Öl-Labor, Liqui Moly
Schmierstoffe

Immer dünner

Schmierstoffhersteller arbeiten mit Hochdruck an neuen Technologien. Denn Schmierstoffe sind heute Bestandteil der Motorkonstruktion und müssen in modernen Downsizing-Motoren deutlich mehr leisten als noch vor 20 bis 30 Jahren. Bilder: Liqui Moly
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Moderne Motoren verlangen nach immer leistungsfähigeren Motorenölen. Der Klassiker 15W-40 erfüllt die gestiegenen Anforderungen schon lange nicht mehr. Aber wohin geht die Reise bei neuen Ölformulierungen? KRAFTHAND hat bei verschiedenen Ölherstellern nachgehakt und dabei auch die Auswirkungen auf Ölserviceintervalle und Mischbarkeit erfragt.

Das mineralische Motorenöl 15W-40 war lange Zeit das Universalöl für den kostengünstigen Motorölwechsel. Doch die Forschungsarbeit der Schmierstoffentwickler geht rasant voran. Denn in modernen Downsizing-Motoren mit entsprechender Abgasnachbehandlung, reduzierter Ölkapazität, flexiblen Wartungskonzepten und unter extremen Betriebsbedingungen muss das Motorenöl heute deutlich mehr leisten als noch vor 20 bis 30 Jahren.

Die Experten von Liqui Moly bringen es auf den Punkt: Während früher für einen neu konstruierten Motor meist ein bereits existierendes Motorenöl verwendet wurde, ist der Schmierstoff heute Bestandteil der Motorentwicklung. Man weiß quasi schon am Reißbrett, welche Eigenschaften das Motorenöl mitbringen muss. Bei Bedarf werden neue Anforderungen definiert, damit das Öl im neuen Aggregat funktioniert“, erläutert Oliver Kuhn, stellvertretender Laborleiter Öle bei Liqui Moly.

Niedrigviskoseöle werden die Automobilzukunft bestimmen.

Wird das 15W-40 demnach aussterben? Ja, hier sind sich die Experten von BP, ExxonMobil, Fuchs, Rowe und anderen Schmierstoffherstellern einig: Der Klassiker hat ausgedient. Laut Alexander Hornoff, Leiter Motul Technik, ist das bekannte Universalöl ein Auslaufmodell, das nur noch für Old- und Youngtimer eingesetzt wird – während bei modernen Motoren überwiegend synthetische Motorenöle gefragt sind.

Universalöl 15W-40
Das klassische Universalöl 15W-40 hat ausgedient. Für moderne Motoren sind leichtfließende Öle gefordert, die auch beim Kaltstart schnell an die Reibpunkte gelangen, vor Verschleiß schützen und den Kraftstoffbedarf senken.

15W-40 – was kommt danach?

Gefordert sind leichtfließende Öle, die auch beim Kaltstart schnell an die Reibpunkte gelangen, somit vor Verschleiß schützen und infolge ihrer geringen inneren Reibung den Kraftstoffbedarf senken, erklärt ExxonMobil gegenüber KRAFTHAND. Und auch Hornoff betont, der Trend gehe klar zu immer niedrigeren Viskositäten: Im April 2013 wurde der Viskositätsgrad SAE 16 offiziell. Seither ist auch ein Motorenöl mit der Viskositätsklasse SAE 0W-16 möglich, das bereits von einigen japanischen Herstellern wie Honda, Mitsubishi, Toyota oder Nissan verwendet wird. Seit Januar 2015 sind die zwei Ultraleichtlauf-Viskositätsgrade SAE 12 und SAE 8 Bestandteil der SAE J300. Diese ermöglichen den Einsatz von Motorenölen in den Viskositätsklassen SAE 0W-12 oder 0W-8.

Neue Ölspezifikationen sind nicht mehr rückwärtskompatibel.

Ähnlich sieht es auch der Liqui-Moly-Experte Oliver Kuhn: Niedrigviskoseöle sind die Zukunft.“ Die Ziel vorgaben für die Ölentwickler lauten Kraftstoff- und Energieersparnis. Dazu habe man sich sich in der Vergangenheit sehr auf das Kaltstartverhalten konzen triert und die Viskosität sank von ursprünglich 20W über 15W und 10W auf 5W und sogar 0W, erläutert er. Mittlerweile geht die Entwicklung aber noch in eine andere Richtung: Inzwischen geht es verstärkt um das Absenken der Hoch temperaturviskosität des Öls, welche die Zahl nach dem W angibt. Von 20W-50 geht es mittlerweile schon bis auf 20 runter. Das Ziel ist klar formuliert: 0W-16. Öle dieser Viskosität gebe es schon in Japan, in den USA vermutlich ab 2017. Später werde die Zahl auf 12 oder gar 8 sinken, so der Experte. Und er erkennt noch weitere Trends: Bei den turboaufgeladenen, direkteinspritzenden und eher kleinen Benzinmotoren ist eine bislang völlig unbekannte Partikelbildung möglich. Partikel, die sich auch nicht einfach abbrennen lassen wie beim Dieselmotor. Für solche Fahrzeuge braucht es in Zukunft Additive, die genau dem entgegenwirken – und/oder Partikelfilter.“

Wir werden wieder kürzere Wechselintervalle erleben.

