DE102006054511A1

DE102006054511A1 - Mehrkomponenten-Schmiermittel auf Esterbasis für Verbrennungsmotoren

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Publication number: DE102006054511A1
Application number: DE102006054511A
Authority: DE
Inventors: Lothar Bendel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-11-21
Also published as: WO2008061709A1; DE102006054511B4; EP2129756A1

Abstract

Es wird eine in Verbrennungsmotoren aller Art einsetzbare Motorölzusammensetzung, bestehend aus einem biologisch abbaubaren synthetischen Monoester als Basisöl, einem biologisch abbaubaren polaren komplexen Ester als Extreme-Pressure-Additiv, einem Viskositätsindex-Verbesserer (VI-Improver) und einem - je nach Motorenart (Diesel-/Ottomotor) unterschiedlichen - Standardmotoröladditivpaket sowie einem - sofern nicht bereits Bestandteil des Standardmotoröladditivpaketes - Kupfer-Deaktivator beschrieben, die in dieser Zusammensetzung aufgrund ihrer physikalisch-chemikalischen Eigenschaften einen an der Oberfläche der Reibstellen haftenden, stabilen Schmierfilm bildet, die Zustände der Trocken- und Mischreibung eliminiert, die Reibung in einem Motorraum verringert, die Abhängigkeit vom Öldruck senkt, zu einer Verbesserung der Notlaufeigenschaften führt und zu einer Senkung des Kraftstoffverbrauchs führt. Dabei stellen die verwendeten Ester in Standardveresterungsverfahren hergestellte, spezielle chemische Moleküle dar, bei dem verwendeten VI-Improver, dem Standard-Motoröladditivpaket sowie dem Kupfer-Deaktivator handelt es sich um gängige, am Markt erhältliche Produkte.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine in Verbrennungsmotoren aller Art einsetzbare Motorölzusammensetzung, die sich aus einem biologisch abbaubaren synthetischen Monoester als Basisöl, einem biologisch abbaubaren polaren komplexen Ester als Extreme-Pressure-Additiv, einem VI-Improver (Viskositätsindex-Verbesserer) und einem – je nach Motorenart unterschiedlichen – Standardmotoröladditivpaket sowie einem – falls nicht Bestandteil des Standardadditivpakets – Kupfer-Deaktivator zusammensetzt.
Diese neuartige Motorenölzusammensetzung bewirkt, dass die bei Mineral- und Syntheseölen üblichen Zustande der Trocken- und Mischreibung eliminiert werden, was wiederum zu einer signifikanten Senkung der Reibleistung führt.
Sie findet Anwendung in Verbrennungsmotoren aller Art, die aus herkömmlichen metallischen Materialien hergestellt sind.
Klassische Verbrennungsmotoren bestehen aus einer Vielzahl von metallischen Hauptbauelementen wie Kolben, Laufbüchsen, Pleueln, Pleuellagern, Kurbelwellen, Ventilen, Nockenwellen, die sich mit relativ hoher Geschwindigkeit gegeneinander bewegen und dabei lange Verschleißwege zurücklegen. Typischerweise werden diese Bauelemente aus metallischen Werkstoffen wie Gusseisen, Stahl, Aluminium, Messing und Bronzelegierungen hergestellt (daneben finden aber auch Motoren Verwendung, die aus keramischen Teilen bestehen) und unterliegen daher einem systemtypischen Verschleiß den man in einer Reibleistung zusammenfasst. Beim Pkw gehen ca. 8 bis 12% der zugeführten Leistung verloren, beim Lkw ca. 12 bis 16%.
Um die Reibung und Verschleiß zwischen den Bauteilen so gering wie möglich zu halten, werden die Reibstellen mit Öl versorgt, welches die aufeinander gleitenden Werkstoffe vor Verschleiß, Korrosion oder Verschweißen (Fressen) schützt.
Bis zur Entwicklung der Verbrennungsmotoren wurden hauptsächlich Schmierstoffe auf pflanzlicher Basis eingesetzt, die aber nicht die zur Verwendung in Verbrennungsmotoren erforderliche Temperaturstabilität aufwiesen.
