Motorkühlung

Christian Thieme: Kühlkreislauf & Kühler

Simon Eggers: Kühlflüssigkeit

Jan Kliche: WaPu, Luftkühlung

Der Kühlkreislauf eines PKW

Die Kühlung des Motors ist in zwei Kreisläufe geteilt. Der kleine Kühlkreislauf ist aktiv Wenn der Motor seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat. Erst wenn der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat wird der große Kühlkreislauf zugeschaltet und der Motor wird so gekühlt das er auf der Betriebstemperatur bleibt. Sinkt die Temperatur des Motors unter die Betriebstemperatur so wird die Kühlung eingestellt, wird die Temperatur des Motors zu hoch so wird durch Thermostate der Ventilator eingeschaltet z.B. im Stau oder Stadtverkehr.

Der Kühler

Der Kühler wird direkt von oben nach unten von der Kühlflüssigkeit durchströhmt. Im Kühlernetz des Kühlerblockes wird durch ein System von Rohren und Lamellen eine größt mögliche Kühlfläche erzeugt, damit der Fahrtwind der Kühlflüssigkeit möglichst viel Wärme entziehen kann. Die überflüssige Wärme wird an die Umgebungsluft abgegeben. Der Kühler ist ein bestandteil des großen Kühlkreislaufes dem zu folge Fliest das Kühlwasser erst durch den Kühler wenn der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat.

Luftkühlung

Bei der Luftkühlung wird die abzuführende Kühlwärme von den Oberflächen der Motorteile direkt an die umströmende Umgebungsluft abgegeben.

Fahrtwindkühlung. Sie ist die einfachste Art der Luftkühlung. Diese wird häufig bei Krafträdern angewandt, da ihre unverkleideten Motoren vom Fahrtwind umströmt werden. Um größtmögliche Kühlung zu erzielen wird der Wärmeübergang an die Umgebungsluft durch Vergrößerung der wirksamen Kühlfläche mit Kühlrippen verbessert. Deshalb sind Zylinder, Zylinderkopf und häufig auch das Motorgehäuse mit Kühlrippen versehen.

Gebläseluftkühlung. Sie ermöglicht eine ausreichende Kühlung von Motoren, die nicht vom Fahrtwind umströmt werden. Dabei wird ein Gebläse über einen Keilriemen vom Motor angetrieben und kühlt den einzelnen Zylinder mit Hilfe von Leitblechen gleichmäßig mit der Kühlluft.

Vorteile der Luftkühlung:

Der Motor wird schneller warm. Beim Einbau in der Mitte oder im Heck des Fahrzeugs keine längen Kühlflüssigkeitswege.

Nachteile der Luftkühlung:

Durch Kühlrippen evtl. mit Gebläse wirkt der Motor gegenüber der Flüssigkeitskühlung lauter. Kühlung und Heizung erfolgen ungleichmäßiger.

Wasserpumpe

Sie ist meist als Kreiselpumpe(Radialpumpe, Strömungspumpe) ausgebildet. Im Pumpengehäuse, das mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist, läuft mit hoher Drehzahl ein Flügelrad bzw. Pumpenrad. Dieses erfasst im Zentrum(Saugseite) die Flüssigkeit und drückt sie nach außen(Druckseite). Vom Kühler bzw. vom Thermostat her strömt dem Zentrum des Flügelrades stets abgekühlte Kühlflüssigkeit. Der Antrieb der Kühlflüssigkeitspumpe(Wasserpumpe) erfolgt in der Regel über einen Keilriemen von der Kurbelwelle aus. Der Antrieb kann auch durch einen Elektromotor erfolgen. Ein von der Kühlflüssigkeitstemperatur abhängiger, elektronisch kennfeldgeregelter Pumpenantrieb passt durch variable Förderleistung der Pumpe den Kühlmengenbedarf der abzuführende Wärmemenge an. Die geringere Leistungsaufnahme der Kühlflüssigkeitspumpe führt zu einer Kraftstoff- und Emissionsminderung.

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Kühlflüssigkeit

Die Aufgabe der Kühlflüssigkeit besteht darin , die übermäßige Wärme des Verbrennungsmotors zum Kühler und zur Innenraumheizung zu transportieren. Auch niedrigen Temperaturen noch flüssig zu bleiben, Bauteile zu schmieren und das System vor Korrosion zu schützen.

Kühlmittel besteht nur noch etwa zur Hälfte aus kalkarmem Wasser. Man spricht deshalb nicht mehr von Wasser-, sondern von Flüssigkeitskühlung. In der Die Kühlflüssigkeit enthält viele Zusätze um z.B. vor Korrosion zu schützen. Spätestens zu Beginn der kalten Jahreszeit sollte die Kühlflüssigkeit geprüft werden. Dieses führt man mit einem sogenannten Aräometer oder Refraktometer aus. Das Aräometer oder Refraktometer überprüft die Dichte des Kühlmittels und damit der Anteil an Gefrierschutzmittel. Üblich sind 40 - 50%.

Refraktometer:Die Refraktometrie ist ein ideales Analyseverfahren, wenn es gilt, schnell, zuverlässig und umweltfreundlich die Brechzahl, die Konzentration oder die Dichte von Flüssigkeiten zu bestimmen.

Die Kühlflüssigkeitdtemperatur wird durch den hohen Druck (1,3 - 2bar) im Kühlsystem auf ca. 100-120°C angehoben, ohne dass die Kühlflüssigkeit siedet. Durch die damit verbundene Erhöhung der Motortemperatur können Leistungssteigerung sowie Verbrauchs- und Emissionssenkungen erreicht werden.

Den Frostschutz braucht der Motor, weil Wasser (neben den Metallen Wismut und Gallium) die Eigenschaft hat, sich bei der Bildung von Eis auszudehnen, dass würde den Motorbblock "zersprengen" , deshalb wird dem Kühlwasser C₂H₆O₂ (Ethylenglykol) beigegeben, dessen Gefrierpunkt bei -20°C liegt. Man sollte es allerdings mit dem zu mischen nicht übertreiben, denn bei mehr als 50% Frostschutzanteil steigt der Gefrierpunkt der Mischung wieder. Weitere Zusätze sind Ethylenglykol, Inhibitoren und Farbstoffe.

Fragen:

1.Womit kann man den Kühlflüssigkeitsanteil der Kühlflüssigkeit messen?
2.Welcher Druck liegt im Kühlsystem vor?
3.Welche Zusätze befinden sich in der Kühlflüssigkeit?

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