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Wie Motorkühlsysteme für Nutzfahrzeuge funktionieren

May 27, 2020

Ein Lüfter ist häufig eine der großen und leicht zu erkennenden Komponenten eines Motors. Die Kupplung, die ihn antreibt? Eher weniger.

Aber in Verbindung mit anderen Teilen können Kombinationen aus Lüfter und Lüfterkupplung, die einen optimalen Luftstrom innerhalb des Motorraums liefern, einen großen Einfluss auf Leistung, Fahrkomfort und Emissionen haben.

Natürlich verhindern sie auch, dass der Motorblock und die Zylinder schmelzen.

Die meisten Motorkühlsysteme in Lkw, Traktoren, Bau- und Bergbaumaschinen und Stromgeneratoren arbeiten mit Flüssigkeiten. Üblicherweise bestehen sie aus einem Kühler, einer Wasserpumpe, einem Thermostat, einer Lüfterkupplung und einem Lüfter.

Zusammen stellen diese Komponenten sicher, dass die Treibstoffe, die den Motor antreiben, unter dem Schmelzpunkt der Zylinder bleiben, die sie bewegen. Sie können auch dazu beitragen, dass das Fahrzeug effizienter und – in manchen Fällen – leiser läuft.

Kühler gibt es in verschiedenen Formen und Größen, aber Lamellenrohrkühler gehören zu den häufigsten Varianten. Diese Kühler helfen dabei, kaltes Wasser durch kleine Kanäle im Motorblock strömen zu lassen. In Verbindung mit Staudruckluft – durch Bewegung erzeugte Luft – und Luft aus dem Motorkühlungslüfter hilft das Wasser aus dem Kühler dabei, die Temperatur zu senken.

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Ein Lamellenrohrkühler ist eine der gängigsten Kühlerarten und in vielen verschiedenen Modellen und Designs erhältlich.

Dies wird unterstützt durch die Wasserpumpe, die heiße Flüssigkeit abpumpt und kühlere Flüssigkeit einleitet; oft ist diese Flüssigkeit mit Alkohol gemischt, um ein Hybrid-Kühlmedium zu schaffen.

Das Thermostat eines Motors funktioniert wie das Thermostat bei Ihnen zuhause oder im Büro. Es regelt die optimale Temperatur des Motors und steuert ein Ventil, das kühles Wasser vom Kühler zum Motorblock leitet.

Das Kühlerthermostat arbeitet mit der Lüfterkupplung zusammen, welche je nach Kühlbedarf des Motors den Lüfter schneller oder langsamer dreht.

Je exakter eine Kupplung die erforderliche Motortemperatur erreichen kann, desto besser ist es für den Motor und die Umwelt. Kupplungen, die nur so viel wie erforderlich kühlen, tragen dazu bei, Blindverluste zu senken, und der Motor kann den Rest des Fahrzeugs besser antreiben. Sie sind auch leiser. Und durch die Senkung der Feinstaubemissionen helfen sie Herstellern und Betreibern bei der Einhaltung von Abgasnormen.

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Lüfterkupplungen steuern, wie schnell sich der Motorlüfter dreht, was eine bessere Leistung, effizientere Kühlung, gesteigerten Fahrkomfort, gesenkten CO2-Ausstoß und geringere Lärmentwicklung zur Folge hat.

Wie?

Motoren ohne Lüfterkupplung drehen den Lüfter direkt über eine an der Kurbelwelle des Motors befestige Riemenscheibe und Riemen. Diese dreht den Lüfter in der stets gleichen Geschwindigkeit, egal, wie viel Kühlung erforderlich ist, und „stiehlt“ somit Energie, die für die Versorgung des Antriebs oder anderer Teile der Maschine genutzt werden könnte. Mit einer Lüfterkupplung wird diese Energie effizienter genutzt – d. h. gesteigerte Leistung und optimierte Kühlung.

Lüfterkupplungen schalten sich je nach Kühlungsbedarf an und ab und steuern die Lüfterdrehzahl dementsprechend. Ältere Kupplungen wie Umschaltkupplungen oder Zweigangkupplungen nutzen eine Kupplungsscheibe zum Abbremsen oder Beschleunigen, wohingegen Lüfterkupplungen mit variabler Drehzahl entweder mit einem Bimetall-Sensor oder Visko-Flüssigkeit gesteuert werden.

Die technisch weiter fortgeschrittenen und daher präziseren Visko-Kupplungen sind in den USA in Off-Highway-Anwendungen und international sowohl bei On- als auch bei Off-Highway-Fahrzeugen sehr beliebt. Die Europäische Union ist den USA meist ca. 10 Jahre „voraus“: hier setzen bereits seit einigen Jahren wichtige OEMs von Straßenfahrzeugen auf Visko-Kupplungen. Umschaltkupplungen und Zweigangkupplungen sind weiterhin der Standard in schweren Lkw und Nutzfahrzeugen in den USA.

Dann gibt es natürlich noch den Lüfter. Diese scheinbar schlichte Komponente ist in verschiedensten Materialien, Lüfterblattzahlen und Lüfterblattgrößen verfügbar, die beeinflussen, wie viel Luft zum Motorblock befördert wird und wie schnell sich diese Luft bewegt.

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Gegossene Lüfter bestehen meist aus Kunststoff oder Nylon und sind bei Schwerlastmotoren die beliebteste Wahl.

Es gibt drei gängige Arten von Motorlüftern:

  • Gegossen: Dies sind die beliebtesten Lüfter sowohl in On- als auch in Off-Highway-Anwendungen. Gegossene Lüfter bestehen meist aus Kunststoff oder Nylon und sind aus einem massiven Stück gefertigt.
  • Modular: Diese Lüfter bieten Kunden die größte Flexibilität, da sie eine zentrale Nabe bieten, die viele verschiedene Lüfterblätter aufnehmen kann.
  • Metall: Diese Lüfter sind am häufigsten in Off-Highway-Anwendungen zu finden. Sie sind robust und leicht und können einzigartige Kühlbedarfe erfüllen.

Dies sind die Grundlagen. Lesen Sie weitere Horton-Blogbeiträge, um mehr Informationen zu erhalten.