Heute finden Mineralöle, Hydrocracköle und synthetische Motoröle zur Schmierung von Verbrennungsmotoren Verwendung. Die für die synthetischen Motoröle verwendeten Grundöle sind aus petrochemischen Grundstoffen synthetisiert. Synthetiche Motorenöle beruhen allgemein auf Polyalphaolefinen (PAO) mit einem synthetischen Ester als Zusatz von ca. 10 bis 15%. PAO's werden aus Ethylen als Grundbaustein in einem chemischen Prozess synthetisiert. Die aus diesem Prozess resultierenden Kohlenwasserstoffverbindungen weisen eine definierte Molekülstruktur auf.
Bei unpolaren Ölen (wie beispielsweise Mineralölen und erdölbasierten Syntheseölen) ist die Versorgung der Reibstellen abhängig vom Öldruck und es entstehen Zustände der Trocken- und Mischreibung. Vor allem in den Zylinderbuchsen herrscht permanent Mischreibung. Um den Schmierfilm nicht abreißen zu lassen, müssen die Oberflächen rau sein, damit sich in den „Tälern" Öldeponien bilden können. Am oberen Kolbenring herrscht Trockenreibung, wenn der Kolben sich am oberen Totpunkt (OT) befindet. Durch ein leichtes Kippen des Kolbens entsteht unerwünschter Verschleiß, der die Leistung des Motors verringert.
Es hat in der Vergangenheit verschiedene Ansätze gegeben, die erläuterten Zustände der Trocken- und Mischreibung allgemein und insbesondere in Verbrennungsmotoren positiv zu beeinflussen. Die folgenden Lösungsvorschläge, die gleichermaßen Verfahren zur Herstellung von Schmierstoffen als auch die Zusammensetzung von Schmierstoffen betreffen, sind zu nennen: DD 282 470 A5 läuft auf eine Schmierölformulierung mit verbesserten tribologischen Eigenschaften im Mischreibungsgebiet, die für den Einsatz insbesondere zur Herstellung von Motorenölen, Getriebeölen und Industrieölen geeignet ist, hinaus, welche den Effekt der Reibungs- und Verschleißsenkung durch den Zusatz von Alkylaminomethylenphosphonsäureestern erreicht, die als Friction Modifier einem Grundöl bzw. einem vollformulierten (Mineral-)Öl zugegeben werden.
DD 289 424 A7 ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Gehalt des Schmiermittels an einer flüssigen, öligen oder wachsartigen Verbindung aus der Gruppe hochfluorierter mono- oder oligomerer Kohlenstoffverbindungen, die in der Molekel in regel- oder unregelmäßigen Abständen Atome oder Atomgruppierungen an Kohlenstoffe gebunden enthalten, insbesondere – Cl, -OH, -OR, -SH, -SR, wobei R einen Molekülrest bedeutet, als wirksame Komponente, deren Gehalt zwischen 0,01 und 5,0 Ma.-% beträgt. Das Schmiermittel ist für metallische Reibflächen, beispielsweise für Spurstangen- oder Gelenkschmierung, als Zusatz für Schmierstoffe, Schmieröle, Einlauföle, Dieselöle, Kraftstoffe oder Kraftstoff-Öl-Gemische insbesondere in Verbrennungskraftmaschinen geeignet.
Für lebensdauergeschmierte Verbrennungsmotoren beschreibt DD 297 08 653 eine Funktionsflüssigkeit, die die Eigenschaften eines Schmiermittels und einer Kühlflüssigkeit in sich vereint, aufgrund ihrer neuartigen Zusammensetzung erhebliche Vorteile gegenüber bekannten Mo torenölen aufweist vor allem aber auch Anwendung findet in Motoren, de aus keramischen feilen bestehen. DE 695 20 113 betrifft ein esterbasiertes Schmiermittel zur besonderen Verwendung in Zweitaktmotoren.
DE 690 24 465 betrifft eine Schmiermittelzusammensetzung aus α-β-ungesättigten Dicarbonestern und olefinisch ungesättigten Verbindungen. Unter DE 43 17 980 , DE 43 17 943 , DE 42 35 197 werden Schmiermitteladditive beschrieben.
Daneben werden verschiedene esterbasierte Schmiermittel beschrieben, deren Palette von genießbaren Schmiermitteln für Hochdruckkompressoren bis zu kosmetisch einsetzbaren Schmiermitteln auf Jojoba-Basis reichen.
Keine der im Stand der Technik beschriebenen Schmiermittelzusammensetzungen trägt zum Aufbau eines permanenten, an der Oberfläche der Reibstellen haftenden Schmierfilms bei. Die geschilderten Vorschläge haben die Verbesserung mineralischer und synthetischer Schmiermittel zum Ziel, die bekannten Schwächen unpolarer Schmiermittel werden jedoch nicht beseitigt.
Technische Aufgabe
