Schmieröl ist der wichtigste technische Schmierstoff. Es dient zur Verringerung von Reibung, die Geräuschentwicklung und besonders Materialverschleiß verursacht. Siehe auch Schmierung.
Zwischen bewegten Flächen (zum Beispiel Scharnier) kann Schmieröl einen Gleitfilm bilden.
Bei anspruchsvollen Umgebungen (zum Beispiel Regen, Staub) nutzt man Schmierfett, welches die Lagerstellen beziehungsweise Wälzlager auch gegen äußere Einflüsse abschirmen kann und länger an der Schmierstelle verbleibt, da es eine zähere Konstistenz besitzt.
Man unterscheidet:
- nach Herkunft
- pflanzliche Öle
- tierische Öle
- Mineralische Öle
- Synthetische Öle
- nach Viskosität
- nach Anwendung
- Motoröl
- Kettenöl
- Öl für feinwerktechnische Geräte z.B. Nähmaschinenöl
Grundlagen
Moderne Viertaktmotoren-Öle sind in der Regel Mineral- oder Synthetikgrundöle mit einem Additivpaket. Das Grundöl ist beim Mineralöl ein Erdöldestillat. Da Öle einen so hohen Siedepunkt haben, dass sie sich normalerweise bereits beim Destillieren zersetzen würden, wird dies unter starkem Unterdruck durchgeführt. Dies senkt den Siedepunkt soweit ab, dass Temperaturen von maximal 350 °C ausreichen. Die Destillate werden danach unter anderem noch gefiltert, geklärt und raffiniert, sodass man ein unlegiertes Öl mit einer bestimmten Viskosität erhält. Dieses Öl ist kein reiner Stoff, sondern eine "Fraktion", also ein Gemisch unterschiedlicher Kohlenwasserstoffe mit ähnlichem Siedebereich. Diese Öle waren lange Zeit die einzigen in KFZ verwendeten Öle, heute sind sie von einigen Herstellern noch als Kompressorenöl oder Maschinenöl im Angebot (sehr alte Motoren (Vorkriegsmaschinen) benötigen diese Öle, da deren Dichtungsmaterialien oft nicht mit den modernen Additiven verträglich sind).
Bis in die vierziger Jahre und danach wurden hochbelastete Motoren (vor allem Motorradrennmotoren) auch noch mit Pflanzenöl (Rizinusöl) geschmiert, die Firma Castrol hat sich ihren guten Ruf mit diesem Öl erworben. Rizinusöl heißt auf englisch castor oil.
Pflanzenöle sind nicht mit mineralischen Schmierölen oder -fetten mischbar. Dies kann zu Problemen führen, falls ein biologisch abbaubares Kettenspray verwendet wird, das teilweise auf Basis von Rapsöl hergestellt wird. Die Kette muß daher erst vom altem Fett gesäubert werden, bevor sie neu abgeschmiert wird.
Bereits in der Vergangenheit wurden diverse Mittel angeboten, welche die Ölqualität der Mineralöle verbessern sollten; einige davon gibt es noch heute. Neben Festkörperzusätzen wie Molybdändisulfid und Kolloidgraphit (Kugelgraphit) gab es auch verschiedene chemische Zusätze, die teilweise ihren Zweck recht gut erfüllten. Ungefähr in den 1940er Jahren kamen Öle auf den Markt, die serienmäßig mit derartigen Zusätzen ausgestattet waren und als HD-Öle (heavy duty - hohe Beanspruchung) vermarktet wurden.
Mehrbereichsöle
Ende der 1960er entdeckten die Ölkocher ein paar neue faszinierende Stoffe (Polymere) und entwickelten damit die Mehrbereichsöle. Diese Öle hatten und haben die faszinierende Eigenschaft, dass sie bei Erwärmung nicht annähernd so dünnflüssig werden wie Einbereichsöle, beziehungsweise ein Motoröl, das bei Betriebstemperatur die gleiche Viskosität hatte wie ein Vergleichs-Einbereichsöl, war in kaltem Zustand bedeutend dünnflüssiger.
Das ermöglicht es im Sommer und im Winter das gleiche Öl zu benutzen und erleichtert das Starten des Motors bedeutend. Außerdem schmiert das Öl sehr viel schneller so wie es soll und verringert dadurch den Verschleiß. Diese Vorteile sind so gravierend, dass die Einbereichsöle schnell völlig vom Markt verschwunden waren. Die Chemiker der Ölhersteller stellten auch fest, dass es synthetische Stoffe gibt die genauso gut schmieren wie Mineralöle und einige andere vorteilhafte Eigenschaften haben, die Eigenschaften ließen sich auch exakter definieren als beim "Naturprodukt" Erdöl.
Dies war die Geburtsstunde der Synthetiköle, die inzwischen teilweise völlig überlegene Eigenschaften haben. Sie lassen sich für sehr große Viskositätsbereiche herstellen, neigen nicht zum verkoken und sind sehr druck- und temperaturstabil, druckstabil in zweierlei Hinsicht: zum einen bauen sie einen sehr tragfähigen Schmierfilm auf der auch unter extremen Belastungen nicht abreißt, zum anderen werden die Moleküle im Betrieb weniger leicht gecrackt als beim Mineralöl. Für hochbelastete Sportmotoren wie zum Beispiel Husqvarna-Einzylinder ohne Ölpumpe sind diese Öle erste Wahl.
