Die Nitration von Erdgasmotorölen (GEO) bleibt eines der größten Probleme beim Betrieb. Warum? Weil sie den Motoren von heute ernsthafte Probleme bereiten kann. Dazu gehören:

• verkürzte Filterlebensdauer
• Verlackungsrückstände und Schlammablagerungen
• verklebte Kolbenringe

Obwohl dieses Problem insbesondere bei stöchiometrischen 4-Takt-Motoren mit niedriger Drehzahl (weniger als 700-800 U/min.) und Magermotoren verbreitet ist, die mit verschiedenen Lasten betrieben werden, kann Nitration auch bei Motoren mit höheren Drehzahlen auftreten.

Es ist unerlässlich, die Gründe für Nitrierung zu kennen und zu wissen, wie man sie behebt, um einen verlässlichen und effizienten Betrieb einschließlich einer wirkungsvollen Verlängerung der Ölwechselintervalle aufrechtzuerhalten.

Eine Nitration des Schmierstoffs tritt auf, wenn in der Brennkammer ausreichend Hitze, Druck und auch Sauerstoff enthalten sind, um Luftstickstoff von seiner stabilen N₂-Form in einzelne Stickstoffatome zu spalten. Diese reaktiven Atome können sich dann mit freiem Sauerstoff verbinden und Stickstoffoxide bilden, besser bekannt als NO_X (d. h. NO und NO₂).

Danach können 2 Arten von Stickstoffverbindungen gebildet werden:

• organische Nitrate an den Zylinderwänden, den Kolbenstegen sowie der Innenseite von Ringen und Ventilen
• Nitroverbindungen in der Ölwanne, den Ölkanälen und den Ölkühlern etc.

Organische Nitrate sind in der Regel die häufigste Form der Nitrierung, die in Gasmotorölen festgestellt wird.

Wenn sich diese Nitrate bilden, gelangen sie in das Kurbelgehäuse des Kolbenrings. Obwohl sie anfänglich im Motoröl löslich sind, können diese Nitrate bei einer erhöhten Konzentration vom Öl abscheiden und schädliche Ablagerungen und Verlackungen im Kipphebel und der Ventilbaugruppe des Motors bilden. Diese Ablagerungen können zu verklebten Kolbenringen und verstopften Ölfiltern führen.

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die das Auftreten von Nitration verstärken. Zu den bedeutendsten Faktoren gehören:

• Abgasspülung, die Entfernung von Abgasen in der Brennkammer. In Motoren mit Turbolader ist dies verbessert, wodurch sich die Möglichkeit einer Interaktion von NO_x mit dem Motoröl verringert. Die Kurbelgehäuseentlüftung hat einen ähnlichen Effekt.


• Kühle Zylinderwandtemperaturen fördern Nitration, da sich organische Nitrate bei Zylinderwandtemperaturen über 150 °C zersetzen.


• Blow-By erhöht die Menge an Verbrennungsgasen, die in das Kurbelgehäuse eindringen und mit dem Öl reagieren; für Hochrisikomotoren ist daher ein guter Kolbendichtungsring eine absolute Notwendigkeit.


• Niedrige Ölwannentemperaturen unter 80 °C verstärken das Auftreten von Nitration. Dies ist das Gegenteil der Oxidation von Motoröl, die bei Temperaturen über 90 °C zunimmt. Grundsätzlich verdoppeln sich ab 70 °C die Oxidationsraten von Öl bei Temperaturerhöhungen in Schritten von 18 °C.


• Die Grundölqualität, die bei der Formulierung des Gasmotorenöls verwendet wird, hat einen starken Einfluss auf die Anfälligkeit des Öls für Nitrate. Aufgrund ihrer Eigenschaft als gesättigte Kohlenwasserstoffe, wodurch sie weniger reaktiv sind, sind hochwertige Öle der Gruppen II/II+ und IV (synthetisches PAO) weniger anfällig für Nitrierung.


• Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Die höchsten Nitrierungsraten treten auf, wenn der im Abgas gemessene Sauerstoffgehalt zwischen 0,5 und 4,5 Prozent liegt und die Nitrierungsraten bei 3 bis 4 Prozent Sauerstoffüberschuss ihren Höchststand erreichen. Aus diesem Grund ist die Messung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sehr wichtig für die Bestimmung der Nitrierungsraten.


• Lufttemperaturen und Lasten. Die Feldtests und die Erfahrungen von Petro-Canada haben gezeigt, dass die Nitration auch zunimmt, wenn die Umgebungslufttemperaturen steigen und die Motorlasten in vielen stöchiometrisch betriebenen Motoren aufgrund einiger der oben genannten Effekte zunehmen.

Die erste Maßnahme besteht darin, die Ursachen für Nitration zu beheben, wobei eine sorgfältige Kontrolle ebenso grundlegend ist. Dazu zählen:

• regelmäßige visuelle Inspektion hinsichtlich Ablagerungen am Kipphebel und der Ventilbaugruppe,
• sorgfältige Kontrolle bezüglich höherem Ölverbrauch und Filterverstopfung.

Betreiber sollten außerdem in Erwägung ziehen, die Nitration des Motoröls mithilfe bekannter Techniken wie der Infrarot Spektroskopie zu überwachen. Ölanalyselabors bestimmen das Ausmaß der Nitration, indem eine Probe des gebrauchten Motoröls mit dem Referenzspektrum von frischem Öl dieser Art verglichen wird.

Auch die Auswahl des richtigen Produkts für die Anwendung ist natürlich von entscheidender Bedeutung.

SENTRON™ Motorenöle von Petro-Canada Lubricants bieten von Natur aus eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Nitration, da nur hochwertige Grundöle mit einer Reinheit von 99,9 % verwendet werden.

Zusätzlich bieten Premium-Gasmotorenöle wie SENTRON LD 8000 und SENTRON 590, die mit ausgewählten Additiven formuliert sind, eine verbesserte Nitrationsbeständigkeit für weniger Ausfallzeiten und bessere Motoreffizienz.