Wir alle fahren Auto. Die Einen mehr, die Anderen weniger. Einige mit ihrem eigenen Auto, andere mit dem ihrer Eltern. Manche aus Spaß, viele um ihr tägliches Brot zu verdienen. Was wir dabei jedoch alle gemeinsam haben ist, dass unser Kraftfahrzeug Kraftstoff benötigt, um sich von einem Ort zum Anderen zu bewegen. Die Elektroautos und Solarwagen jetzt mal ausgenommen, obwohl man dort weit ausgelegt das Sonnenlicht beziehungsweise den Strom auch als Kraftstoff bezeichnen könnte.
Wie wir alle wissen, verbrennt ein Motor, welcher sich natürlich im Auto befindet, diesen Kraftstoff, um die nötige Energie zu gewinnen, die er für den Antrieb des „restlichen“ Wagens benötigt. Deshalb sprechen wir auch von einem Verbrennungsmotor.
Jedoch wenn etwas verbrennt, wird es heiß. Hitze entsteht. Wenn dies kontinuierlich geschieht, wird es noch heißer. Die Verbrennung im sogenannten Verbrennungsmotor geschieht zu dem auch noch unter hohem Druck und nicht all zu selten über einen langen Zeitraum. Es erscheint daher nur logisch, dass das Auto während der Motor arbeitet beziehungsweise läuft extrem heiß wird und daher anfangen könnte zu brennen. Das ist eigentlich ein großes Problem. Ein Problem, welches gelöst wurde, schon vor einigen Jahren. Nur wie schafften es die Konstrukteure moderner Kraftfahrzeuge diesem Problem
entgegenzuwirken? Wie kann ein so stark wärmeentwickelndes System wie der Verbrennungsmotor gekühlt werden? Was für Kühlsysteme gibt es eigentlich und wie funktionieren sie?
Diese Fragen möchte ich in dieser Ausarbeitung versuchen zu beleuchten und das Kühlsystem im Kraftfahrzeug technisch erklären.
Inhaltsverzeichnis
1. Einstieg in das Thema
2. Die Aufgaben des Kühlsystems
3. Die Arten von Kühlern
3.1. Die Luftkühlung
3.2. Die Flüssigkeitskühlung
3.3. Die Ölkühlung
3.4. Der Abgaswärmeübertrager
4. Die Kühlflüssigkeit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, die technische Funktionsweise von Kühlsystemen in Kraftfahrzeugen zu beleuchten und deren Notwendigkeit zur Sicherstellung der Betriebstemperatur von Verbrennungsmotoren zu erläutern.
- Grundlagen und Aufgaben des Thermomanagements im Automobil
- Technischer Vergleich zwischen Luft- und Flüssigkeitskühlung
- Bedeutung der Ölkühlung in hochbelasteten Systemen
- Innovationen wie der Abgaswärmeübertrager zur Schadstoffreduzierung
- Anforderungen an die Zusammensetzung und Eigenschaften von Kühlflüssigkeiten
Auszug aus dem Buch
3.2. Die Flüssigkeitskühlung
Heutzutage finden wir in so gut wie allen Kraftfahrzeugen ein Kühlsystem welches Flüssigkeit als Hauptbestandteil hat. Diese Flüssigkeit bezeichnet man als Kühlflüssigkeit, jedoch zu dieser in einem späteren Kapitel.
Als Hauptbestandteile dieses Systems existieren eine Wasserpumpe, ein Kühlmittelkühler, das Thermostat und die Wärmeaustauscher. (vgl. Deußen 2002, S.119)
Die Kühlflüssigkeit befindet sich in einem Kreislauf, dem Kühlkreislauf, welcher von einer Wasserpumpe angetrieben wird. Diese Wasserpumpe ist entweder mit dem Zahnriemen oder dem Keilriemen des Motors verbunden. So erhält sie die nötige Energie um die Kühlflüssigkeit durch das System zu pumpen.
