Die kalte Jahreszeit steht vor der Tür und für viele Autofahrer bedeutet das: Zeit, das Fahrzeug auf die winterlichen Herausforderungen vorzubereiten.
Doch während sich Autofahrer Gedanken über Winterreifen, Frostschutzmittel und Co. machen, sorgt Castrol für eine weitere entscheidende Komponente: den Motor. Passend zum 125-jährigen Jubiläum präsentiert Castrol eine revolutionäre neue Formulierung seines Premium-Motoröls Castrol EDGE – perfekt für extreme Bedingungen. Wir haben mit den Experten Rachel Howard, Senior Managerin für Technologieeinsatz, und Alex Criddle, Expertentechnologe für Leistungsnachweise und Demos, gesprochen, um herauszufinden, welche Prozesse hinter der Entwicklung und Prüfung dieses neuen Motoröls stecken.
Wie werden die wichtigsten Anforderungen und Leistungsziele für ein völlig neues Premium-Schmierstoffprodukt definiert?
RH: Es kann ein sehr breites Spektrum an Inputs geben, aber in der Regel kommt der Anstoß für die Entwicklung einer neuen Castrol EDGE Formulierung aus einer der beiden Quellen – entweder aus einer formellen Zusammenarbeit mit einem Fahrzeughersteller zur gemeinsamen Entwicklung eines Erstbefüllungsproduktes (d. h., eines Schmierstoffs, der dem Motor zum Zeitpunkt der Herstellung zugeführt wird) oder wir reagieren auf eine der neuen Schmierstoffspezifikationen, die viele Fahrzeughersteller veröffentlichen werden. Bei einer neuen Erstbefüllungsformulierung stehen wir bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Fahrzeugentwicklung mit den Ingenieuren des Fahrzeugherstellers in Kontakt. Die Fahrzeughersteller arbeiten mit Castrol zusammen, um die Rezepturen des Motorenölesfestzulegen, welche die Motorkomponenten vor Verschleiß und Reibung schützen und gleichzeitig eine Verlängerung der Ölwechselintervalle ermöglichen. Der neue Schmierstoff ist ein integraler Bestandteil, der dazu beiträgt, die aktuellen und voraussichtlichen gesetzlichen Anforderungen und Spezifikationen zu erfüllen. In der Regel entwickeln wir einen neuen Schmierstoff, um eine neue Spezifikation zu erfüllen, die der Fahrzeughersteller veröffentlicht hat. Dies kann auf neue Gesetze oder Vorgaben von Regulierungsbehörden zurückgehen, wie sich ändernde Emissionsstandards, oder auf das Bestreben eines Fahrzeugherstellers, Effizienz bzw. Leistung zu steigern oder Emissionen zu senken. Fahrzeughersteller veröffentlichen ihre Spezifikationen, und unsere Kundenbetreuer kommunizieren mit ihnen, um vor dem Produkteinsatz die genauen Anforderungen zu verstehen.
Wie lange dauert die Entwicklung einer ganz neuen Formulierung bis zum marktreifen Erst- oder Servicebefüllungsprodukt im Durchschnitt?
AC: Das kann stark variieren. Vieles hängt davon ab, wie herausfordernd es ist, einer bestimmten Spezifikation nachzukommen. In manchen Fällen können wir eine Spezifikation schon nach wenigen Monaten erfüllen, zum Beispiel, wenn ein vorhandenes Produkt nur geringfügig angepasst werden muss, um den Anforderungen gerecht zu werden. Demgegenüber kann die Entwicklung einer neuen Formulierung deutlich mehr Zeit in Anspruch nehmen – manchmal bis zu fünf Jahre von der Konzeption bis zur Markteinführung. Manche Produkte erfordern besonders intensive Entwicklungs- und Prüfphasen. Wir stehen kurz vor der Einführung einer ganz neuen Formulierung von Castrol EDGE. Diese neue Formulierung ist das Ergebnis intensiver Entwicklungs- und Prüfphasen und vereint in einem Schmierstoff die neuesten Spezifikationen von drei führenden Fahrzeugherstellern. Dies vereinfacht den Bestellprozess für Werkstätten erheblich. Um an diesen Punkt zu gelangen, waren mehrere Jahre konzentrierter Entwicklungsarbeit erforderlich. Für das aktuelle Castrol EDGE Produkt haben wir hunderte Einzelprüfungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Schmierstoff Reibung minimieren, Metallkontakt und Verschleiß reduzieren, Korrosion verhindern und unter extremen Temperaturen funktionieren kann. Die Harmonisierung der Anforderungen verschiedener Herstellerspezifikationen stellt eine besondere Herausforderung dar, da sich diese Anforderungen in manchen Aspekten unterscheiden und sogar widersprechen können. Einige Leistungsziele für den Schmierstoff – zum Beispiel bezüglich Kraftstoffverbrauch – liegen höher als andere, und die Prüfmethoden können sich stark unterscheiden. Um bestimmte Ziele zu erreichen, kann es notwendig sein, die Viskositätsparameter zu reduzieren, was allerdings die von anderen Fahrzeugherstellern gesetzten Haltbarkeitsziele beeinträchtigen kann.