Der beschriebenen Erfindung liegt im Hinblick auf die Nachteile der Schmierzusammensetzungen des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, unter Anknüpfung an die dargelegten Zwänge zu rauen Oberflächen durch Ersetzung der herkömmlichen mineralischen und synthetischen Schmiermittel mittels eines biologisch abbaubaren, esterbasierten Schmiermittels die Zustände der Trocken- und Mischreibung im Motorraum herkömmlicher Verbrennungsmotoren durch den Aufbau eines permanenten Schmierfilms zu beseitigen mit den Effekten verminderten Kraftstoffverbrauchs und verminderten Verschleißes der Oberflächen.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 17 definierte Motorölzusammensetzung vorteilhafterweise gelöst. Um die negativen Zustände der Trocken- und Mischreibung zu eliminieren, wird eine neue Schmierstrategie verfolgt. Die Motorölzusammensetzung lässt sich in erfindungsgemäßen Verwendungen der Ansprüche 18 bis 21 einsetzen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß umfasst die Motorölzusämmensetzung einen biologisch abbaubaren organischen Monoester als Basisöl, einen biologisch abbaubaren organischen komplexen Ester als Extreme-Pressure-Additiv, einen Viskositätsindex-Verbesserer (VI-Improver), ein – je nach Motorenart (Diesel-/Ottomotor) unterschiedliches – Standardmotoröladditivpaket und einen – sofern nicht bereits Bestandteil des Standardmotoröladditivpaketes – Kupfer-Deaktivator. Diese Zusammensetzung hat folgende unerwartete technische Eigenschaften:
Im Unterschied zu PAO-Ölen sind die Ölmoleküle der angemeldeten Erfindung polar und haben daher eine Adhäsion zu eisenhaltigen Materialien.
Durch die auf die Sauerstoffatome zurückzuführende teilweise Ladungstrennung entsteht ein Dipol, der zu einer im Vergleich zu unpolaren Kohlenwasserstoffen (= Mineralölen) deutlich höheren Haftung an Metalloberflächen führt. Aufgrund der höheren Affinität der Esteröle gegenüber Metalloberflächen bleibt der Schmierfilm auch bei Stillstand des Motors erhalten.
Ein fest haftender Schmierfilm macht den beschriebenen Zwang zur rauen Oberfläche, vor allem in Zylindern, überflüssig. Da die Ölmoleküle auch an glatten Oberflächen haften bleiben, wird durch die Zugabe von Extrem-Pressure-Additiven (EP-Additiven) der Metall-Kontakt der Reibstellen verhindert. Das hat zur Folge, dass das Metall an den Reibstellen plastisch verformt wird, statt zu verschweißen. Die metallische Oberfläche wird plastisch verformt und eingeglättet. Durch den beschriebenen tribologischen Effekt der plastischen Verformung der Reibstellen wird die Reibleistung im Motor verringert, der Kraftstoffverbrauch im 4-Zylindermotor sinkt um bis zu 10% und im 6-Zylindermotor um bis zu 15%.
Weiter wurde beobachtet, dass sich aufgrund der beschriebenen plastischen Verformung der Verschleiß der metallischen Oberflächen verringert und Motoren eine höhere Lebensdauer erreichen.
Ein zusätzlicher Nebeneffekt der beschriebenen Erfindung ist, dass aufgrund der Affinität der Estermoleküle zur metallischen Oberfläche die Abhängigkeit vom Öldruck sinkt und die Notlaufeigenschaft im Motor sich verbessert.
Der organische Monoester als Basisflüssigkeit wird aus einem monovalenten Alkohol und einer monovalenten Säure mit einer Kohlenstoffkette zwischen Cl4-20 gewonnen. Der organische Monoester hat bei einer Temperatur von 100 °C eine kinematische Viskosität gem. ASTM D 445 zwischen 5 und 6 mm²/Sek.
Die zum Einsatz in der Erfindung als Basisflüssigkeit besonders geeigneten Monoester werden in Standardversterungsverfahren aus natürlichen monovalenten Carbonsäuren mit einer Kohlenstoffkette von C14-20 und monovalenten Alkoholen mit einer Kohlenstoffkette von C14-20 gewonnen.
