Auto Technik Lexikon - Technik und Treibstoffe

Kuehlsystem

Das Kuehlsystem in einem Kraftfahrzeug dient hauptsaechlich zur Kuehlung des Motors. Dabei gibt es zwei grundverschiedene Arten einen Verbrennungsmotor auf einer guenstigen Betriebstemperatur zu halten.

Dabei der Fahrtwind ausgenuetzt, der zum Motorblock geleitet wird. Um auch bei Stillstand oder geringer Geschwindigkeit des Fahrzeugs wirksam zu sein, wird häufig zusaetzlich ein Ventilator benutzt. Die Luft wird direkt auf den Motor geblasen. Dieser muss genug Oberflaeche bieten um die Wärme wirkungsvoll abfuehren zu können; dafuer werden Kuehlrippen eingesetzt.

Der Vorteil der Luftkuehlung ist einfachere und billigere Bauweise, zuverlaessigerer Betrieb und (z. B. bei Kampfflugzeugen wichtig) niedrigere Beschussempfindlichkeit und niedrigeres Gewicht. Bei tiefen Aussentemperaturen gibt es weniger Probleme mit dem Einfrieren. Die Nachteile sind höhere Laermentwicklung und schlechteres thermisches Verhalten im Hochleistungsbereich.

Verwendet wird sie hauptsaechlich bei Motorraedern, Flugzeugen, Kleinmotoren von Rasenmaehern oder Motorsaegen.

Hier ist ein eigener Kühlkreislauf, der Wasser als Kuehlmedium verwendet. Ein Wasserkuehler, der früher eher aus Messing, heute mehr aus Aluminium gebaut wird, ist an der Front des Fahrzeuges angebracht, wo der Fahrtwind das durchfliessende Wasser abkuehlt. Von dort wird das Wasser mit einer Wasserpumpe durch Schläuche in die dafuer vorgesehenen Wasserraeume des Motors gepumpt. Die Wasserraeume sind rund um die Zylinder angeordnet, um eine optimale Kuehlung des Motors zu gewaehrleisten. Damit der Motor nach dem Startvorgang schneller die optimale Betriebstemperatur erreicht, ist ein Thermostatventil eingebaut, das unter einer bestimmten Temperatur geschlossen ist. Das Wasser wird in diesem Fall nicht durch den Kuehler sondern auf dem schnellen Weg wieder in den Motor gepumpt. Da sich das Wasser bei Erwaermung ausdehnt, steigt der Wasserdruck und vergroessert sich sein Volumen. Um diesen Effekt auszugleichen, befindet sich ein Ausdehnungsgefaess im Kühlkreislauf, das das ueberschuessige Wasser aufnimmt und bei Bedarf wieder abgibt.

Damit das Kühlwasser auch bei Stillstand oder langsamer Geschwindigkeit des Fahrzeuges ausreichend Wärme abfuehren kann wird es zusaetzlich von einem Ventilator gekuehlt. Dieser kann entweder mit einem Keilriemen oder elektrisch angetrieben werden. Elektrische Ventilatoren sind meist mit einem Thermostatschalter ausgestattet, der je nach Temperatur der Luft und des Wassers die Ventilation regelt.

Um ein Einfrieren des Systems bei niedrigen Aussentemperaturen zu vermeiden, müssen besondere Zusaetze in das Kühlwasser gegeben werden. Diese so genannten Frostschutzmittel verbessern darüber hinaus die Kuehl- und Reinigungseigenschaften des Kuehlmittels.

Als Nebeneffekt wird das warme Wasser für die Fahrzeugheizung verwendet.

Das Motorkuehlsystem ist nicht das einzige in einem Fahrzeug. Zusaetzlich können noch separate Systeme für das Motoröl, das Getriebeoel oder für das Lenkgetriebeoel oder den Kraftstoff eingebaut sein.

Kuehlfluessigkeiten sind Stoffe fluessiger Konsistenz, die dem Abkuehlen von Festkoerpern, nicht mischbaren Flüssigkeiten oder Gasen dienstbar gemacht werden.

Sie können in mehrere Kategorien eingeteilt werden:

• einfaches Abkuehlen eines anderen Stoffes (mittels uebergiessen) aufgrund natuerlicher Temperaturdifferenz (Beispiele: Dusche im Strandbad, der Koerper hat 37 Grad Celsius, das Wasser hat 20 Grad Celsius. Oder das Abschrecken von heissem Metall in einem Wasser- oder oelbad).
• Trennung der Stoff-Kreislaeufe durch feste Wandung zwischen Kuehlfluessigkeit und dem zu kuehlenden Fluid (Gas, Flüssigkeit). Beispiel: Auto-Kuehlmittelumlauf. Luft durchstroemt den metallischen, mit gewellten Lamelllen in der Oberflaeche vergroesserten Kuehler. Hier ist jedoch zunaechst Gas (die Umgebungsluft) das Kuehlmedium. Die so herabgekuehlte umlaufende Flüssigkeit (Wasser- Glykol-Gemisch) kuehlt per Pumpen-Umlauf nun die heissen metallischen Komponenten des Motorinneren herunter, zuvorderst den Zylinderkopf.

Einen Sonderfall stellen spezielle Fluide dar, die einen Phasenwechsel zwischen verschiedenen Aggregat-Zustaenden ausfuehren: Beispiele sind Kuehlschraenke und Klimaanlagen. An der zu kuehlenden Stelle handelt es sich um Flüssigkeiten, die im Verlauf des Kuehlprozesses in Gas uebergehen (Verdunstungskaelte. An der Stelle des Kuehlmittel-Umlaufs, an der sie ihre Wärme an die Umwelt abgeben, sind die Stoffe aus dem Gas wieder komprimiert, erhitzt infolge der Verdichtung, und an der Luft wiederum in herabgekuehltem und dadurch verfluessigten Zustand.

Für diese Kuehlmittel-Zwecke wurden in der Vergangenheit häufig Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)eingesetzt. Diese Stoffe werden nunmehr aufgrund ihrer erkannten Umwelt-Gefaehrlichkeit durch technische Fluide ersetzt, die nicht im alten Mass die Gefahr der Atmosphaeren-Zerstoerung bergen.