RH: Es ist eine Gratwanderung, die richtigen Typen und Mengen von Komponenten zu finden, die sowohl die benötigte niedrige Viskosität für Kraftstoffeffizienz und Emissionsminderung liefern als auch umfassenden Schutz vor Verschleiß bieten und Schlammbildung sowie Ablagerungen entgegenwirken. Was bei einem Leistungsmerkmal gut funktioniert, kann bei einem anderen manchmal negative Auswirkungen haben. Viel Erfahrung und strenge Prüfungen sind notwendig, um das perfekte Gleichgewicht zu erreichen. Um neuen, anspruchsvollen Branchenanforderungen gerecht zu werden, haben wir kürzlich an drei wesentlichen Varianten mit einer langen Lebensdauer gearbeitet: 0W-20, 0W-30 und 5W-30 decken zusammen 16 verschiedene Spezifikationen von Fahrzeugherstellern und der Industrie ab. Dieses Programm war komplex und erforderte viel Zeit. Es umfasste mehr als 110 Motorprüfungen mit über 35.000 Betriebsstunden und zusätzlich mehr als 100 Labor-Prüfzyklen. Unsere Hauptziele für diese Produkte konnten wir speziell deshalb erreichen, weil wir die Ressourcen und das Know-how von Castrol in drei Ländern nutzen konnten. Dieses Programm stellte für jedes dieser drei neuen Produkte eine Investition in Höhe von mehreren Millionen Dollar dar.
Warum sollte man ein Produkt entwickeln, das mehrere Spezifikationen erfüllt, wenn es so schwierig ist? Wäre es nicht einfacher, separate fahrzeugherstellerspezifische Formulierungen zu entwickeln?
AC: Der leichteste Weg ist für uns nie die erste Wahl! Mit Castrol EDGE streben wir nach Produkten höchster Qualität und maximaler Betriebstoleranz. Es hat Sinn, mit einem Produkt mehrere Spezifikationen abzudecken. Das vereinfacht das Leben für Großhändler, Händler und die Kunden, seien es Werkstätten oder Autofahrer. Bei diesem speziellen neuen Produkt mit mehreren Spezifikationen wurde deutlich, dass wir in der Lage sind, etwas zu schaffen, das die anspruchsvollsten Spezifikationen erfüllt. Der zeitliche Arbeitsaufwand ergab sich aus dem Bestreben, mehrere Ziele gleichzeitig zu erreichen. Wir hätten natürlich auch einen einfacheren Weg wählen können, doch wir sind überzeugt, dass das Ergebnis für einen Großteil unserer Kunden erhebliche Vorteile bringen wird. Unsere Ziele sind anspruchsvoller als die gesetzlichen Anforderungen – Castrol EDGE zielt darauf ab, die Grenzen der Leistung zu erweitern.