Die besonders bevorzugten Monoester werden aus einem monovalenten Alkohol mit einer linearen oder verzweigten C14-C20 Kohlenstoffkette, vorzugsweise einem gesättigten verzweigten Alkohol mit einer Kohlenstoffkette von C16-C18 und einer natürlichen, monovalenten Carbonsaure mit einer linearen oder verzweigten Kohlenstoffkette von C14-C20, vorzugsweise gesättigte Säuren, insbesondere mit einer Kohlenstoffkette von C16-C18, hergestellt. Länge der Kohlenstoffkette und die Linearität der Struktur haben erhebliche Auswirkungen auf die Schmierfähigkeit des Schmiermittels. Eine zu kurze Kohlenstoffkette und eine zu lineare Struktur führen zu einer zu geringen Viskosität, welche die Schmierfähigkeit und die Leistung des Motoröls beeinträchtigen würde.
Die bevorzugten Mono-Ester sind biologisch abbaubar (OECD 301; CEC 33) und haben einen Stockpunkt gem. ASTM D97 von weniger als – 33 Grad, einen Säureanteil von weniger als 0,1 mgKOH/g, einen Wasseranteil von weniger als 0,1% und einen Hydroxylanteil von weniger als 3 mgKOH/g.
Der organische komplexe Ester als Extreme-Pressure-Additiv wird aus Polyalkoholen, polyvalenter Säure, Monoalkoholen und/oder Monosäure gewonnen. Ein Extreme-Pressure-Additiv ist derjenige Bestandteil des Motoröls, der die Druckbelastung des Schmiermittels reguliert. Das älteste Extreme-Pressure-Additiv ist reiner Schwefel. Je höher die Druckbelastung, desto später kommt es zum Kontakt der Reibstellen (Metall-Metall-Kontakt) und damit zum Verschleiß.
Der zur Erstellung des komplexen Esters verwendete Polyalkohol kann di-, tri oder tetravalent sein, vorzugsweise Neo Pentyl Glycol.
Die für die Herstellung des komplexen Esters eingesetzte polyvalente Säure hat eine Kohlenstoffkette zwischen C6 und C54.
Der komplexe Ester ist das Reaktionsprodukt der Mischung zweier verschiedener divalenter Säuren und Neo Pentyl Glycol als Alkohol, wobei eine Mischung einer kurzkettigen und einer langkettigen divalenten Säure besonders bevorzugt ist, und eines Monoalkohols zur Beendigung der Reaktion. Die kinematische Viskosität des organischen komplexen Ester gem. ASTM D 445 ist bei einer Temperatur von 100°C größer als 1500 mm²/sec.
Zur Vervollständigung des Schmiermittels werden dem organischen Monoester und dem komplexen Ester noch ein herkömmlicher Viskositätsindex-Verbesserer (VI-Improver), ein Standardadditivpaket und – sofern nicht bereits Bestandteil des Standardadditivpakets – ein Kupfer-Deaktivator beigegeben.
Ein Viskositätsindex-Verbesserer ist ein Bestandteil, der die Schmierfähigkeit des Schmiermittels verbessert. Der Einsatz von VI-Verbesserern ermöglicht die Herstellung von Mehrbereichs-Motorenölen. VI-Verbesserer erhöhen bzw. strecken die Viskosität eines Öles und verbessern somit das Viskositäts-Temperatur-Verhalten.
Standardadditivpakete bestehen aus Detergentien, Dispergierungsmitteln, Antioxidationsmitteln, Antikorrosionsmitteln und Antiverschleißmitteln.
Detergentien sind waschaktive Substanzen, die der Bildung von Ablagerungen an thermisch belasteten Bauteilen entgegenwirken. Dispergierungsmittel werden eingesetzt, um feste und flüssige Verunreinigungen, die über den Motorbetrieb in das Öl eingetragen werden, zu umhüllen und fein verteilt in Schwebe zu halten; dadurch werden Ablagerungen im Motor verhindert. Antioxidationsmittel werden verwendet, um den Alterungsprozess des Schmiermittels zu verlangsamen. Antikorrosionsmittel werden zum Schutz gegen Angriffe auf die metallische Oberfläche eingesetzt und Antiverschleißmitteln werden zum Schutz vor Verschleiß eingesetzt und dienen dem Aufbau eines äußerst dünnen Schmierfilms.
Ein Kupfer-Deaktivator führt zum Passivieren von Eisen- und Kupferpartikeln und damit zur Beendigung bzw. Abschwächung der katalytischen Einwirkungen dieser Metalle auf den Alterungsprozess.
Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäß zusammengesetzte Schmiermittel mengenmäßig in der folgenden Weise zusammengesetzt werden kann:

