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F. Franek, K. Steinschütz, C. Lenauer, C. Besser, N. Dörr, M. Jech:
"Der Einfluss auf das Alterungsverhalten von Motorölen durch die künstliche Alterung mit Ethanol-Verbrennungsprodukten";
Talk: 52. Tribologie-Fachtagung - GfT, Göttingen, D; 2011-09-26 - 2011-09-28; in: "Reibung, Schmierung und Verschleiß - Forschung und praktische Anwendungen - Band I + II", Gesellschaft für Tribologie e.V., (2011), ISBN: 978-3-00-035439-7; 63/1 - 63/6.

The increasing addition of biocomponents in fuel leads to higher requirements for the engine oil and influences
the wear behaviour in the engine. The lubricity of an engine oil can be degraded through decreased viscosity, e.g.
due to dilution with fuel, but also through chemical reactions caused by combustion products. Bioethanol, biodiesel
and their combustion productions can come into contact with the engine oil via blow-by gases. This can
cause unwanted aging behaviour and reduced lubricant stability. The research carried out for this paper focuses
on the influence of ethanol and its combustion products on the lubricant and the wear behaviour in the engine,
especially concerning the piston ring-cylinder liner contact. To achieve these goals, wear measurement using
radioactive isotopes were carried out in both a tribometer setup and a real engine. Also, chemical analyses were
performed on artificially aged engine oils. During the artificial ageing procedure, ethanol and its combustion products
were (separately) added to the engine oil. First tribometrical tests were performed using the artificially aged
engine oils to investigate their lubricity. Then engine tests were carried out with the continuous addition of ethanol
combustion products to the engine oil circuit, while wear was being measured using the same technique as during
the tribometer tests.

Die stufenweise Anhebung des Anteils der Biokomponenten in Kraftstoffen aufgrund gesetzlicher Vorgaben [1]
erhöht die Anforderungen an das Motoröl und beeinflusst das Verschleißverhalten im Motor. Die Schmierfähigkeit
eines Motoröls kann durch die Verminderung der Viskosität, zum Beispiel durch die Verdünnung mit Kraftstoff,
verschlechtert werden, aber auch durch die von Verbrennungsprodukten ausgelösten chemischen Reaktionen.
Bioethanol und Biodiesel sowie deren partielle Verbrennungsprodukte können über Blow-by-Gase mit dem Motoröl
in Kontakt kommen und ein unerwünschtes Alterungsverhalten - eine verringerte Stabilität - verursachen.
Im Zentrum der hier dokumentierten Untersuchungen liegt der Einfluss von Ethanol und seiner Verbrennungsprodukte
auf das Schmieröl und das Verschleißverhalten im Motor, im Besonderen im Kontakt Zylinderlaufflächen-
Kolbenring [2]. Zur Abklärung der Thematik wurden Verschleißmessungen mit Hilfe von radioaktiven Isotopen am
Tribometer und am Motorprüfstand und eine chemische Analyse von künstlich gealterten Motorölen durchgeführt.
In einem ersten Ansatz wurden die Schmierstoffe durch die kontinuierliche Zusetzung unterschiedlicher Verbrennungsprodukte
künstlich im Labor gealtert. Die künstliche Alterung umfasst die labormäßige Beanspruchung bei
erhöhten Temperaturen und das Einbringen von Luft und für Biokomponenten typischen Substanzen. Diese
künstlich gealterten Öle wurden laufend durch chemische Analysen überprüft. Im nächsten Schritt wurden mit
diesen Schmierölen Tribometertests durchgeführt, um die Schmierfähigkeit von künstlich gealterten Motorölen zu
untersuchen. Unterstützend wurden anhand von Motorversuchen die Effekte der Verbrennungsprodukte auf das
Schmieröl, durch das Zudosieren von Verbrennungsprodukten in den Ölkreislauf, bewertet. Dazu wurde die gleiche
Messtechnik wie auch in den Tribometerversuchen eingesetzt.

Project Head Friedrich Franek:
Tribologie