Schmierstoff-Forschung

Die Schmierstoff-Alchemistin

Nicole Dörr leitet ein Team von Wissenschafter*innen, das unter anderem Schmierstoffe für moderne Fahrzeugmotoren entwickelt. In der Wiener Neustädter AC2T research GmbH mixen sie die Öle und Additive nach streng gehüteten Geheimrezepten.
Nicole Dörr, wissenschaftliche Leiterin der AC2T research GmbH

30 Mal pro Sekunde gleitet die kleine Stahlkugel des Messgerätes „Tribometer“ über eine Stahlscheibe, zwei Stunden lang bei 100 Grad Celsius und mit einem Druck von exakt 50 Newton. Dazwischen der dünne Film einer Ölprobe, die ihre Schmier-Eigenschaften unter Beweis stellen soll. An der Tiefe der Kratzer und Kerben auf der Stahlscheibe ist anschließend zu erkennen, wie gut der Schmierstoff seinen Job gemacht hat. „Wir verwenden in unseren Labors insgesamt 30 Tribometer“, erklärt Nicole Dörr, wissenschaftliche Leiterin der AC2T research GmbH, die sich mit rund 140 Mitarbeiter*innen dem Testen und Entwickeln von industriellen Schmierstoffen verschrieben hat. Das in Wiener Neustadt angesiedelte Institut ist nicht nur österreichisches Kompetenzzentrum für Tribologie (die Lehre von Verschleiß, Reibung und Schmierung von Oberflächen), sondern gilt auch weltweit als eines der bedeutendsten seiner Zunft. „Ein modernes Motoröl besteht zum Großteil aus Mineralöl, halbsynthetischem oder synthetischem Öl, sowie einem Anteil von Additiven, der bis zu 25 Prozent ausmachen kann“, sagt Dörr. Im Folgenden gibt sie eine Übersicht darüber, welche Aufgaben diese Zusatzstoffe erfüllen sollen:

  • Verschleißschutz
  • Reibungskontrolle
  • Reinigung
  • Alterungsverzögerung
  • Säureregulierung
  • Viskositätsstabilisierung
  • Korrosionsschutz

Ein Beispiel dafür, welch enormer Aufwand hinter dem Ausbalancieren der geforderten Schmierstoff-Eigenschaften steckt, ist die Neutralisierung von Säuren im Öl, die aufgrund der starken Beanspruchung und hohen Temperaturen in einem Verbrennungsmotor entstehen. „Als ausgleichende Basenreserve verwenden wir feinst vermahlenes Kalkpulver, das sich allerdings im Öl nicht auflösen kann“, erklärt Dörr. Daher werden die Calciumcarbonat-Partikel mit speziellen Detergens-Additiven umhüllt, sodass sie sich im Öl verteilen und die Säuren neutralisieren können. Andere, ebenso fein abgestimmte Additive, übernehmen wiederum die Aufgabe der Viskositätsmodifikation. Ohne diese würde das Öl bei kalten Temperaturen zu dick und bei Hitze zu dünnflüssig werden.

Ölwechsel empfohlen

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung am AC2T liegt in der Untersuchung der Öl-Alterung und der damit verbundenen Auswirkungen auf die Schmierfähigkeit. Im Labor wird der Alterungsprozess deutlich schneller als im realen Einsatz simuliert, indem das Öl hohen Temperaturen und zusätzlichem Sauerstoff ausgesetzt wird. „Wir haben aber auch Tests mit Motoröl aus Fahrzeugen im Alltagseinsatz durchgeführt und dabei sehr interessante Erkenntnisse gewonnen“, erklärt Nicole Dörr. So stellte sich unter anderem heraus, dass das für den Verschleißschutz zuständige Additiv in einem Standardöl 5W30 bereits nach 6.000 Kilometern selbst mit den besten Messgeräten nicht mehr nachweisbar war. Auf die Frage, ob daher die von den Fahrzeugherstellern empfohlenen Ölwechselintervalle nicht viel zu großzügig bemessen sind, antwortet die studierte Chemikerin  diplomatisch: „Aus rein technischer Sicht wäre ein häufigerer Ölwechsel sicher zu empfehlen, aber man muss schließlich auch die wirtschaftliche Komponente berücksichtigen.“