Motorkühlung: Arten, Design und Pannen

Motorkühlung: Arten, Design und Pannen

Die Motorkühlung ist ein essenzieller Bestandteil der Verbrennungsmotoren moderner Autos, um den Motor vor Überhitzung zu schützen und dafür zu sorgen, dass dieser seine optimale Betriebstemperatur möglichst schnell erreicht. Auf diese Weise wird der Kraftstoffverbrauch reduziert und Schadstoffemissionen minimiert. Auch für den Fahrkomfort spielt die Kühlung eine wichtige Rolle, da sie die überschüssige Wärme des Motors nicht nur über den Kühler an die Außenluft abgibt, sondern auch über die Heizung für Wärme im Fahrzeuginnenraum sorgt. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die unterschiedlichen Arten einer Motorkühlung vor, beschreiben deren Funktion und erklären Ihnen, wodurch Defekte entstehen können, wie Sie diese bemerken und wie sie behoben werden können.

Welche unterschiedlichen Motorkühlungsarten gibt es?

Die ersten Motorkühlsysteme mussten noch nicht so hohe Anforderungen erfüllen wie die Kühlungen heutiger Motoren. Daher wurde anfangs eine Luftkühlung verwendet, um den Motor mit Hilfe der Umgebungsluft vor Überhitzung zu schützen. Bei diesen Systeme waren die Zylinder und Zylinderköpfe mit großen Kühlrippen versehen, um deren Oberfläche zu vergrößern und dadurch die bei der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches entstehende Wärme an die Umgebungsluft abzugeben. Zusätzlich kamen Luftleitbleche und Ventilatoren zum Einsatz, um die Luftkühlung zu unterstützen.

Diese Art von Motorkühlung kann jedoch den heutigen Anforderungen an Effizienz, schnellere Erwärmung von Motor und Fahrzeuginnenraum, längere Lebensdauer der Bauteile, hohe Leistung und reduzierten Kraftstoffverbrauch nicht mehr erfüllen. Hierfür ist es erforderlich, dass die Motoren ihre optimale Betriebstemperatur schnell erreichen und konstant beibehalten. Dies wurde erst mit der Einführung der mittels Thermostat geregelten Flüssigkeitskühlung möglich. Eine andere Bezeichnung für diesen Typ ist Wasserkühlung, was leicht irreführend ist, da für die Kühlung des Motors ein Gemisch aus Wasser, Frostschutzmittel, Korrosionsschutzmittel und Substanzen zur Erhöhung des Siedepunktes verwendet wird.

 Hierbei kann zwischen vier verschiedenen Typen unterschieden werden: 
  1. Rundrohre: Dieser Typ ist günstig, ermöglicht allerdings nur eine geringe Wärmeableitung über die Oberfläche und erfordert hochwertige Dichtungen.
  2. Ovalrohre: Dieser Typ ist preisgünstig und erfordert hochwertige Dichtungen, bietet allerdings einen größeren Bereich zur Wärmeableitung.
  3. Sinterung: Dieser Typ ist äußerst leistungsstark, verfügt über eine große Oberfläche für die Wärmeableitung und ist sehr durchlässig. Auch die Dichtungen sind resistenter gegenüber Beschädigungen, allerdings ist dieser Typ sehr teuer.
  4. Aluminium: Dieser Typ ermöglicht eine erstklassige Wärmeableitung, ist sehr robust und stabil, allerdings auch der teuerste Motorkühlungstyp.

