10 Jahre esa - Schiffahrt und Technik

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TECHNIK & SCHIFFFAHRT Weshalb Öl und Ölfilterung für Motoren lebenswichtig sind Lebenselixier Schmieröl Die ständige Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren und ihr opti - maler Betrieb unter allen Betriebs - bedingungen erfordert Hoch - leistungsmotorenöle, die mit dieser Entwicklung nicht nur ständig Schritt halten, sondern ihr möglichst vorauseilen sollen. Die Mineral - ölindustrie unternimmt erhebliche Forschungsanstrengungen, um den Marktherausforderungen zu entsprechen. In den letzten Jahren sind die Motor - leistungen, zum Beipiel durch optimierte Abgasturbolader und Mehrventiltechnik, weiter gesteigert worden. Die Motoröl- Wechselintervalle wurden immer länger, jedoch der Ölverbrauch der Motoren und da mit die Nachfüllmengen von Frischöl wurden immer geringer. Andererseits blieben die Ölwannen - inhalte gleich, zum Teil wurden sie sogar noch verringert. So wundert es also nicht, dass diese Maßnahmen die spezifischen Belastun gen des Motoröls erheblich steiger ten. Eine zusätz - liche Ölbelastung tritt durch die ver schärften Abgas gesetzgebungen auf. Moto ren, die die aktu ellen und künftigen Ab gas gesetzge bungen erfüllen, weisen zum Teil Abgasrückführungs - techniken auf. Damit ist die Rußbelastung der Schmieröle von Moto ren erhöht, welche mit motorischen Mitteln stickoxidreduziert wor - den sind. Die Moto renindustrie optimiert ihre Motoren bezüglich der Emissionen und auch bezüglich der Schmier ölbelastung mit Ruß, um die bis herigen Ölwechselzeiten auch für zukünftige emissions optimierte Motoren bei - Hauptstrom-Ölfiltersysteme filtern zuverlässig alle Partikel entsprechend ihrer Porengröße heraus Bild: Aral-Schmierstoffe 64 MAGAZIN FUR INTERMODALEN TRANSPORT UND LOGISTIK 7/2007 be halten zu können. Diese werden auf grund ihrer ver wendeten Techniken (Ab gas rück - führung) und damit höheren Wärmeab fuhr möglicherweise nicht mehr mit mine ralischen Schmierölen auskom men. Hier bieten sich die synthe tischen bzw. teilsyn the tischen Schmier - öle an, die wesent lich ”wärmestabiler” sind. Während Fahrzeuge, Schiffe und Motoren schon durch ihr äußeres Erscheinungsbild die technische Weiterentwicklung für jeden mehr oder weniger deutlich sichtbar machen, sieht das wichtige Schmieröl rein äußerlich noch genauso aus wie vor vielen Jahrzehnten. Die Mineralindustrie treibt einen enormen For - schungs-, Entwicklungs- und Prüfaufwand, um für alle Einsatzfälle die optimale Ölqua - lität bieten zu können; Motoröl nach heuti - gem Entwicklungsstand ist aber äußerlich nicht zu unterscheiden von einem früheren Produkt eines wesentlich niedrigeren Lei - stungsstandards. Aufgaben des Schmieröls Das Schmieröl hat im wesentlichen folgende vier klassische Aufgaben zu erfüllen: Das Schmieröl muss metallische Reibflächen trennen, Reibung und Verschleiß verhindern. Aufgabe des Schmieröls ist es, zwischen den Oberflächen einen tragfähigen Schmierfilm zu bilden und somit die auftretende Reibung zu mindern. Reibung führt zu Verschleiß und Leistungsverlust und somit zu erhöhtem Kraft - stoffverbrauch. Das Schmieröl soll abdichten. Der Ver bren - nungsraum muss gegen das Kurbelgehäuse abgedichtet werden. Die Kolbenringe können diese Aufgabe nur in Verbindung mit Schmier - öl erfüllen. Das Schmieröl muss kühlen. Das Schmieröl muss die