Do bypass filters deliver what they promise?

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Für unseren gemischten Fuhrpark benötigen wir jährlich mindestens 15.000 l Motorenöl. Nun überlegen wir, die Fahrzeuge mit Nebenstromfiltern auszurüsten. Nach Aussage des Herstellers entfallen damit so gut wie alle weiteren Ölwechsel. Die Reduzierung der Kosten wäre natürlich ganz in unserem Sinne. Auch wenn wir mehrmals die Nebenstromfilter wechseln müssen, lohnt sich der Umstieg immer noch.
Aber: Ist das Öl denn wirklich so lange voll leistungsfähig?

OELCHECK antwortet:

Kaum eine Anlage in der Industrie wird ohne Filter betrieben. Nahezu alle Motoren sind mit Filtern, die im Hauptstromprinzip arbeiten, ausgerüstet. Besonders wenn in Hydrauliken höchste Anforderungen an die Reinheit des Öls gestellt werden, sind zusätzliche Nebenstromfilter das Mittel der Wahl. Durch den Einsatz von speziellen Filterelementen können sie oft auch etwas Wasser absorbieren. So tragen sie z.B. wesentlich dazu bei, die Ölwechselzeiten zu verlängern.Doch beim Filtern von Motorenölen aus Kraftfahrzeugen sieht die Sache etwas anders aus.

Die Aufgaben der Ölfilter
Der Standardfilter und der zusätzlich angebaute Nebenstromfilter entfernen Partikel aus dem Motorenöl.Im Wesentlichen handelt es sich um feste Abriebspartikel aus Lagern, Kolbenringen, Buchsen und Ventilen. Neben Eisen sind Aluminium, Chrom, Kupfer, Zinn und andere Metalle dabei. Auch Staubpartikel werden aus dem Öl entfernt, wenn sie trotz eines feinen Ansaugfilters über die Ansaugluft ihren Weg ins Motorenöl gefunden haben. Aus dem Dieselmotorenöl können Rußpartikel und Reaktionsprodukte der Ölalterung entfernt werden, wenn sie z.B. durch Anlagerung von Additiven eine kritische Größe überschreiten.Besonders bei Kurzzeitbetrieb in der kalten Jahreszeit kann auch Kondensat als Wasser im Motorenöl bilden. Wenn der Motor aber regelmäßig läuft, verdunstet das Wasser bei Öltemperaturen von über 80 °C und stellt somit kein Problem mehr dar.

Nebenstrom- kontra Standardfilter

Standardfilter sind als eng gefaltete 3- bis 5- lagige „Tiefenfilter“ ausgeführt. Sie halten Partikel in einer Größe von 25 bis 50 μm (zehntausendstel Millimeter) zurück. Die meisten der Nebenstromfilter sind feiner. Sie sollen bereits Partikel ab 1 μm und sogar noch kleinere Partikel aus dem Öl entfernen. Meist bestehen sie aus Zellstoff, d.h. ein papierähnliches Filterpapier ist um ein Stützrohr gewickelt. Diese Filterrolle wird von einem Aluminiumgehäuse ummantelt.

Doch wo wird der Nebenstromfilter eingebaut?

Der Standardfilter hat seinen festen Platz. Eine Zahnradpumpe fördert das Motorenöl aus der Ölwanne zu den Schmierstellen des Motors. Der Serienfilter sitzt in der Regel hinter der Pumpe im Hauptstrom und reinigt den größten Teil der geförderten Ölmenge, bevor sie ihre Arbeit an den Schmierstellen aufnimmt. Erst wenn die Filterkapazität erschöpft ist, öffnen sich Bypassventile, damit auch bei verblockten Filter noch Öl zu den Schmierstellen gelangt.

Für den Nebenstromfilter müssen erst einmal ein geeigneter Standort und Anschlussmöglichkeiten gefunden werden. Nomen est omen!Der Nebenstromfilter sitzt nicht im Hauptstrom der Ölleitung, sondern in einem davon abzweigenden Nebenstrom. Daher fließt auch nicht das ganze Öl durch den Filter. Es sind im Schnitt nur 5-7 % der gesamten Füllmenge.

Erfahrungswerte aus der Praxis

Im OELCHECK-Labor haben wir viele Ölproben aus Motoren, mit einem zusätzlichen Nebenstromfilter untersucht und können deshalb repräsentative Aussagen über den Wirkungsgrad solcher Filter machen.

