Hinweise zur Nikasilbeschichtung

[sutsh]

Guten Tag liebe Forummitglieder und Interessenten.

leider bin ich von dem alten Thema Nikasilbeschichtung des 4.2 V8 BBK-Motors (kein FSI) im S4 B7 (Bj. 2005) getroffen worden und möchte meine Erfahrungen teilen um weitere Schäden an, mit Nikasil beschichteten Alugusszylindern zu verhindern.

Der Grund für diesen Text ist der, dass man im Netz nur wenige, unvollständige oder ggf. falsche Informationen von verschiedenen Quellen erhält. Die meines Erachtens richtigen Informationen habe ich zusammengetragen um mir ein vollständiges Bild der Problematik zu schaffen. Da hier meinerseits sehr viel Zeit investiert worden ist, wollte ich meine Erfahrungen teilen um anderen zu helfen, die mit dem Thema "Ablösung", "Verschleiß" der Nikasil- bzw. Zylinderbeschichtung in Berührung gekommen sind.

Zum eigentlichen Problem von Nikasilbeschichteten Aluzylindern:

Nikasil ist eine Nickel-Legierung die als Zylinderbeschichtung in Alugusszylindern zum Einsatz kommt. Sie ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Mahle in Stuttgart.

(Quelle: Wikipedia)

Diese Beschichtung kam normalerweise nur bei Alumotoren bzw. Alumotorblöcken (Alu = Aluminium) verschiedener Hersteller zum Einsatz z.B. bei Maserati, Jaguar, BMW, Audi, VW, NSU... und hat bei bestimmter Nutzung die selben Problematiken bei verschiedenen Herstellern verursacht. Wahrscheinlich wurden diese Problematiken wegen eines Imageschadens vertuscht. Mittlerweile sind alle Hersteller auf andere Zylinderbeschichtungen / Legierungen (Alusil/Lokasil/Nickel-Silizium-Karbid) umgestiegen, welche die folgenden Probleme nicht mehr verursachen. Es wird schwierig sein Informationen zum Thema "Zylinderbeschichtung Abnutzung" zu finden. Vereinzelt finden sich Informationen in Foren, welche zum Teil auch falsch sind.

Das Problem ist bei Nikasilbeschichteten Alugusszylindern immer gleich und Herstellerunabhängig:

Die Probleme fangen klein an und werden mit der Zeit / Laufleistung immer größer. Meistens macht sich ein zuerst leicht erhöhter Ölverbrauch bemerkbar, welcher mit zunehmender Laufleistug immer schlimmer wird. In meinem Fall waren 4l/1000km normalität geworden, bis ein Kolbenfresser bei normaler Fahrt auf der Autobahn (130km/h) das Ende des Motors segnete.

Die damalige Diagnose vor dem Motorschaden (bei ca. 124.000km) wegen des erhöhten Ölverbrauches, dank eines Endoskops lautete: "Die Zylinderbeschichtung löst sich ab" / "bröckelt ab" / "ist verschlissen".

Zur Information. Der Motor hatte während des Kolbenfressers eine Laufleistung von ca. 128.000km und wurde ausschließlich mit einem freigegebenen Motoröl der Viskosität 5W30 gefahren. Der Ölstand war zu diesem Zeitpunkt i.O. gewesen. Diagnose: "Reparatur unmöglich", da die Zylinder aufgebohrt (gehohnt) werden- und mit Nikasil beschichtet werden müssten. Da Nikasil unter Warenschutz steht, wird es allerdings keine freien Unternehmen geben dürfen, die Nikasilbeschichtungen an Alugusszylindern durchführen, so ist eine Reparatur unmöglich.

Normalerweise ist bekannt und wurde damals geworben, dass die "neue Nikasilbeschichtung" extrem hart und wiederstandsfähig ist. Was eine erhöhte Zylinderkompression und damit auch eine wirtschaftlichere Verbrennung (gemeint: weniger Verbrauch bei gleichbleibender Leistung) möglich machen sollte, was die ersten Tausend Kilometer auch gut funktionierte. Nikasil ist im einwandfreiem Zustand mit der Härte von Diamant vergleichbar und kann auch nur mit diesem geschliffen werden.

