Der Alkalinitätspuffer dient zur Neutralisierung von Säuren, die bei verschiedenen Oxidationsprozessen entstehen, insbesondere bei der Kraftstoffverbrennung, insbesondere wenn ein minderwertiger Kraftstoff mit hohem Schwefelgehalt verwendet wird, und bei der Öloxidation. Die Menge an Säuren im Öl wird durch eine andere Zahl beschrieben, die als Gesamtsäurezahl (TAN) bekannt ist und gemäß ASTM D 664 gemessen wird. Mit zunehmender Alterung des Öls sinkt die TBN allmählich, während die TAN zunimmt. Irgendwann, als TBN/TAN-Crossover bezeichnet, werden sie gleich. Zu diesem Zeitpunkt ist der Korrosionsschutz des Motors stark beeinträchtigt und das Öl muss gewechselt werden. Sofern nicht extrem schlechter Kraftstoff verwendet wird und die empfohlenen Ölwechselintervalle nicht eingehalten werden, ist es unwahrscheinlich, dass es in der Praxis jemals zu einem TBN/TAN-Übergang kommt. In den meisten Fällen ist der Hauptgrund für den Ölwechsel eine Partikelverunreinigung und nicht Säure.

Dennoch beginnen einige Schmierstoffhersteller, um ihre Produkte von der Konkurrenz abzuheben, um eine höhere TBN zu „konkurrieren“: Je höher die TBN, desto besser. In diesem Artikel wird erklärt, wann eine hohe TBN gut ist und wann nicht. Das folgende einfache Schema soll Ihnen helfen, Ihren Bedarf an Pkw einzuschätzen:

• Ältere Dieselfahrzeuge ohne Dieselpartikelfilter (DPF), die minderwertigen oder verunreinigten Kraftstoff verwenden: Der empfohlene TBN-Bereich liegt bei 10–12 mg KOH/g.

• Neuere dieselbetriebene Fahrzeuge mit Dieselpartikelfiltern (DPF), die mit Diesel mit extrem niedrigem Schwefelgehalt (ULSD) betrieben werden: Der empfohlene TBN-Bereich liegt bei 6 bis 9 mg KOH/g.

Die Verwendung von Biokraftstoff kann auch die Wahl eines Öls mit einer höheren TBN rechtfertigen. Das Problem besteht darin, dass das Schmiermittel im Kurbelgehäuse immer zu einem gewissen Grad durch den Kraftstoff „verdünnt“ wird, insbesondere bei Kurzstreckenfahrten, wenn der Motor nicht richtig warm wird, oder bei hohen Drehzahlen, wenn zur Kühlung des Motors ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch verwendet wird. Die Verdünnung von Motoröl mit einem herkömmlichen Kraftstoff auf Erdölbasis führt zu einem Viskositätsabfall, hat jedoch keinen wesentlichen Einfluss auf die Oxidationsstabilität des Öls. Allerdings beeinträchtigt die Verdünnung von Motoröl mit Biokraftstoff die Oxidationsstabilität des Öls.

Benzin-, LPG- und CNG-betriebene Fahrzeuge erfordern keine hohe TBN; Tatsächlich ist ein hoher TBN-Wert wahrscheinlich schädlich für sie, da er zur Bildung von Ascheablagerungen führt und sich negativ auf die Abgasnachbehandlungssysteme (GPF, TWC) auswirkt. Die Verwendung eines Hochleistungsdieselöls (HDDO) mit hoher TBN in einem neuen, stark aufgeladenen Benzinmotor kann einen unangenehmen Superschlag auslösen, der als Vorzündung bei niedriger Drehzahl (LSPI) bekannt ist und den Motor völlig zerstören kann.

Akzeptable TBN-Grenzwerte werden durch ACEA und zahlreiche nationale Motorölnormen geregelt. Beachten Sie, dass es unterschiedliche Laborverfahren zur TBN-Bestimmung gibt, wobei ASTM D 2896 und ASTM D 4739 die gebräuchlichsten sind. Die ACEA-Klassifizierung schreibt die Verwendung von ASTM D 2896 vor, das sowohl starke als auch schwache Basen in der Formulierung effektiv quantifiziert und tendenziell einen höheren TBN-Wert als ASTM D 4739 liefert.

Die Hauptverursacher von TBN in einem Motoröl sind überbasische Detergenzien, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Sulfonate, Phenate und Salicylate von Kalzium und manchmal auch Natrium und Magnesium. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass es nicht nur auf den tatsächlichen TBN-Wert ankommt, sondern auch darauf, welche Additive in der Rezeptur eingesetzt wurden, um diesen Wert zu erreichen. Beispielsweise ermöglichen stark überbasische Sulfonate eine einfache TBN-Boostung. Sie neutralisieren jedoch sowohl die meisten schädlichen starken Säuren als auch die weniger schädlichen schwachen Säuren, sodass der alkalische Puffer tendenziell schnell erschöpft ist. Darüber hinaus fehlt stark überalkalisierten Sulfonaten die Reinigungswirkung, die durch niedrig überalkalisierte polymere Sulfonate und aschefreie Dispergiermittel erzielt werden kann. Letztere sind jedoch tendenziell weniger effiziente TBN-Booster! Es wurde berichtet, dass ein teilweiser Ersatz von Kalzium-Reinigungsmittel durch Natrium-Reinigungsmittel das Risiko von LSPI verringert. Man geht davon aus, dass stärkere Alkalien, die in überalkalisierten Natriumwaschmitteln enthalten sind, auch bei der Bekämpfung von Biodieselverunreinigungen wirksamer sind. Auch hier erfordert die Entwicklung einer ausgewogenen Formulierung viel Erfahrung, um die erforderlichen Leistungsspezifikationen bei möglichst geringen Kosten zu erfüllen.

