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Viskosität [Bisher 26327 Aufrufe]

Generelle Informationen zum Begriff

Definition: Viskosität beschreibt die innere Reibung (Widerstand) eines Fluids entgegen einer Bewegung.

Die Viskosität eines Stoffes ist einfach ausgedrückt dessen Dickflüssigkeit als physikalische Eigenschaft. Je dickflüssiger eine Flüssigkeit ist, desto höher viskos ist sie.
Bei den meisten Stoffen ist die Viskosität stark temperaturabhängig, sie fällt mit steigender Temperatur und steigt mit größerer Kälte. Bei Gase und Feststoffen spricht man in der Regel nicht mehr von Viskositäten, weshalb die Betrachtung jeweils nur im Temperaturbereich zwischen Schmelz- und Siedepunkt vorgenommen wird.

Viskosität entsteht unter anderem durch die innere Reibung und den Zusammenhalt der Moleküle (Kohäsion). Wir unterscheiden zwischen dynamischer und kinematischer Viskosität. In diesem Artikel wird praxisbezogen auf im KFZ Bereich verwendete Öle nur auf die kinematische Viskosität eingegangen. Die dynamische Viskosität bezieht sich auf die nötige Kraft zum Verschieben zweier paralleler durch die Messflüssigkeit verbundener Platten mit einer definierten Geschwindigkeit, während die kinematische Viskosität noch die Dichte der Messflüssigkeit berücksichtigt und somit praxisnaher für Fließbetrachtungen ist. Da Öle aber meist eine Dichte von CA. 0.85g/cm² aufweisen, liegen dynamischer und kinematischer Wert sehr nahe beieinander und werden gerne verwechselt.

Physikalische SI Einheit: m²/s bzw. mm²/s (kinematische Viskosität)

Typische Viskositäten

StoffViskosität bei 20°C
Wasser1.00
Sahne10
Olivenöl100
Honig10.000
Insgesamt 4 Einträge in der 2-spaltigen Tabelle.


Viskositäten verschiedener Motoröle im Überblick

Dieser Tabelle zugrunde liegen interpolierte Werte, die je nach Marke des Öles im Bereich von maximal 5% schwanken können.
Alle aufgeführten Öle sind keine Leichtlauföle gem. ACEA (A1/B1, A5/B) mit abgesenkter HTHS Viskosität (<2.9mm²/s), sondern reguläre Öle mit einer HTHS Viskosität über 3.5mm²/s gem. ACEA A2/B2, A3/B3 bzw. A4/B4. Anzumerken ist, dass A2/B2 nur Standard-Öl sind und nicht als Premium gewertet wird. Dieses findet man kaum mehr am Markt und von der Verwendung sollte in allen Motoren inzwischen abgeraten werden.

Die Angabe der Viskositätsklasse bei einem Mehrbereichsöl basiert auf zwei Kennwerten. Der Kälteviskosität (Winter) und der Betriebsviskosität bei 100°C. Der zweite Wert ist ausschlaggebend für den Motor, während der erste nur informiert, ab welcher Temperatur das Öl beginnt effektiv zu schmieren. Siehe dem Diagramm am Ende.

Viskositätsklasse-15°C0°C20°C40°C80°C100°C120°CZusatzinfo
SAE 30672013902868918.510.76.9Oldtimer Einbereichsöl
SAE 0W-3015204721415715.69.86.6vollsynthetisches Öl, ACEA A1/5 + B1/5
SAE 0W-3010273601215215.710.17vollsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 5W-30222066018972.51911.57.8vollsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 15W-4043001120280972313.58.8mineralisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 10W-402990885249942414.59.6teilsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 5W-40220072022089241510teilsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 0W-402090668203802213.610.5vollsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 5W-5033001053315123321912.5vollsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
SAE 20W-509500--------153----18----mineralisches Öl, ACEA A3 + B4
SAE 10W-6046001450422160402415.7vollsynthetisches Öl, ACEA A3/4 + B3/4
Achs- und Getriebeöl        
SAE 80W GL4430097021571169.46.1Getriebeöl
SAE 75W-140 GL565001800500180422516Achsöl
SAE 85W-140 GL576.00012.0001820440633218Achsöl
SAE 90 GL519.00035506431803217.510.8Achs- und Getriebeöl, bekannt als EP90
SAE 75W-90 GL52400800250101271711.4Achs- und Getriebeöl
SAE 75W-85 GL4/522006601887218117.8Getriebeöl
SAE 75W-80 GL4+148043012247128.15.5Getriebeöl
ATF725252853711.57.55.2Dexron II / III
Insgesamt 20 Einträge in der 9-spaltigen Tabelle.


