Motoröl – Der richtige Umgang bei unseren Motoren

Jeder Verbrennungsmotor ist auf eine ausreichende Schmierung durch Motoröl angewiesen. Weitere wichtige Aufgaben des Motoröls sind neben der Schmierung auch die Kühlung von Bauteilen durch ständige Wärmeabfuhr während des Betriebs sowie der Korrosionsschutz der Metalloberflächen. Ebenfalls dichtet der Ölfilm zwischen Kolbenringen und Zylinderwand und ermöglicht damit den notwendigen hohen Druckunterschied zwischen den Brennräumen und dem Kurbelgehäuse. Nicht zuletzt reinigt das Öl den Motor auch, indem es kleinste Ablagerungen von Kohle und Metall ausspült und im Ölfilter anreichert.

Dieser Artikel beschreibt Gemeinsamkeiten und Unterschiede der bei uns verwendeten Motorentypen der Hersteller Lycoming (Cessna, Piper) sowie ROTAX (Aquilas und UL). Außerdem werden Tipps zum Nachfüllen gegeben und auch Ölsorten genauer vorgestellt. Vorweg gesagt: Viel Öl hilft nicht viel. Auf die richtige Menge kommt es an!

– Ölkreislauf

rotax912 Bild1 Die ROTAX Motoren haben eine sogenannte Trockensumpfschmierung. Dies bedeutet, dass sie unter dem Kurbelgehäuse keine Ölwanne besitzen in der sich das Öl im Betrieb sammelt. Treibende Kraft für das Fließen des Öls in das untere Kurbelgehäuse ist der Motorinnendruck.

Das heiße Öl wird durch diesen Überdruck in den Ölvorratsbehälter (1) gefördert. Dies ist der Behälter, von dem wir bei der Ölkontrolle den Deckel entfernen, um den Ölstand zu messen. In diesen Vorratsbehälter tritt das Öl durch einen äußeren ringförmigen Raum ein, und gelangt durch ein Sieb in den zentralen Bereich des Behälters. Beim Durchfluss durch das Sieb werden dabei sämtliche vorhandene Schaum- und Blasenstrukturen im Öl entweder aufgelöst oder vom flüssigen Anteil getrennt. Aus dem zentralen Innenraum des Behälters schließlich wird das Öl durch die Ölpumpe abgesaugt. Diese sitzt unten seitlich am Kurbelgehäuse zusammen mit einem abnehmbaren Ölfilter (4) und wird vom Motor selbst angetrieben. Das Öl fließt aus dem Ölvorratsbehälter zunächst durch einen Ölkühler (3) und dann über Pumpe und Filter (4) in das eigentliche Motorgehäuse zurück. Der erneute Schmiervorgang kann mit dem gefilterten und gekühlten Öl dann wieder von vorne beginnen. Im folgenden Bild ist der Ölkreislauf dargestellt:

Rotax Oelkreislauf mod1

Das Ölsystem steht bei Betrieb des Motors immer unter Überdruck und die Ölpumpe ist in der Lage 16 Liter Öl pro Minute zu fördern. Theoretisch wird also das gesamte Öl bei Betriebsdrehzahl mehr als 5 mal pro Minute durch den gesamten Kreislauf befördert!

Veranschaulicht man sich die beschriebene Wirkungsweise wird direkt klar, warum man bei den ROTAX Motoren nicht einfach mal so den Ölstand messen kann: Nach dem Abstellen des Motors befindet sich das Öl überall verteilt auf dem oben beschriebenen Weg durch den Motor. Um nun die Gesamt-Ölmenge durch eine Messung am Messstab im Ölvorratsbehälter sicher zu bestimmen, muss also zunächst das gesamte Öl erst dorthin befördert werden. Deshalb wird am Propeller so lange langsam per Hand in Motordrehrichtung gedreht, bis durch den Kompressionsdruck praktisch die komplette verbliebene Ölmenge aus dem Motorgehäuse in den Ölvorratsbehälter befördert wurde. Dann ist kein Öl mehr im Kurbelgehäuse vorhanden und Luft wird nun angesaugt. Dies kann man das durch das bekannte Gurgeln einfach hören. Nur so kann bei dieser Art der Schmierung sicher eine Aussage über die Ölmenge gemacht werden. Allerdings sollte der Motor hierzu möglichst kalt sein und schon einige Stunden im Stillstand. Bei heißem Motor ist keine sichere Aussage über die Ölmenge möglich.

– Ölkreislauf

Die in unseren Cessnas und der Piper verwendeten Lycoming Motoren haben eine Druckumlaufschmierung (Nassumpfschmierung) mit einer Ölwanne an der Unterseite des Kurbelgehäuses. In der Ölwanne sammelt sich im Stillstand praktisch das gesamte Öl. Beim Ablesen mit dem Ölmesstab wird einfach die Füllhöhe in der Ölwanne bestimmt, welche direkt die Ölmenge angibt. Es ist klar, dass eine sichere Bestimmung nur bei kaltem Motor und ausreichend Stillstandszeit möglich ist, da nur dann das Öl genügend Zeit hatte, sich in der Ölwanne zu sammeln.