Und von BP erfahren wir ergänzend, dass in Zukunft auch die Herabsetzung der sogenannten HTHS-Viskosität wichtig ist. HTHS steht für High Temperature High Shear und beschreibt die dynamische Viskosität gemessen bei 150 °C und unter Einfluss hoher Scherkräfte. Der HTHS-Wert wird in Millipascalsekunden angegeben und ist aus der Viskositätsklasse SAE 0W beziehungsweise 5W nur teilweise ersichtlich. Was bedeutet, dass neue Öle nicht mehr rückwärtskompatibel sind. Das heißt, neue Ölformulierungen sind nicht für ältere Motoren geeignet.

Ölanalyse , Liqui Moly
Die Schmierfähigkeit modernder Öle basiert nicht mehr nur auf dem Grundöl, sondern hängt immer mehr von der jeweiligen Additivzusammenstellung ab.

Herausforderungen für die Schmierstoffentwickler

Wie bereits erwähnt, sind Schmierstoffe heute ein integraler Bestandteil der Motorenkonstruktion. Jeder Fahrzeughersteller verfolgt seine eigenen Entwicklungsziele und somit liegt eine wesentliche Herausforderung beziehungsweise Problematik bei zukünftigen Ölen und Schmiermitteln in der Vielzahl der Spezialschmierstoffe. Vor diesem Hintergrund wird es laut Alexander Hornoff von Motul immer schwieriger, Produkte zu entwickeln, die in den freien Werkstätten oder bei Mehrmarkenhändlern universell eingesetzt werden können. So gibt es bereits heute mindestens vier unterschiedliche Motorenöle für die Hersteller Jaguar Land Rover, Volvo, BMW und den Volkswagen-Konzern, die zwar alle die gleiche Viskositätsklasse SAE 0W-20 besitzen, jedoch nur herstellerspezifisch verwendet werden dürfen.

In Zukunft wird es eine Vielzahl an Spezialschmierstoffen geben, die nicht mehr universell eingesetzt werden können.

Die Experten von ExxonMobil betonen darüber hinaus, dass in Folge des Downsizing-Trends nicht nur die Motoren immer kleiner, sondern damit auch die Ölfüllmengen geringer werden. Dennoch müssen die Schmierstoffe über ein hohes Lasttragevermögen mit gesteigerter Oxidationsstabilität bei langen Ölwechselintervallen verfügen. Gerade auch bei den neuen Leichtlaufölen sei es wichtig, dass ein verlässlicher Schmierfilm auch im Hochtemperaturbereich erhalten bleibt. Außerdem bereitet sich der Schmierstoffhersteller darauf vor, dass sogenannte Low-Sulfur-Öle zunehmend an Bedeutung gewinnen, wenn mit der anstehenden Abgasnorm Euro 7 auch bei Benzinmotoren besagte Partikelfilter erforderlich werden.

Was hat es mit LowSAPS-Ölen auf sich?

Um Abgasnachbehandlungssysteme (DPF, SCR) zu schützen, sind sogenannte LowSAPS-Öle gefragt. LowSAPS steht dabei für einen niedrigen Sulfat-Asche-, Phosphor- und Schwefelgehalt.

LowAsh: niedrige Sulfat-Asche zum Schutz des Dieselpartikelfilters vor vorzeitiger Verstopfung.

Geringer Phosphorgehalt: Phosphor ist ein sogenanntes Katalysatorgift und reduziert die Wirksamkeit der katalytisch aktiven Substanzen, die auf dem Katalysator aufgebracht sind. Diese sorgen durch eine chemische Reaktion für eine Umwandlung von umweltschädlichen Abgasbestandteilen in weniger kritische Bestandteile.

Geringer Schwefelgehalt: Schwefel aus Motorenöl und Kraftstoffen kann mit Umgebungsfeuchtigkeit reagieren und starke Säuren bilden, die Motor und Abgasanlage angreifen. Daher werden diese in modernen Ölen und Kraftstoffen deutlich limitiert.

