Motoröl-Viskosität: Ein umfassender Überblick
Die Viskosität von Motoröl ist ein entscheidender Faktor für die Leistung und Lebensdauer eines Motors. Sie beschreibt die Zähflüssigkeit des Öls und beeinflusst, wie gut es die beweglichen Teile des Motors schmiert, reinigt und vor Verschleiß schützt. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Aspekte der Motoröl-Viskosität, von den Grundlagen bis hin zu praktischen Überlegungen für die Auswahl des richtigen Öls.
Grundlagen der Viskosität
Die Viskosität eines Stoffes ist, einfach ausgedrückt, seine Dickflüssigkeit als physikalische Eigenschaft. Bei den meisten Stoffen ist die Viskosität stark temperaturabhängig: Sie fällt mit steigender Temperatur und steigt mit größerer Kälte. Viskosität entsteht unter anderem durch die innere Reibung und den Zusammenhalt der Moleküle (Kohäsion).
Man unterscheidet zwischen dynamischer und kinematischer Viskosität. Im KFZ-Bereich wird jedoch meist auf die kinematische Viskosität eingegangen. Die dynamische Viskosität bezieht sich auf die nötige Kraft zum Verschieben zweier paralleler, durch die Messflüssigkeit verbundener Platten mit einer definierten Geschwindigkeit, während die kinematische Viskosität noch die Dichte der Messflüssigkeit berücksichtigt und somit praxisnaher für Fließbetrachtungen ist. Öle haben meist eine Dichte von ca. 0,850 g/cm³. Die physikalische SI-Einheit ist m²/s.
Mehrbereichsöle und Viskositätsklassen
Die Angabe der Viskositätsklasse bei einem Mehrbereichsöl basiert auf zwei Kennwerten: der Kälteviskosität (Winter) und der Betriebsviskosität bei 100 °C. Der zweite Wert ist ausschlaggebend für den Motor, während der erste nur darüber informiert, ab welcher Temperatur das Öl beginnt, effektiv zu schmieren.
Es ist deutlich zu sehen, dass im Bereich der Betriebstemperatur zwischen 80 und 100 Grad alle 40er Motorenöle im gleichen Viskositätsbereich liegen. Mit steigender Temperatur (über 100 °C) dünnt das mineralische Öl aber schnell aus, während die synthetischen Öle dank des höheren Viskositätsindexes stabiler bleiben. Die Berechnung der Viskositätswerte bei Minusgraden ist relativ ungenau, da ölspezifische Additivierung dazu führt, dass der Wert doch geringer bleibt.
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Mythos dünnflüssiges Öl
Entgegen der landläufigen Meinung ist ein synthetisches Öl nicht immer dünnflüssiger als ein mineralisches. Synthetische Öle der gleichen Betriebsviskositätsklasse sind nur im kalten Zustand dünnflüssiger und garantieren dank dieser Eigenschaft auch bei extremeren Minusgraden eine schnellere Durchölung und Schutz des Motors. Zudem sparen sie in der Warmlaufphase Kraftstoff ein, da weniger Energie zum Bewegen des Öles benötigt wird.
Nimmt man aber ein Öl einer höheren Betriebsviskositätsklasse (in diesem Fall "50"), ist dieses bei Normaltemperaturen trotz dem Vorsatz "5W" wesentlich dickflüssiger als ein "15W" der Klasse "40". Fällt die Temperatur aber weiter ab, treffen sich die Viskositäten bei ca. -20°C.
Die richtige Viskosität für verschiedene Motoren
Da bei einem kalten Motor die Spaltmaße in den Lagern und insbesondere zwischen Zylinder und Kolben noch nicht perfekt sind, sollte gerade bei älteren Motoren das Öl im kalten Zustand noch eine gewisse Viskosität haben, denn Öl gehört zum Dichtungsmechanismus während beispielsweise der Kompression. Daher sollte ein 0W-40 Öl den ganz modernen Motoren mit präzisen Fertigungstoleranzen vorbehalten bleiben. Die Allroundviskosität findet sich also eher im Bereich 5W-40 oder 10W-40 wieder.
Wettbewerbsfahrzeuge mit hohen Motorbelastungen oder Fahrzeuge in sehr heißen Gegenden können durchaus eine Viskositätsklasse nach oben gehen (von z.B. 40 auf 50 oder von 30 auf 40, je nach ursprünglicher Herstellervorgabe). Das genaue Gegenteil gilt beim Betrieb der Fahrzeuge in Polarregionen. Hier muss eine Klasse nach unten gegangen werden.
Ölwechselintervalle und Ölverbrauch
Es gab einige Versuche, die gezeigt haben, dass ein Motor durchaus ein Autoleben ohne Ölwechsel fahren kann. Bei normalen Ölen geht die Viskosität im Laufe der Zeit dahin und das Öl wird dann dickflüssig. Gerade dann, wenn es kalt wird, braucht der Motor ein Öl, was auch beim Kaltstart noch genügend Viskosität hat, um nicht den Ölfilm abreißen zu lassen. Das andere Problem wäre der Ölfilter, der Filter setzt sich langsam zu und die Fremdstoffe bleiben im Motoröl und dies kann dann zu Motorschäden führen.
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Aber bei einem alten Auto, spätestens ab 100tkm steigt auch der Ölverbrauch.
Viskosität im Alltag
Einige Nutzer haben beobachtet, dass ihr Öl beim kalten Motor dickflüssig wie Schlamm war, aber nach dem Warmfahren wieder flüssig wurde. Dies kann verschiedene Ursachen haben, darunter Wasser im Öl oder ein verschmutzter Ölfilter. Es ist ratsam, in solchen Fällen einen Ölwechsel mit Filter zu machen und das Problem im Auge zu behalten.
Vanillepudding als Vergleich
Die Viskosität von Pudding lässt sich als messbarer Qualitätsparameter überprüfen. Dies ist vor allem interessant, um eine gleichbleibende Qualität zu erzielen, wenn verschiedene Puddingvarianten angeboten werden, z. B. vegane, zuckerfreie, fettreduzierte. Die Untersuchung wurde mit dem Viskosimeter Viscoquick durchgeführt, das durch das integrierte Heiz-/Kühlsystem Kühlprofile von z. B. 20 und 10 °C ermöglicht, da die Verbraucher Vanillepudding in der Regel bei einer Raumtemperatur von 20 °C essen und diesen im Kühlschrank lagern.
Die Studie ergab, dass sich die Viskosität von Pudding aus den unterschiedlichen Milchalternativen teilweise deutlich von Pudding aus Kuhmilch unterscheidet. Von den Proben aus den 13 veganen Milchalternativen hatte nur eines der getesteten Produkte über den gesamten Versuchszeitraum eine ähnliche Viskosität wie die Probe aus Kuhmilch. Alle anderen Puddingproben aus pflanzlichen Drinks wiesen eine deutlich niedrigere Viskosität auf. Besonders stark waren Abweichungen im Rahmen der Kühlphase bei Raumtemperatur und simulierter Kühlschrankumgebung zu sehen.
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