Unterschied zwischen Einbereichsöl und Mehrbereichsöl

0

Einbereichsöl

Bis in die 1970er Jahre hinein waren Motoröle für eine bestimmte Jahreszeit bestimmt. Das damals vorherrschende Einbereichsöl wurde in Sommeröl und Winteröl unterschieden, da Motoröle früher in Abhängigkeit von der Jahreszeit gewechselt wurden. Die Viskosität beim Einbereichsöl (sog. „Monograde“ oder auch Mineralöl) ist somit nur bei einer Temperatur definiert und besitzt eine in SAE Viskositätsklassen festgehaltene Fließzähigkeit.

Sommeröle

Einbereichsöl für den Sommer ist nach der SAE J300 (Society of Automotive Engineers) in die Viskositätsklassen SAE 20 (sehr dünnflüssig), SAE 30, SAE 40, SAE 50 bis hin zu SAE 60 (sehr dickflüssig) eingeteilt. Einbereichsöl in der zuletzt genannten Viskositätsklasse SAE 60 war für extrem heiße Einsatzgebiete wie bspw. im Rennsport gedacht.

Die Society of Automotive Engineers hat zur Klassifizierung von Einbereichsöl die Hochtemperatur-Viskosität zugrunde gelegt, die besagt, wie dick- oder dünnflüssig das Motoröl bei 100° C minimal und maximal ist. So besagt beispielsweise bei der Viskositätsklasse SAE 20 der Wert „5,6 mm²/s“, dass dieses dünnflüssige Sommeröl bei 100°C mindestens pro Sekunde 5,6 mm² fließt.

SEA ViskositätsklasseHochtemperatur-Viskosität bei 100 °C [in mm²/s]
Hochtemperatur-Viskosität bei 100 °C [in mm²/s]
MinimalMaximal
SAE 205,6<9,3
SAE 309,3<12,5
SAE 4012,5<16,3
SAE 5016,3<21,9
SAE 6021,926,1

Winteröle

Bei Winterölen geht es vor allem um die Tieftemperatur Pump-Viskosität. Dieses Einbereichsöl wird nach den SAE-Anforderungen klassifiziert, bis zu welcher minimalen Temperatur das Öl noch „dünnflüssig“ ist und von der Ölpumpe gefördert werden kann. Die SEA Viskositätsklassen für Winteröl (SAE J 300):

SEA ViskositätsklasseGrenzpump-TemperaturMin. kinetische Viskosität bei 100 °C [in mm²/s]
SAE 0W-40 °C3,8
SAE 5W-35 °C3,8
SAE 10W-30 °C4,1
SAE 15W-25 °C5,6
SAE 20W-20 °C5,6
SAE 25W-15 °C9,3

Mineralische Einbereichsöle werden mit steigender Temperatur immer dünner und verlieren dabei an Schmierkraft. In älteren Motoren mit den damals üblichen Fertigungstoleranzen werden aber Einbereichsöle auch heute noch teilweise verwendet.

Mehrbereichsöl

Mehrbereichsöl passt sich den Betriebsbedingungen an und kombiniert die Eigenschaften von Sommer- und Winteröl. Ist es kühl, fließt das Öl leicht, wird der Motor heißer, strecken sich die Polymere und stabilisieren den Schmierfilm, die Viskosität steigt, das Öl wird zäher.

Ein Mehrbereichsöl entsteht durch die Verwendung von Zusatzstoffen – sog. Polymere -, die mit steigender Öltemperatur aufquellen, die Reibung zwischen den Teilchen erhöhen und somit dem Motoröl eine größere Viskosität bei hohen Temperaturen verleihen. Polymere machen also aus einem Einbereichsöl einer bestimmten Viskosität ein Mehrbereichsöl, zum Beispiel aus einem SAE10 ein SAE10W-30 und verbessern damit den Viskositätsindex.

Beim Mehrbereichsöl werden bei den SAE Viskositätsklassen zwei Werte auf der Motorölverpackung angegeben – also eine Bandbreite „von…bis…“, die typischerweise so aussieht: „10W-40“. Die Zahl vor dem „W“ beschreibt die Fließfähigkeit bei Kälte (Niedrigtemperaturbereich), die Zahl dahinter die Viskosität des Mehrbereichsöls bei 100° C (Hochtemperaturbereich).

