VI – Der Viskositätsindex
Die Viskosität ist die wichtigste physikalische Eigenschaft eines Schmieröls überhaupt. Sie ist von entscheidender Bedeutung für die Fähigkeit eines Schmierstoffes, einen stabilen Schmierfilm aufzubauen. Nachzulesen z.B. im ÖlChecker Sommer 2012.
Im Jahre 1929 entdeckten die amerikanischen Wissenschaftler Dean und Davis, dass sich verschiedene Öle bei unterschiedlichen Temperaturen völlig anders verhalten können. Und das, obwohl sie bei 40 °C die gleiche Viskosität besitzen! Während ein Teil der Öle auch bei einer tiefen Temperatur noch relativ dünn und gut fließfähig war, erstarrten die anderen bereits zu einer festen Masse –für ein Schmieröl katastrophal.
Um ihrer Entdeckung weiter auf den Grund zu gehen, untersuchten Dean und Davis systematisch eine Vielzahl der auf dem Markt angebotenen Schmieröle auf ihr Viskositäts-Temperatur-Verhalten. Dabei stellten sie ein noch heute gültiges Regelwerk auf. Mit Hilfe der bei zwei unterschiedlichen Temperaturen (40 °C und 100 °C) gemessenen Viskositäten wird der Viskositätsindex „VI“ berechnet. Unter Verwendung dieses Viskositätsindex lässt sich das Temperaturverhalten unterschiedlicher Öle nun viel einfacher miteinander vergleichen.
Je höher der Viskositätsindex eines Öls ist, desto geringer verändert sich seine Viskosität bei unterschiedlichen Temperaturen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn Schmieröle sowohl bei tiefen als auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.
Typische Beispiele für Öle mit einem optimierten Viskositäts-Temperatur-Verhalten sind moderne Mehrbereichs-Motoröle, wie SAE10W-40, 5W-30, 5W-40, 0W-40, 0W-20, 0W-16 oder 0W-8. Solche Mehrbereichsöle haben meistens durch Additiv-Zugabe oder durch Verwendung von Grundölen auf Ester- und PAO-Basis (Polyalphaolefine) einen wesentlich höheren Viskositätsindex als z. B. Einbereichs-Motoröle auf reiner Mineralölbasis.
Hier ein Überblick gebräuchlicher Öle und ihres typischen VIs:
Öltyp | Viskositätsindex |
|---|---|
Getriebe- und Hydrauliköle | 95 - 105 |
Mehrbereichs-Motorenöl SAE 15W-40 | 130 - 150 |
Mehrbereichs-Hydrauliköle | 130 - 160 |
Mehrbereichs-Motorenöl SAE 5W-40 | 160 - 180 |
Getriebeöl SAE 75W-90 | 160 - 190 |
Bio-Hydrauliköl HEES 46 | 140 - 200 |
Rein mineralische Schmieröle weisen in der Regel einen VI von etwa 95 auf. Der Viskositätsindex von Syntheseölen oder mit speziellen Additiven nachträglich verdickten Mineralölen liegt dagegen weit über 130.
Bio-Hydrauliköle besitzen einen wesentlich höheren natürlichen VI als Mineralöle und sind diesen damit zumindest unter diesem Aspekt eindeutig überlegen.
Der Viskositätsindex VI ist eine mit Hilfe der bei 40 °C und 100 °C gemessenen kinematischen Viskosität berechnete Kenngröße. Das in der ISO 2909 beschriebene Rechenverfahren wurde schon Ende der 1920er Jahre entwickelt. Paraffinbasischen Mineralölen, die damals das beste Viskositäts-Temperatur-Verhalten zeigten, d.h. die sich wenig mit der Temperatur änderten, wurde ein Viskositätsindex von 100 zugewiesen. Öle, die mit steigenden Temperaturen deutlich dünner wurden, erhielten den VI von 0. Heute verfügbare Syntheseöle oder Mehrbereichsöle, d.h. Öle mit viskositätsverändernden Zusätzen (VI-Verbesserer), weisen einen Viskositätsindex deutlich oberhalb von 100 auf. Öle mit polymerhaltigen Zusätzen folgen den Newtonschen Fließgesetzen nicht oder nur ungenau. Doch selbst „normale“ Schmieröle werden spätestens unterhalb des Pourpoints, bei dem durch Paraffinausscheidung die Trübung beginnt, zu nicht-newtonschen Flüssigkeiten. Jedes Öl hat ein individuelles Viskositäts-Temperatur-Verhalten. Mit Hilfe des Viskositätsindex lässt sich das Verhalten unterschiedlicher Öle einfach miteinander vergleichen. Je höher der Viskositätsindex eines Öls ist, desto geringer verändert sich seine Viskosität bei unterschiedlichen Temperaturen.
