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Geschichte der Schmierung 5



Viskosität bezieht sich auf eine ganz bestimmte physikalische Eigenschaft in diesem Fall die einer Flüssigkeit. Öl mit hoher Viskosität wird allgemein als dickflüssig angesehen, mit geringer Viskosität als dünnflüssig. Zu dickes Öl ist beim Motor-Kaltstart nur schwer in Bewegung zu setzen. Bei zu dünnem Öl schafft die Pumpe nicht genügend Druckaufbau, weil das Öl z.B. an Lagerschalen zu leicht in den Ölsumpf entweicht. Bei herkömmlichem Öl ist hier Mischreibung wahrscheinlich, mit allen Negativfolgen für die Motormechanik.

Bei zu dünnflüssigem Öl kann der Schmierfilm reißen.

Zu dickflüssiges Öl gelangt möglicherweise erst gar nicht an die Schmierstellen, sondern verlässt durch das Überdruckventil den Ölkanal, um die Ölpumpe zu entlasten. Im schlimmsten Fall wird es auch gar nicht erst angesaugt. So führen sowohl zu dünnes als auch zu dickes Öl zu Verschleiß. Öl sollte also innerhalb gewisser Temperaturgrenzen eine bestimmte Viskosität behalten.

Gesucht ist also eine Einheit für eine Kraft, die aufzubringen ist, um die beiden Randschichten eines Schmierfilms gegeneinander zu verschieben unter Berücksichtigung der Zeit und der Berührfläche. Es ist die dynamische Viskosität, die sich hier durch die Einheit 'Pa * s' ergibt, wobei die Kraft durch den Druck (Pa) ausgedrückt wird. 1 Pa*s entspricht 1 Ns/m² (veraltet: 10 Poise).

Die kinematische Viskosität steht für die innere Reibung zwischen den Motorölschichten und wird berechnet, indem man die dynamische Viskosität durch die Dichte teilt:

Ns/m²/kg/dm³ = Ns/m²/Nm/s²/dm³
(N durch kgm/s² ersetzt)
Ns/m²/Nm/s²/dm³ = m²/s (mit Umrechnungsfaktor)

Viskositätsklassen werden 1911 von der Society of Automotive Engineers in der SAE J-300 erstmals festgelegt und später sehr oft modifiziert. Aus ursprünglich 6 Kategorien sind inzwischen mehr als doppelt so viele geworden. Das System ist aber trotzdem so einfach, dass es auch heute noch vielfach zur Orientierung hilft. Wichtig in dem Zusammenhang ist vielleicht eine gewisse Unabhängigkeit dieses Normengremiums von USA. Wir werden später noch sehen, dass das nicht für alle Normen gilt.

Basis ist die Fließfähigkeit des zu prüfenden Öls bei 100°C. Ursprünglich von der Fließzeit ausgehend, wird ab 1926 in der inzwischen veralteten Einheit cSt(okes) gemessen. 1952 fügt man einen Messpunkt bei -17,8°C (0°F) hinzu, da bis dato die Kaltstart und -laufanforderungen an das Motoröl nicht genügend berücksichtigt sind. So verdoppeln sich die Zahlenangaben und den vorderen wird ein 'W' für 'Winter' angehängt.

Mit der Entwicklung besserer Additive wird die Fließfähigkeit von Ölen stärker von deren Temperatur entkoppelt. Allerdings erweist sich die Hinterlassenschaft solcher Additive anfangs als problematisch. Ablagerungen, Oxidationen und Schwächen bei hohen Temperaturen sorgen für Rücknahmen schon erteilter Freigaben. Es gibt also Leichtlauföle schon in den 50er Jahren, die aber nicht immer zuverlässig sind.

Anfang der 70er wird ein anderes Problem mit Hilfe der J-300-Skala gelöst. Mehrbereichsöle zeigen durch die Weiterentwicklung von Motoren Auffälligkeiten in Temperaturbereichen, für die es zuvor keine Normung gab. Das hat kapitale Motorschäden zur Folge. Also wird jetzt eine zusätzliche Messung der HochTemperatur-Hoch-Scher Viskosität bei 150°C eingeführt.








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