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Motorenöl ist ein multifunktionelles "Konstruktionselement" der Motorenbauer, d.h. Öl hat in modernen Verbrennungsmotoren eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen.
Positiv bewerten wir die enorme Entwicklungs- und Prüfarbeit, die Motorenbauer, Fahrzeug-hersteller und Öllieferanten in jahrzehntelangen Untersuchungen zur Weiterentwicklung der Ölqualität geleistet haben.
Was verstehen wir unter Qualität?
Es werden vielfache Anforderungen an das Motorenöl gestellt. Die wichtigsten sind:
Moderne Öle sind daher Produkte, in denen eine Vielzahl von Funktionen optimal aufeinander abgestimmt sind. Die Entwicklung dahin hat viel Aufwand gekostet, hinzu kommen Kosten für die Aufarbeitung der Grundstoffe oder deren synthetische Herstellung und die Kosten für Zusätze und Additive, ohne die moderne Hochleistungsöle nicht mehr denkbar sind.
Folge: Gute Motorenöle sind teuer.
Dass einige Leistungsaspekte moderner Öle für die Umwelt sehr wichtig sind, werden wir in den folgenden Darstellungen aufzeigen.
Sofern eine Ölschmierwirkung noch bei sehr hohen Temperaturen gefordert wird, so wird damit eine Mindestschmierfilmdicke und -viskosität verlangt.
Mit sinkender Temperatur steigt dann aber die Viskosität an. Steigende Viskosität bedeutet die Überwindung einer höheren "inneren Reibung" für niedrigere Temperaturen bei geringen Belastungen. (Eine Ausnahme bildet der Stop + Go - Verkehr (?). Er soll als Sonderfall hier nicht näher betrachtet werden.)
An dieser Stelle setzt die Beziehung zum Kraftstoffverbrauch ein. Eine niedrige Ölviskosität bedeutet einen (relativ) geringen Kraftstoffverbrauch. Eine ansteigende Viskosität bedeutet auch einen steigenden Kraftstoffverbrauch.
Abbildung: Temperatur-Viskositätsverhalten von Motorenölen(nach BP/Castrol)
FE Potential: Fuel Efficiency = Kraftstoffeinsparung
Die Abbildung zeigt den Unterschied zwischen einem konventionellen Öl (15 W -40, schwarze Linie, stärkere Neigung) und einem Leichtlauföl (0 W - 30, rote Linie, schwächere Neigung). Die Viskosität des Leichtlauföles ändert sich nicht so stark mit der Temperatur, wie das konventionelle. Der Kraftstoffverbrauch zwischen Kaltstart und Volllastfahrt ist damit geringeren Schwankungen unterworfen.
Die Frage von Mindestschmieranforderungen bei Volllastfahrten und die daraus resultierende höhere Viskosität bei Fahrten im niedrigen Lastbereich lässt die Schlussfolgerung zu, dass eine Geschwindigkeitsbegrenzung und eine darauf abgestimmte Ölkonzeption auch einen zusätzlichen Beitrag zur Kraftstoffeinsparung ergeben müsste. Dies gilt zumindest bei der Betrachtung der Ölqualität der 80er und frühen 90er Jahre.
Ein Spannungsfeld zwischen Umweltschutzanforderungen auf der einen und Auto- und Ölindustrie auf der anderen Seite, das hier nicht vertieft aber doch aufgezeigt werden soll, ist die Kontrolle der Ölqualität. Nach Erkenntnissen des Umweltbundesamtes sind die Öle leistungs-fähiger, d.h. länger nutzbar, als die Ölwechselempfehlungen in den Bedienungsanleitungen der Fahrzeuge darstellen.
