Öl/Viskositätsindex

Wir unter Viskosität erklärt, hängt der Flüssigkeitsgrad des Öls (die Viskosität) sehr stark von dessen Temperatur ab. Dies ist ein unerwünschter Effekt, da ein Öl mit einer definierten Viskosität über möglichst große Temperaturbereiche erwünscht ist.
Der Viskositätsindex gibt an, wie sehr die Viskosität des Öls von der Temperatur abhängt. Die Viskositätsindex-Verbesserer sorgen für eine größere Unabhängigkeit von der Öltemperatur. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Mehrbereichsölen.

Funktion der VI-Verbesserer

Ähnlich wie das Legieren von Metall gezielt Störungen in das Metall einbringt, um das Vorbeigleiten der Atome aneinander zu erschweren und somit das Metall härter werden zu lassen, arbeiten die VI-Verbesserer (Polymere). Bei normaler Temperatur behindern diese Additive nicht die Ölmoleküle beim gegenseitigen Vorbeigleiten, welches den Flüssigkeitsgrad bestimmt. Die Viskosität wird nicht erhöht. Steigt die Temperatur des Öls wird es flüssiger, da die Moleküle immer leichter aneinander vorbeigleiten können. Gleichzeitig fangen die VI-Verbesserer an lange Molekülketten zu bilden, die sich unregelmässig verteilen und somit das Vorbegleiten behindern. Das Öl würde also durch die steigende Temperatur flüssiger werden, aber duch den Widerstand der VI-Verbesserer wird dieser Effekt wieder herabgesetzt, die gewünschte Viskosität bleibt erhalten.

Dauerhafter Viskositätsverlust

Die mechanischen Einwirkungen auf das Öl und die VI-Verbesserer zerstören zunehmend diese langen Molekülketten. Es bleiben mehr, aber kürzere Ketten zurück, die keinen ausreichenden Widerstand mehr bilden können. Das Öl wird dauerhaft flüssiger, der obere Viskositätswert, der für ein Öl angegeben ist, nimmt dauerhaft ab. Ein Mehrbereichsöl wandelt sich immer mehr in Richtung unterer Viskositätswert zu einem Einbereichsöl.

Etwas genauer erklärt

Je weniger Energie (Kälte) die Atome haben, desto mehr machen sich die Anziehungskräfte zwischen ihnen bemerkbar. Damit diese aneinander vorbeigleiten können, also um flüssig zu sein, muss mehr Energie aufgewendet werden. Führt man von aussen Energie (Hitze) zu, fangen die Atome an sich stärker zu bewegen und die gegenseitige Anziehungskraft kann leichter überwunden werden. Das Vorbeigleiten wird vereinfacht, das Öl wird flüssiger, es fliesst leichter.
Die Additive bilden nun unsortierte Störungen (Gleithindernisse) im Öl. Sie behindern bei normaler Temperatur das Gleiten nur wenig. Je wärmer das Öl wird, desto mehr formen sich diese Additive zu lange Molekülketten, die der immer leichter werdenden Gleitbewegung der Ölmoleküle einen Widerstand entgegensetzen. Die Verflüssigung wird aufgehalten. Kühlt das Öl ab, wird es weniger flüssig aber auch die lanegn Molekülketten der VI-Verbesserer bilden sich zurück.
Auch die Geschwindigkeit mit der das Öl fliesst hat einen Einfluss und kann sogar zu einem temporären Viskositätsverlust führen, das Öl wird also momentan zu flüssig. Man kann sich dies so vorstellen: Quer zu einem Fluß (fliessendes Öl) sind längliche Hindernisse aufgestellt (VI-Verbesserer), die die Fliessgeschwindigkeit abbremsen. Wird der Druck durch Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit zu groß, richten sich die Hindernisse jedoch in Fliessrichtung aus und bieten dann fast keinen Widerstand mehr. Kommt das Öl zur Ruhe, richten sich die langen Molekülketten der VI-Verbesserer erneut unregelmässig aus und die Viskosität nimmt wieder zu.

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