Zweitaktöl
Für Zweitaktmotoren wurde früher normales niedrig legiertes Einbereichsöl verwendet. Seit langer Zeit gibt es aber spezielle Zweitaktöle, deren Additivpaket auf die geänderten Anforderungen abgestimmt ist: während es zum Beispiel im Viertaktmotor wichtig ist, dass das Öl den Abrieb in Schwebe hält (um zu verhindern, dass sich Schlamm absetzt) kommt es beim Zweitaktöl darauf an, dass es sich gut im Kraftstoff löst und möglichst rückstandsfrei verbrennt. Bei Oldtimern muss man darauf achten, ob die im Motor beziehungsweise Ölkreislauf verwendeten Dichtungsmaterialien sich mit den modernen Ölen vertragen, deshalb gibt es zum Beispiel von Castrol spezielle Oldtimeröle.
Mischung Synthetiköle und Mineralöle
Über die Frage, ob man Synthetiköle und Mineralöle problemlos mischen kann, wird immer noch gern und heiß diskutiert. Die Antwort ist ein klares "Janein". Das Problem beim Mischen ist nicht das eigentliche Grundöl, sondern die Additive. Additive, die in Mineralöl hervorragend funktionieren, können in Synthetiköl fast wirkungslos sein und umgekehrt. Deshalb wird das Öl durchs Mischen sicher sehr viel besser, beispielsweise die SR 500, (Motorrad von Yamaha) wird auch gar nicht mit so einem Cocktail klarkommen.
Klassifikationen
SAE-Klassifikation
Die SAE-Viskositätsklassen wurden vor langer Zeit von der Society of Automotive Engineers festgelegt, um den Verbrauchern die Auswahl des richtigen Öls zu erleichtern. Einbereichsöle haben eine Kennung im Format "SAE xxW". Dabei stehen die kleinen Zahlen für dünnflüssige, die großen für zähere Öle. Mit der Einführung der Mehrbereichsöle ließ sich das System nicht mehr anwenden und wurde folglich erweitert: das Formal lautet jetzt "SAE xxW-yy". Das bedeutet, dass das betreffende Öl bei 0 °F (ca. -18 °C) in den Eigenschaften einem Einbereichsöl der Viskosität SAE xxW entspricht, bei 210 °F (ca. 99 °C) dagegen einem SAE yy-Öl. Um diese Eigenschaft zu erreichen, enthalten Mehrbereichsöle Polymere, die ihre räumliche Struktur temperaturabhängig ändern. Auf deutsch gesagt, im kalten Öl sind die Moleküle zusammengeknäult, mit steigender Temperatur strecken sich die Moleküle immer mehr und erhöhen dadurch die Reibung zwischen den Teilchen.
Ein billiges Standard-Mineralöl hat in der Regel die Viskosität SAE 20W-40 oder 15W-40, hochwertige Synthetiköle sind inzwischen bei dem Viskositätsbereich -5W-60 angelangt. Im Prinzip lässt sich jedes Öl verwenden das den vorgeschriebenen Bereich überstreicht, wenn also ein 20W-40-Öl vorgeschrieben ist wird der Motor auch problemlos mit einem 10W-40 oder einem 20W-50-Öl laufen ohne Schaden zu erleiden. Die Ölhersteller empfehlen jedoch für den Gebrauch in Motorradmotoren die Verwendung spezieller Motorradöle, unter anderem um Probleme mit rutschenden Kupplungen zu vermeiden. Außerdem empfehlen sie keine dünneren Öle als 5W-yy zu verwenden, weil ein dickeres Grundöl langzeitstabiler ist; speziell die im Getriebe auftretenden extrem hohen Drücke und Scherbelastungen brechen die oben erwähnten Polymere (die bei Ölen mit einem großen Viskositätsbereich in größerem Anteil enthalten sein müssen) mit der Zeit auf, unter anderem deshalb wird das Öl mit der Zeit immer dünner.
Die Viskosität ist nur eine Eigenschaft des Öls, keine Aussage über die Qualität!
API-Klassifikation
Die API-Klassifikationen wurden vom American Petroleum Institute geschaffen. Sie definieren gewisse Mindestanforderungen an Motoröle. Es gibt unterschiedliche Klassifikationen für Ottomotoren und Dieselmotoren, gekennzeichnet duch den Buchstaben S (Service) für Ottomotoren und C (Commercial) für Dieselmotoren sowie je einen weiteren Buchstaben, je weiter im Alphabet der Zusatzbuchstabe ist desto höher ist die Qualitätsklasse des Öls.
Getriebeöle werden mit den Buchstaben GL (gear lubricant) und den Nummern 1-5 beschrieben. Die Nummern beschreiben die Belastbarkeit des Öls, wobei GL-1 für Getriebe mit niedrigen Belastungen geeignet sind, GL-4 und GL-5 dagegen für hochbelastete Hypoidantriebe und -getriebe verwendet werden. Die Klassifikation GL-6 für extrem belastete Achsantriebe wurde zurückgezogen. (Quelle: http://www.motorex.ch/art/tribologie/A-C.pdf )
Es gibt neben den API-Spezifikationen noch die MIL-Spezifikationen der US-Streitkräfte, die in Deutschland allerdings ohne praktische Bedeutung sind, sowie die Spezifikationen des CCMC beziehungsweise der Nachfolgeorganisation ACEA (Verband der Europäischen Automobilhersteller). Die Forderungen der ACEA-Spezifikationen gehen über die API-Spezifikationen hinaus. Ebenso stellen einzelne Automobilhersteller wie Volkswagen und Daimlerchrysler höhere Anforderungen.
Zweitaktölklassen
Zweitaktöle werden eingeteilt in die Klassen API TA bis TC für Mofas, Motorräder, Rasenmäher, Kettensägen usw. sowie API TD und die NNMA-Klassen TC-W (entspricht API TD), TC-WII oder TC-W3 für Zweitakt-Außenbordmotoren. Auch hier gilt, dass der spätere Buchstabe beziehungsweise die höhere Ziffer für die höhere Qualität steht.