Bestandteile Menge

Monoester 65–80%

Komplexer Ester 1–5%

VI-Improver 2–7%

herkömmliches Additivpaket 20–25%

Kupfer-Deaktivator < 0.1%

Prozentangaben in Gewichtsprozent

Wegen der stetigen Erhöhungen der Ölpreise, beschränkter Verfügbarkeit von Erdöl und steigender Umweltsensibilität hat das Interesse an biologisch abbaubaren Motorölen stark zugenommen.
Ein Hauptmotiv der Schmierstoff-Hersteller ist die Sorge um die Umwelt, die sich beispielsweise in strengeren Verbrauchswerten – wie im Kyoto-Protokoll von 1997 vereinbart – widerspiegelt. Im Kyoto-Protokoll haben sich die Industriestaaten auf eine Verringerung der Treibhausgase um 5% in den Jahren 2008–2012, bezogen auf den Level von 1990, verständigt.
Neben der Forderung nach einer Emissionsverminderung und verbesserter Kraftstoffleistungsfähigkeit verlangt die Industrie Motoröle mit langen Ölwechselintervallen, mit geringen Verbrennungsrückständen, mit hoher Temperaturtragfähigkeit, mit niedriger Verdampfungsrate (Noack) und mit guten Notlaufeigenschaften. Die Erfindung erfüllt die geschilderten Anforderungen, nämlich:

PCMO (Diesel und Benzinmotoren): ACEA A3, B3 und API SJ
HDDO: ACEA E4-98, API CF und Euro 2

Die beschriebene Erfindung ist geeignet, in Anpassung an geänderte und verschärfte Emissionsvorschriften für Fahrzeuge (Euro 5, welches spätestens 2010 in Kraft treten wird) entsprechend weiterentwickelt zu werden. Durch Verwendung der entsprechenden Additivpakete ist ein Schmiermittel realisierbar, das die dargestellten Emissionsgrenzwerte einhält.
Ausführungsbeispiel
Zur Überprüfung der Wirkweise der beschriebenen Erfindung ist das Schmiermittel mengenmäßig in der in der folgenden Tabelle ausgeführten Weise zusammengesetzt worden:

