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ÖL-ABC

Die Aufgabe eines Motorenöles besteht im Wesentlichen darin, die Reibung zwischen zwei Oberflächen zu vermindern, bestenfalls zu unterbinden – also zu schmieren.
Durch Reibung entsteht Hitze.
Deshalb muss ein Motorenöl diese Hitze aufnehmen und abkühlen.
Dies geschieht durch den Transport zum Ölkühler und zur Ölwanne;
Abdichten des Ringspalts zwischen Kolben und Zylinder;
Den Motor vor Korrosion zu schützen;
Den Verbrennungsdruck vom Kolben auf das Pleuel, auf die Kurbelwelle zu übertragen;
Das Viskositäts-Temperatur-Verhalten für eine optimale Funktion im kalten und heißen Zustand regeln;
Es muss dichtungsverträglich sein, damit die Motordichtungen ( Elastomere ) nicht austrocknen, spröde werden oder auch erweichen.
Es muss alterungsstabil sein, um lange Ölwechselfristen zu garantieren.
Das waren nur die wichtigsten Punkte. Es gibt noch ca. 50 weitere, die in den Betriebsvorschriften der Fahrzeughersteller aufgeführt sind.


Ausser pflanzlichen Ölen, wie z.B. Rapsöl, werden alle Grundöle für Schmier- und Hydrauliköle, sowie auch Kraftstoffe, Heizöle, Bitumen und auch viele Kunststoffe ( Plastik ) aus Erdöl gewonnen. Die vorgenannten Produkte sind alle vom Aufbau her Verbindungen der Elemente Kohlenstoff ( C = Carboneum ) und Wasserstoff ( H = Hydrogenum ), die sich vor allem durch Kohlenwasserstoffmoleküle unterschiedlichster Größe unterscheiden. Einfachster Kohlenwasserstoff ist Methan CH4, dieser ist z.B. auch Hauptbestandteil von Erdgas. Praktisch ist eine fast unendliche Vielzahl unterschiedlich groß strukturierter Moleküle möglich. Anhand der C-Atome im Molekühl kann man einteilen in:

Erdgas:                   Methan C1

Erdölgas: Ethan C2, Propan C3, Butan C4
Benzin / Super C5 bis C12
Diesel / Heizöl EL C10 bis C20
Schmieröle C20 bis C35
Vakuumgasöl / Heizöl S über C35
Bitumen über C80
Kunststoffe (Plastik)



Wir unterscheiden in:

Raffinate:

Ausgangsprodukt: Erdöl. Ältestes Gewinnungsverfahren für Schmier- und Hydrauliköle, viele Standardprodukte sind heute noch Raffinate.
Produktionsablauf:
Destillieren: Erwärmen/Verdampfen/Kondensieren des Erdöls und dabei Gewinnung
von Benzin und Mitteldestillat ( Diesel, Heizöl EL ).
Vakuumdestillieren: Rückstand aus der Destillation wird unter Vakuum destilliert, Öle verschiedener Viskositäten werden gewonnen.
Raffinieren: Entfernen unerwünschter Bestandteile, hierdurch wird z.B. die Alterungsstabilität verbessert.
Entparaffinieren: Ausfrieren von Paraffin, dadurch wird das Kälteverfahren verbessert.
Endprodukte in der reinen Gewinnungsform: Mineralische Schmieröle.


Hydrockrack Öle ( HC Synthese ).

Ausgangsprodukt: Paraffingatsch aus der Entparaffinierung von Raffinat oder Vakuumgasöl aus der Vakuumdestillation.
Produktionsablauf:
Cracken + Hydrieren ( Hydrocracken ): Zerbrechen der sehr langen Kohlenwasserstoffmoleküle z. B. des Vakuumgasöls auf die Grösse von Schmiermolekülen. Ungesättigte Bruchstellen, werden mit Wasserstoff abgesättigt ( hydriert ).
Vakuumdestillieren: Gewinnen mehrerer Öle mit unterschiedlichen Viskositäten.
Entparaffinieren: Ausfrieren von Paraffin, dadurch wird das Kälteverfahren verbessert.
Endprodukte in der reinen Gewinnungsform: Teil- aber auch vollsynthetische Schmieröle.