Aufbau und Funktion der Motorkühlung

Aufbau und Funktion der Motorkühlung

Die Motorkühlung moderner Autos besteht aus mehreren Bauteilen, die über die Kühlerschläuche miteinander verbunden sind und im Zusammenspiel dafür sorgen, dass der Motor schnell auf seine optimale Betriebstemperatur (zwischen 80 und 90 Grad Celsius) aufgeheizt wird, dieser vor Überhitzung geschützt ist und der Fahrzeuginnenraum durch die überschüssige Hitze erwärmt wird. Die wichtigsten Bauteile sind Wasserpumpe, Thermostat, Kühler, Ausgleichsbehälter, Motorlüfter und Temperatursensoren. Für die Kfz-Motorkühlung wird heutzutage normalerweise Kühlmittel verwendet, das von der Wasserpumpe angesaugt durch den Motorraum zirkuliert und dabei die überschüssige Wärme vom Motor aufnimmt und an die anderen Bauteile des Motors, den Fahrzeuginnenraum oder die Umgebungsluft abgibt. Die Wasserpumpe wird dabei entweder mechanisch über einen Zahn- oder Keilrippenriemen oder elektrisch von einem Elektromotor angetrieben. Zunächst zirkuliert die Kühlflüssigkeit nur im kleinen Kühlkreislauf, um den Motor so schnell wie möglich auf Betriebstemperatur zu bringen. Sobald diese erreicht ist, öffnet der Thermostat den großen Kühlkreislauf, um das Kühlmittel zu kühlen und den Motor auf seiner Betriebstemperatur zu halten. Zu diesem Zweck wird das Kühlwasser nun über Kühlerschläuche zum Kühler transportiert, wo der Großteil seiner Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird, indem die Kühlflüssigkeit durch eine von Lamellen umgebene Rohrleitung geleitet wird. Der Wasserkühler ist normalerweise ganz vorne im Motorraum zwischen den Scheinwerfern montiert und wird durch den Kühlergrill vor Steinschlägen geschützt. Anschließend wird die abgekühlte Kühlflüssigkeit wieder zurück zum Motor geführt und der Kreislauf beginnt von vorne. Um einen möglichen Überdruck durch die Ausdehnung des erwärmten Kühlmittels zu verhindern, ist die Autokühlung stets mit einem Ausgleichsbehälter ausgestattet. Dieser Behälter bewahrt die Kühlflüssigkeit auf und gleicht die Veränderungen im Kühlwasservolumen durch ein Überdruckventil im Deckel aus. Sollte diese indirekte Motorkühlung nicht ausreichen, was zum Beispiel bei sehr hohen Außentemperaturen, langsamem Fahren oder Stillstand des Autos mit laufendem Motor eintreten kann, können noch ein oder mehrere Lüfter für eine verbesserte Kühlung des Motors zugeschaltet werden, die vor oder hinter dem Kühler montiert sein können und mechanisch oder elektrisch mit Hilfe von Temperatursensoren gesteuert werden. Diese direkte Motorkühlung sorgt für eine intensivere Kühlung durch die Erzeugung eines zusätzlichen Luftstroms.

Ursachen für eine defekte Motorkühlung

Obwohl die Funktionsdauer der Wasserkühlung ziemlich zuverlässig ist, kann es aufgrund des komplexen Aufbaus leicht zu Defekten an einer der zahlreichen Komponenten kommen. Aufgrund von Fremdpartikeln in der Kühlflüssigkeit, minderwertigem Kühlmittel, mechanischen Beschädigungen, natürlichem Verschleiß, Korrosion, eingefrorener Kühlflüssigkeit, Überhitzung, Überdruck und Ablagerungen im Kühlsystem können die einzelnen Bestandteile der Motorkühlung beschädigt werden. Auch wenn der Kühlergrill den Kühler vor Steinschlägen schützen soll, ist diese Gefahr nicht hundertprozentig auszuschließen. Abgesehen davon kann es durch Überdruck zu einem sogenannten “Blähkühler” kommen, der im schlimmsten Fall zu einer Leckage des Kühlmittels führen kann. Auch niedrige Temperaturen können gefährlich werden, da diese das Kühlmittel einfrieren lassen können, wodurch nicht nur Schläuche und Leitungen undicht werden, sondern auch der Kühler platzen kann. Die Ursache für eine Überhitzung bzw. eine rasch ansteigende Motortemperatur insbesondere bei Stop-and-Go-Verkehr kann ein defekter Elektromotor des Kühlerventilators sein. Der Thermostat dagegen ist besonders anfällig für Blockaden durch Fremdpartikel in der Kühlflüssigkeit. Die mechanische Wasserpumpe ist normalerweise sehr robust und langlebig, kann aber durch defekte Lager und leckende Dichtungen aufgrund des dadurch auftretenden Kühlwasserverlusts beschädigt werden.

