Das Klärwerk

Bis zu 6000 Liter Öl pro Stunde muss ein Ölfilter bei einem Motor unter Volllast reinigenDas KlärwerkLängere Wechselintervalle, Rapsöl, Biodiesel: Was moderne Ölfilter leisten müssen und wie sie ihre Aufgabe dank neuer Materialien bewältigen. Dass das Motoröl und auch der Ölfilter mindestes zweimal im Jahr gewechselt werden müssen, sollte auf der Hand liegen. In Anbetracht der dabei entstehenden nicht unerheblichen Wartungskosten versuchen die Fahrzeughersteller jedoch zusammen mit der Mineralölindustrie, die Ölwechselintervalle immer länger werden zu lassen. Für Dieselmotoren ergeben sich hieraus allerdings zwei Probleme. Das erste Problem ist die Versäuerung des Motoröls. Durch Additivzusätze hat man diese aber so weit im Griff, dass es selbst während langer Laufzeiten nicht mehr zu einer Versäuerung und in Folge zur gefürchteten Motorkorrosion (Rost) kommen kann. Das zweite Problem betrifft die dieseltypische Bildung von Rußpartikeln im Motoröl. Um eine Überfrachtung mit Partikeln zu verhindern, werden deshalb Hauptstrom-Ölfilter benötigt. Doch nicht jeder Ölfilter ist für längere Wechselintervalle geeignet. So können die meisten konventionellen Filter nur Partikel größer als 30 Mikrometer (µm, ein tausendstel Millimeter) zurückhalten. Ungefiltert bleiben dabei alle kleineren Rußpartikel. Feinstrußpartikel im MotorölBei kurzen Ölwechselintervallen stellen diese noch kein Problem dar, weil das Öl getauscht wird, bevor sich zu viel Schmutz in ihm befindet. Bei verlängerten Wechselintervallen können sich beim Einsatz konventioneller Ölfilter aber größere Mengen von Feinstrußpartikeln im Motoröl ansammeln. Bei den heute üblichen Lager-Spaltmaßen in Motoren von zwei bis vier Mikrometer kommt es dann aufgrund der vermehrten Ruß- und Schmutzpartikel der Größen vier bis 30 Mikrometer zur Abrasion (Oberflächenabtrag durch Reibung) in den Lagern und so zum erhöhten Motorverschleiß. Auch Ruß und Schmutz, der kleiner ist als vier Mikrometer, gelangt in größeren Mengen in die Lager und beschädigt, wenn auch langsamer, diese kontinuierlich. Je mehr dabei ein Lager durch hohe Beanspruchung des Motors belastet wird, desto mehr Reibung entsteht und desto schneller geht der Verschleiß voran.Um Wechselintervalle von bis zu 150.000 Kilometern realisieren zu können, haben die namhaften Hersteller spezielle Ölfilter entwickelt. Vor allem am Filterpapier wurde gearbeitet. Es besteht bei den so genannten Langzeit-Ölfiltern aus feinen und groben Zellulosefasern, die mit Phenolharz imprägniert und bei hoher Temperatur gehärtet wurden, um die Lebensdauer des Papiers gegenüber aggressiven Bestandteilen des Motoröls zu erhöhen. Durch die Kombination langer und kurzer Fasern werden Partikel der Größe fünf Mikrometer und mehr bis zu 99,9 Prozent ausgefiltert. Gleichzeitig steigert eine sorgfältig symmetrische Faltung des Papiers, die etwa 0,8 Quadratmeter Fläche ergibt, die Schmutzaufnahmekapazität des Filtermediums.Da das Filterpapier, insbesondere die Zellulose als Fasergrundstoff, zum Teil einem erheblichen Abbau unterliegen kann, bietet unter anderem Mann+Hummel für die Erstausrüstung ein Filtermaterial an, das teilweise auf Zellulose verzichtet. An seine Stelle tritt ein Vlies aus Polyester und Zellulose, das in Bezug auf die Alterung drei- bis viermal beständiger ist als mit Phenolharz getränkte Zellulose. Es garantiert bei erhöhter Schmutzaufnahmekapazität konstanten Öldruck bei einer Filterfeinheit von bis zu zwei bis vier Mikrometer. Je