Aufgabe
Die Flüssigkeitskühlung soll die Wärme des Motors durch Kühlmittel aufnehmen und über den Kühler(1) an die Luft abgeben. Die Motortemperatur sollte
möglichst gleichmäßig sein. Die Heizung des Fahrzeug-Innenraums wird über den Wärmetauscher (7) erreicht.
Funktion
Die Pumpenumlaufkühlung hilft, an allen Stellen des Motors bauteilkritische Temperaturen zu vermeiden. Auch Zylinder, die nicht ortsnah zur Pumpe angeordnet sind, werden in gleichem Maße gekühlt. Die
Temperatur des Kühlmittels nimmt vom Eintritt in den Zylinderblock bis zum Zylinderkopf zu. Dabei ist der
Flüssigkeitsmantel der Zylinder nur noch knapp in der oberen Hälfte vorhanden, manchmal sogar mit kontinuierlich nach oben steigendem Querschnitt. Gesteuert wird die Verteilung auch durch die Öffnungen in der
Zylinderkopfdichtung. Wichtig ist die Vermeidung von heißen Stellen und Dampfblasenbildung.
Eine Pumpe (6) bewegt Kühlmittel in einem vom Thermostat (5) geregelten Prozess von wärmekritischen Stellen des Motors zum Kühler (1). Ein oder zwei durch Thermoschalter (3) betätigte Lüfter(4) sorgen bei Bedarf für zusätzlichen
Wärmeaustausch. Dieser Prozess wird erst bei zu heißem Motor und/oder zu wenig Fahrtwind vollständig in Gang gesetzt, um unnötige Energieverluste zu vermeiden und den Verbrennungsmotor auf (möglichst
hoher) Betriebstemperatur zu halten. Vorher zirkuliert das Kühlmittel durch den Kurzschlusskreislauf (8). Dieselmotoren brauchen häufig eine Zusatzheizung (9).
Das Flüssigkeits-Kühlsystem wird mit Überdruck
bis ca. 1 bar (Prüfdruck max. 1,5 bar) betrieben, um eine Betriebstemperatur des Kühlmittels von über 100°C zu ermöglichen. Dieser Druck wird meist gesteuert durch zwei Ventile im Deckel des Ausgleichsbehälters
(2, Bild 3 für Lkw). Steigt er zu stark an, so wird er zum Schutz z.B. des Kühlers als Luft abgelassen (Überdruckventil). Bei der Gefahr von zu geringem Druck durch Abkühlung wird Außenluft angesaugt
(Rückschlagventil). Zusammen bilden beide meist ein Doppeldruckventil.
Vorteil
Diese Art der Kühlung wirkt sich gleichmäßig auf die Zylinder aus und sorgt außer bei modernen
Dieselmotoren für gute Heizwirkung im Innenraum.
Zukunft
Neben der Elektronisierung der Kühlanlage gibt es noch eine andere Möglichkeit für mehr Effizienz und weniger Gewicht, die Verdampfungskühlung. Der
Wärmetransport wird dabei mit wesentlich weniger Kühlmittel durch zweimaligen Wechsel des Aggregatzustandes optimiert. Die Klimaanlage funktioniert
bereits nach diesem Prinzip, aber für das höhere Temperaturniveau der Motorkühlung und die besondere Mischung des Kühlmittels ist diese Umstellung schwierig. Denn die Betriebssicherheit muss auf jeden Fall
erhalten bleiben. 06/09
