Kühler sind Wärmetauscher, die zur Kühlung von Verbrennungsmotoren verwendet werden, hauptsächlich in Automobilen, aber auch in Flugzeugen mit Kolbenmotor, Eisenbahnlokomotiven, Motorrädern, stationären Kraftwerken oder ähnlichen Anwendungen eines solchen Motors.
Verbrennungsmotoren werden häufig gekühlt, indem eine Flüssigkeit, Motorkühlmittel genannt, durch den Motorblock und den Zylinderkopf zirkuliert, wo sie erhitzt wird, dann durch einen Kühler, wo sie Wärme an die Atmosphäre abgibt, und dann zum Motor zurückgeführt wird. Motorkühlmittel basieren in der Regel auf Wasser, es kann aber auch Öl sein. Es ist üblich, eine Wasserpumpe zu verwenden, um die Zirkulation des Motorkühlmittels zu erzwingen, und auch einen Axialventilator[1], um Luft durch den Kühler zu drücken.
Automobile und Motorräder[Bearbeiten]Kühlmittel wird in den Kühler eines Autos gegossen
Bei Automobilen und Motorrädern mit flüssigkeitsgekühltem Verbrennungsmotor ist ein Kühler mit durch Motor und Zylinderkopf verlaufenden Kanälen verbunden, durch die eine Flüssigkeit (Kühlmittel) von einer Kühlmittelpumpe gepumpt wird. Bei dieser Flüssigkeit kann es sich um Wasser handeln (in Klimazonen, in denen Wasser wahrscheinlich nicht gefriert), üblicherweise handelt es sich jedoch um eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel in einem für das Klima geeigneten Verhältnis. Frostschutzmittel selbst ist normalerweise Ethylenglykol oder Propylenglykol (mit a
geringe Menge Korrosionsinhibitor).
Ein typisches Kfz-Kühlsystem besteht aus:
· eine Reihe von Kanälen, die in den Motorblock und den Zylinderkopf eingegossen sind und die Brennkammern mit zirkulierender Flüssigkeit umgeben, um die Wärme abzuleiten;
· ein Kühler, der aus vielen kleinen Röhren besteht, die mit einer Wabe aus Rippen ausgestattet sind, um die Wärme schnell abzuleiten, und der heiße Flüssigkeit vom Motor aufnimmt und kühlt;
· eine Wasserpumpe, meist vom Zentrifugaltyp, um das Kühlmittel durch das System zu zirkulieren;
· ein Thermostat zur Temperaturregelung durch Variieren der zum Kühler fließenden Kühlmittelmenge;
· ein Ventilator, der kühle Luft durch den Kühler saugt.
Beim Verbrennungsprozess entsteht eine große Menge Wärme. Würde die Hitze unkontrolliert ansteigen, würde es zu einer Detonation kommen und Komponenten außerhalb des Motors würden aufgrund der zu hohen Temperatur ausfallen. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird Kühlmittel durch den Motor zirkuliert, wo es Wärme aufnimmt. Sobald das Kühlmittel absorbiert ist
Die Wärme des Motors strömt weiter zum Kühler. Der Kühler überträgt Wärme vom Kühlmittel an die vorbeiströmende Luft.
Kühler werden auch zum Kühlen von Automatikgetriebeflüssigkeiten, Klimaanlagenkältemittel, Ansaugluft und manchmal auch zum Kühlen von Motoröl oder Servolenkungsflüssigkeit verwendet. Ein Kühler wird normalerweise an einer Stelle montiert, an der er den Luftstrom von der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs erhält, beispielsweise hinter einem Frontgrill. Bei mittig oder hinten montierten Motoren ist es üblich, den Kühler hinter einem Frontgrill zu montieren, um einen ausreichenden Luftstrom zu erreichen, auch wenn hierfür lange Kühlmittelrohre erforderlich sind. Alternativ kann der Kühler Luft aus dem Luftstrom über die Oberseite des Fahrzeugs oder aus einem seitlich angebrachten Kühlergrill ansaugen. Bei langen Fahrzeugen wie Bussen ist der seitliche Luftstrom am häufigsten für die Kühlung von Motor und Getriebe und der obere Luftstrom am häufigsten für die Kühlung von Klimaanlagen vorgesehen Kern mit vielen schmalen Durchgängen, was eine große Oberfläche im Verhältnis zum Volumen ergibt. Dieser Kern besteht normalerweise aus gestapelten Metallblechschichten, die zu Kanälen gepresst und zusammengelötet oder hartgelötet werden. Viele Jahre lang wurden Heizkörper aus Messing- oder Kupferkernen hergestellt, die an Messingköpfe angelötet waren. Moderne Heizkörper haben Aluminiumkerne und sparen oft Geld und Gewicht, indem sie Kunststoffkrümmer mit Dichtungen verwenden. Diese Konstruktion ist störanfälliger und weniger leicht zu reparieren als herkömmliche Materialien.
Eine frühere Bauweise war der Wabenheizkörper. Runde Rohre wurden an ihren Enden zu Sechsecken gestaucht, dann zusammengestapelt und verlötet. Da sie sich nur an ihren Enden berührten, bildete dies praktisch einen festen Wassertank mit vielen Luftschläuchen.[2]
Einige Oldtimer verwenden Kühlerkerne aus Spiralrohren, eine weniger effiziente, aber einfachere Konstruktion.