Bestandteile Menge

Monoester 72,2%

Komplexer Ester 2%

VI-Improver 2,9%

Additivpaket 22,8%

Kupfer-Deaktivator 0,1%

Prozentangaben in Gewichtsprozent

Als Monoester ist PRIOLUBE^® 1976 (Hersteller: Uniqema), als Komplexester PRIOLUBE^® 3986 (Hersteller: Uniqema), als VI-Improver Paratone 8006 (Hersteller: Chevron Oronite), als Additivpaket OLGA 8901 (Hersteller: Chevron Oronite) und als Kupfer-Deaktivator Plexol 156 verwendet worden.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der namentlich genannten Bestandteile und Produkte beschränkt.
Das verwendete Additivpaket OLGA 8901 der Fa. Chevron Oronite ist ein Standard-Hochleistungs-Additiv-Paket. Das Paket besteht aus Reinigungsmitteln, Dispergierungsmitteln, Antioxidationsmitteln, Antikorrosionsmitteln und Antiverschleißmitteln. Für die Erfindung könnten auch vergleichbare Produkte beispielsweise der Firmen Lubrizol oder Ethyl verwendet werden.
Die genannten Bestandteile sind gemischt worden, das Schmiermittel wurde einem Falex-Test zur Ermittlung der Druckbelastung unterzogen. Bei diesem Falex-Test wird eine Lagerwalze gegen eine rotierende Lagerschale gepresst, die mit dem zu testenden Schmierstoff geschmiert ist. Die Krafteinwirkung wird solange erhöht, bis es zum Fresser kommt. Die Wirkweise des Druckbelastungstests (Falex-Tests) zeigt 1. Die Krafteinwirkung bis zum Reißen des Schmierfilms ist ein Indikator für die Druckbelastung des Schmierstoffes.

Die Druckbelastung der beschriebenen Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Schmiermitteln zeigt die folgende Tabelle:

		Kalotte in mm		Fläche	Fresser	Druckbel.
NR.	Produktname	Länge	Breite	mm²	bei lb	lb/mm²
1	Veedol 0w30	6,80	3,40	10,009	12,00	4,316
2	Mobil 1 0w40	7,50	3,75	11,039	14,00	4,566
3	Castrol GTD 10w40 Magnatec	6,50	3,25	9,567	12,00	4,515
4	Castrol RS 0w40	7,00	3,50	10,303	13,00	4,542
5	1. Prototyp (LKW) L-00.143 5w30	6,95	3,48	10,230	13,37	4,705
6	2. Prototyp (LKW) 01.009 5w30	6,50	3,25	9,567	14,25	5,362
7	1. Prototyp (PKW) 02.043 5w30	6,95	3,48	10,230	15,00	5,279
8	2. Prototyp (PKW) 02.056 PAO Ow30	6,92	3,46	10,185	13,25	4,683
9	3. Prototyp (PKW) 02.056 + 05% EP	7,28	3,64	10,715	15,66	5,261

Unter den Nummern 1 bis 4 wird die Druckbelastung verschiedener marktüblicher Motorenöle ausgewiesen. Die Druckbelastung des ersten Prototyps der beschriebenen Erfindung (Nr. 5) entspricht in etwa der Druckbelastung der marktüblichen erdölbasierten Referenzprodukte (Nr. 1 bis 4), erbrachte aber nicht die gewünschte Wirkung.
Die Erhöhung der Druckbelastung im zweiten Prototyp der beschriebenen Erfindung (Nr. 6) um 19,6% bestätigte die Richtigkeit der vorstehenden Ausführungen.
Die beschriebene Erfindung ist in der Praxis hinsichtlich der Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch untersucht worden. Verschiedene Tests haben eine Verminderung des Kraftstoffverbrauchs im 4-Zylinder-Motor um bis zu 10% und im 6-Zylinder-Motor um bis zu 15% ergeben.

Die nachfolgende Tabelle stellt die Kraftstoffersparnis in einem PKW (Fiat Uno, 75 PS) dar:

Strecke	Produkt	Datum	Verbrauch	Km/h	Wirkungsgr.	Erhöhung in
Gemischt Land/AB	L-00.143	Nov.-Dez. 02	7,91	64,98	8,21	Erhöhung in
	01.009	Nov.-Dez. 03	7,14	74,66	10,46	27,288
Verbrauchssenkung in %			–9,73

Spezial Landstrecken	L-00.143	08.01.03	8,84	63,57	7,19
	01.009	18.10.03	7,83	67,00	8,56	18,991
Verbrauchssenkung in %			–11,43
Bergauf Beschleunigung 100°C	L-00.143	31.12.02	12,06	84,43	7,00
Eitlberg	01.009	08.03.03	9,19	88,95	9,68	38,255
Verbrauchssenkung in %			–23,80

