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In einem Kühler die wassergekühlte Verbrennungsmotor erzeugte Wärme durch Kühlmittel an die Umgebungsluft abgegeben wird, wird das erwärmte Kühlmittel so weit abgekühlt, dass der Motor keine Überhitzung zu befürchten hat.
Operation
Das Kühlmittel strömt durch die Wassermäntel der Motorblock entlang des Zylinder und dann durch den Kühler. Der Motorblock ist mit Schläuchen mit dem Kühler verbunden. Eine Wasserpumpe wälzt das Kühlmittel um. Das Kühlmittel tritt oben in den Kühler ein und unten aus. Der Kühlblock, also der Teil zwischen dem oberen und unteren Ausgleichsbehälter des Kühlers, besteht aus sehr feinen Rohren. Um die Kühlfläche zu vergrößern, werden zwischen diese Rohre mundharmonikaförmige Platten, die sogenannten "Lamellen", eingelötet. Das Kühlmittel durchströmt die Röhrchen von oben nach unten. Zwischen diesen Rohren wird die Kühlluft bewegt, in den meisten Fällen der Fahrtwind, zusätzlich gibt es auch eine Zwangskühlung durch eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Ventilator. Sehr alte Motorkühlsysteme arbeiten ohne Pumpe, basierend auf dem Naturumlauf. Diese „automatische“ Wasserzirkulation heißt dann „Thermosiphonkühlungaber es wird nicht mehr verwendet.
Die Wasserpumpe ist a Zentrifugalpumpe welches aus einem Pumpengehäuse mit Wassereinlass und Wasserauslass besteht. Im Gehäuse befindet sich die Pumpenwelle, an der hinten ein Schaufelrad montiert ist. Die Vorderseite, also der Teil außerhalb der Pumpe, ist mit einem Rolle und Lüfterflügel. Bei einer herkömmlichen Wasserpumpe sind Lüfter und Riemenscheibe tatsächlich eine Einheit. Dieses Gerät wird von einem Keilriemen: der Keilriemen. Unter den meisten Fahrbedingungen ist der Lüfter jedoch unnötig. Während der Fahrt reicht in der Regel der Fahrtwind am Kühler und am Motor vorbei, um das Kühlmittel auf Temperatur zu halten. Erst wenn der Motor im Leerlauf ist oder das Auto langsam in einen Stau schleicht, weht kein Wind und dann ist die Hilfe des Lüfters gefragt. Damit der Lüfter nicht unnötig läuft, sind moderne Autos mit einem automatisch arbeitenden Lüfter (dem sogenannten „Lüfter“) ausgestattet. Hier sind Lüfter und Riemenscheibe durch eine elektromagnetische Kupplung getrennt. Der Lüfter schaltet sich ein, wenn die Kühlmitteltemperatur über einen vorgegebenen Wert ansteigt. Die elektromagnetische Kupplung wird eingeschaltet, wodurch der Lüfter und die Treibscheibe gekoppelt werden, das Ganze wird dann über den Riemen angetrieben. Es gibt auch Ventilatoren, die immer rotieren, deren Steigung der Flügel aber automatisch angepasst wird. In der einen Position bewegen sie Luft und in der anderen Position drehen sie sich "locker". Es gibt auch Konstruktionen, bei denen der Lüfter von einem Elektromotor angetrieben wird, der über einen Thermoschalter ein- und ausgeschaltet wird.
Einfluss der Temperatur
Ein Verbrennungsmotor funktioniert am besten, wenn er Betriebstemperatur von etwa 80 bis 90 °C hat. Dies ist dann die Temperatur des Kühlmittels. Das Öl zirkuliert einwandfrei und der Verschleiß ist minimal. Wenn die Temperatur zu hoch oder zu niedrig ist, tritt starker Verschleiß auf. Daher ist es wichtig, dass der Motor möglichst schnell seine Betriebstemperatur erreicht. Normalerweise fließt Kühlmittel vom Wassermantel des Motors zur Oberseite des Kühlers, dann durch den Kühlblock und dann zurück zur Unterseite des Motors. Findet dieser Vorgang bei kaltem Motor statt, dauert es sehr lange, bis das Kühlmittel eine Temperatur von 80°C erreicht. Damit der Motor möglichst schnell Betriebstemperatur erreicht, ist das Kühlsystem mit einem Thermostat. Da der Thermostat bei kaltem Motor geschlossen ist, zirkuliert das Kühlmittel nur im Motor und nicht im Kühler, so dass sich das Kühlmittel in den Wassermänteln viel schneller erwärmt. Hat das Kühlmittel Betriebstemperatur erreicht, öffnet das Ventil und die Zirkulation durch den Kühler findet statt.
Überdruck
Das Kühlsystem ist in der Regel ein sogenanntes „Überdruckkühlsystem“, dh das Kühlmittel ist von der Außenluft abgeschlossen. Der Kühlerdeckel ist mit einem Überdruckventil was zu einem höheren Druck im Kühlsystem führt als die Außenluft. Dadurch erhöht sich der Siedepunkt des Kühlmittels. Ein Überdruckkühlsystem hat daher eine größere Kühlwirkung als ein Kühlsystem unter Atmosphärendruck. Es verringert die Gefahr der Überhitzung und des Siedens des Kühlmittels, insbesondere in Höhenlagen, in denen die Luft dünner ist und somit die Luftdruck ist tiefer.
Die meisten Systeme sind vom vollständig geschlossenen Typ mit a Ausgleichsbehälter. Dieser ist über ein Rohr mit dem Kühler verbunden. Wenn das Kühlmittel heiß wird, dehnt es sich aus und der Überschuss fließt zum Ausgleichsbehälter. Wenn das Kühlmittel abkühlt, nimmt es weniger Platz ein und fließt vom Tank zurück zum Kühler. So geht Kühlmittel nie verloren und muss kaum nachgefüllt werden.
Leckage
Kleine Leckagen in einem Kühler können durch Zugabe eines festen oder flüssigen Zusatzes zum Kühlmittel abgedichtet werden. Wenn die Lecks abgedichtet sind, muss das Kühlmittel ersetzt werden, um ein Verstopfen des Kühlers zu verhindern.
LKW und Motorräder Motorcycle
Für Fahrzeuge mit a Turbolader oft wird ein zweiter Kühler verbaut, der Ladeluftkühler. Dieser dient der Kühlung der dem Motor angesaugten Luft, die für die Verbrennung benötigt wird.
Manchmal, besonders im Sport Motorräder, aus Platzgründen, a Radialströmungskühler angewendet. Dies ist ein geneigter Kühler, in dem das Kühlmittel seitwärts strömt.