Synthetische Kohlenwasserstoffe,

Ausgangsprodukt: Benzin oder ähnliche Kohlenwasserstoffe. Qualitativ hochwertigstes Gewinnungsverfahren, da vollsynthetisch.
Produktionsablauf:
Cracken: Benzinmoleküle werden zu noch kleineren Gasmolekülen zerbrochen entweder zu Ethan oder zu Butan.
Synthese: Zusammenfügen von Ethan zu Poly-Alpha-Olefin ( PAO ) oder von Butan zu Poly-Iso-Buten ( PIB ).
Vakuumdestillieren: Gewinnen mehrerer Öle mit unterschiedlichen Viskositäten.
Hydrieren ( nur bei PAO ): Noch vorhandene ungesättigte Bruchstellen werden mit Wasserstoff abgesättigt.
Endprodukte in der reinen Gewinnungsform: Vollsynthetische Schmieröle.


Praxisverhalten der Öle:

Raffinate:


Raffinate haben eine normale Alterungssbeständigkeit und sind relativ preiswert herzustellen. Je niedrigviskoser sie sind, umso höher ist ihr Verdampfungsverlust bei hohen Temperaturen und damit der ölseitig bedingte Motorenölverbrauch. Ihr Kälteverhalten ( Pourpoint ) ist mäßig und muss fast immer durch Additive verbessert werden. Der Viskositätsindex ( VI ) liegt bei ca. 90 bis 100, d. h. es sind Einbereichsöle. Soll hieraus ein Mehrbereichsöl hergestellt werden, so ist dies nur durch Zugabe von VI-Verbesserern möglich.

Hydrocracköle und synthetische Kohlenwasserstoffe:

Der besondere Vorteil dieser Grundöltypen gegenüber herkömmlichen Raffinaten ist ihre wesentlich gleichmäßigere Zusammensetzung. Dadurch haben sie eine weit höhere Alterungsstabilität und einen geringeren Verdampfungsverlust. Ihr Viskositätsindex ( VI ) liegt bei 130 bis 150, es sind Mehrbereichsöle. Das Kälteverfahren ist besonders bei PAO sehr gut, der Pourpoint liegt unter -50 °C. Bedingt durch aufwendigere Herstellungsverfahren liegt der Grundölpreis sowohl bei Hydrocrackölen als auch bei synthetischen Kohlewasserstoffen (z.B. PAO) allerdings deutlich über den Raffinaten.


Additive:

Die hohen Anforderungen an Schmierstoffen in Kraftfahrzeugen können nur durch Öle mit speziellen, öllöslichen Zusätzen (Additive) erfüllt werden. Art und Menge der Additive müssen auf den jeweiligen Anwendungsfall genau abgestimmt sein. Der Additivanteil kann von weniger als 1% bis 25% betragen. Das Leistungsvermögen der fertig formulierten Schmierstoffe muss in umfangreichen genormten praxisnahen Tests nachgewiesen werden.


Additive haben folgende Eigenschaften, bzw. Aufgaben:

Detergents:
Lack- und kohleartige Ablagerungen auf heißen Bauteilen ( besonders Kolben ) verhindern / verringern / abwaschen. Saure Verbrennungsprodukte neutralisieren.
Dispersants:
Schlammbildung und -ablagerung bei niedrigen Betriebstemperaturen verhindern / verringern. Saure Verbrennungsprodukte neutralisieren.
Verschleißschutz:
Metalloberflächen vor Verschleiß schützen.
Korrosionsschutz:
Metalloberflächen vor Korrosion schützen.
Reibwertveränderer:
Reibung zwischen Oberflächen verringern / anpassen
Viskositätsverbesserer:
Ausreichende Viskosität bei hohen Öltemperaturen.
Pourpoint-Erniedriger:
Pourpoint ( Stockpunkt ) herabsetzen
Elastomereaufqueller:
Schrumpfen (Austrocknen) von Radialwellendichtungen bei Einsatz von bestimmten synthetischen Kohlenwasserstoffen verhindern.
Alterungsschutz:
Bildung von harz-, lack-, schlamm-, säure-, polymerartigen Ölalterungsprodukten verhindern / verringern.
Metalldeaktivatoren:
Katalytischen Einfluss feinster Metallpartikel auf die Ölalterung verhindern / abschwächen.
Antischaumwirkstoffe:
Schaumbildung verhindern / abbauen.


ACEA - siehe gesonderte Erklärung in diesem Lexikon

API - siehe gesonderte Erklärung in diesem Lexikon

SAE - siehe gesonderte Erklärung in diesem Lexikon




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