Motoröle - Was bewirken Additive?

Kfztech.de Ölratgeber - Nr. 2 - Additive

Im Kfztech.de Ölratgeber Nr. 1 Ölsorten wurden die Grundöle näher erläutert. Mit diesen Grundölen allein würde aber ein Motor nicht lange auskommen. Denn leider entstehen bei der Verbrennung in Motoren viele Produkte, die das Motorenöl mehr oder weniger stark belasten. Es handelt sich hauptsächlich um Ölalterungsprodukte, teil- und unverbrannte Kraftstoffreste, Ruß, saure Verbindungen, Stickoxide und Wasser. Damit ein Motoröl aber seine volle Leistungsfähigtkeit entfalten kann und nicht zu schnell "schlapp macht" benötigt es Zusätze, die die Eigenschaften entscheidend verbessern. Diese Zusätze werden Additive genannt.

Bei diesen Additiven handelt es sich um gelöste Wirkstoffe, die den Grundölen hinzugefügt (additiviert) werden. Additive wirken sowohl chemisch und/oder physikalisch und verändern bzw. verbessern die Eigenschaften der Schmierstoffe. Die folgenden Additive werden in Motorölen üblicherweise verwendet.

• Chemisch wirkende Additive
  - Detergents
  - Dispersants
  - Antioxidants
  - Verschleißschutzadditive
  - Korrosionsinhibitoren

• Physikalisch wirkende Additive
  - VI-Verbesserer
  - Antischaumzusätze (Antifoaming)
  - ggf. Pourpoint-Verbesserer
  - ggf. Friction Modifier (Reibkraftminderer)

Wer wissen will welche Motoröle für welche Motoren geeignet sind, der sollte sich einmal das Motoröl Test Portal genauer ansehen. Dort bekommt man neben nützlichen Ratgerbern auch die Testergebnisse zu vielen Motorölen kann das perfekte Motoröl für sein Auto finden.

Saubermänner im Öl

Mit zu den wichtigsten Additiven gehören die Detergentien oder Detergents. Es handelt sich um die Saubermänner im Öl. Diese waschaktiven metallorganischen Substanzen sollen verhindern, dass sich Ablagerungen an thermisch belasteten Bauteilen bilden. Außerdem werden saure Reaktionsprodukte, die bei der Verbrennung entstehen, neutralisiert. Mehr dazu findet der geneigte Leser auch auf der Schmierstoff-Seite von Aral.

Detergentien sorgen u.a. für die Neutralisation der sauren Bestandteile im Öl - Bild: Aral

Schlammbildung verhindern

Dispersantadditive umhüllen feste und flüssige Verschmutzungen, halten diese in der Schwebe und verhindern so, dass diese sich zusammenballen, verklumpen bzw. sich ablagern können. Die gefürchtete Öl-Schlammbildung bleibt aus.Dies geschieht zum einen durch die Peptisierung und zum anderen durch Solubilisierung.

Bei der Peptisierung werden Feststoffe umhüllt- Bild: Aral

Bei der Solubilisierung werden flüssige Schmutzteilchen umhüllt - Bild: Aral

Alterungsprozess aufhalten

Alle Schmieröle unterliegen auch einem Alterungsprozess. Denn die Öle neigen unter Wärmeeinfluss und Sauerstoff zur Oxidation. Es entstehen verschiedene teilweise unlösliche Reaktionsprodukte, wie z.B. Säuren sowie lack-, harz- und schlammartige Ablagerungen. Diese wirken z.T. abrasiv und korrosiv und erhöhen so den Verschleiß. Verhindert bzw. verlangsamt wird dies größtenteils durch die Additivierung von sogenanten Antioxidantien. Nach einem Ölwechsel läuft der Alterungsprozess zunächst sehr langsam ab, bis die Antioxidants aufgebraucht sind, danach jedoch läuft die Alterung wie bei einer Kettenreaktion ungleich schneller ab. Die Alterung wird durch Metallabrieb, Korrosion und durch Wasser zusätzlich begünstigt.