RH: Generell ist es uns möglich, den Entwicklungszyklus zu verkürzen, da wir auf umfangreiche Erfahrung und Fachkenntnisse zurückgreifen können, ergänzt durch bewährte Produktionsfähigkeiten und eine stabile Lieferkette, die eine rasche Markteinführung ermöglichen. Es wird für uns zunehmend herausfordernder, den neuen Spezifikationen gerecht zu werden. Die Entwicklung von Verbrennungsmotoren scheint ihren Zenit erreicht zu haben – große Fortschritte im Design bleiben aus. Doch Regulierungsbehörden und Fahrzeughersteller suchen weiterhin nach Wegen für Verbesserungen. Besonders für Mehrmarkenwerkstätten ist es von Vorteil, Produkte vorrätig zu haben, die mehrere Herstellerspezifikationen erfüllen. Sie können so ihren Schmierstoffbestand vereinfachen und sich auf hohe Produktstandards verlassen.
Was sind die wesentlichen Schritte im Entwicklungs- und Prüfprozess einer neuen Produktformulierung?
RH: Jedes Projekt zur Entwicklung eines neuen Motorenöls hat seine eigenen Prioritäten und seinen eigenen Plan, aber die Grundprinzipien bleiben bestehen. Die Auswahl der Formulierungsoptionen erfolgt durch verschiedene Eignungsprüfungen. Der Hauptentwicklungsprozess umfasst Labor-, Prüfstand- und motordefinierende Prüfungen. Wir führen auch die registrierungspflichtigen offiziellen Industrie- und Fahrzeughersteller-Motorenprüfungen durch. Neue Öle werden intensiven Prüfungen unterzogen – wenn passend, in den neuesten Motorenmodellen – unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen über hunderte Stunden. Bei diesen Motorprüfungen bewerten wir auch die Auswirkungen von Kraftstoffen unterschiedlicher Qualität unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Im Zentrum einer neuen Spezifikation steht eine gezielte Viskositätsklasse, ergänzt durch Ziele bezüglich Verschleißraten, Ablagerungen, Kraftstoffverbrauch, Emissionen und weiteren Kenngrößen. Der Hauptentwicklungsprozess beginnt mit einer gründlichen Überprüfung der neuen Spezifikationskriterien. Wir analysieren jedes Detail, um zu sehen, ob unsere Produktpalette, von Fertigprodukten bis hin zu Einzelkomponenten, den Anforderungen entspricht. Die Erfüllung jeder neuen Spezifikation endet letztlich mit einem „Ja“ oder „Nein“. Aber es ist entscheidend zu bestimmen, wie weit wir auf diesem Weg bereits vorangeschritten sind. Der Wettbewerbsvorteil von Castrol beruht im Wesentlichen darauf, dass wir aus unseren Erfahrungen lernen, und selbstverständlich ist es nicht unser Ziel, das Rad ständig neu zu erfinden.
AC: Wir prüfen eine breite Palette vorhandener Kernkomponenten darauf, ob sie die erforderlichen Ergebnisse liefern können. Dazu zählen Basisöle und eine Auswahl von Additiven aus unserem bewährten Sortiment. Sie beeinflussen die physikalischen Eigenschaften und das Verhalten des finalen Schmierstoffprodukts über seinen gesamten Lebenszyklus. Ein wesentlicher Bestandteil der Anfangsphase ist die Auswertung umfangreicher Daten aus früheren Prüfungen. Bei jeder Motorprüfung können wir hunderttausende Datenpunkte sammeln. Dieser enorm wertvolle Informationspool ist unverzichtbar. Er beschleunigt die Bewertung der Interaktion einzelner Komponenten unter intensiven Druckbedingungen im Motor. Diese Datenverarbeitung legt den Grundstein für ein nachfolgendes, mehrschichtiges und iteratives Prüfprogramm in der Praxis. Bevor wir das Produkt den anspruchsvollen Motorenprüfungen unterziehen, führen unsere Labore detaillierte Prüfungen von Einzelkomponenten, deren Kombinationen und vollständigen Prüfformulierungen durch. Dabei spielt auch der menschliche Faktor eine wichtige Rolle. Zur Bewertung des sichtbaren Verunreinigungsgrades durch Schlamm und Ablagerungen im Öl sowie an Motorteilen setzen wir Prüfer ein. Sie führen nach festgelegten Prüfzyklen genau kalibrierte und fachkundige visuelle Prüfung der Motorenbauteile durch, deren Ergebnisse in das Entwicklungsprogramm einfließen. Während des Prozesses werden regelmäßig sogenannte Gate-Reviews durchgeführt – funktionale Prüfungen, die Fortschritte im Hinblick auf vorher festgelegte Ziele messen und so die Bestimmung der nächsten Schritte ermöglichen. Wenn neue Komponenten benötigt werden, können diese Meilensteine eine aktualisierte Kosten-Nutzen-Analyse sowie eine Überprüfung der gesetzlichen Konformität erfordern. Diese Prüfungen sind oft umfassend. Unsere Unternehmenskultur erleichtert diese jedoch, indem wir stets aus Ergebnissen lernen und Erkenntnisse für einen zukünftigen Zugriff archivieren.
