Vollsynthetische Motorenöle sind in Benzin- und Dieselmotoren einsetzbar und bieten gegenüber mineralischen Ölen bedeutende Vorteile: verbessertes Kaltstartverhalten bei tiefen Temperaturen, optimierter Verschleißschutz durch schnellere Versorgung der Schmierstellen, beste Leichtlaufeigenschaften und hervorragende Motorsauberkeit. Diese Öle erfüllen meist die Qualitätsnormen von API, ACEA und entsprechender Firmenfreigabe. Bekannte Viskositäten: 0W-30, 0W-40, 5W-40.

Ermöglicht die Herstellung von Mehrbereichs-Motorenölen. VI-Verbesserer erhöhen bzw. strecken die Viskosität eines Öles und verbessern somit das Viskositäts-Temperatur-Verhalten. Sie sind bildlich gesprochen sehr lange, fase förmig Moleküle, die im kalten Zustand zusammengeknäult im Öl vorliegen und hier der Bewegung der Ölmoleküle einen relativ geringen Widerstand entgegensetzen. Mit zunehmender Temperatur entknäulen sie sich, nehmen ein größeres Volumen ein und bilden ein Netz von Maschen, das die Bewegung der Ölmoleküle bremst und ein zu schnelles „Ausdünnen“ des Öles verzögert.

Viskosität (Fließverhalten) Ist die Eigenschaft einer Flüssigkeit, ihrer reversiblen Verformung einen Widerstand entgegenzusetzen. Die spielt vor allem beim Motoröl eine wichtige Rolle. Sie wird beeinflusst durch die Temperatur, den auf den Schmierfilm ausgeübten Druck und das Schergefälle, also dem Geschwindigkeitsgefälle zwischen sich bewegender und feststehender Oberfläche eines Schmierspaltes, beispielsweise in einem Lager.

Durch geeignete Additive kann man auf Gleitflächen äußerst dünne Schichten aufbauen, deren Scherfestigkeit wesentlich geringer als die der Metalle ist. Sie ist unter normalen Bedingungen fest, unter Verschleißbedingungen (Druck, Temperatur) jedoch gleitfähig. So wird ein übermäßiger Verschleiß (Fressen bzw. Verschweißen) verhindert.

Andere Additivtypen bestehen nur aus Kohlenwasserstoffen spezieller, hochmolekularer Struktur, diese sind unpolar. Sie werden nicht von Wasser, Säure, Rußpartikeln oder Metallen angezogen, sondern beeinflussen nur das Öl.

Wie Mineralöle werden auch Synthetiköle aus Erdöl hergestellt, nur das Herstellungsverfahren (Synthese) ist aufwändiger und teurer. Synthetiköle bringen von Haus aus bereits eine Mehrbereichs-Charakteristik mit, weshalb mit dem Einsatz von Viskositätsindex-Verbesserern wesentlich sparsamer umgegangen werden kann. Durch ihren einheitlichen Aufbau sprechen sie besser auf die Wirksamkeit von Additiven an, so dass sich besondere Leistungsmerkmale besser erzielen lassen. Bekannte Viskositäten teilsynthetischer Öle: 10W-40, 5W-30.

Mit den SAE-Werten (Society of Automotive Engineers) werden die von der genormten Viskositätsklassen von KFZ-Schmierstoffen bezeichnet. Beispiel: SAE 0W typisiert ein extrem dünnflüssiges Winteröl. Dagegen kennzeichnet SAE 40 ein dickflüssiges Sommeröl. Ein Mehrbereichsöl, z.B. SAE 0W-40 verhält sich bei Kälte wie SAE 0W und bei Wärme wie SAE 40. Damit werden sowohl die Anforderungskriterien für den Kaltstart bei tiefen, als auch die für heiße Autobahnfahrt bei hohen Temperaturen abgedeckt.

Bezeichnet die Tieftemperatur in Grad Celsius, wo das Öl gerade noch fließt. Das „Stocken“ eines Öles wird durch die Kristallisation der im Grundöl vorhandenen Paraffine bei tiefen Temperaturen bestimmt. Tiefere Werte erhält man durch Zugabe von Fließverbesserern.

Viele Additive sind so genannte oberflächen- oder grenzflächenaktive Stoffe, deren Aufbau man im Prinzip mit einem Streichholz vergleichen kann: Im Kopf des Streichholzes sind die Wirkstoffe konzentriert, man nennt diese die „polare Gruppe“. Sie wird z.B. Wasser, Säuren, Metallen oder von Rußpartikeln angezogen. Hierdurch können sich auf den genannten Stoffen pelzartige Filme bilden, die bestimmte Wirkungen ausüben (z.B. Zusammenballen und Ablagern verhindern, vor Verschleiß und Korrosion schützen, Säuren neutralisieren). Der Siel des Streichholzes besteht aus einem Kohlenwasserstoffrest und ermöglicht erst die Löslichkeit des Additivs im Grundöl.

