Kühlung

Warum muss ein Motor gekühlt werden?

Bei der Verbrennung im Zylinder entstehen Temperaturen von über 2.000°C. Ohne Kühlung würde der Motor innerhalb kürzester Zeit überhitzen und schwere Schäden erleiden:

• Kolbenfresser - der Kolben dehnt sich zu stark aus und verklemmt im Zylinder
• Zerstörung der Dichtungen - Kopfdichtung, O-Ringe etc. versagen
• Ölverlust - das Motoröl verliert seine Schmiereigenschaften
• Verzug - Motorblock und Zylinderkopf verziehen sich

Etwa ein Drittel der im Kraftstoff enthaltenen Energie geht als Wärme verloren und muss abgeführt werden.

Luftkühlung

Bei der Luftkühlung wird die Wärme direkt an die umgebende Luft abgegeben. Der Motor hat dafür Kühlrippen, die die Oberfläche vergrößern.

Oft unterstützt ein Gebläse die Luftkühlung, damit auch im Stand oder bei geringer Fahrtgeschwindigkeit genug Luft an den Motor gelangt.

• Einfacher Aufbau, kein Kühlmittel nötig
• Geringerer Wartungsaufwand
• Weniger effektiv bei hoher Motorleistung
• Motor läuft lauter (keine dämpfende Wassermantel)

Beispiel im THW: Kleinere Motorpumpen, oder Hannibal und Börger 5000 in Verbindung mit einer Ölkühlung

Flüssigkeitskühlung

Die Flüssigkeitskühlung ist das verbreitetste System bei leistungsstarken Motoren. Ein Kühlmittel zirkuliert durch den Motor und transportiert die Wärme zum Kühler, wo sie an die Umgebungsluft abgegeben wird.

Kleiner Kühlkreislauf

Wenn der Motor kalt ist, ist der Thermostat geschlossen - der Kühler wird nicht genutzt.

Der Motor erwärmt sich so schnell auf Betriebstemperatur:

• Geringerer Verschleiß (kalte Motoren verschleißen stärker)
• Bessere Verbrennung und weniger Emissionen
• Schnelleres Erreichen der optimalen Öl-Temperatur

Großer Kühlkreislauf

Bei ca. 80-90°C öffnet der Thermostat kontinuierlich und gibt den Weg zum Kühler frei.

1. Die Wasserpumpe fördert das Kühlmittel durch den Motor
2. Das Kühlmittel nimmt die Wärme im Motorblock und Zylinderkopf auf
3. Das erwärmte Kühlmittel fließt durch den Kühler (Wärmetauscher)
4. Im Kühler wird die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben (unterstützt durch einen Lüfter)
5. Das abgekühlte Kühlmittel fließt zurück zur Wasserpumpe

Als Kühlmittel wird in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch verwendet. Bei manchen Motoren übernimmt zusätzlich das Motoröl eine Kühlfunktion - es nimmt Wärme an heißen Bauteilen auf und gibt sie über die Ölwanne oder einen separaten Ölkühler ab.

Beispiele im THW: DIA, Börger 25.000, Atlas Copco

Kühlerdeckel

Der Deckel des Kühlmittelbehälters hat zwei Ventile: Ein Überdruckventil öffnet bei zu hohem Druck und gibt Kühlmittel in den Ausgleichsbehälter ab. Ein Unterdruckventil verhindert, dass beim Abkühlen ein Unterdruck entsteht.

Durch die leichte Druckerhöhung im System wird der Siedepunkt des Kühlmittels gezielt angehoben.