Verschleiß mindern

Der Verschleiß auf Gleitflächen wie Zylinderwänden, Zahnrädern oder Ventil-Nocken kann durch entsprechende Extreme Pressure/ Antiwear-(EP/AW)-Additive vermindert werden. Dazu werden auf den Gleitflächen äußerst dünne Schichten aufgebaut, die eine besondere Scherfestigkeit aufweisen und deren Scherfestigkeit wesentlich geringer ist als die des jeweiligen Metalls. Die verschleißsenkenden Additive sind unter normalen Bedingungen fest und unter hohem Druck und hoher Temperatur gleitfähig. Fressen oder Verschweißen werden dadurch verhindert.

Gefressene Kurbelwellenlager rühren in der Regel von schlechter Schmierung - Bild: kfztech.de

Vor  Rost schützen

Vor der Korrosion bleibt nichts verschont. So reagieren alle Metalloberflächen im Motor mit dem Sauerstoff und dem Wasser der Luft bzw. der Verbrennung (Säurenbildung). Ob Nockenwelle, Kipphebel oder Kurbelwelle; die Bauteile werden auf chemischen oder elektrochemischen Wege angegriffen. Zum Korrosionsschutz werden hauptsächlich grenzflächenaktive Additive eingesetzt.

Fließverhalten verbessern

Die Viskosität eines Öl, also ihre Zähflüssigkeit, verändert sich stark mit der Temperatur. Bei niedrigen Temperaturen fließt das Öl zäher, bei hohen Temperaturen ist es sehr dünnflüssig. Je nach Ölsorte verhalten sich die Viskositätsänderungen aber unterschiedlich stark. Diese werden im Viskositätsindex (VI) beschrieben.

Mehrbereichs-Motoröle haben z.B. einen VI von über 120. Mit VI-Verbesserern kann auch ein Mineraöl, dass einen VI-Index von 100 hat auf 120 angehoben werden. Dies geschieht rein physikalisch durch den Einsatz von langen fadenförmigen Kohlenwasserstoffmolekülen. VI-Verbesserer wirken im heißen Zustand stark viskositätserhöhend.

Unter Belastung können VI-Verbesserer jedoch geschert werden, d.h. die langen Moleküle werden in kleinere Teile zerrissen, was zu einem dauerhaften Viskositätsverlust führt. Die Scherstabilität eines Schmierstoffes wird im Grunde durch die Qualität des VI-Verbesserers bestimmt. Hohe Scherbelastungen liegen z.B. im Kolbenringbereich vor (hohe Drehzahlen, Gleitgeschwindigkeiten, Drücke und Temperaturen).

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Antischaum-Additive

Durch die Bewegung von Kurbelwelle, Pleuel oder Nockenwellle wird das Öl stark mit der Luft vermischt und kann zum Schäumen führen. Der Schaum, der stabil wie Schlagsahne sein kann, besteht aus einer flüssigen Komponente und einer gasförmigen. Ölschäume beschleunigen die Ölalterung und verändern die Viskosität. Ölschaum kann auch zu höheren Öltemperaturen und Hydrostößelklappern führen. Im schlimmsten Fall kann die Ölpumpe kein Öl mehr ansaugen und die Schmierung fällt komplett aus.

Additive wie z.B. Polysilikone können die Schaumneigung verringern. Dies wird erreicht, indem grundsätzlich weniger Gase (Luft und Verbrennungsgase) im Öl eingeschlossen werden. Zum anderen können eingeschlossene Gase schneller aus dem Öl entweichen.

Vergleich zweier gebrauchter Öle, links mit starker Schaumbildung - Bild: unbekannt

Stockpunkt erniedrigen

Als Pourpoint wird die Temperatur in Grad Celsius bezeichnet, bei der das Öl gerade noch fließt, also bevor es stockt. (früher: Stockpunkt) . Das "Stocken" wird wird durch die Kristallisation der Paraffine ausgelöst. Durch Zugabe von Pourpoint-Erniedrigern wird die Kristallisation der Paraffine verzögert und das Tieftemperaturverhalten der Öle verbessert.

Reibkraft minderen

Reibungssenkende Additive wirken im Bereich der Mischreibung. Diese Friction Modifier bilden auf physikalischem Wege einen pelzartigen Film auf der Diese Wirkstoffe bilden auf den Metalloberflächen, so dass die Metalle"getrennt" werden.

Quellen: Aral

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