Kühlung jener Motorenteile über - nehmen, welche die Wärme nicht unmittelbar an das Kühlmittel – Kühlwasser oder Kühlluft – abgeben können. Das Schmieröl soll Korrosion und Schlamm - ablagerungen verhindern. Das Schmieröl muss die durch die Verbrennung anfallenden agressiven Stoffe neutralisieren, Verbren - nungs rückstände in Schwebe halten und diese mit dem Ölstrom dem Ölfilter zuführen. Ein hohes Maß ein Reinheit ist in den heu - tigen Motoren ein absolutes Muss! Top- Qualität ist also nicht nur hinsichtlich des Öls gefordert, sondern auch bei den Leistungs - werten eines Ölfilters. Mittels leistungs för - dernder Zusatzstoffe, den so genannten Additiven, werden die natürlichen Eigen - schaften des Öls deutlich verbessert. Das Ergebnis sind Hochleistungsöle, die auch Hochleistungsölfilter notwendig machen. Filtersysteme für Motorenöle In regelmäßigen Abständen tauchen Produkte am Markt auf, die versprechen durch Filte - rung die Ölwechselintervalle von Motoren bedeutend zu verlängern beziehungsweise vollständig unnötig zu machen. Manchmal wird auch neben der Filterung eine Nachaddi - tivierung empfohlen. Alle diese Angebote sind mit größter Vorsicht zu betrachten, da aus chemischer und physikalischer Sicht solche Systeme nicht funktionieren können. Eine Filterung wäre sinnvoll, wenn der Vor - gang der Motorölalterung lediglich mit der Produktion von festen Bestandteilen ver - bunden wäre, die einfach entfernt werden könnten. Eine Nachadditivierung käme in Betracht, wenn sich Additive nur verbrauchen würden. Die Ölalterung ist aber keinesfalls nur eine Verkokung von Schmieröl und Kraftstoffen sondern ein komplizierter chemischer Vor - Nebenstrom-Ölfiltersysteme werden oft auf dem Zubehörmarkt für den nachträglichen Einbau angeboten. Sie vergrößern je nach Bauart das Ölvolumen. Bild: Aral-Schmierstoffe
Nachträglicher Anbau eines Nebenstrom- Ölfiltersystem angebaut an einem Schiffs- Hauptmotor Bild: PDK Pressedienst gang. Verschleißpartikel, Ruß aus unvoll kom - mener Verbrennung, saure Verbrennungs pro - dukte, Kraftstoffkondensate und Wasser verunreinigen das Motoröl. Es ist wichtig, zumindest die festen Bestandteile aus dem umlaufenden Motoröl herauszufiltern, damit sie nicht den Verschleiß erhöhen oder die Ölleitungen verstopfen. Hauptstrom-Ölfilter filtern zuverlässig bei warmem Motor ständig das gesamte Motoröl. Diese Systeme findet man deshalb an jedem Verbrennungsmotor. Die übliche Porengröße dieser Filter liegt bei 5-35 µm. Während des Betriebes werden alle festen Verunreini - gungen, die größer als die Poren des Filter - papiers sind, aus dem Motoröl herausgefiltert. Sie setzen sich dabei langsam zu, wobei die Filtergröße (Filterpapieroberfläche) der Länge der Motoröl-Wechselintervalle angepasst ist. Diese Filter sind meist direkt am Motor an - gebaut und während des Betriebes hoher thermischer Belastung ausgesetzt. Das kann wiederum zum Verspröden des Filterpapiers und zur Gefahr von Rissbildung führen. Aus den vorgenannten Gründen dürfen daher die zulässigen Ölfilter-Wechselintervalle nicht überschritten werden, weil sonst wegen der nicht herausgefilterten Fremdstoffe gravie - rende Motorschäden eintreten können. Bei Nebenstrom-Ölfiltern, wie sie oft auf dem Zubehörmarkt für den nachträglichen Einbau angeboten werden, wird nur ein Teilstrom von 5-10% der Motoröl-Umlaufmenge pro Umwälzung gefiltert. Sie sind meist weiter