Viskosität und Schergefälle

Bei Mehrbereichs-Motorölen, die VI-Verbesserer enthalten, ist die Viskosität außer von der Temperatur und vom Druck auch noch vom Schergefälle abhängig.

Stellt man sich den Schmierspalt und damit auch den Schmierfilm vieltausendfach vergrößert vor, so werden die direkt am nicht bewegten Teil (z. B. Lagerschale, Zylinderlaufbahn) befindlichen Ölteilchen die Geschwindigkeit Null haben. Dagegen werden die am bewegten Teil anliegenden Ölteilchen die Geschwindigkeit dieses Bauteils (z. B. Umfangsgeschwindigkeit des Lagerzapfens der Kurbelwelle oder die Kolbengeschwindigkeit) annehmen. Dieser Vorgang soll theoretisch durch das Geschwindigkeitsdreieck in dargestellt werden.

Definition: Schergefälle
Als Schergefälle bezeichnet man die Geschwindigkeit am bewegten Teil [m/s] dividiert durch die Schmierfilmdicke [m].

Als Schergefälle bezeichnet man die Geschwindigkeit am bewegten Teil [m/s] dividiert durch die Schmierfilmdicke [m]. Hiernach ergibt sich ein Schergefälle [s-1] in Verbrennungsmotoren im Bereich Hauptlager sowie Kolben und Zylinderlaufbahn von ca. 10-5 s-1 bei Leerlaufdrehzahl bis zu ca. 10-6 s-1 bei maximaler Drehzahl.

Schmieröle, deren Viskosität sich nur unter dem Einfluss von Temperatur und Druck, nicht aber durch unterschiedliches Schergefälle ändert, bezeichnet man als newtonsche Flüssigkeit (Öl A). Hierzu gehören Öle ohne VI-Verbesserer.

Ist die Viskosität auch noch vom Schergefälle abhängig, so spricht man von nicht-newtonschen oder auch strukturviskosen Flüssigkeiten (Öl B). Dies gilt für alle Mehrbereichsöle mit VI-Verbesserern.

Die Viskosität dieser Öle nimmt bei gleicher Temperatur und gleichem Druck, aber größer werdendem Schergefälle (High Shear à steigender Drehzahl) je nach Art und Menge des VI-Verbesserers mehr oder weniger stark ab. Man nennt dies auch reversiblen oder temporären Scherverlust.