(Quelle: Jaguar Forum)

Im Normalfall verschleißen Nikasilbeschichtete Alugusszylinder nicht! doch wird auf folgender Seite gesagt, welche sich zwar mit Motorradmotoren beschäftigt aber im Prinzip dasselbe ist wie bei Automotoren da die Beschichtung die selbe ist: "Zylinderlaufflächen werden bei mangelnder Schmierung oder Überlastung, oder durch hohe Laufleistungen beschädigt.

Mit steigender Laufleistung, erhöht sich das Zylinderlaufmaß durch Verschleiß. Ein genaues Zylinderlaufmaß, also der Spalt zwischen Zylinder und Kolben, ist jedoch extrem wichtig, damit der Ölfilm den Kolben gegenüber der Zylinderwand überhaupt tragen kann.

Generell wechselt man heute keine Kolbenringe mehr!"

(Quelle: Zweiradwiebusch)

So kann davon ausgegangen werden, dass die Beschichtung unter normalen Umständen "hohe Laufleistungen" aushalten sollte, sofern man ein paar Dinge beachtet. Die "mangelnde Schmierung" kann erfolgen wenn der Motor im kalten Zustand bzw. kaltes Öl, hohe Drehzahlen leisten soll und der Schmierfilm abreißt. So können Riefen im Zylinder entstehen, welche die Zylinderlaufbahnen beschädigen.

Generell wird gesagt: "Sobald eine Nikasilbeschichtung in einem Alugusszylinder, egal in welcher Weise und in welcher Größenform beschädigt ist, ist ein Motorschaden ohne nachträglicher Reparatur unausweichlich", was bedeutet dass wenn ein Motor bereits durch Beschädigung der Nikasilbeschichtung beschädigt ist, eine nicht mögliche Reparatur oder ein baldiger Motorschaden unausweichlich ist. Deshalb sollte ein noch nicht beschädigter Motor vor hoher Belastung immer warm gefahren werden und mit dem richtigen (Herstellerfreigabe) und ausreichend Öl gefahren werden, um die Schmierung des Kolbens zu ermöglichen.

Weiterhin stellt sich die Frage wieso dennoch gravierende Laufleistungsunterschiede bis zur Beschädigung der Nikasilbeschichtung bestehen. Die Antwort ist für Chemiker recht leicht: "Sogut wie jedes Motoröl für Verbrennungsmotoren enthält Schwefel". "Schwefel greift sehr stark Nickel an, es gibt so gut wie keine Nickelverbindung, die von Schwefel nicht geknackt wird. Anschliessend geht das Schwefel eine Verbindung mit Nickel ein und bildet Nickelsulfid (NiS). NiS bröselt und würde ausgeschwemmt. Damit würde die Beschichtung sukzessive abgetragen. Hier reichen wahrscheinlich schon sehr geringe Mengen Schwefel." (hier: Nikasilbeschichtung)(Quelle: Maserati Forum)

Hiermit kann die Frage beantwortet werden, "Wieso löst sich eine Nikasilbeschichtung von den Zylinderwänden ab, bröckelt ab, verschleißt".

Weiterhin ist Schwefel in sämtlichen Kraftstoffen an jeder Tankstelle vorhanden. Achtung: Hier wird gesagt es wäre Schwefelfrei, doch liegt die Grenze zum Benennen von "Schwefelfrei" bei 20ppm Schwefel und weniger.

So kann davon ausgegangen werden: "Wer Schwefelhaltiges Benzin (verstärkt im Ausland) tankt oder ein Motoröl mit höherem Schwefelanteil benutzt, wird so eher einen Motorschaden aufgrund der Ablösung der Nikasilbeschichtung erleiden."

Deshalb sollte ein vom Hersteller freigegebenes Motoröl mit mind. der Kennung ACEA C1-C4 (z.B. für Dieselpartikelfilter - Schwefelarm) genommen werden um eine höhere Laufleistung zu gewährleisten.

Weiterhin sollte bewusst sein, dass Schwefel wasserlöslich ist und damit eine chemische Verbindung eingeht, was eine Schwefelsäure ergibt, welche sehr aggressiv ist.