Das Bild zeigt einen Lycoming O-235-L2C, wie er bei uns in der Cessna 152 D-EIHI verbaut ist. Sehr gut ist unten am Kurbelgehäuse die Ölwanne zu erkennen.

Lycoming Oelwanne

Das Öl wird bei Betrieb des Motors aus dem Ölsumpf in der Ölwanne durch eine Ölpumpe und einen Filter in den Ölkreislauf des Motors gepumpt. Nach getaner Arbeit fließt das heiße Öl über ein Ventil wieder zurück in die Ölwanne. Manche Motoren haben im Rücklauf noch einen Ölkühler.

Öl auffüllen – Die „richtige“ Ölmenge und Ölsorte

Gemeinsam bei allen unseren Motoren ist, dass der Ölstand, also die im Motor vorhandene Ölmenge nur bei kaltem Motor nach einer längeren Stillstandszeit bestimmt werden kann. Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass bei zu hoher Ölmenge der Motor nicht etwa sicherer läuft, sondern dass das überschüssige Öl aus dem Motor austritt und an die Umgebung abgegeben wird. Das bedeutet nicht nur, dass letztlich Ölflecken auf unserem Hallenboden entstehen, sondern auch die Umwelt unnötig belastet wird. Hier gilt der Appell an alle Mitglieder die maximale Füllmenge möglichst nicht auszunutzen oder gar zu überschreiten!

Unterschiede bei unseren Motoren bestehen allerdings bzgl. der Bestimmungs des Ölstands, der Definition der „richtigen“ Ölmenge, der Ölsorte, sowie beim Nachfüllen zwischen ROTAX und Lycoming Motoren. Deshalb werden diese Themen im folgenden separat beleuchtet.

Übrigens: Befindet sich kein Nachfüllöl im Flugzeug selbst, so findet man es in der Motorflughalle in den entsprechenden Schränken. Sollte dort keines mehr sein, kann man das Öl für die Lycoming Motoren auf dem Turm in Worms kaufen. Das ROTAX Öl ist auf dem Turm in Worms dagegen nicht erhältlich.

Rotax Oelmessstab 2

Der Ölstand wird beim ROTAX am Ölmessstab im Ölvorratsbehälter abgelesen. Dazu nimmt man zunächst den Deckel am Behälter ab. Bevor man den Ölstand am Messstab (siehe Bild links) ablesen kann, muss allerdings wie oben bereits ausführlich beschrieben, die Luftschraube in Motordrehrichtung so lange langsam per Hand gedreht werden, bis das bekannte Gurgelgeräusch zu hören ist. Dies zeigt an, dass das Öl aus dem Kurbelgehäuse und den Leitungen (nahezu) vollständig in den Ölvorratsbehälter gefördert wurde. Nach abwischen, einstecken und der Wiederentnahme des Messtabs kann der Ölstand dann abgelesen werden (Siehe Bild).

Beim Nachfüllen der ROTAX Motoren gelten folgende Regeln: (NEU – ab 28.1.2023)

Gemäß Betriebshandbuch des Herstellers soll der Ölstand (im kalten Zustand gemessen) in der oberen Hälfte zwischen der Minimum- und der Maximum-Markierung (also zwischen 50% und Max) auf dem Ölmessstab sein. Leider ist die 50%-Stelle auf dem Ölmessstab nicht markiert. Die Differenz zwischen der Min- und der Max-Markierung beträgt (nur) 450 ml.

Es ist stets das Öl AeroShell Sport plus 4 ROTAX zu verwenden.

Wenn gemessener Ölstand oberhalb von 50% zwischen min & max = kein Nachfüllen erforderlich
Wenn gemessener Ölstand knapp unterhalb von 50% zwischen min & max = 100 ml nachfüllen.
Wenn gemessener Ölstand deutlich unterhalb von 50% zwischen min & max (also näher an Minimum, als an 50%) = 2 x 100 ml nachfüllen.

Diese drei Fälle A, B und C sind zur Verdeutlichung hier nochmals visualisiert:

Öl nachfüllen V3

Um das dosieren zu vereinfachen, sind kleine 100-ml-Flaschen angeschafft worden, die in den Rotax-Flugzeugen sowie als Vorrat in der Halle in der Nordost-Ecke links von den Putzsachen gelagert werden:

Viele Flaschen

Dort bitte auch leere Ölflaschen in den dafür vorgesehenen Karton stellen, die kleinen 100 ml-Ölflaschen werden wieder aufgefüllt, die großen (1 Liter bzw. 1 Quart) umweltgerecht entsorgt. Bitte leere Ölflaschen nicht in den Müllsack werfen!

