Kühlkreislauf im Kfz
Bei der Verbrennung des Kraftstoff/Luft Gemisch wird der Motor ausgesprochen heiß. Denn außer der Kraft für die Fortbewegung gibt er auch Wärme ab und das nicht wenig: ca.¼ Kraft und ca.¾ Wärme. Diese Wärme gilt es abzuführen.
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Flüssigkeitskühlung
Vom Schaufelrad der Wasserpumpe wird ständig Wasser durch den Motor gepumpt. Die Wasserpumpe auch Kühlflüssigkeitspumpe genannt, wird je nach Automobilhersteller entweder von einem Zahnriemen, einen Keilrippenantrieb oder einer Steuerkette, von der Kurbelwelle aus angetrieben. Die Motoren sind doppelwandig aufgebaut, wodurch die Flüssigkeit zum kühlen des Motors fließt und die Wärme von den Wänden abführt. Die Kühlflüssigkeit zirkuliert nach dem Start und in der Warmlauffase im sogenannten kleinen Kühlkreislauf durch den Motorblock und Zylinderkopf, sowie den Wärmetauscher der Heizung zurück zur Pumpe. So erreicht man eine möglichst schnelle Aufheizung des Kühlmittels. Erst wenn das Kühlmittel eine bestimmte Betriebstemperatur (ab ca.85°C) erreicht hat, beginnt meist ein Dehnstoff im Thermostat (Dehnstoff-Thermostat) sich auszubreiten. Dadurch öffnet es den sogenannten großen Kühlkreislauf. Eine andere Variante zur Öffnung des Thermostats ist das Thermostat mit Doppelventil, bei dem ein zusätzlicher Kanal direkt zum Kühler integriert ist und dieser direkt bei Betriebstemperatur öffnet. Im großen Kühlkreislauf läuft das Kühlmittel durch die Leitung nun zusätzlich zum Kühler. Der Kühler erhält seine kälte vom Ventilator. Bei Personenkraftwagen erreicht das Kühlmittel bei richtiger Betriebstemperatur ca. 100°C - 120°C bei. In der Kühlanlage herrscht ein Überdruck von 1,3 - 2 bar. Der Überdruck erhöht den Wassersiedepunkt von 100°C auf über 120°C. So kann die für den Motor betriebsgünstige Kühlmitteltemperatur von über 100C ohne Kochgefahr eingehalten werden.
Kühlflüssigkeit erneuern
Zuerst warten bis der Motor kalt ist. Kühlwasserauffangwanne unterstellen. Als nächstes den Ausgleichsbehälter öffnen und den Kühlwasserschlauch abziehen. Das alte Kühlmittel fliest nun direkt in die Auffangwanne. Wenn der Ausgleichsbehälter entleert ist, zieht man den abgezogenen Schlauch wieder fest. Frost- und Korrosionsschutzmittel sowie Wasser anteilig auffüllen. Bei manchen Systemen ist jetzt eine Entlüftung notwendig. Anschließend lässt man den Motor warm laufen und überprüft alles auf Dichtheit.
Zu beachten beim Wiederauffüllen
Bei warmen Motoren befindet sich der Kühlmittelausgleichbehälter unter Druck. Aus diesem Grund besser bei kaltem Motor das Kühlmittel nachfüllen. Durch das Frostschutzmittel kann selbst bei kälteren Temperaturen die Flüssigkeit nicht gefrieren. Es gibt unterschiedliche Kühlflüssigkeiten für Aluminiummotoren (Silikat haltig) und Stahlmotoren (Silikat frei). Wird eine falsche Flüssigkeit verwendet, kann ein Flockenbildung entstehen. Im kalten Zustand des Motors muss der Kühlmittelstand zumindest bis zur unteren, jedoch nicht über den oberen Markierungspfeil am Ausgleichsbehälter erkenn zu sein. Es darf nicht mehr als 60% Frostschutzmittel in das Kühlsystem gefüllt werden. Bei höherer Dosierung verringert sich die Schutzwirkung wieder und die Kühlwirkung wird verschlechtert. In deutschen Fahrzeugen füllt man ungefähr meist 2/3 Wasser und 1/3 Frostschutzmittel. Bei erheblichen Wasserverlust und heißen Motor, kein kaltes Wasser nachfüllen. Durch den Kälteschock kann sich der Zylinderkopf verziehen oder der Motorblock reißen.
Kühlflüssigkeit überprüfen
Verlust von Kühlmittel ist das Zeichen für eine Störung oder einen Defekt. Das Kühlmittel wird nicht verbraucht und kann im geschlossen Kühlsystem nicht verdampfen oder verdunsten. Das Kühlmittel wird bei jeder Inspektion geprüft. Jedoch sollte man nicht nur vor jeden Winter oder zur Inspektion überprüfen, sondern vor jeder längeren Fahrt. Zu Überprüfen ist vor allem der Flüssigkeitsstand und speziell bei kälteren Temperaturen der Frostschutzgehalt. Die Überprüfung des Frostschutzgehaltes ist mit einen Frostschutzheber, einer Frostschutzspindel oder Refraktometer möglich.
Zusammensetzung der Kühlflüssigkeit
Als Kühlmittel wird in der Regel Wasser verwendet, welches mit bestimmten Zusätzen versehen wird, um zum einen den Gefrierpunkt des Wassers herabzusetzen und zum anderen die korrosive Wirkung des Wassers zu verringern. Dazu wird meist eine Glykol-Mischung verwendet. Je höher der Anteil des Glykols ist, desto niedriger ist der Gefrierpunkt. Da die Kühlflüssigkeit in der Regel sehr selten ausgetauscht wird, sammeln sich mit der Zeit auch allerlei Schwebstoffe darin. Das führt dann mit der Zeit zu einer Verfärbung, die nicht weiter schlimm ist. Erst wenn irgendwo ein Riss im System ist, kann die Kühlflüssigkeit mit anderen Betriebsstoffen, wie z.B. Motoröl kontaminiert werden. Dies ist dann ein untrügliches Zeichen dafür, dass z.B. der Zylinderkopf gerissen oder die Kopfdichtung defekt ist.
Die Entsorgung
Kühlflüssigkeit ist für Menschen, Tiere und Pflanzen giftig. Deshalb darf sie nicht ins Grundwasser gelangen. Abgelassene Kühlflüssigkeit muss in einen gesonderten Behälter gesammelt werden. In Recyclinganlagen wird die Flüssigkeit wieder neu aufgearbeitet.
Weitere Kühlungsarten
Luftkühlung
Trotz der Bezeichnung „Wasserkühlung“ dient auch Luft als kühlendes als Element, entweder als Fahrtwind oder unter Zuhilfenahme des Kühlerventilators.
Quellen
http://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BCssigkeitsk%C3%BChlung
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BChlmittelkreislauf
http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/K%C3%BChlkreislauf_und_Gefrierschutz
Fachbuch für Kfz-Mechatroniker, Verlag Europa-Nr.20108
Fachbuch "Jetzt helf ich mir selbst"
