TBN, was habe ich davon?
Moderne Motorenöle sind High-Tech-Produkte, die strenge Spezifikationen hinsichtlich ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften und ihrer tatsächlichen Leistung erfüllen müssen. Wenn es um die physikalisch-chemischen Eigenschaften geht, sollte man zunächst die Viskosität erwähnen – genauer gesagt, mehrere Viskositätsparameter, die durch das SAE J300-Klassifizierungssystem vorgeschrieben sind, einschließlich kinematischer Viskositätswerte bei 40 °C und 100 °C, Kaltstartviskosität (CCS) bei -35 °C für 0 W, -30 °C für 5 W, -25 °C für 10 W, -20 °C für 15 W und -15 °C für 20-W-Qualitäten. und Hochtemperatur-Hochspannungsviskosität (HTHS) bei 150 °C. Der zweite wichtige Parameter ist die Noack-Volatilität, die die Neigung des Öls beschreibt, bei erhöhten Temperaturen zu verdampfen. Dann gibt es noch die Gesamtbasenzahl (TBN), die sich auf die Alkalinitätsreserve im Öl bezieht.
Der Alkalinitätspuffer dient zur Neutralisierung von Säuren, die durch verschiedene Oxidationsprozesse entstehen, insbesondere durch die Verbrennung von Brennstoffen, insbesondere wenn ein minderwertiger schwefelreicher Brennstoff verwendet wird, und durch die Öloxidation. Die Menge an Säuren im Öl wird durch eine weitere Zahl beschrieben, die als Gesamtsäurezahl (TAN) bezeichnet wird und nach ASTM D 664 gemessen wird. Mit zunehmendem Alter des Öls sinkt die TBN allmählich, während die TAN zunimmt. Irgendwann, als TBN/TAN-Crossover bezeichnet, werden sie gleichberechtigt. An diesem Punkt wird der Korrosionsschutz des Motors stark beeinträchtigt und das Öl muss gewechselt werden. Wenn kein extrem schlechter Kraftstoff verwendet wird und das empfohlene Ölwechselintervall nicht eingehalten wird, ist es unwahrscheinlich, dass Sie in der Praxis jemals auf TBN/TAN-Crossover stoßen werden. In den meisten Fällen ist der Hauptgrund für den Ölwechsel die Partikelverunreinigung und nicht die Säure.
Nichtsdestotrotz beginnen einige Schmierstoffhersteller in dem Versuch, ihre Produkte von der Konkurrenz abzuheben, um eine höhere TBN zu "konkurrieren": Je höher die TBN, desto besser. In diesem Artikel wird erklärt, wann ein hoher TBN-Wert gut ist und wann nicht. Das folgende einfache Schema soll Ihnen helfen, Ihren Bedarf an Personenkraftwagen zu ermitteln:
• Ältere Dieselfahrzeuge ohne Dieselpartikelfilter (DPF), die minderwertigen oder verunreinigten Kraftstoff verwenden: Der empfohlene TBN-Bereich beträgt 10-12 mg KOH / g.
• Neuere dieselbetriebene Fahrzeuge mit Dieselpartikelfilter (DPF), die mit extrem schwefelarmem Diesel (ULSD) betrieben werden: Der empfohlene TBN-Bereich liegt bei 6 bis 9 mg KOH/g.
Die Verwendung von Biokraftstoff kann auch die Wahl eines Öls mit einem höheren TBN-Wert rechtfertigen. Das Problem ist, dass das Kurbelgehäuseschmiermittel immer bis zu einem gewissen Grad durch den Kraftstoff "verdünnt" wird, insbesondere bei kurzen Fahrten, wenn der Motor nicht richtig warmläuft, oder bei hohen Drehzahlen, wenn ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Kühlung des Motors verwendet wird. Die Verdünnung von Motoröl mit einem herkömmlichen Kraftstoff auf Erdölbasis führt zu einem Viskositätsabfall, hat aber keinen wesentlichen Einfluss auf die Oxidationsstabilität des Öls. Die Verdünnung von Motoröl mit Biokraftstoff untergräbt jedoch die Oxidationsstabilität des Öls.
Benzin-, LPG- und CNG-betriebene Fahrzeuge benötigen keine hohe TBN; ein hoher TBN-Gehalt ist wahrscheinlich schädlich für sie, da er zu Ascheablagerungen führt und sich negativ auf die Abgasnachbehandlungssysteme (GPF, TWC) auswirkt. Die Verwendung eines Hochleistungs-Dieselöls (HDDO) mit hohem TBN-Gehalt in einem neuen, stark verstärkten Benzinmotor kann einen bösen Super-Knock auslösen, der als Low-Speed-Pre-Ignition (LSPI) bekannt ist und den Motor vollständig ruinieren kann.
Akzeptable TBN-Grenzwerte werden durch ACEA und zahlreiche nationale Motorölnormen geregelt. Denken Sie daran, dass es verschiedene Laborverfahren für die TBN-Bestimmung gibt, wobei ASTM D 2896 und ASTM D 4739 die gebräuchlichsten sind. Die ACEA-Klassifikation schreibt die Verwendung von ASTM D 2896 vor, die sowohl starke als auch schwache Basen in der Formulierung effektiv quantifiziert und tendenziell einen höheren TBN-Wert als ASTM D 4739 liefert.