"O2 + S --> S02

SO2 + H2O --> H2SO3 (Schwefelsäure)"

(Quelle: Maserati Forum)

Abschließend ist zu sagen, dass Alugussmotoren mit Nikasilzylinderbeschichtung sensibel auf Schwefelhaltige Substanzen reagieren und eine anschließende Reparatur wegen Warenschutz der Nikasilbeschichtung von Mahle nicht möglich ist. Die Folge. Man braucht einen neuen Motorblock welcher aktuell beim Audi S4 B6 und B7 knapp 10.000€ kostet. Den ganzen Motor bekommt man für ca. 15.700€ beides ohne Einbau.

Ich hoffe ich konnte mit diesem Thema einige Fragen zur Nikasilbeschichtung beantworten und gehe davon aus, dass falsche Informationen bitte sofort in einem Beitrag gemeldet werden.

Weiterhin gute Fahrt

Sascha K.

 

 

[Chefkoch1984]

Für mich beisst sich jetzt die Aussage

Zitat:

Der Motor hatte während des Kolbenfressers eine Laufleistung von ca. 128.000km und wurde ausschließlich mit einem freigegebenen Motoröl der Viskosität 5W30 gefahren.

mit

Zitat:

Deshalb sollte ein vom Hersteller freigegebenes Motoröl mit mind. der Kennung ACEA C1-C4 (z.B. für Dieselpartikelfilter - Schwefelarm) genommen werden um eine höhere Laufleistung zu gewährleisten.

jetzt hat 5w30 und 0W30 nach LL3 jedoch immer mind. C3 :confused:

Und würde dies nicht auch bedeuten das alle 2.8er/3.2er/4.2er/5.2er MPI&FSI Fahrer mit dem Hang zum hohen HTHS haltigen (z.B. OMV Bixxol premium 5W-40 und seinem B4 Profil) auf dem Holzweg sind?

[sutsh]

Zitat:

jetzt hat 5w30 und 0W30 nach LL3 jedoch immer mind. C3 :confused:

Und würde dies nicht auch bedeuten das alle 2.8er/3.2er/4.2er/5.2er MPI&FSI Fahrer mit dem Hang zum hohen HTHS haltigen (z.B. OMV Bixxol premium 5W-40 und seinem B4 Profil) auf dem Holzweg sind?

Ich habe gelesen, dass bei der Nutzung von 5W-40 oder 5W-50 (ich kann nicht genau sagen ob es tatsächlich ausschließlich an der Viskosität liegt) speziell beim 4.2 V8 (BBK) kein Kettenrasseln mehr beim Motorstart geben- und dass der Motor besser bzw. ruhiger laufen soll. Ein Öl mit ACEA C3 hat einen HTHS Wert von >= 3,5 mPas was bei 150°C schon hohe reserven hat, weshalb ich davon ausgehe, dass ein 5W30 sogar im Sommer bei Dauervollast zumindest für den 4.2 BBK Motor ausreichen soll.

Ohne die ACEA-Norm C ist es möglich dass ein 4-facher Schwefelgehalt im Motoröl beinhaltet ist.

Meines Erachtens gibt es kein 5W50 mit ACEA C norm. Lediglich ein 5W40 gibt es, sogar mit VW-Norm 502.00.

Gruß,

Sascha K.

Edit: Jetzt habe ich dich verstanden.

Bevor ich das Auto gekauft habe wurde kein 5W30 sondern ein 5W40 gefahren. Ob es die ACEA C-Norm erfüllte kann ich nicht mehr beurteilen.

 

[Standspurpirat125]

"Viele" greifen beim V8 auch zum 5W50, wenn ich mich nicht Irre auch die Corvette Fahrer,....soll wohl schon was heißen!!?