RH: Castrol EDGE ist unsere modernste Reihe von Motorenölen und erfüllt die anspruchsvollsten Spezifikationen. Man könnte diese Produkte als einfache Mischung verschiedener Bestandteile sehen. Tatsächlich verkörpern sie jedoch unser gesamtes Wissen über Leistungsgrenzen und sind das Ergebnis jahrzehntelang aufgebauter technischer Expertise, Beziehungen und Partnerschaften. Ein formeller Schritt des Prozesses ist die Registrierung eines Prüfzyklus bei einem autorisierten unabhängigen Labor zur Validierung. Dies ermöglicht dem Fahrzeughersteller, den letzten Schritt durchzuführen: die Erteilung seiner eigenen Zulassung. Ein wichtiger Aspekt unseres Produktkonzeptionsprozesses sowie der Prüfung ist unsere Zusammenarbeit mit externen Partnern. Die langjährige gemeinsame Entwicklung mit führenden Fahrzeugherstellern ist äußerst wertvoll für unsere Konzeptions- und Prüfverfahren neuer Spezifikationen. Wir stellen auch speziell angefertigte Schmierstoffe für Motorsportteams bereit, die Motoren für neue Technologien unter extremsten Bedingungen entwickeln. Diese Teams fordern unsere Produkte stärker heraus, als es in herkömmlichen Entwicklungsprogrammen auf Straßen möglich wäre. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind von unschätzbarem Wert. Wir haben eine lange Tradition in der Entwicklung von Schmierstoffen in Zusammenarbeit mit Spitzen-Motorsportteams. Zu unseren aktuellen Partnerschaften zählen Teams wie BWT Alpine F1®, M-Sport Ford World Rally, Audi Sport GT3 Nürburgring, JAS Honda World Touring Car Cup, Skoda World Rally und RFK NASCAR.
Ich nehme an, dass hinter den Kulissen auch ein großer Aufwand betrieben wird, um sicherzustellen, dass das Produkt auch wirklich verkauft werden kann?
AC: Ja, selbstverständlich. Im Hintergrund all dessen steht die Beurteilung unserer operativen Kapazitäten und der Bereitschaft, das Produkt auf den Markt zu bringen. Wir müssen Zugang zu den benötigten Rohstoffen in den geplanten Mengen berücksichtigen, ebenso wie unsere Produktions- und Lagerkapazitäten sowie die bestehenden Anforderungen an unsere Beschaffungsprozesse und Lieferkettenpartner. Zusätzlich müssen wir belegen, welche Schritte unternommen wurden, um gesetzlichen Verpflichtungen gerecht zu werden. Dies umfasst das Entwerfen konformer Etiketten für das Produkt und dessen anschließende Vermarktung. Einige dieser Schritte mögen sich außerhalb des üblichen „Prüf- und Entwicklungsprozesses“ bewegen, sind jedoch essenziell, um das Produkt Wirklichkeit werden zu lassen und den Kunden Nutzen zu bringen.
Wie haben sich die Entwicklungs- und Prüfprozesse durch den Trend zu niedrigeren Viskositäten verändert?