ViskositätsklasseTemperaturbereich
SAE 0W-20-35°C bis 20°C
SAE 0W-30-35°C bis 30°C
SAE 0W-40-35°C bis 40°C
SAE 5W-20-30°C bis 20°C
SAE 5W-30-30°C bis 30°C
SAE 5W-40-30°C bis 40°C
SAE 10W-30-20°C bis 30°C
SAE 10W-40-20°C bis 40°C
SAE 10W-50-20°C bis 50°C
SAE 10W-60-20°C bis 55°C
SAE 15W-40-15°C bis 40°C
SAE 15W-50-15°C bis 50°C
SAE 20W400°C bis 40°C
SAE 20W500°C bis 50°C

Die Verwendung von Zusatzstoffen beschleunigt allerdings die Oxidation, also den Alterungsprozess des Mehrbereichsöls. Denn die im Mehrbereichsöl enthaltenen Polymere halten Drücken und Scherkräften nicht unbegrenzt stand. Sie reagieren auf Überlastung eher mimosenhaft. Speziell die in Getrieben und in hoch belasteten Wälzlagern, insbesondere Pleuellagern, entstehenden Scherkräfte und Drücke brechen die Polymere mit der Zeit auf. Durch die punkt- bzw. linienförmigen Belastung in Wälzlagern sowie an den Zahnflanken verliert das Mehrbereichsöl nach und an Viskosität. Aus dem SAE 5W-50 kann unter nicht bestimmungsgemäßen Betriebsbedingungen wieder ein Einbereichsöl SAE 5W werden.

Es empfiehlt sich daher, für Wälzlagermotoren und bei gemeinsamer Ölversorgung von Motor und Getriebe nur dafür ausgewiesene, besonders scherstabile Spezialöle und auf keinen Fall Mehrbereichsöle mit kleineren Werten als SAE 10W-XX zu verwenden, weil ein viskoseres Grundöl langzeitstabiler ist.

Vorsicht vor billigen Mehrbereichsölen

Die Mineralölfirmen konnten mitunter der Versuchung nicht widerstehen, aus minderwertigen Grundölen mit Hilfe von Polymerzusätzen marktfähige Produkte zu erstellen. In gleitgelagerten PKW-Motoren mit geringen Literleistungen spielte das keine große Rolle. Wer die Brühe in einen schnellen Motorradmotor kippte, riskierte schwerste Motorschäden. In den Wälzlagern und zwischen den Zahnrädern separierten sich unter hohen Betriebstemperaturen die Additive. Sie „geronnen“ regelrecht und verstopften schlimmstenfalls feine Ölbohrungen, vorzugsweise jene, welche das Öl zu dem oder den Pleuellagern führen sollten.

Für Motorradmotoren und für den alten Mini sind entsprechende Spezialöle im Handel. Hochwertige Synthetiköle bieten dabei den Vorteil, dass die Struktur der Moleküle unter extremer Belastung schwerer zu zerstören ist als beim Mineralöl und der Schmierfilm insgesamt als robuster angesehen werden kann. Neben der höheren Druckbelastbarkeit und Alterungsbeständigkeit gewähren sie ein sehr gutes Reinigungsvermögen, was allerdings beim Betrieb in alten Motoren problematisch sein kann. Synthetische Öle glänzen prinzipiell mit einem konstanteren Fließverhalten bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen und brauchen daher keine oder weniger VI-Verbesserer.

Bleibt anzumerken, dass das Mehrbereichsöl aufgrund seiner Vorteile das Einbereichsöl bis auf wenige Ausnahmen aus den Regalen verdrängt hat. Das gute alte SAE 50 für wälzgelagerte Motorrad-Klassiker ist aber immer noch zu haben. Ob man es wirklich fahren muss, ist eine andere Frage. Der Oldtimer-Markt floriert, und speziell kleinere Mineralölfirmen bieten zunehmend Sonderschmierstoffe für Oldtimer und Youngtimer an. Auch hier gilt es, kritisch zu hinterfragen und zu prüfen, ob nicht ein preisgünstigeres Motoröl genauso gut oder gar besser geeignet ist. Weiter Informationen zu diesem Thema findet ihr auf unserer Seite „Motoröl-Berater„.

 

Copyright: Heiner Jakob; Foto: Fotolia

Yamaha RD

Leave A Reply