Es ist sehr deutlich zu sehen, dass im Bereich der Betriebstemperatur zwischen 80 und 100 Grad, alle 40er Motoren-Öle im gleichen Viskositätsbereich liegen. Mit steigender Temperatur (über 100°C) dünnt das mineralische Öl aber schnell aus, während die synthetischen Öle dank des höheren Viskositätsindexes stabiler bleiben. Die Berechnung der Viskositätswerte bei Minusgraden ist relativ ungenau, da ölspezifische Additivierung dazu führt, dass der Wert doch geringer bleibt. Die Viskosität 10W-60 findet sich eigentlich nur im Motorsportbereich und wird unter anderem von BMW für die M-Serie vorgeschrieben (unter Berücksichtigung der ACEA und API Vorgabe).

Mythen und Irrtümer

Diese Tabelle räumt mit Hilfe physikalischen Fakten mit diversen Vorurteilen auf.
So ist gut erkennbar, dass ein synthetisches Öl eben nicht immer dünnflüssiger als ein Mineralisches ist. Synthetische Öle der gleichen Betriebsviskositätsklasse sind nur im kalten Zustand dünnflüssiger und dank dieser Eigenschaft, garantieren sie auch bei extremeren Minusgraden eine schnellere Durchölung und Schutz des Motors. Zudem sparen sie in der Warmlaufphase Kraftstoff ein, da weniger Energie zum Bewegen des Öles benötigt wird. Nimmt man aber ein Öl einer höheren Betriebsviskositätsklasse (in diesem Fall "50", ist dieses bei Normaltemperaturen trotz dem Vorsatz "5W" wesentlich dickflüssiger, als ein "15W" der Klasse "40". Fällt die Temperatur aber weiter ab, treffen sich die Viskositäten bei CA. 0°C und darunter ist dann das 5W-50 wieder dünnflüssiger als das 15W-40.

Da bei einem kalten Motor die Spaltmaße in den Lagern und insbesondere zwischen Zylinder und Kolben noch nicht perfekt sind, sollte gerade bei älteren Motoren das Öl im kalten Zustand noch eine gewisse Viskosität haben, denn Öl gehört zum Dichtungsmechanismus während beispielsweise der Kompression. Daher sollte ein 0W-40 Öl den ganz modernen Motoren mit präzisen Fertigungstoleranzen vorbahalten bleiben. Die Allroundviskosität findet sich also eher im Bereich 5W-40 oder 10W-40 wieder. Wettbewerbsfahrzeuge mit hohen Motorbelastungen oder Fahrzeuge in sehr heißen Gegenden können durchaus eine Viskositätsklasse nach oben gehen (von z.B. 40 auf 50 oder von 30 auf 40, je nach ursprünglicher Herstellervorgabe). Das genaue Gegenteil gilt beim Betrieb der Fahrzeuge in Polarregionen. Hier muss eine Klasse nach unten gegangen werden. Beispiel: 0W-30 ist bei Minus 30 Grad Dauerfrost fast zwingen notwendig, um den Motor noch zu schützen.

Abdeckungsbereich verschiedener Viskositätsklassen in Bezug auf die Umgebungstemperatur



Dieser Artikel erklärt nur die Viskosität von Motorölen, nimmt aber keinerlei Bezug auf die Qualität des Öles hinsichtlich anderer Eigenschaften. Konsultieren Sie hierfür bitte die Spezifikation gem. API und ACEA, bzw. die Herstellerfreigaben.



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Viskositaet

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