Eine Verlängerung der Ölwechselintervalle um den Faktor 2 bedeutet eine Halbierung der Altölmenge und stellt gleichzeitig eine starke Ressourcenschonung dar. Kontraproduktiv wäre aber das Weglassen der Ölwechsel, wie es manche Erfinder (von Superadditiven oder Nebenstromfeinstölfiltern) empfehlen. Das Öl altert, d.h. es dickt ein, unterliegt chemischen Reaktionen und die Additive verbrauchen sich. Damit steigt der Kraftstoffverbrauch an. So ergab eine Überprüfung eines Feinstölfilters der Firma Trabold, dass die unterlassenen Ölwechsel zur Einsparung von 11,5 l Öl führten, aber der Kraftstoffbedarf um ca. 5 % bzw. 250 l (für den Test, etwa 63.000 km) angestiegen war.
Die Grafik 6.3.1.1 aus dem APL - Prüfbericht zeigt den starken Viskositätsanstieg bei mehrfacher Volllastprüfung.
Die hier zitierten 5 % Mehrverbrauch zeigen das Problem auf, weshalb der Einfluss der Ölqualität auf den Kraftstoffverbrauch keine Beachtung findet.
Der normale Autofahrer bemerkt ihn nicht.
Klimaeinflüsse von 10 % zwischen Sommer- und Winterverbrauch und individuelles Fahr-verhalten mit einem Verbrauchseinfluss bis zu 20 % überdecken Öleffekte von 3 bis 6 % vollständig.
Aus der Sicht des Umweltschutzes ist die Berücksichtigung aller Möglichkeiten zur Kraftstoffeinsparung ein wichtiger Beitrag zum Erreichen der gesetzten Umweltschutzziele. Dabei bewerten wir den Einfluss der Motorenöle durchaus höher, als dies in der aktuellen Diskussion von einigen Vertretern der Automobilindustrie dargestellt wird.
So werden Öle nach einem sogenannten "fuel economy test" mit einander verglichen. In diesem Test sind viele Randbedingungen auf bestimmte Standards festgelegt. Dies ist für eine vergleichende Bewertung auch wichtig und richtig. Für die vielen Kurzstreckenfahrten im städtischen Verkehr in Mitteleuropa und den Bedingungen des mitteleuropäischen Klimas erwarten wir jedoch von Leichtlaufölen mit günstigem Temperaturverhalten einen überproportionalen Effekt, weil die Kaltstarts und Kurzstreckenfahrten mit kalten Fahrzeugen am realen Verbrauch einen höheren Anteil haben, als die in den Verbrauchstests.
Um eine bessere gesicherte Basis für Modellbetrachtungen und Berechnungen zu bekommen, würden wir u.a. detaillierte Kenntnisse über die Erstbefüllung von Fahrzeugen benötigen. Leider wurden dem Umweltbundesamt diese bisher nicht zur Verfügung gestellt.
Für die Zukunft zeichnen sich neue Konflikte für die bestehende Ölqualität ab. Die Automobilindustrie fordert "sogenannte" schwefelfreie Kraftstoffe, um die Stickoxidemissionen der neuen direkteinspritzenden Benzinmotoren durch spezielle Speicher-Katalysatoren mindern zu können. Bekanntermaßen werden im Motor aber auch Ölanteile mitverbrannt. Der Anteil von etwa 1 l Öl auf 10.000 km beim Pkw erscheint erst einmal sehr gering. Aber das Öl enthält allein aus den Additiven einen Schwefelgehalt von etwa 0,5 Gew. - %. Nimmt man ein mineralöl-basierendes Grundöl mit hohem Schwefelgehalt hinzu, so sind Schwefelgesamtkonzentrationen im Öl von 0,8 % bis 1 % gegeben. Die Leistungsfähigkeit und Dauerhaltbarkeit eines künftigen Speicherkatalysators wird stärker durch Ölmitverbrennung infrage gestellt, als durch den Restschwefelgehalt "schwefelfreier" Kraftstoffe mit weniger als 10 ppm Schwefelgehalt. Als Schlussfolgerung bleibt die Erkenntnis, dass die Abstimmung von Kraftstoff, Ölqualität, Motor und Abgasnachbehandlung immer komplizierter wird. Das bedeutet aber auch, dass zusätzliche Anforderungen an das multifunktionelle Konstruktionselement Motorenöl herangetragen werden. Hierbei dürfen die Umweltschutzaspekte:
nicht vernachlässigt werden!