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 begünstigen. Einige der bekanntesten sind:

• 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 die Nitrierung, da sich organische Nitrate bei Zylinderwandtemperaturen über 150 °C (300 °F) zersetzen.


• Blow-By erhöht die Menge der Verbrennungsgase, die in das Kurbelgehäuse gelangen und mit dem Öl reagieren. Daher ist eine gute Kolbenringabdichtung bei Hochrisikomotoren unerlässlich.


• Niedrige Ölsumpftemperaturen unter 80 °C (165 °F) erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer Nitrierung. Dies ist das Gegenteil der Oxidation des Motoröls, die bei Temperaturen über 90 °C (190 °F) zunimmt. Als allgemeine Regel gilt, dass sich die Oxidationsrate von Ölen bei jedem Temperaturanstieg um 18 °C (64 °F) über 70 °C (158 °F) verdoppelt.


• Die Grundölsorte, die bei der Formulierung des Gasmotorenöls verwendet wird, hat einen starken Einfluss auf die Anfälligkeit des Öls für Nitrate. Hochwertige Öle der Gruppen II/II+ und IV (PAO-Synthese) sind aufgrund ihrer gesättigten Kohlenwasserstoffstruktur weniger anfällig für Nitrierung und daher weniger reaktiv.


• Luft-Kraftstoff-Verhältnis: Die höchsten Nitrierungsraten treten auf, wenn der im Abgas gemessene Sauerstoffgehalt zwischen 0,5 und 4,5 Prozent liegt, wobei die Nitrierungsraten bei etwa 3 bis 4 Prozent Sauerstoffüberschuss ihren Höhepunkt erreichen. Daher ist die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für die Bestimmung der Nitrierungsrate von großer Bedeutung.


• Lufttemperaturen und Lasten. Feldversuche und Erfahrungen von Petro-Canada haben gezeigt, dass die Nitrierung aufgrund einiger der oben genannten Effekte auch zunimmt, wenn die Umgebungslufttemperatur steigt und die Motorlast bei vielen stöchiometrischen Motortypen zunimmt.

Der erste Schritt besteht darin, die Ursachen der Nitrierung zu beheben. Eine sorgfältige Überwachung ist jedoch ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Dazu gehören:

• Regelmäßige Sichtprüfung auf Ablagerungen im Kipphebel- und Ventiltrieb
• Genaue Überwachung von erhöhtem Ölverbrauch und Filterverstopfung

Betreiber sollten außerdem eine Überwachung der Motorölnitrierung mithilfe bekannter Techniken wie der Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) in Betracht ziehen. Ölanalyselabore ermitteln das Ausmaß der Nitrierung, indem sie die Probe des Altöls mit dem Referenzspektrum des gleichen Öls im frischen Zustand vergleichen.

Natürlich ist auch die Auswahl des richtigen Produkts für die Anwendung von entscheidender Bedeutung.

Die SENTRON™-Motoröle von Petro-Canada Lubricants bieten aufgrund der Verwendung hochwertiger, zu 99,9 % reiner Grundöle von Natur aus eine hervorragende Nitrierungsbeständigkeit.

Darüber hinaus bieten Premium-Gasmotorenölprodukte wie SENTRON LD 8000 und SENTRON 590, die mit ausgewählten Additiven formuliert sind, eine verbesserte Nitrierungskontrolle für weniger Ausfallzeiten und eine bessere Motoreffizienz.