Erstellt am 01.11.2023
Durchschnittliche Lesedauer: 7 Minuten
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#kurzerklärt
Wir sind das Technikteam D-A-CH. Im Rahmen des Hashtags #kurzerklärt stellen wir euch in regelmäßigen Abständen jeweils ein Thema vor und beleuchten es von allen Seiten. Dabei kann es sich um Produktneuheiten oder häufige Kundenanfragen handeln, die den technischen Support von ZF Aftermarket erreichen. Alle Informationen zum heutigen Thema sind hier für euch als Download verfügbar.
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Was ein Getriebeöl können muss
Grundsätzliche Anforderungen an Betriebsstoffe für Getriebe in Fahrzeugen
Man unterscheidet zwischen Schaltgetriebeöl und Automatikgetriebeöl (ATF – Automatic Transmission Fluid). Beide Öle werden auf mineralischer oder synthetischer Basis hergestellt.
- Sicherstellung funktionsrelevanter Eigenschaften, auch bei längeren Ölwechselintervallen
- Beibehaltung von gewünschten Eigenschaften auch bei sehr hohen und sehr tiefen Temperaturen
- Reibungs- und Verschleißminderung
- Druckstabilität/Scherstabilität
- Korrosionsschutz
- Gute Wärmeabfuhr
- Verhinderung von Ablagerungen
- Anti-Schaumverhalten
- Gute Isolationswirkung (z. B. gegen ungewollte elektrische Ströme)
Spezielle Anforderungen an Schaltgetriebeöl
Die Klassifizierung von Schaltgetriebeölen wird nach der API (American Petroleum Institute) vorgenommen. Innerhalb der API unterscheidet man GL-Kategorien (GL = Gear Lubricant, also Getriebeschmiermittel). Die Kategorien werden von GL-1 bis GL-5 klassifiziert. GL-1 bis GL-3 gelten als veraltet, es werden nur noch die Kategorien GL-4 und GL-5 eingesetzt – GL-4 bei Schaltgetrieben, GL-5 bei stark belasteten Achsgetrieben und hoch belasteten Schaltgetrieben (z. B. Transaxle). Bei der Kategorie GL-5 spricht man im Anwendungsbereich auch von sog. Hypoid-Verzahnungen. Darunter versteht man eine schräge Kegelrad-Verzahnung mit über die Zahnflanken gleitendem Druckpunkt als Kraftübertragung anstatt flächigen Auflagen. Diese Öle müssen sehr hohen Belastungen standhalten. Getriebeöle gewährleisten:
- Druckstabilität/Scherstabilität
- Reibung innerhalb der Synchronisation im richtigen Verhältnis
- Gute Funktionalität bei wechselnden thermischen Gegebenheiten (Schaltverhalten kalt/warm, Winter/Sommer)
Spezielle Anforderungen an Automatikgetriebeöl (ATF)
Automatikgetriebe werden immer komplexer. Dadurch erhöhen sich die Anforderungen an das entsprechende Getriebeöl ständig. Beispielhaft ist hier die Hybridisierung mancher Automatikgetriebe zu nennen. Hierdurch entstehen höhere Belastungen, z. B. durch höhere Temperaturen und höhere Eingangsdrehmomente.
Eigenschaften und Funktionen des Automatikgetriebeöls:
- Oftmals eingefärbt (z. B. rot oder grün), um es unverwechselbar gegenüber anderen Flüssigkeiten zu machen (insbesondere Motoröl)
- Dient als Schmiermittel für Lager und Zahnräder
- Arbeitsmedium für interne Hydraulikzwecke (z. B. Ventilbewegungen)
- Friktion (Reibungswiderstand zwischen gegeneinander bewegten Körpern) herstellen
- Arbeitsfluid für den oftmals integrierten Drehmomentwandler
Viskosität
„Viskosität” beschreibt die Fließeigenschaften von Getriebeölen
Je höher die angegebene Viskosität ist, desto dickflüssiger ist das Öl und verfügt damit über eine große innere Reibung.
Umso niedriger die angegebene Viskosität ist, desto dünnflüssiger ist das Öl – verfügt also über eine geringe innere Reibung.
Die Viskosität wird mittels der SAE-Klassifikation angegeben. Die Zahl vor dem „W“ (75W90) beschreibt das Viskositätsverhalten bei kalten Temperaturen (W = Winter), die Zahl nach dem „W” beschreibt das Viskositätsverhalten bei hohen Temperaturen, bezogen auf 100 Grad Celsius.