Die Hauptverursacher von TBN in einem Motoröl sind überbasierte Detergenzien, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Sulfonate, Phenate und Salicylate von Calcium und manchmal Natrium und Magnesium. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass es nicht nur auf den tatsächlichen TBN-Wert ankommt, sondern auch darauf, welche Zusatzstoffe in der Formulierung eingesetzt wurden, um diesen Wert zu erreichen. Zum Beispiel ermöglichen stark überbasierte Sulfonate eine einfache TBN-Verstärkung. Sie neutralisieren jedoch sowohl die schädlichsten starken Säuren als auch die weniger schädlichen schwachen Säuren, so dass der alkalische Puffer dazu neigt, schnell erschöpft zu sein. Darüber hinaus fehlt stark überbasischen Sulfonaten die Reinigungswirkung, die durch niedrig überbasische polymere Sulfonate und aschefreie Dispergiermittel erzielt werden kann. Letztere sind jedoch tendenziell weniger effiziente TBN-Booster! Es wurde berichtet, dass ein teilweiser Ersatz von Calciumwaschmitteln durch Natriumwaschmittel das Risiko von LSPI verringert. Es wird angenommen, dass stärkeres Alkali, das in überbasischen Natriumwaschmitteln enthalten ist, auch wirksamer bei der Behandlung von Biodieselverunreinigungen ist. Auch hier erfordert die Entwicklung einer ausgewogenen Formulierung viel Erfahrung, um die geforderten Leistungsspezifikationen zu möglichst geringen Kosten zu erfüllen.
Die API-Motorölklassifizierung regelt nicht explizit den TBN-Gehalt, sondern stützt sich stattdessen auf den Kugelrosttest nach ASTM D 6557, um die korrosionsvorbeugenden Eigenschaften von Ölen zu bewerten. Dies ist leicht verständlich, da der Großteil der US-Fahrzeugflotte mit Benzin und nicht mit Diesel betrieben wird. In Bezug auf Hochleistungsanwendungen wird davon ausgegangen, dass Öle mit unzureichender Reinigungs- und Korrosionsschutzwirkung wahrscheinlich den einen oder anderen Motortest nicht bestehen, der von der API-Klassifizierung vorgeschrieben ist, z. B. die Grenzwerte für Filterdruckhöhe und Schlamm im Cummins M11-Test (ASTM D 6838) oder die Füllgrenze für die obere Rille im Caterpillar 1K-Test (ASTM D 6750). und werden daher ausgesiebt. Da der Schwefelgehalt im Dieselkraftstoff reduziert wurde, haben moderne CJ-4-, CK-4- und FA-4-Motorenöle zunächst eine niedrigere TBN als frühere API-Klassen wie CI-4 und CH-4. Auch die verurteilenden Grenzwerte für in Betrieb befindliches Öl wurden gesenkt. Des Weiteren wird von einigen Branchenvertretern generell die Relevanz der TBN für Motoröle in Frage gestellt!
Technisch gesehen ist es nicht immer so wichtig, wie hoch die TBN für Frischöl ist, sondern vielmehr, wie schnell sie aufgrund der Erschöpfung der Alkalinitätsreserven abnimmt. Im Allgemeinen sind die ACEA-Spezifikationen strenger als die API-Spezifikationen. Das folgende Schema soll Ihnen helfen, Ihren TBN-Bedarf für schwere Lkw zu ermitteln:
• Bei Verwendung von schwefelreichem Dieselkraftstoff: Der empfohlene TBN-Bereich beträgt 12-15 mg KOH/g; Entscheiden Sie sich für ACEA E4 oder E7 oder API CH-4 oder CI-4 HDDO. Wenn Sie gezwungen sind, einen schlechten Kraftstoff zu verwenden, spielt es keine Rolle, ob Sie einen alten oder einen neuen Lkw verwenden: Wenn Sie sich zwischen der Langlebigkeit des Motors und der Langlebigkeit des Abgasnachbehandlungssystems entscheiden müssen, ist Ersteres wichtiger.
• Neue Lkw mit AGR-Motoren, die mit SCR-NOx-Reduktionssystemen und Partikelfiltern ausgestattet sind und ULSD-Dieselkraftstoff verwenden: Der empfohlene TBN-Bereich beträgt 7 bis 9 mg KOH/g. Entscheiden Sie sich für ACEA E6, E9 oder API CJ-4, CK-4 oder FA-4, wie von den Motorenherstellern empfohlen.
API CK-4 und ACEA E9 sind die bevorzugte Wahl für Motoren, die die Emissionsanforderungen von Euro VI erfüllen. Die API FA-4-Kategorie umfasst bestimmte xW-30-Öle mit reduzierter HTHS-Viskosität (2,9 bis 3,2 cP), die nur mit bestimmten neuen Hochgeschwindigkeits-Viertakt-Dieselmotoren kompatibel sind, die die Emissionsnormen für Treibhausgase (THG) auf Autobahnen des Modelljahres 2017 erfüllen. API FA-4-Öle sollten niemals in anderen Motoren verwendet werden. Im Zweifelsfall sollten Sie sich für API CK-4 oder ACEA E6 oder E9 als sicherere Alternative entscheiden.
Aufgrund ihrer erstklassigen vollsynthetischen Formeln mit speziell abgestimmten Detergenzien-Inhibitor-Paketen weisen alle BIZOL-Motorenöle eine hervorragende Oxidationsstabilität und TBN-Retention auf und bieten selbst unter schwierigsten Bedingungen einen hervorragenden Langzeitschutz gegen Korrosion.
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