RH: Fahrzeughersteller entwickeln zunehmend kleinere, jedoch leistungsstärkere Motoren. Die Turboaufladung erhält die Leistung aufrecht, steigert jedoch den Druck im Motor. Dadurch wird die Schmierstoffleistung mehr denn je gefordert. Kraftstoffverbrauch und Leistungsverbesserung hängen von der Formulierung ab, bei der niedrige Viskosität einer der Hauptfaktoren ist. Dies hat zu einem kontinuierlichen Bestreben nach niedrigviskosen Schmierstoffen geführt. Unsere Entwicklungsarbeiten konzentrieren sich oft darauf, mit niedrigeren Viskositäten neue Leistungsziele zu erreichen. Unsere Erfahrungen aus der Zusammenarbeit mit Motorsportteams, bei denen die Entwicklung speziell angepasster Motorenöle mit den niedrigsten Viskositäten entscheidend ist, tragen wesentlich zu unseren Zielen bezüglich Leistung und Haltbarkeit bei. Wir führen regelmäßig Prüfungen für die anspruchsvollsten Anwendungen mit niedrigen Viskositäten durch. Wir wissen dann, dass jede Spezifikation, die keinen so niedrigviskosen Schmierstoff erfordert, mit vielen derselben Kernbestandteile erfüllt werden kann. Die Entwicklung von EDGE Produkten mit Viskositäten wie 0W-16 und 0W-20 stellt eine besondere Herausforderung dar und ist oft unser Ausgangspunkt, um eine neue Spezifikation zu erfüllen.
Welcher Teil des Produktentwicklungs- und –prüfprozesses kann heutzutage durch Simulationen im Vergleich zu Prüfungen unter realen Bedingungen erreicht werden? Wie hat sich das in den letzten Jahren entwickelt?
RH: Obwohl wir enorme Fortschritte bei der Gesamtleistung der Castrol EDGE Schmierstoffe erzielt haben, hat sich das Prüfverfahren selbst nicht grundlegend in Richtung Simulation gewandelt. Nach wie vor müssen 100 % des Validierungsprozesses auf Motorprüfungen basieren. Dieser physische Referenzpunkt ist notwendig, um absolute Sicherheit über die Ergebnisse zu erlangen. Simulationen geben nur begrenzt Auskunft über das Zusammenspiel unglaublich komplexer Bestandteile und Fahrzeughersteller fordern stets reale physikalische Prüfungen vor der finalen Freigabe. Die Rolle der Computerisierung in der Schmierstoffentwicklung, besonders in den vergangenen Jahrzehnten, sollte jedoch nicht unterschätzt werden. Ziel ist nicht die Erleichterung der Simulation, sondern die Verwaltung großer Datenmengen aus vorherigen Prüfverfahren. Diese Daten ermöglichen es uns, Trends und Nutzen zu identifizieren, die in jedes neue Projekt einfließen. Unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Automobilsektor findet hauptsächlich an drei Standorten statt: Pangbourne in Berkshire, Großbritannien, Wayne in New Jersey, USA, und Shanghai, China. Jeder Standort hat sowohl geographische Schwerpunkte als auch technische Spezialisierungen, die darauf abzielen, Kunden und Kundinnen in Europa, Amerika und Asien zu bedienen – gleichwohl tragen alle Standorte dazu bei, dass EDGE führend in der Leistungssteigerung bleibt.
Was macht die Entwicklung eines neuen Castrol EDGE Produkts besonders?
AC: Man könnte denken, es handle sich lediglich um eine komplexe Mischung von Inhaltsstoffen, aber tatsächlich repräsentiert es unser gesamtes Wissen über die Erweiterung von Leistungsgrenzen und ist das Ergebnis unserer technischen Erfahrungen sowie der Beziehungen und Partnerschaften, die wir aufgebaut haben. Das führt zu Schmierstoffen höchster Integrität, die selbst die anspruchsvollsten Spezifikationen bei geringsten Viskositäten erfüllen und somit mehr Leistung bieten. Dieses Jahr feiert Castrol sein 125-jähriges Firmenjubiläum und wir können auf umfangreiche Erfahrungen zurückblicken! Wir setzen einige der strengsten Prüf- und Entwicklungsverfahren der Branche ein, arbeiten mit hochwertigen Inhaltsstoffen von engagierten Zulieferern und nutzen umfassende Erfahrungen in der Schmierstofftechnologie. Ich bin sehr stolz darauf, Teil eines hoch engagierten Teams zu sein, das dafür sorgt, dass Castrol EDGE in einer schnelllebigen Branche an der Spitze steht.