Anzeichen für eine defekte Motorkühlung

Überhitzung des Motors

Ein Defekt im Kühlsystem Ihres Autos können Sie leicht an verschiedenen Anzeichen erkennen. Die auffälligsten Anzeichen sind hierbei eine schnell ansteigende Motortemperatur bis hin zur Überhitzung sowie austretende Kühlflüssigkeit. Ersteres wird häufig durch eine entsprechende Warnlampe am Armaturenbrett, eine stark steigende Nadel der Kühlwasser- oder Motortemperatur oder einen ständig laufenden Motorlüfter angezeigt. Letzteres macht sich durch viel weißen Qualm aus dem Motorraum durch Verdampfung des leckenden Wassers auf dem heißen Motor oder eine meist grünliche Pfütze unter dem Auto nach längerer Standzeit bemerkbar. Wenn selbst nach einer längeren Fahrt die 90-Grad-Markierung Ihrer Temperaturanzeige noch nicht erreicht ist, deutet dies meist auf einen defekten Thermostat hin. Sollte Ihr Auto nicht mit einer Temperaturanzeige ausgestattet sein, können Sie dies auch daran erkennen, dass die Heizung nicht richtig warm wird.

Reparatur einer defekten Motorkühlung

 Um die Lebensdauer Ihre Motorkühlung zu verlängern und möglichen Defekten vorzubeugen, können Sie die folgenden Maßnahmen ergreifen: 
  • i hochwertiges Kühlmittel verwenden und frühzeitig wechseln
  • i Autokühler regelmäßig spülen, insbesondere beim Wechsel des Kühlmittels
  • i äußere Verunreinigungen wie Blätter und Flusen vom Kühler entfernen
  • i nicht mit niedrigem Kühlmittelstand fahren
  • i gerissene, verhärtete oder verformte Schläuche unverzüglich austauschen
  • i beim Nachfüllen des Kühlmittels muss das vom Kühlmittelhersteller vorgegebene Mischungsverhältnis eingehalten werden
Lebensdauer Ihre Motorkühlung zu verlängern

Sollte es trotz allem einmal zu einem Defekt an einem Bauteil der Motorkühlung Ihres Autos kommen, empfehlen wir Ihnen dringend dies in einer Fachwerkstatt prüfen und beheben zu lassen, sofern Sie nicht über die erforderlichen Kenntnisse und Erfahrung verfügen. Dort werden kleinere Undichtigkeiten oft mit Hilfe von speziellen Flüssigkeiten behoben. Größere Lecks können in der Regel gelötet oder geschweißt werden. Ablagerungen und Fremdkörper im Inneren des Kühlsystems können durch eine Wäsche mit Chemikalien in entgegengesetzter Richtung der Kühlwasserzirkulation entfernt werden. Falls die Beschädigungen zu groß sind, hilft nur noch ein Ersatz der defekten Komponente.

Fazit

Die Motorkühlung schützt den Motor vor Überhitzung und sorgt für einen effizienten Kraftstoffverbrauch sowie reduzierte Schadstoffemissionen, wodurch sie ein unverzichtbarer Teil des Verbrennungsmotors moderner Fahrzeuge ist. Allerdings setzt sie sich aus zahlreichen einzelnen Bauteilen zusammen, die mehr oder weniger anfällig für Defekte sind. Diese sind aber meist leicht daran zu erkennen, dass der Motor überhitzt, nicht auf Betriebstemperatur kommt, die Heizung nicht richtig warm wird oder Kühlflüssigkeit austritt. Falls Sie derartige Anzeichen an Ihrem Auto feststellen, sollten Sie unverzüglich eine Fachwerkstatt aufsuchen und das Kühlsystem überprüfen und, falls nötig, reparieren oder ersetzen lassen.

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