Der eine Unterschied ist das Fließverhalten bei hohen Temperaturen:

Schmierfilm Tragfähigkeit bei 100°C

xW30: 9,3 mm²/s

xW40: 12,5 mm²/s

xW50: 16,3 mm²/s

 

Die ACEA C Klasse kann man so Pauschal nicht in eine Tüte Packen, vor allem für jene Fahrer mit DPF, da C2 und C3 Katerogie einen Begrenzten aber Höheren Anteil an Sulfatasche, Phosphor, Schwefel Aufweisen als C1

Dazu ein Wiki Zitat:

"

Vereinfacht kann man sagen, dass die HTHS-Viskosität die Fließzähigkeit und damit die Stabilität des Schmierfilms eines Motoröls bei einer erhöhten Temperatur angibt – ist der Wert über 3,5 mPa×s dann ist das Öl auch bei hohen Temperaturen sehr scherstabil. Bei Werten darunter (unter 3,5 mPa×s) spricht man von abgesenkter HTHS-Viskosität, was durch die abgesenkte Fließzähigkeit weniger Reibungsverlust im Motor und damit Kraftstoffersparnis bedeuten kann, gleichfalls jedoch auch weniger Schmier- bzw. Scherstabilität.

Dem Beispiel der C-Klassifizierung für PKW-Dieselmotoren mit Partikelfilter folgend kann man zusammengefasst, vereinfacht sagen: Öle nach ACEA C1 weisen eine stark abgesenkte HTHS-Viskosität auf, was dazu verhelfen kann Kraftstoff zu sparen, sind unter den Low-SAPS-Ölen dieser Klasse am besten für den Dieselpartikelfilter (DPF), denn sie setzen diesen am wenigsten zu, allerdings weisen Öle nach ACEA C1 eine nicht so gute Schmierstabilität auf wie beispielsweise im Vergleich zu den anderen Ölen (ACEA C2/C3) dieser Spezifikation. (=> C1 = besser für DPF, C3 = besser für Motor)

"

[sutsh]

Zitat:

@Ghosting schrieb am 1. Juli 2015 um 17:38:39 Uhr:

"Viele" greifen beim V8 auch zum 5W50, wenn ich mich nicht Irre auch die Corvette Fahrer,....soll wohl schon was heißen!!?

Der eine Unterschied ist das Fließverhalten bei hohen Temperaturen:

Schmierfilm Tragfähigkeit bei 100°C

xW30: 9,3 mm²/s

xW40: 12,5 mm²/s

xW50: 16,3 mm²/s

Die ACEA C Klasse kann man so Pauschal nicht in eine Tüte Packen, vor allem für jene Fahrer mit DPF, da C2 und C3 Katerogie einen Begrenzten aber Höheren Anteil an Sulfatasche, Phosphor, Schwefel Aufweisen als C1

Generell sind die ACEA C-Klassen jene, die einen geminderten Sulfatascheanteil haben, hier wird auch der Schwefel gemeint, wie du schon geschrieben hast. Allerdings wird die C1-Norm durch die stark abgesenkte HTHS-Viskosität wie du schon geschrieben hast, einen nicht so stabilen Ölfilm bei 150°C wie C2 oder C3 haben.

Haben Corvettemodelle Nikasilzylinderbeschichtungen?

Lieben Gruß,

Sascha K.

[Chefkoch1984]

Aber ohne jetzt Zahlen vorlegen zu können, sollten die meisten Betroffenen Fahrzeuge doch ll3 mit c3 konsumiert haben oder?

[sutsh]

Zitat:

@Chefkoch1984 schrieb am 1. Juli 2015 um 18:24:24 Uhr:

stellt sich jetzt nur noch eben die Frage, was ist mit all den betroffenen Fahrzeugen ist die stets zum regulären Service sind und ordnungsgemäß 5w30 bekommen haben

Dazu kann ich leider nichts sagen.

Hat jede VW/Audi-Vertragswerkstatt dasselbe oder sogar mehrere einer bestimmten Viskosität im Sortiment? Oder sind die Werkstätten eigene Unternehmer und müssen sich nur an die Herstellerrichtlinien halten und können kaufen was sie wollen?

Ist es eventuell gewollt dass die Motoren nicht lange überleben sollen, ohne eine Werkstatt aufsuchen zu müssen?

[Chefkoch1984]

Beitrag oben mal zwischenzeitlich editiert.

Autohäuser sind idR selbständige Unternehmen die sich nur an die Norm halten müssen. Was bzw welches 5w30 sie im Fass kaufen bleibt Ihnen überlassen.