  • Metalle im Öl weisen fast immer auf korrosive oder abrasive Verschleißvorgänge hin. Daher nehmen wir den Metallgehalt ganz besonders unter die Lupe. Für Motorenöle liegt ein üblicher Wert für Eisen nach 500 Bh bzw. bei 15.000 km bei PKW‘s bzw. bei 60.000 km bei LKW‘s bei ca. 80 mg/kg. Bei verlängertem Ölwechselintervall, finden wir oft Eisenwerte von 125 oder gar 170 mg/kg. Die Nebenstromfilter sind offensichtlich nicht in der Lage, die durch Korrosion entstandenen extrem feinen Eisenpartikel aufzufangen.
  • Nicht zuletzt die Diskussion zum Thema „Feinstaub“ hat gezeigt: Die Rußpartikel aus dem Verbrennungsprozess sind aufgrund neuester Technologie so klein, dass sie auch der feinste Nebenstromfilter nicht zurückhalten kann. Wenn der Rußgehalt über 2% ansteigt, wird das Motorenöl deutlich dicker, die Wärmeanfuhr wird schlechter und die Rußpartikel können wie Feinstaub sogar abrasiven Verschleiß verursachen. In Proben wurden schon bedrohliche Konzentrationen von mehr als 5 % Ruß ermittelt.
  • Relativ stabil bleibt der Gehalt an Additiven. Es darf aber nicht vergessen werden: Wenn die Nebenstromfilter vorschriftsmäßig gewechselt werden, wird zwangsläufig relativ viel Frischöl nachgefüllt. Damit gelangen immer wieder Additive in den Ölkreislauf.
  • Die Viskosität steigt meist langsam an. Der Grund dafür sind die höhere Belastung des Öls mit Rußpartikeln und eine verstärkte Öloxidation. Die ursprüngliche Viskosität des Öls sollte aber nicht mehr als 3 mm2/s bei 100 °C zunehmen, damit die Funktionsweise erhalten bleibt.
  • Jedes Öl altert hauptsächlich durch seine Temperaturbelastung. Motorenöl wird zusätzlich durch saure Bestandteile belastet, die bei der Verbrennung z.B. von schwefelhaltigem Kraftstoff und durch die Bildung von Stickoxiden (NOX) zwangsläufig entstehen. Diese Säuren sind überaus aggressiv und verursachen Korrosion. Die BN, Base Number bzw. Basenzahl gibt an, wie viele saure Bestandteile noch vom Öl neutralisiert und unschädlich gemacht werden können. Durch die ständig aufzunehmenden Säuren und durch Oxidations- und Reaktionsprodukte nimmt die BN im Laufe der Einsatzzeit des Öls permanent ab.

Im Laborbericht wird die BN in mgKOH/g angegeben. Für Motorenöle soll sie 40% des Ausgangswertes nicht unterschreiten. Eine zu niedrige BN kündigt die Erschöpfung des Öls hinsichtlich seiner Antioxidantien und der Säureaufnahmefähigkeit an. Es hilft nur noch ein kurzfristiger Ölwechsel um das „Umkippen“ d.h. ein Eindicken des Öls in kürzester Zeit zu verhindern.

Nebenstromfilter sind nicht in der Lage, die schädlichenSäuren, die vollständig im Öl gelöst sind, aus dem Öl heraus zu filtern. Selbst wenn wir im Labor bei den fraglichen Motorenölen auch nach über 1.000 Bh noch kein bedrohliches Absinken der BN feststellen können, spricht dies nicht für die Leistungsfähigkeit der Nebenstromfilter sondern eher für die Qualität der Motorenöle und der Motoren.

Fazit:
Der Einsatz von Nebenstromfiltern in der Industrie ist durchaus sinnvoll. Für Motorenöle in Fahrzeugen gilt dies aber nur bedingt. Nebenstromfilter können aus Motorenölen weder die gelösten Säuren noch Kraftstoffverunreinigungen entfernen. Auch die extrem kleinen Metallpartikel, sowie der feine Ruß bleiben in der Filterrolle nicht vollständig hängen. Im Gegensatz zu Industrieölen können daher Motorenöle trotz Nebenstromfilter nicht nennenswert länger verwendet werden. Ölwechsel sind unverzichtbar.

Ob Nebenstromfilter für Motorenöle wirtschaftlich sind, sei dahin gestellt. Vergleichen Sie die Kosten für klassische Ölwechsel mit denen für Nebenstromfilter, deren Montage und Austausch sowie den Nachfüllmengen an Frischöl. Unter dem Strich ist der Vorteil nicht sehr groß.

Bedenken Sie auch das Risiko, wenn Sie sich blind darauf verlassen, dass die Filterrolle alles kompensiert. Überlegen Sie, wie kostengünstig im Vergleich dazu eine Ölanalyse ist, die Sie über den tatsächlichen Zustand des Öls und des Motors informiert. In den meisten Fällen beweist die Ölanalyse sogar, dass das Motorenöl auch ohne zusätzlichen Nebenstromfilter deutlich länger hält, als es der Motorenölhersteller in seinen Wartungsempfehlungen festgelegt hat.