Bei den Aquilas kann mit der ganzen Hand inkl. geöffneter Flasche durch die Öl-Kontroll-Luke gegriffen werden und vorsichtig ohne einen Trichter o.ä. eingefüllt werden, ohne beim Absetzen der Flasche etwas zu verschütten, da immer der gesamte Flascheninhalt von 100 ml nachgefüllt wird.

Durch das Nachfüllen von einer fest definierten Menge (100/200 ml) vor dem ersten Flug eines Tages ist sichergestellt, dass nicht zu viel Öl im System ist.

Flasche 12

Bild: Das Nachfüllen mit den vorbefüllten Ölflaschen ist sauber und ohne Trichter möglich. Es verhindert zusätzlich ein Überfüllen des Ölvorrats.

Nur wenn geplant ist, an dem betreffenden Tag mehr als 7 Flugstunden (!) zu absolvieren, soll lt. Handbuch bis zur Maximum-Markierung aufgefüllt werden, aber keinesfalls darüber hinaus. Derart hohe Flugstunden pro Tag sind bei uns eher ungewöhnlich, so dass dies i.d.R. nicht vorkommen sollte.

Aeroshell Sport plus 4 ROTAX Das im ROTAX verwendete Öl der Sorte „Aeroshell Sport Plus 4 – ROTAX“ ist ein halbsynthetisches Mehrbereichsöl welches in Zusammenarbeit mit ROTAX optimiert wurde. Anders als beim Lycoming kann es ganzjährig, egal ob Winter oder Sommer verwendet werden. Auch für das Einlaufen des Motors ist aufgrund der engen mechanischen Toleranzen und der keramischen Beschichtung von Kolben und Zylindern dieses Öl verwendbar. Eine Besonderheit des ROTAX Motors besteht auch darin, dass die Propellerverstelleinheit sich ebenfalls im gleichen Kreislauf befindet und dasselbe Öl zum Betrieb dieser Einheit (Governor mit Hydraulikpumpe und -zylinder) verwendet wird.

Der Ölstand wird bei den Lycoming Motoren am Ölmessstab abgelesen. Er entspricht der Füllmenge in der Ölwanne. Der Zugang zum Ölmessstab befindet sich hinter einer Klappe auf der rechten Seite der Cowling.

In unseren drei Maschinen mit Lycoming Motoren sind allesamt unterschiedliche Motoren verbaut. Die Tabelle unten fasst die Minimal- und Maximal-Ölmengen aus den jeweiligen Handbüchern zusammen. Außerdem enthält sie einen Eintrag für die empfohlene Ölmenge. 1 quart entspricht 0,946 Liter

Maschine	Kennung	Motorbezeichnung	Ölmenge MIN	Ölmenge MAX	Ölmenge empfohlen
Cessna 152	D-EIHI	O-235-L2C	4 quart	6 quart	4-5 quart
Cessna 172	D-EGBW	O-320-E2D	6 quart	8 quart	6-7 quart
Piper PA 28	D-EWPA	O-360-A4M	2 quart	8 quart	6 quart

Ölsorten für die Lycoming Motoren – ein Überblick

Anders als die ROTAX Motoren sind die Lycoming Motoren bzgl. der Ölsorten etwas wählerischer. Je nach Motorbetriebszustand (Einlaufphase oder Normalbetrieb) und Außentemperatur müssen unterschiedliche Ölsorten verwendet werden. Der Grund für den Unterschied im Winter- bzw. Sommerbetrieb ist die erforderliche Viskosität (Zähflüssigkeit) des Öls. Bei niedrigen Temperaturen im Winter wird eine niedrigere Viskosität empfohlen als im Sommer. Die Viskosität ist dabei durch den Zahlenzusatz bei der Ölbezeichung gekennzeichnet:

D80 bzw. D100 – niedrige bzw. hohe Viskosität – Winteröl bzw. Sommeröl

In der Einlaufphase werden sogenannte unlegierte Öle verwendet. Sie sind anders als die legierten Öle, die unter Normalbedingungen eingesetzt werden nicht in der Lage jegliche Partikel im Öl (z.B. Metall oder Kohle) in der Schwebe zu halten. Somit erhöhen sie den Verschleiß zwischen Kolbenringen und Zylinderlaufflächen, was in der Einlaufphase gezielt ausgenutzt wird. Bei der Bezeichnung dieser Öle fehlt der Zusatz D.

Die Tabelle gibt einen Überblick über die bei uns verwendeten Ölsorten:

Betrieb	Sommer	Winter
Normalbetrieb (legiertes Öl)	Total Aero D100	Total Aero D80
Einlaufphase (unlegiertes Öl)	Total Aero 100	Total Aero 80

Wichtig:

legierte Öle dürfen nicht mit unlegierten Ölen gemischt werden
unlegierte Öle unterschiedlicher Viskositätsklassen dürfen untereinander gemischt werden: 80 mit 100
legierte Öle unterschiedlicher Viskositätsklassen dürfen untereinander gemischt werden: D80 mit D100

Autor: Andreas Wüst