3. Viskositäten
Bei der Viskositätsbetrachtung unterscheidet man zwei Meßgrößen:
3.1 Dynamische Viskosität
Bei Newtonschen Flüssigkeiten ist die Schubspannung proportional zu dem Geschwindigkeitsgefälle. Den Proportionalitätsfaktor nennt man "Dynamische Viskosität". Maßeinheit: Milli Pascal Sekunde [mPas], früher centi Poise [cP].
Schubspannung = dyn. Viskosität x Geschwindigkeitsgefälle
Meßmethode
Der Cold-Cranking-Simulator (Rotationsviskosimeter) ist ein speziell zur Messung von Ölviskositäten bei tiefenTemperaturen entwickeltes Viskosimeter. Ein Elektromotor mit konstantem Drehmoment treibt einen Rotor, dessen Drehzahl sich entsprechend den viskosimetrischen Eigenschaften der zu messenden Flüssigkeit einstellt. Mit Hilfe einer Eichkurve (die unter Verwendung von Eichölen aufgestellt wurde) wird die dynamische Viskosität in mPas ermittelt.
Hier erfolgt die Einteilung in die Winter-Viskositätsklassen 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Je kleiner die Zahl vor dem W, umso "dünnflüssiger" das Öl in der Kälte.
Die Kälteviskosität hat u.a. Einfluß auf die Anlasserdrehzahl.
3.2 Kinematische Viskosität:
Das Verhältnis der dynamischen Viskosität zur Dichte bei einer bestimmten Temperatur. Maßeinheit: [mm²/s], früher centi Stoke [cSt].
Kinematische Viskosität = Dynamische Viskosität / Dichte
Meßmethode:
Bei der Bestimmung der kinematischen Viskosität werden Kapillarviskosimeter verwendet. Der Aufbau der genannten Viskosimeter kann sich unterscheiden, daß Meßprinzip ist aber bei allen identisch. Eine bestimmte Ölmenge durchläuft, bedingt durch seine Schwerkraft, bei einer festgelegten Prüftemperatur eine definierte Strecke der Kapillare. Über die Auslaufzeit wird die kinematische Viskosität in Millimeterquadrat pro Sekunde bestimmt. Hier erfolgt bei einer Prüftemperatur von 100°C die Einteilung der SAE-Sommer-Viskositätsklassen 20, 30, 40, 50, 60. Je größer die Zahl hinter dem W, umso "dickflüssiger" das Öl bei 100 Grad Celsius.
3.3 HTHS
Neben den beschriebenen Viskositätsklassen (Winter, Sommer) gibt es noch die sogenannte HTHS-Viskosität. HTHS steht für "High Temperature High Shear" und beschreibt die dynamische Viskosität gemessen bei 150°C und einem Schergefälle von 10 pro Sekunde. Durch die Festlegung von Grenzwerten der HTHS soll erreicht werden, daß Motorenöle auch im Lagerbereich (hohe Schergefälle, hohe Öltemperaturen) die nötige Schmiersicherheit besitzen. Der Grenzwert bei Motorenölen mit der Spezifikation ACEA A2/A3 und ACEA B2/B3 liegt bei m 3,5 mPas. Motorenölqualitäten der Kategorie ACEA A1/B1 haben eine abgesenkte HTHS bis 2,9 mPas. Grund der Absenkung ist eine zu erwartende Kraftstoffeinsparung. Zur Zeit laufen Untersuchungen, wieweit die dynamische Viskosität abgesenkt werden kann, ohne daß erhöhter Verschleiß erzeugt wird.
3.4 SAE Viskositätsklassen, SAE J300 - Motorenöle
In der oben aufgeführten Tabelle sieht man noch einmal den Unterschied zwischen Einbereichs- und Mehrbereichs-Motorenölen. Einbereichsmotorenöle erfüllen nur eine SAE-Klasse und werden heute üblicherweise nur bei 100°C abgeprüft. Mehrbereichsmotorenöle hingegen müssen mindestens zwei SAE-Klassen erfüllen, sowohl in der Kälte als auch im Hochtemperaturbereich bei 100°C.
Die Grenzpumpentemperatur ist ein weiteres Prüfkriterium des SAE- Klassifikationssystems. Das Motorenöl muß je nach Viskositätsklasse bestimmte Grenzpumpentemperaturen erreichen, bei denen das Öl der Ölpumpe noch von selbst zuläuft.
Werden diese Vorgaben nicht erfüllt, kann es zu Lufteinschlüssen und damit zur Mangelschmierung kommen. Kapitale Motorschäden wären die Folge.
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