[felix945]

moin, hab vor einigen jahren mal den zylinder eines kingquads 750 bei einem lokalen relativ großen motorenspezi neu bohren + nikasilbeschichten lassen. Da war die Firma Bücker und essing aus Lingen, allerdings hat man dort als privatman mitlerweile keine möglichkeiten mehr

Ist bei aktuellen motoren 3.2fsi und so weiter nicht sowieso alusil?!

mfg

[sutsh]

Leider kann ich den ersten Text nicht mehr ändern, deshalb kommt hier eine kleine Korrektur:

- Nikasil ist nur ein geschützter Produktname der Firma Mahle. Die chemische Zusammensetzung der Zylinderbeschichtung ist Nickel-Silizium-Karbid und kann von spezialisierten Firmen auf Alublöcke aufgetragen werden. Nur nicht unter dem Namen "Nikasil".

- Die korrekte chemische Formel ist: SO3 + H2O -> H2SO4

lieben Gruß,

Sascha K.

[Pistonclamp]

Hallo,

toller Beitrag, klärt sehr gut auf, danke dafür!

Eine Frage: das Nikasil wird vom Schwefel angegriffen, was im Umkehrschluss heißt, dass Schwefel und Nickel miteinander reagieren.

Wäre dann nicht eine Art "nickel-elektrolyse" sinnvoll?

 

Grüße

[Trennschleifer133991]

Wirklich gut geschrieben und erklärt! Ich bin gelernter Galvaniseur und arbeite auch in dem Bereich. Es ist so dass das Nickel von dem Schwefel oxidiert wird und dadurch in Lösung geht. Das heißt dass wenn der Zylinder lange genug genügend Schwefel ausgesetzt wird, wird er schlicht und einfach entschichtet und die Temperaturen im Motor fördern das ganze noch.

[cepheid1]

Zitat:

@Pistonclamp schrieb am 13. Januar 2016 um 13:36:56 Uhr:

Hallo,

toller Beitrag, klärt sehr gut auf, danke dafür!

Eine Frage: das Nikasil wird vom Schwefel angegriffen, was im Umkehrschluss heißt, dass Schwefel und Nickel miteinander reagieren.

Wäre dann nicht eine Art "nickel-elektrolyse" sinnvoll?

Grüße

Der besagte schwefel existiert in Form von SO2/3, in Verbindung mit Wasser wird es zu H2SO4 und das ist Schwefelsäure. Wasser entsteht natürlich bei der Verbrennung von Kraftstoff.

Das H2SO4 bzw SO3 entsteht bei der Verbrennung von Schwefel welches du im Kraftstoff und Öl immer in Spuren hast.

Die Schwefelsäure wirkt hochgradig korrosiv auf alle Metallteile von Brennraum bis zu der Abgasanlage. Es gibt natürlich Legierungen due bestandiger gegenüber H2SO4 sind als andere.

Unter anderem deshalb haben wir schwefelarmen Kraftstoff. Wobei der primäre Grund der Umweltaspekt ist.

 

Was für eine Elektrolyse willst du da machen? Im Motor? Kannst vergessen :D

Elektrolyse macht man um aus Flüssigkeiten Elemente rauszuholen, z.b gelöstes Gold oder Natronlauge und Chlor aus Salz (das machen wir). Energie rein, Elemente raus. Umgekehrtes Prinzip ist die Batterie.

Im Brennraun ist das nicht umsetzbar.

[Pistonclamp]

Hi cepeheid1,

 

selbstverständlich NICHT im Brennraum.

Öl ist für mich eine Flüssigkeit und Schwefel das besagte "andere Element". Wenn Elektrolyse dann in der Raffinerie oder sonstigen Vor-Stationen. Kann natürlich auch sein dass ich hier einen unmöglichen Gedankengang habe, lasse mich gerne belehren;)

 

Liebe Grüße

[cepheid1]

Der Schwefel wird ja bereits entfernt. Lies die Kleber an der Tanke:

"entschwefelt"

Die Entschwefelung war u.a. Der grund warum es früher so viel saufen regen gab. Inzwischen sind die Entschwefelungsanlagen sauberer.