu reduzieren.

Eigenschaften von Motoröl

Erhaltung ausreichender Flüssigkeit bei Hitze (Viskosität) und Erleichterung des Kaltstarts.
Korrosionsschutz für die Zylinderwände.
Rückstandsfreie Verbrennung an Zündkerzen, Ventilen und Kolbenringen, falls Öl in den Brennraum gelangt.
Aufrechterhaltung der Gleiteigenschaften für eine längere Motorleistung. Die Verwendung von Additiven verbessert die Laufeigenschaften und verlängert die Lebensdauer.

Arten von Motorölen

Mineralöl: Besteht aus mineralischem Grundöl, das durch Raffination gewonnen wird.
Synthetiköl: Ein chemisch hergestelltes Öl, dessen molekulare Struktur verändert wurde, um bestimmte unerwünschte mineralische Partikel zu entfernen.
Vorteile von Synthetiköl: Gute Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen, stabile Viskosität und hohe Oxidationsbeständigkeit. Es enthält Reinigungsmittel (Detergentien) sowie Dispergiermittel und neigt weniger zur Bildung von Ablagerungen.
Halbsynthetiköl: Eine Basis aus Mineralöl, der synthetisches Öl beigemischt wird, um die Eigenschaften zu verbessern.

2.1. Wichtige Öl-Additive

Antioxidantien: Verringern die Oxidation bei Kontakt mit Luft.
Korrosionsschutzmittel: Neutralisieren Säuren, die sich im Inneren des Motors bilden.
Detergentien (Reinigungsmittel): Halten Leitungen und Flächen sauber, um die Bildung von Ablagerungen zu vermeiden.
Dispergiermittel: Verhindern die Ansammlung von Rückständen im Kurbelgehäuse, indem sie diese bis zum nächsten Ölwechsel in der Schwebe halten.

2.3. Klassifizierung von Ölen

Nach Einsatzbedingungen

Die Einstufung der Öle nach ihren Einsatzbedingungen erfolgt in spezialisierten Laboratorien.

Nach Viskosität (SAE-Klassifikation)

Die SAE-Klassifikation bezieht die Viskosität auf die Temperatur. Sie besteht aus 10 Graden. Die ersten sechs (0 bis 25) sind mit dem Buchstaben W für Winter gekennzeichnet. Die weiteren 4 Einheiten (20 bis 50) beschreiben das Viskositätsverhalten bei heißem Öl (100 °C). Diese Bewertungen geben die Mindesttemperatur an, bei der das Öl verwendet werden kann.

Einbereichsöl (Monograde): Besitzt eine Viskosität mit nur einem Grad. Es wird verwendet, wenn die Umgebungstemperatur keinen großen Schwankungen unterliegt.
Mehrbereichsöl (Multigrade): Bietet einen größeren Einsatzbereich. Mehrbereichsöle werden durch zwei Viskositätsgrade identifiziert, die dem Verhalten bei Kälte und Hitze entsprechen.

API-Klassifikation

Hierbei steht S für Ottomotoren (Service) und C für Dieselmotoren (Commercial). Aktuelle Beispiele sind SJ'97, SL'01, SM'04 für Benzin sowie CF, CF2, CF4, CG4, CH4, CI4 für Diesel. Jede neue Kategorie ist qualitativ hochwertiger als ihre Vorgänger und kann die älteren Spezifikationen ersetzen.

ACEA-Klassifikation

Die Einteilung erfolgt in drei Gruppen: A für Benzinmotoren, B für leichte Diesel-Pkw und E für schwere Nutzfahrzeug-Dieselmotoren.

Häufige Fragen

Was ist Mischreibung?

Mischreibung entsteht, wenn der Ölfilm an der Oberfläche nicht ausreichend oder gleichmäßig vorhanden ist. Dadurch reiben Metalle aneinander und es kommt zu Verschleiß, zum Beispiel an Zylindersegmenten und Lagern beim Kaltstart.

Was bedeutet das W in der SAE-Klassifikation?

Das W steht für Winter. Die Grade 0 bis 25 mit diesem Buchstaben geben an, bei welcher Mindesttemperatur das Öl verwendet werden kann.

Worin unterscheiden sich Mineralöl und Synthetiköl?

Mineralöl besteht aus einem durch Raffination gewonnenen mineralischen Grundöl. Synthetiköl wird chemisch hergestellt, hat eine veränderte molekulare Struktur und bietet unter anderem bessere Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen und höhere Oxidationsbeständigkeit.

Wofür stehen S und C bei der API-Klassifikation?

S steht für Ottomotoren (Service) und C für Dieselmotoren (Commercial). Jede neue Kategorie gilt als qualitativ hochwertiger als ihre Vorgänger.