Lange Zeit galt der Grundsatz, dass Nebenaggregate wie Ölpumpe, Wasserpumpe und Servolenkung für ihre maximale Anforderung ausgelegt sein müssen, um unter allen Fahrbedingungen ihren Zweck zu erfüllen. Das Problem dabei: Unter Teillast arbeiteten die Nebenaggregate mit einem schlechten Wirkungsgrad. Daher sind die Entwickler moderner Fahrzeuge dazu übergegangen, unterstützende Systeme wie die elektrische Servolenkung bzw. Öl- und Wasserpumoen so zu konstruieren, dass sie sich nur im Bedarfsfall zuschalten oder sich aber gemäß Anforderung regeln lassen. Diesem Gedanken folgend, haben die Ingenieure von Mercedes-Benz und BMW Kühlsysteme entwickelt, bei denen die Wasserpumpe nicht mehr permanent angetrieben wird. Einen Schritt weiter geht Elring-Klinger-Motortechnik, die auf eine Kombination einer Kühlung mit schaltbarer Wasserpumpe und dem System der Thermosiphon-Kühlung (Selbstumlaufkühlung) setzt. Ein Thermosiphon-System kühlte einst einige Zweiräder von Zündapp sowie Autos von DKW oder Wartburg, aber ebenso ungezählte Traktoren und Militärfahrzeuge. Ein gravierender Nachteil der Thermosiphon-Kühlsysteme ist jedoch beispielweise das durch die geringe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers notwendige große Flüssigkeitsvolumen, das für eine ausreichende Kühlung nötig wird. Ein weiterer Nachteil ist die räumlich hohe Montage des Wärmetauschers, die erforderlich ist, um eine vertikale Zirkulation des Kühlwassers zu ermöglichen. Heutige Motoren sind zwar hinsichtlich ihrer spezifischen Leistung von über 74 kW/l als Hochleistungsmotoren zu bezeichnen, doch werden sie im Straßenverkehr hauptsächlich im Warmlauf und unter Schwachlastbedingungen betrieben, die eine weitaus geringere Kühlleistung erfordern. Das vorrangige Ziel ist es, ein bedarfsabhängig geregeltes Kühlsystem zu entwickeln, das die Vorteile einer Thermosiphon-Kühlung und einer pumpengetriebenen Zwangszirkulation verknüpft. Das Thermosiphon-Prinzip soll die Abschaltrate der Wasserpumpe weiter steigern und die Zuschaltzeit nochmals reduzieren. Aktuelle Versuche haben ergeben, dass im Überlandzyklus die Wasserpumpe nur rund fünf Prozent der gesamten Testlauzeit zugeschaltet war und sich durch die eingesparte Pumpenantriebsleistung in Verbindung mit der verkürzten Warmlaufzeit der Kraftstoffverbrauch um etwa 3 - 4 % im gesamten NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus) reduzierte. Im Stadtverkehr, der von einem großen Teillastbereich geprägt wird, verringerte sich der Verbrauch sogar um 5,7 %, denn die mit der kombinierten Kühlung ausgerüsteten Versuchsträger konnten den innerstädtischen Zyklus ohne jedes Zuschalten der Wasserpumpe durchfahren. Insgesamt gehen die Entwickler durch ein weiteres Optimieren der Thermosiphon-Kühlung von einem Einsparpotenzial von mittelfristig mehr als 5 % im NEFZ aus.
Kühl mit Gefühl. Die Elring-Klinger-Motortechnik hat eine Motorkühlung mit Thermosiphon-Effekt entwickelt
Elring-Klinger-Motortechnik has developed an engine cooling with thermosiphon effect
Krafthand ; 82 , 17 ; 54-56
2009
3 Seiten, 5 Bilder
Article (Journal)
German
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