Die API-Motorölklassifizierung regelt den TBN-Wert nicht explizit, sondern stützt sich stattdessen auf den Kugelrosttest ASTM D 6557, um die Korrosionsschutzeigenschaften von Ölen zu bewerten. Dies ist leicht verständlich, da die Mehrheit der US-amerikanischen Automobilflotten Benzin statt Diesel verwenden. Bei Schwerlastanwendungen geht man davon aus, dass Öle mit unzureichender Waschwirkung und unzureichendem Korrosionsschutz wahrscheinlich den einen oder anderen von der API-Klassifizierung vorgeschriebenen Motortest nicht bestehen werden, z. B. die Grenzwerte für Filterdruckhöhe und Schlamm beim Cummins M11-Test (ASTM D 6838) oder den Füllgrenzwert für die obere Nut im Caterpillar 1K-Test (ASTM D 6750), und daher aussortiert werden. Da der Schwefelgehalt im Dieselkraftstoff reduziert wurde, haben moderne CJ-4-, CK-4- und FA-4-Motorenöle zunächst eine niedrigere TBN als frühere API-Klassen wie CI-4 und CH-4. Auch die Grenzwerte für Betriebsöl wurden gesenkt. Darüber hinaus stellen einige Branchenvertreter generell die Relevanz der TBN für Motorenöle in Frage!

Technisch gesehen ist es nicht immer so wichtig, wie hoch die TBN für Frischöl beginnt, sondern eher, wie schnell sie im Betrieb aufgrund der Erschöpfung der Alkalinitätsreserven abnimmt. Im Allgemeinen sind die ACEA-Spezifikationen strenger als die API-Spezifikationen. Das folgende Schema soll Ihnen dabei helfen, Ihren TBN-Niveaubedarf für schwere Lkw einzuschätzen:

• Bei Verwendung von Dieselkraftstoff mit hohem Schwefelgehalt: Der empfohlene TBN-Bereich beträgt 12–15 mg KOH/g; Entscheiden Sie sich für ACEA E4 oder E7 oder API CH-4 oder CI-4 HDDO. Wenn Sie gezwungen sind, einen schlechten Kraftstoff zu verwenden, spielt es keine Rolle, ob Sie einen alten oder einen neuen Lkw verwenden: Wenn Sie sich zwischen der Langlebigkeit des Motors und der Langlebigkeit des Abgasnachbehandlungssystems entscheiden müssen, ist ersteres wichtiger.

• Neue Lkw mit AGR-Motoren, ausgestattet mit SCR-NOx-Reduktionssystemen und Partikelfiltern, die ULSD-Dieselkraftstoff verwenden: Der empfohlene TBN-Bereich liegt bei 7 bis 9 mg KOH/g. Entscheiden Sie sich für ACEA E6, E9 oder API CJ-4, CK-4 oder FA-4, wie von den Motorenherstellern empfohlen.

API CK-4 und ACEA E9 sind die bevorzugte Wahl für Motoren, die die Euro VI-Emissionsanforderungen erfüllen. Die API FA-4-Kategorie umfasst bestimmte xW-30-Öle mit reduzierter HTHS-Viskosität (2,9 bis 3,2 cP), die nur mit bestimmten neuen Hochgeschwindigkeits-Viertakt-Dieselmotoren kompatibel sind, die die Treibhausgasemissionsstandards für den Straßenverkehr (THG) des Modelljahres 2017 erfüllen. API FA-4-Öle sollten niemals in anderen Motoren verwendet werden; Im Zweifelsfall entscheiden Sie sich für API CK-4 oder ACEA E6 oder E9 als sicherere Alternativen.

Aufgrund ihrer erstklassigen vollsynthetischen Formeln mit speziell angepassten Detergens-Inhibitor-Paketen weisen alle BIZOL-Motorenöle eine hervorragende Oxidationsstabilität und TBN-Retention auf und bieten selbst unter härtesten Bedingungen einen hervorragenden Langzeitschutz vor Korrosion.

Die Rolle von TBN im Motoröl

TBN (Total Base Number) ist ein wichtiger Bestandteil des Detergens in einem Motoröl. Es dient dazu, Säuren im Motor zu reagieren und zu neutralisieren. Afton versteht TBN und entwickelt Motoröl-Additivpakete, die auf die Märkte und Bedingungen abgestimmt sind, die ein Kunde benötigt, um seinen Motorölbedarf zu optimieren. Um zu verhindern, dass unsere Kunden mehr für Chemie als nötig bezahlen, und um längere Ölwechselintervalle zu gewährleisten, haben wir ein Faktenblatt erstellt, das einige wichtige Fragen rund um TBN beantwortet.