vom Motor weg eingebaut, daher werden sie thermisch nicht so hoch belastet wie Haupt - strom-Ölfilter. Wegen der höheren Viskosität des kalten Motoröls und des hohen Durch - flusswiderstandes des Filters sind sie jedoch über längere Phasen praktisch wirkungslos. Die Porengröße dieses Filtertyps liegt bei 5-18 µm, sie ermöglichen eine feinere Ölfilterung als Hauptstrom-Ölfilter. Außerdem vergrößern Nebenstrom-Ölfilter das Ölvolumen eines Motors je nach Filterbauart bis zum Dop - pelten. Deshalb wird das Motoröl allgemein geringer belastet, und es bleibt kühler. Aus den vorgenannten Gründen kann in Schiffs-Dieselmotoren bei nachträglichem Einbau von Nebenstrom-Ölfiltern eine ge - wisse Verlängerung der Motoröl-Wechsel - intervalle erreicht werden, da die Motoröl- Verschmutzung durch verbesserte Filterung geringer sein kann. Dies sollte aber unbedingt mit dem Motorenhersteller abgestimmt werden. Ein Motorölfilter, gleichgültig ob im Hauptoder Nebenstrom angeordnet, kann nie: die verbrauchten Additive des Motoröls ersetzen, Kraftstoffkondensat herausfiltern, Wasser und Säuren herausfiltern. Beide führen zum Aufquellen des Filterpapiers. Das behindert den Öldurchfluss und ver- kleinert die wirksame Filteroberfläche. Feinstfilter zur Reduktion von Ruß im Schmier öl wirken nur begrenzt. Teilstrom - filter, die genügend fein zur Abfilterung von Ruß sind, werden vom Ruß schnell ver stopft und sind dann nicht mehr wirksam. Haupt - stromfilter müs sen immer so grob sein, dass sie den Ruß durch lassen. Denn sonst würde der Motor nicht mehr mit Schmier öl versorgt werden – was sein sicheres Ende wäre! Ein großer deutscher Motorenhersteller nimmt zum Thema Zu - satzfilter (Neben strom - filter) auszugsweise wie folgt Stellung: „Insbe sondere können wir auch bei Einbau einer Zusatzfilteranlage einer Verlängerung der Ölwechselintervalle nicht zustimmen, da die Additivwirksamkeit bzw. das Leistungs ver - mögen der Additive im Öl dadurch nicht ver - bessert wird. Eine Kosteneinsparung ist durch einen zusätzlich eingebauten Neben - strom-Ölfilter nicht möglich. Die Werbung TECHNIK & SCHIFFFAHRT von Hersteller und Lieferanten von Zusatz - filter anlagen mit ex trem langen Öl wech sel ab - ständen beim Einbau ihrer Zusatz filteranlagen halten wir für sehr bedenklich." Ölwechsel überflüssig? Motorenöl muss nicht nur aufgrund der par - tikulären Verschmutzung gewechselt werden, sondern auch aufgrund der chemischen Ver - änderung durch den Betrieb im Motor. Die Einflussfaktoren sind zum Beispiel Eintrag unverbrannten Kraftstoffs ins Öl, Eintrag von Verbrennungsprodukten durch Blow-by Gase, Veränderung des Öls durch Temperatur und Sauerstoff, Vercrackung, Versäuerung, Kon - denswassereintrag und resultierende Reak - tions produkte etc. All diese Komponenten bewegen sich auf Molekülbasis und können nicht filtriert werden. Bei Erreichen eines bestimmten Niveaus muss das Öl gewechselt werden. Heutige im Öl enthaltene Additive ermöglichen die verlängerten Wechselinter - valle durch ihre chemische Funktion. Vom Einsatz solcher, auf dem Markt ver - fügbaren, zusätzlichen Nebenstromölfilter an Bord von Binnenschiffen, mit dem Ziel der Verlängerung der Ölwechselintervalle oder gar „nie mehr Ölwechsel“ ist deswegen dringend abzuraten! Peter Pospiech ❑ 65 MAGAZIN FUR INTERMODALEN TRANSPORT UND LOGISTIK 7/2007
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