Bergauf Beschleunigung/20 sec.	L-00.143	26.12.02	9,03	86,76	9,61
Annabrunn	01.009	11.02.03	7,48	90,67	12,12	26,162
Verbrauchssenkung in %			–17,17

100 km/h	L-00.143	08.01.03	7,58	100,49	13,26
	01.009	17.10.03	4,90	100,09	20,43	54,078
Verbrauchssenkung in %			–35,36

Leerlauf Öltemp.	L-00.143	06.01.03	7,44
	01.009	02.03.03	4,60
Verbrauchssenkung in %			–38,17

Die Tabelle beschreibt den Unterschied im Kraftstoffverbrauch zwischen einem Schmiermittel mit niedriger Druckbelastung und einem Schmiermittel mit höherer Druckbelastung. Nach der Zugabe von 2% eines Extreme-Pressure-Additivs wurden deutlich bessere Werte gemessen als diese von dem Schmiermittel ohne entsprechendes Extreme-Pressure-Additiv erzielt wurden. Die ausgewiesenen Daten wurden mit einem Data-Logger ermittelt, in dem alle relevanten Daten (Geschwindigkeit, Verbrauch, Öl- und Wassertemperatur) gespeichert wurden.
Die positiven Auswirkungen sind tabellarisch dokumentiert:
Wie der 2 zu entnehmen ist, sank der Verbrauch von ca. 7 l/100 km auf ca. 5 l/100 km.
Außerdem wurde festgestellt, dass der Verbrauch bei Bergauf-Fahrten von ca. 9 l/100 km auf ca. 7,7 l/100 km sank (3).
Weiter ergab sich, dass der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf von ca. 7 l auf ca. 4 l sank (4) Schließlich konnte im Bergauf-Fahren ein positiver Einfluss auf die Geschwindigkeit festge stellt werden (5).

Die nachfolgende Tabelle dokumentiert den Kraftstoffverbrauch in einem LKW (Scania 124L).

Km-Stand	gefah. Km	Ladung to	Verbrauch lit	./. l/100 km	to pro Km	to/lit	lit/to	Verb rauch 0. to	./. l/100 km	%
	80.000	3.600	28.100	35,13	0,045	0,128	623	27.477	34,35	%
719.265
720.137	872	40	313	35,89	0,046	0,128	7	306,1	35,10	–2,19
721.500	1.363	50	443	32,50	0,037	0,113	7	435,5	31,95	6,97
722.800
726.240	3.440	114	1.059	30,78	0,033	0,108	16	1.043,0	30,32	11,73
727.987	1.747	207	611	34,97	0,118	0,339	95	516,3	29,56	13,95
728.355
731.612	3.257	546	1.177	36,13	0,168	0,232	218	958,6	29,43	14,31
731.622 733.938
731.622 733.938	2.316	181	795	34,33	0,078	0,681	137	658,0	28,41	17,28
736.660	2.722	132	920	33,80	0,048	0,717	101	818,9	30,08	12,41
737.800
738.925	1.125	81	395	35,11	0,072	0,615	56	339,3	30,16	12,18
744.578
746.724	2.146	57	605	28,19	0,027	0,094	7	598,1	27,87	18,85
748.539	1.815	98	535	29,48	0,054	0,183	23	511,8	28,20	17,91

Nach km	29.274		Duchschn. Verbr.	33,12				Duchschn. Verbr.	29,55
			Senkung %	5,71				Senkung %	13,95
								Ersparnis EUR	4.225,71