Quelle: Fuchs Schmierstoffe

Wartungsintervalle und Mischbarkeit

Beim Ausblick auf die Schmierstoffwelt von morgen ist natürlich auch die Frage spannend, wie sich neue Technologien auf die Ölserviceintervalle auswirken. Hier erfahren wir, dass mit längeren Ölwechselintervallen oder gar wartungsfreien Servicekonzepten in naher Zukunft noch nicht zu rechnen sein wird. Im Gegenteil: Laut den Informationen von Fuchs Schmierstoffe liegt die Herausforderung aktuell eher darin, die verschärften Betriebsbedingungen von Schmiermitteln zu erfüllen, ohne den üblichen Wechselintervall zu reduzieren. Eine signifikante Ausdehnung der Intervalle sieht das Unternehmen derzeit nicht. Und die Experten von BP sind der Meinung, dass aufgrund des Downsizing bei Kleinstmotoren zum Teil sogar wieder gekürzte feste Wartungsintervalle die Regel sind. Das betont auch Rowe-Geschäftsführer Michael Zehe und bezieht sich dabei insbesondere auf Hybridfahrzeuge.

Wie sieht es darüber hinaus mit der Mischbarkeit von hochmodernen Motorölen aus? Die heute eingesetzten Technologien seien grundsätzlich mischbar und verträglich, darin sind sich die angefragten Hersteller einig. Allerdings ist beim Nachfüllen auf die Einhaltung der Herstellerspezifikationen zu achten, andernfalls kann das Leistungsvermögen der Mischung nicht mehr zuverlässig eingeschätzt werden. Als Faustregel gilt: Bei Mischung von Motorenölen unterschiedlicher Qualität, stellt sich das Leistungs niveau des minderwertigeren Produktes ein.

Was tun, wenn …

… zum Nachfüllen nicht die richtige Ölspezifikation griffbereit ist? Jeder Motorenhersteller gibt Mindestanforderungen zum Nachfüllen heraus. Ein Qualitätsverlust wird in Notfällen akzeptiert, wenn das vorgeschriebene Produkt nicht verfügbar ist. Bei BP weist man aber in diesem Zusammenhang darauf hin, dass durch die Verwendung falscher Öle Pro bleme entstehen können. Beispielweise, wenn die Hochtemperatur-Viskosität des Nachfüllöls nicht den Anforderungen des Abgasnachbehandlungssystems bei Dieselfahrzeugen entspricht. Erhöhter Verschleiß und verfrühtes Aussetzen des Systems können die Folge sein.

Der Motul-Experte gibt Kfz-Werkstätten daher den Servicetipp, nach einem Ölwechsel immer gleich das richtige Nachfüllöl in der praktischen Verpackung für unterwegs im Kofferraum zu platzieren. Das spare im Notfall Zeit und Nerven – selbst wenn die Fahrzeughersteller bis zu einem gewissen Maß (in der Regel bis zu einem Liter) die Verwendung eines Motorenöls ohne Freigabe zulassen.

Kommen neue Getriebeöle?

Rund um das Thema Schmierstoffe interessiert uns abschließend auch, wie es mit den Getriebeölen weitergeht. Hier zeigt sich den Experten zufolge ein ähnlicher Trend wie bei den Motorölen: Die Forderung nach Kraftstoffeinsparung beziehungsweise reduziertem CO2-Ausstoß führe auch bei den Getriebeölen zum Einsatz von synthetischen Produkten und zu niedrigeren Viskositätsklassen, die individuell auf die jeweilige Baugruppe (DSG, CVT, AT) abgestimmt wurden. Hatte man früher in hochbeanspruchten Getrieben Viskositätsklassen von SAE 85W-90 und sogar bis zu SAE 140 im Einsatz, lauten die neuesten Spezifikationen der Erstausrüster 75W-85 und 75W-80 bei gleichbleibender oder sogar höherer Leistungsbeanspruchung.

Gestiegene Anforderungen

Warum braucht es neue Schmierstoffe?

Jede technologische Neuerung hat ihre eigenen Besonderheiten und ganz spezielle Anforderungen an den Schmierstoff:

  • Durch Downsizing verringert sich das Ölvolumen im Motor. Höhere Umlaufgeschwindigkeiten und hohe Druckbelastungen sind die Folge.
  • Turboaufladung an modernen Motoren fördert die Bildung von Ab lagerungen und führt zu deutlich höheren Temperaturbelastungen.
  • Durch Direkteinspritzung bei Benzinmotoren wird der Kraftstoff verdünnt und es bilden sich Partikel. Ohne spezielle Öle würden diese den Verschleiß der Kolben steigen lassen.
  • Alternative Kraftstoffe (auch als Beimischung) verstärken Oxidation, Korrosion durch Säurebildung und Nitration.