Als Hauptelement ist in der Front des Fahrzeuges, zwischen den Scheinwerfern, ein Kühlmittelkühler installiert. Dieser besteht aus Rippen und ist heute meist aus Aluminium gefertigt. Durch diesen Kühlmittelkühler strömt die zuvor im Motor erhitzte Kühlflüssigkeit und wird von dem Fahrtwind, welcher auf die Kühlrippen trifft abgekühlt.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einstieg in das Thema: Das Kapitel thematisiert die Entstehung von Hitze in Verbrennungsmotoren und leitet die Notwendigkeit von Kühlsystemen ein.
2. Die Aufgaben des Kühlsystems: Hier wird die Rolle des Kühlsystems für die Betriebstemperatur und den Innenraumkomfort unter dem Begriff des Thermomanagements definiert.
3. Die Arten von Kühlern: Es erfolgt eine Differenzierung zwischen Haupt- und Nebenkühlsystemen sowie eine detaillierte technische Beschreibung verschiedener Kühlverfahren.
3.1. Die Luftkühlung: Das Kapitel beschreibt das Prinzip der Kühlung durch Fahrtwind und Gebläse sowie die spezifische Gestaltung der Motoroberfläche.
3.2. Die Flüssigkeitskühlung: Hier werden die Kreislaufkomponenten wie Wasserpumpe, Thermostat und Kühlmittelkühler sowie deren Wirkungsweise erläutert.
3.3. Die Ölkühlung: Das Kapitel behandelt autarke Kühlkreisläufe für Schmierstoffe in hochbelasteten Motoren und Getrieben.
3.4. Der Abgaswärmeübertrager: Es wird die Funktion und Bedeutung der gekühlten Abgasrückführung zur Einhaltung moderner Abgasnormen erklärt.
4. Die Kühlflüssigkeit: Dieses Kapitel widmet sich den chemischen Anforderungen, Eigenschaften und der notwendigen Zusammensetzung der verwendeten Kühlmedien.
Schlüsselwörter
Kühlsystem, Kraftfahrzeug, Verbrennungsmotor, Thermomanagement, Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung, Kühlflüssigkeit, Wasserpumpe, Thermostat, Abgaswärmeübertrager, Ölkühlung, Betriebstemperatur, Wärmeaustauscher, Schadstoffreduzierung, Motorkühlung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Notwendigkeit und der Funktionsweise von Kühlsystemen im Kraftfahrzeug, um den Verbrennungsmotor vor Überhitzung zu schützen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf den Aufgaben des Thermomanagements, verschiedenen Kühlarten wie Luft- und Flüssigkeitskühlung sowie den Anforderungen an die Kühlflüssigkeit.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, die Frage zu beantworten, wie ein stark wärmeentwickelndes System wie ein Verbrennungsmotor effektiv gekühlt werden kann und welche technischen Systeme dafür existieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Ausarbeitung basiert auf einer technischen Analyse und Zusammenfassung von Fachliteratur zum Thema Thermomanagement und Fahrzeugtechnik.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Definition der Aufgaben des Kühlsystems, die Vorstellung der Kühlerarten (Luft, Flüssigkeit, Öl, Abgas) sowie eine Analyse der benötigten Kühlmedien.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Thermomanagement, Kühlsystem, Motorkühlung, Kühlflüssigkeit und Abgaswärmeübertrager.
Warum ist die Luftkühlung heute kaum noch in PKWs zu finden?
Obwohl sie kostengünstig und einfach ist, gilt sie als veraltet, da der hohe Geräuschpegel des Gebläses und die Effizienz moderner Flüssigkeitskühlung überlegen sind.
Welche Rolle spielen Jalousien am Kühlmittelkühler?
Sie regulieren den Luftstrom zum Kühler, um den Motor während der Warmlaufphase schneller auf Betriebstemperatur zu bringen und so Energie zu sparen.
Warum ist die Kühlflüssigkeit bei modernen Fahrzeugen so kritisch?
Sie erfüllt neben der reinen Wärmeabfuhr auch wichtige Aufgaben wie Korrosionsschutz und Frostschutz, muss jedoch aufgrund ihrer Toxizität fachgerecht entsorgt werden.
- Quote paper
- Stephan Janzyk (Author), 2009, Das Kühlsystem im Kraftfahrzeug, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/197959