nach geforderten Einsatzbedingungen der Fahrzeughersteller können diese Filter von Mann+Hummel jedoch den unterschiedlichsten Anforderungen im Fahrzeug angepasst werden. Härtere EinsatzbedingungenIm Hinblick auf die härteren Einsatzbedingungen muss auch die Qualität der Langzeit-Ölfilter besonders ausgelegt sein. Um undichte Filter zu verhindern, die sich ungünstig auf Betriebskosten und Verschleiß auswirken können, sind die Gehäuse der Ölfiltereinsätze mit einer absolut dichten Nahtklemme ausgestattet. Der Filtereinsatz selbst ist mit einem speziellen Zweikomponentenkleber an den Endblechen befestigt. Die Leimfuge wird durch Härtung bei 230 ˚C vibrations- und druckfest und sorgt dafür, dass Blech und Filterpapier eine stabile und dauerhafte Einheit bilden. Auch die Gehäuse von außen liegenden Ölwechselfiltern (Gehäuse und Filter bilden hier eine Einheit) müssen dem längeren und damit härteren Einsatz widerstehen können – besonders dann, wenn sie, wie bei vielen dieser Filter üblich, an einer exponierten Position im LKW montiert sind. So muss das Gehäuse bei jeder Temperatur Steinschläge und plötzliche Wassergüsse aushalten, ohne zu reißen, zu rosten oder zu verbeulen. Daher bestehen die Filtergehäuse bei Langzeit-Ölfiltern aus schutzlackiertem und zusätzlich verzinktem Stahlblech, das mit extra dicken Endblechen verstärkt ist. Wenn durch mechanische Einflüsse trotzdem Beulen im Gehäuse dieser Filter auftreten, müssen sie sofort gewechselt werden, da die Dichtheit aufgrund der veränderten Öldruck-Pulsation auf das Gehäuse dauerhaft nicht mehr gewährleistet ist.Von besonderer Bedeutung für die Langlebigkeit ist auch die Gummidichtung zwischen Ölfilter und Filterkonsole. Sie muss immer perfekt dichten: bei Kaltstarts mit einer Druckverdoppelung in Sekunden und bei extremen Minusgraden. Die Dichtung ist deshalb aus öl- und hitzebeständigem Spezialgummi, das seine dichtenden Eigenschaften bei praktisch allen Drücken und Temperaturen über lange Zeit beibehält. Um Verwechslungen mit konventionellen Ölfiltern auszuschließen, sind die für ein bestimmtes Fahrzeug von den Fahrzeugherstellern freigegebenen Langzeit-Motorölfilter eindeutig gekennzeichnet. Jeder Filter ist mit einer speziellen ID-Nummer versehen, die alle Daten über den Filter enthält, wie zum Beispiel Herstellungsdatum und Filtertyp. Dies verhindert Fehllieferungen und garantiert, dass nur solche Filter zum Einsatz kommen, die tatsächlich auch den härteren Einsatzbedingungen standhalten.Doch nicht nur die langen Ölwechselintervalle stellen die Hersteller vor Probleme, sondern auch die zunehmende Verwendung von Biokraftstoffen wie RME (Biodiesel) oder Pflanzenöl. So reichert sich bei Motoren, die ausschließlich mit RME oder Rapsöl betrieben werden, unverhältnismäßig viel unverbrannter Kraftstoff im Motorenöl an und verdünnt dieses. Dieser Prozess ist unabhängig davon, ob teures Syntheseöl oder billiges Mineralöl verwendet wird. Wenn das Öl durch mehr als sechs Prozent Biodiesel oder Rapsöl zu dünn geworden ist, muss es jedoch gewechselt werden, auch wenn alle übrigen Werte des Motoröls in Ordnung sind. Meist befinden sich schon nach einer relativ kurzen Betriebszeit von rund 10.000 bis 15.000 Kilometer mehr als sechs Prozent RME oder Rapsöl im Motorenöl. Aggressiv gegen GummiDa RME Gummi angreifen kann, müssen alle Gummidichtungen des Motorölfilters RME-resistent sein, damit es zu keinen Auflösungserscheinungen und in Folge zu Undichtheiten am Filter oder verstopften