Funktionsweise von Motorkühlsystemen: Luft- und Flüssigkühlung

Die Mission des Kühlsystems

Die Aufgabe des Kühlsystems ist überschaubar: Es hält die Temperatur bei laufendem Motor stabil. Bei der Verbrennung entsteht zu viel Wärme, die dazu führen könnte, dass sich die Metallbauteile des Motors ausdehnen. Zudem kühlt es weitere mechanische Elemente, wie beispielsweise Automatikgetriebe. Die Motorkomponenten, die gekühlt werden müssen, sind unter anderem der Zylinderkopf, der Zylinderblock, Kolben und Ventile. Für andere Elemente ist es notwendig, die Flüssigkeit zur Kühlung der Schmieröltemperatur zu nutzen, da diese im Betrieb sehr hoch ist. Es gibt drei Hauptarten der Kühlung: Luftkühlung, Kältemittel und Öl.

Luftkühlung

Luftkühlung: Sie nutzt Luft zur Evakuierung der im Motor erzeugten Wärme. Die Wärmeabfuhr erfolgt über Teile, die mit der Außenluft in Berührung stehen; die Hitze im Inneren des Motors bewegt sich durch Wärmeleitung nach außen.

Zur Erleichterung der Wärmeabfuhr sind die Bauteile aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Außen an den zu kühlenden Elementen sind Kühlrippen angebracht, um die Kontaktfläche zur Luft so groß wie möglich zu gestalten. Kühlsysteme werden in direkte oder erzwungene Kühlung klassifiziert, je nachdem, ob Elemente den Luftstrom erzwingen:

Direkte Kühlung

Direkte Kühlung: Hierbei trifft die Luft während der Fahrt ungehindert auf den Motor. Je höher die Geschwindigkeit, desto besser die Kühlung. Diese Methode wird weitläufig bei Motorrädern verwendet.

Zwangskühlung

Zwangskühlung: Hierbei wird ein Lüfter verwendet, um den Luftstrom zu erzwingen und so für eine bessere Kühlung zu sorgen, selbst wenn das Fahrzeug steht. Dies wird bei Fahrzeugen eingesetzt, bei denen der Motor während der Fahrt weniger dem Fahrtwind ausgesetzt ist.

Kühlmittelkühlung

Kühlmittel-Kühlung: Diese basiert auf der Verwendung eines Frostschutzmittels (Wasser-Gemisch), das entwickelt wurde, um die Verbrennungswärme abzuführen und die Betriebstemperatur des Motors konstant zu halten. Das Kühlmittel durchläuft Bereiche um die Zylinder und Brennkammern, um diese direkt zu kühlen. Anschließend wird die Kühlflüssigkeit im Kühler durch den Fahrtwind abgekühlt.

Das System umfasst folgende Komponenten:

• Wasserpumpe
• Kühler
• Thermostat
• Ventilator
• Ausdehnungsgefäß
• Rohrleitungen und Kanäle zur Heizung