Die gefundenen Ergebnisse basieren auf einer vorher/nachher Aufzeichnung. Über eine Strecke von 80.000 km wurde vor Verwendung der hier beschriebenen Erfindung ein durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch von 34,35 l/100 km gemessen. Die rechte Hälfte der Tabelle berücksichtigt die Auswirkungen der geschleppten Last und die Charakteristik der Strecken. Der sich ergebende Mehrverbrauch wurde vom Ist-Verbrauch abgezogen und damit der tatsächliche Verbrauch bereinigt.
Zu erkennen ist, dass der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch auf 29,55 l/100 km gefallen ist. Den Verbrauchsverlauf dokumentiert 6.
Die tribologischen Effekte der Verschweißung und der plastischen Verformung wurden rasterelektronenmikroskopisch untersucht. 7 zeigt die metallkundliche Beurteilung von Stahl 100Cr6, der in einem Falex-Test der Schmierung der Schmierung mit Avia SAE 15 W40-Motorenöl, einem handelsüblichen Motorenöl, ausgesetzt war. Es ist eine ausgeprägte Fressspur, in der Übersicht und im Detail zu erkennen, die den Verschleiß infolge Metall-Metall-Kontaktes der Reibstellen dokumentiert.
8 zeigt – ebenfalls in der Übersicht und im Detail – die metallkundliche Beurteilung von Stahl 100Cr6, der in einem Falex-Test der Schmierung mittels der hier beschriebenen Erfindung ausgesetzt war. Die Fressspur ist hier im Vergleich zu der in 7 dokumentierten Fressspur merklich kleiner.
9 zeigt im Querschnitt die metallkundliche Beurteilung von Stahl 100Cr6, der durch Falex-Test der Schmierung mittels der angemeldeten Erfindung ausgesetzt war, in der Übersicht und im Detail. Deutlich ist eine verformte Schicht zu erkennen, die Oberfläche ist verdichtet worden.

Claims

Motorölzusammensetzung, umfassend einen organischen Monoester als Basisöl und einen organischen komplexen Ester als Extreme-Pressure-Additiv.
Motorölzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Monoester von einem monovalenten organischen Alkohol und einer monovalenten organischen Säure abgeleitet ist.
Motorölzusammensetzung gemäß Anspruch 2, wobei die monovalente Säure eine monovalente Säure mit einer linearen oder verzweigten C14-C20-Kohlenstoffkette, vorzugsweise einer verzweigten C16-C18-Kohlenstoffkette, und besonders bevorzugt einer gesättigten, verzweigten C16-C18-Kohlenstoffkette darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei der monovalente Alkohol ein monovalenter Alkohol mit einer linearen oder verzweigten C14-C20-Kohlenstoffkette, vorzugsweise einer verzweigten C16-C18-Kohlenstoffkette, und besonders bevorzugt einer gesättigten, verzweigten Cl 6-C18-Kohlenstoffkette darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die monovalente Säure und/oder der monovalente Alkohol ein Naturprodukt darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Monoester eine Viskosität von 5 bis 6 mm²/sec bei 100 °C aufweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Monoester biologisch abbaubar ist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Monoester einen Stockpunkt von –33 °C aufweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Monoester einen Säureanteil von weniger als 0,1 mgKOH/g ausweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Monoester einen Wassergehalt von weniger als 0,1% aufweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Monoester einen Hydroxylanteil von weniger als 3 mgKOH/g aufweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der komplexe Ester (a) von einem Polyalkohol und mindestens einer Monosäure, (b) einer Polysäure und mindestens einem Monoalkohol oder (c) mindestens einem Polyalkohol und mindestens einer Polysäure abgeleitet ist.
Motorölzusammensetzung gemäß Anspruch 12, wobei der Polyalkohol ein di-, tri- oder tetravalenter Polyalkohol darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß Anspruch 13, wobei der Polyalkohol Neopentylglykol darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Polysäure eine Polysäure mit einer linearen oder verzweigten C6-C54-Kohlenstoffkette darstellt.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der komplexe Ester eine Viskosität von mehr als 1500 mm²/sec bei 100 °C aufweist.
Motorölzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das EP-Additiv Priolube 3986 darstellt.
Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Motoröl zur Verminderung der Reibung in einem Motorraum.
Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruche 18 als Motoröl zur Eliminierung der Zustände der Trocken- und Mischreibung.
Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als Motoröl zur Senkung der Abhängigkeit der Ölversorgung an den Reibstellen vom Öldruck.
Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 als Motoröl zur Verbesserung der Notlaufeigenschaft.