Ölleitungen kommen kann. Darüber hi-naus können auch geringere Konzentrationen von RME bei Motoren, die erst während ihrer Betriebszeit auf RME umgestellt wurden, ältere Motorablagerungen anlösen und den Filter hiermit zusätzlich belasten. Auch Rapsöl stellt den Motorölfilter vor erschwerte Betriebsbedingungen, da es, unabhängig von der Motorölqualität, in jeder Art von Motorenöl in Verbindung mit den Additiven klebrige Polymerisations- und Oxidationsprodukte bildet. Besonders der Kurzstreckenbetrieb, bei dem viel unverbranntes Pflanzenöl über die Zylinderwand in das Motoröl gelangt, beschleunigt die Entstehung dieser festen Verbindungen und Klumpen.Aus den genannten Gründen empfehlen die NFZ-Hersteller bei Verwendung von Biodiesel oder Rapsöl zumeist, die Öl- und Filterwechselintervalle zu halbieren und nur Ölfilter zu verwenden, die für den Betrieb dieser Biokraftstoffe geeignet sind. Einen Schritt weiter geht sogar Peter Weismann, Geschäftsführer und technischer Leiter des auf Gebrauchtölanalysen spezialisierten Labors Oelcheck aus dem oberbayerischen Brannenburg: „Unsere Erfahrungen auf der Basis von Ölanalysen haben gezeigt, dass, unabhängig von der Motorenölqualität, Motorenöle bei Biodiesel-Betrieb nach der Hälfte, bei Rapsölbetrieb nach circa einem Viertel der vom Motorenhersteller für Dieselbetrieb angegebenen kürzesten Betriebszeit gewechselt werden müssen.“ Da die Qualität der Biokraftstoffe starken Schwankungen unterliegt und zusätzlich die Einwirkungen auf das Motoröl vom Fahrstil abhängt, können die Wechselintervalle für Motoröl und -filter bei verschiedenen Fahrzeugen jedoch sehr unterschiedlich kurz oder lang ausfallen. Wer hier sichergehen will, sollte das Motoröl regelmäßig von einem Prüflabor analysieren lassen, um kapitale Motorschäden zu vermeiden.Zur Ausfiltrierung von Fremdstoffen im Motor werden vor dem Hintergrund der verlängerten Wechselintervalle oft auch zusätzliche Maßnahmen diskutiert, wie zum Beispiel Magnete im Ölfilter. „Diese Maßnahme mag noch vor 20 Jahren Sinn gemacht haben, da zu dieser Zeit die Motorblöcke und viele bewegte Teile überwiegend aus magnetischen Eisenlegierungen gefertigt worden sind“, erklärt Ines Leiendecker, zuständige Leiterin Vertrieb bei der Firma Thomas Filtertechnik aus Siegen. „Im Zuge von Spritsparmaßnahmen werden jedoch heute auch Dieselmotoren aus Gründen der Gewichtsersparnis aus verschiedenen nicht magnetischen Leichtmetallen gefertigt. Der auch in modernen Motoren entstehende Metallabrieb kann deshalb großteils nicht mit magnetischen Ölfiltern gebunden werden. Wenn Ölfilter noch mit Magneten ausgestattet sind, dann sind sie meist für den Gebrauch in älteren Motoren vorgesehen. Für moderne LKW und NFZ-Motoren bringt ihr Einsatz jedoch keine zusätzliche Filterleistung.“ ❙❚■ Marcel Schoch, freier JournalistRME- und Pflanzenöl-Eintrag in das Motoröl können die Gummidichtungen der Ölfilter nachhaltig schädigen In modernen LKW werden häufig Ölfilter-Einsätze mit Clipstechnik verbaut (hier 2. von links)Composit-Materialien erhöhen die Feinheit Herkömmlicher Filter mit kleinerer OberflächeCummins Filtration, Rumst/BTel.: +32/3/8 80 88-61 www.fleetguard.com Hengst GmbH & Co. KG, MünsterTel.: 02 51/2 02 02-0 www.hengst.de Mahle GmbH, StuttgartTel.: 07 11/50 10 www.mahle.com Mann+Hummel GmbH, LudwigsburgTel.: 0 71 41/98-0 www.mann-hummel.com Thomas Filtertechnik GmbH, SiegenTel.: 02 71/37 11 50www.thomas-filtertechnik.de

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