Bei der Ölalterung bilden sich Säuren sowie lack-, harz- und schlammartige Ablagerungen, die größtenteils ölunlöslich sind, wie z.B. Ölkohle. Alterungsschutzstoffe können auf drei Arten wirken:

• Radikalfänger (primäre Alterungsschutzstoffe)
• Peroxidzersetzer (sekundäre Alterungsschutzstoffe)
• Passivatoren / Metall-Ionen Desaktivatoren

Zu den oberflächenschützenden Additiven zählen u.a. Detergenten, Dispersanten, Verschleißschutz, Korrosion- und Rostschutz, Reibwertveränderer.

Mineralöle sind die am längsten bekannten und eingesetzten Grundöle. Mineralöle sind von Natur aus Einbereichsöle und lassen sich relativ einfach und kostengünstig durch Destillieren und Raffinieren aus Erdöl herstellen. Allerdings sind diese Öle in Ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt. Bekannte Viskositäten sind: 15W-40, 20W-50.

Korrosion ist allgemein der chemische oder elektrochemische Angriff auf Metalloberflächen. Für den Korrosionsschutz eignen sich bevorzugt grenzflächenaktive Additive, die sowohl aschefrei als auch aschegebend sein können.

Halten ölunlösliche, flüssige Verunreinigungen feinstverteilt im Öl in Schwebe und verhindern somit Zusammenballungen von Schmutzpartikeln (Schlammbildung).

Hohe Betriebstemperaturen führen zu Ablagerungen (Lack, Ölkohle) besonders im Kolbenbereich. Das kann zum Festgehen der Kolbenringe und damit zu erhöhter Durchblasegasmenge führen. Weiterhin können Ablagerungen am Kolben auch schleifend auf die Zylinderlaufbahn wirken. Die Folge ist Spiegelflächenbildung, auch „bore polishing“ oder Plattenbildung genannt. Detergenten sollen lack- und kohleartige Ablagerungen verhindern/ verringern und reinigend wirken.

API = American Petroleum Institute (US-Norm). Das Institut legt weltweit die Qualitätsanforderungen und entsprechenden Prüfkriterien von Motorölen fest. Die Klassifizierung erfolgt getrennt nach Benzin- und Dieselmotoren. S klassifiziert Ottomotoren (Service-Klassen, auch Spark Ignition). C klassifiziert Dieselmotoren (Commercial-Klassen, auch Compression Igniton). Der zweite Buchstabe steht für die Qualität. Zum Beispiel kennzeichnet SM (ab 2004) ein hochwertiges LL-Öl für Benzinmotoren. CJ kennzeichnet Öle für Pkw-Dieselmotoren ab 2006.

Schaumbildung durch intensive Durchmischung von Öl mit Luft im Betrieb führt zu Austreten von Ölschaum aus dem System (z. B. aus Belüftungsbohrungen). Weiterhin kommt es zur Beschleunigung der Ölalterung, Anstieg von Viskosität und Kompressibilität. Letzteres kann insbesondere hydraulische Steuervorgänge negativ beeinflussen. Antischaumadditive (z. B. Silikonöl) verhindern die Schaumbildung und verringern die Schaumneigung eines Öles. Die Schaumbildung beeinträchtigt die Schmierstoffeigenschaften erheblich.

Schmieröle neigen unter dem Einfluss von Wärme und Sauerstoff zur Oxidation (Alterung). Beschleunigt wird dieser Zersetzungsprozess durch saure Reaktionsprodukte aus der Verbrennung und Spuren von Metallen, die katalytisch wirken (abrasiver oder korrosiver Verschleiß). Die Zugabe von Antioxidantien ergibt einen wesentlich verbesserten Alterungsschutz. Sie können den Alterungsprozess nicht verhindern, jedoch verlangsamen.

Bei Additiven handelt es sich um öllösliche Zusätze bzw. Wirkstoffe, die den angesprochenen Grundölen zugegeben werden. Sie verändern oder verbessern durch chemische und/oder physikalische Wirkung die Eigenschaften der Schmierstoffe. Zu unterscheiden sind polare und unpolare Additive.

Die ACEA (Association des Constructeurs Européens d’Auto-mobiles) definiert seit Januar 1996 die Qualität der  Motorenöle nach europäischen Anforderungen. Pkw-Benzinmotoren haben die Bezeichnungen A1-A5, Pkw-Dieselmotoren B1-B5. Für Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen und Arbeitsmaschinen gelten die Kürzel E1-E5.

Beispiel:  (*xx steht für das Einführungsjahr)

• A1-xx =  Öle mit Benzinspareigenschaften
• A3-xx* = Hochleistungs-Motorenöle
• A4-xx* = GDI- und FSI-Motorenöle
• A5-xx* = neueste Hochleistungs-Motorenöle
• B = Pkw-Dieselmotorenöl-Leichtlaufklasse (B1-xx*, B3-xx*, B4-xx*, B5xx*)
• C = Pkw-Otto- und Dieselmotorenöl mit Partikelfilter (C1-xx*, C2-xx*, C3-xx*, C4-xx*)
• E = Nutzfahrzeug-Motorenöl (E4-xx*,E6-xx*, E7-xx*, E9-xx*)