- Man unterscheidet Einbereichs- und Mehrbereichsöle
- Um die korrekte Viskosität herzustellen, werden Mehrbereichsölen Additive zugesetzt
- Die Viskosität ist kein Qualitätsmerkmal, sie beschreibt lediglich die Fähigkeit, einen Schmierfilm zwischen zwei Reibpartnern zu erzeugen und aufrecht zu erhalten
- Die Viskosität eines Öls ist immer temperaturabhängig
Veränderung der Viskosität
- Das Öl hat im Betrieb unter Einwirkung von Temperatur Sauerstoff aufgenommen und ist dadurch oxidiert
- Alterungsverzögernde Additive haben sich abgebaut
- Oxidations- und Alterungsprodukte wie Säuren oder ölunlösliche Bestandteile sind entstanden
- Es haben sich Ablagerungen gebildet (z. B. Harze oder Schlamm)
- Falsches Öl wurde verwendet
- Additive zur Viskositätsverbesserung waren nicht scherstabil oder haben sich abgebaut
- Vor der Befüllung wurde das System mit dünnerem Spülöl oder Reiniger befüllt. Reste dieses Mediums haben sich mit dem Betriebsstoff vermischt
Aufbau Getriebeöl
Basis- bzw. Grundöl
Getriebeöl besteht aus einem Basis- bzw. Grundöl, welches den Hauptbestandteil, also die Grundlage für ein Getriebeöl, darstellt.
Additive
Additive sind Zusatzstoffe, die dem Getriebeöl beigemengt werden, um gewünschte Eigenschaften zu generieren und unerwünschte Eigenschaften zu verhindern.
Grundsätzlich: Verbesserung der tribologischen Eigenschaften (die Wissenschaft der Tribologie beschreibt Reibung, Schmierung und Verschleiß von Oberflächen, die sich gegeneinander bewegen). Weniger Reibung bedeutet, geringere Energieverluste und dadurch eine längere Lebensdauer.
Der Anteil an Additiven heutiger Automatikgetriebeöle kann bis zu 25% betragen.
Zwar lassen sich Eigenschaften des Grundöls mit beigefügten Additiven verändern oder verbessern, für die Qualität des Endproduktes ist allerdings die Qualität des Ausgangsproduktes (Basis/Grundöl) entscheidend.
Zu den Additiven gehören:
- EP/AW Additive:
- EP = Extrem Pressure (extreme Druckstabilität)
- AW = Antiwear (Anti-Verschleiß), also Alterungs- und Verschleißschutz
- Antioxydanzien:
Oxidationsschutz - Detergenzien (Reinigungsmittel):
Verhinderung von Ablagerungen an thermisch belasteten Bauteilen - Dipersant:
Fremdstoffe im Schmieröl in der Schwebe halten - Entschäumer:
Verhindern von Lufteintrag und Verschäumen des Öls, meistens auf Silikonbasis hergestellt - Korrosionsschutz:
Verschiedene Wirkmechanismen und Inhaltsstoffe, je nach Metall (Stahl, Buntmetalle, Leichtmetalle) - Friction Modifier (Reibkraft-Minderer):
Sie bilden auf der Oberfläche eine Reaktionsschicht - Stockpunkterniedriger:
Verhindern, dass das Öl bei sehr niedrigen Temperaturen stockt. Das Stocken eines Öles wird durch die Kristallisation der im Öl vorhandenen Paraffine verursacht. Stockt ein Öl, bekommt es eine wachsartige Konsitenz. - Basenreserven:
Abpufferung von Ölalterungsprodukten. Die Bildung schädlicher Säuren, die metallische Oberflächen angreifen können, soll verhindert werden.
Herstellerfreigabe
Was verbirgt sich hinter den Begrifflichkeiten?
- Freigabe:
Bedeutet, dass der Automobil- oder Aggregatehersteller den Schmierstoff für die entsprechende Anwendung oder den Einsatz freigibt. Diese Freigabe wird dem Schmierstoffhersteller schriftlich mit einem Dokument bestätigt oder mit einer Lizenznummer erteilt. - Empfehlung:
Der Ölhersteller hat das Öl, auf Basis von umfangreichen eigenen Tests, überprüft und für geeignet befunden. Hierbei handelt es sich um eine Einschätzung des Ölherstellers, nicht um eine Freigabe! - Entspricht/Erfüllt:
Der Ölhersteller ist der Auffassung, dass sein Öl den Spezifikationen des freigegebenen Öls entspricht oder diese erfüllt – keine Freigabe, Einschätzung des Ölherstellers! - Freigabe anderer Name:
Ein Ölhersteller kauft ein freigegebenes Produkt, möchte dieses aber unter seinem Label vermarkten. Um die Freigabe zu erlangen, müsste er „sein” Produkt vom Automobil- oder Aggregatehersteller freigeben lassen, da dieser keine Kenntnis über das Produkt, die Inhaltsstoffe oder eventuelle Veränderungen unter diesem Label hat – keine Freigabe, Einschätzung des Ölherstellers!
Wichtig: Die jeweils freigegebenen ATF-Öle sind der ZF Schmierstoffliste TE-ML 11 zu entnehmen. Bitte beachtet auch die Leistungsbeschreibung des Fahrzeugherstellers.
Alle Informationen nochmal zum Mitnehmen
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