Arbeitsposition und Funktionsprinzip des Automobil-Kühlventilators
1. Wenn der Tanktemperatursensor (eigentlich das Temperaturregelventil, nicht der Wasserstandssensor) feststellt, dass die Tanktemperatur den Schwellenwert (meistens 95 Grad) überschreitet, schaltet das Lüfterrelais ein;
2. Der Lüfterstromkreis wird über das Lüfterrelais angeschlossen, und der Lüftermotor startet.
3. Wenn der Wassertanktemperatursensor feststellt, dass die Wassertanktemperatur unter den Schwellenwert fällt, wird das Lüfterrelais abgeschaltet und der Lüftermotor stoppt.
Der Faktor, der den Betrieb des Lüfters beeinflusst, ist die Tanktemperatur, und die Tanktemperatur steht in keinem direkten Zusammenhang mit der Kühlwassertemperatur des Motors.
Die Arbeitsweise und das Funktionsprinzip des Automobilkühlventilators: Das Automobilkühlsystem umfasst zwei Arten.
Flüssigkeitskühlung und Luftkühlung. Das Kühlsystem eines flüssigkeitsgekühlten Fahrzeugs zirkuliert die Kühlflüssigkeit durch Rohre und Kanäle im Motor. Die durch den heißen Motor fließende Flüssigkeit nimmt Wärme auf und kühlt ihn. Nach dem Durchströmen des Motors wird die Flüssigkeit zu einem Wärmetauscher (oder Kühler) geleitet, über den die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird. Luftkühlung: Einige frühe Fahrzeuge nutzten Luftkühlung, moderne Fahrzeuge verwenden diese Methode jedoch kaum noch. Anstatt Flüssigkeit durch den Motor zu zirkulieren, werden bei dieser Kühlmethode Aluminiumbleche verwendet, die an der Oberfläche der Zylinder angebracht sind. Leistungsstarke Lüfter blasen Luft gegen die Aluminiumbleche und geben die Wärme an die Umgebungsluft ab, wodurch der Motor gekühlt wird. Da die meisten Fahrzeuge flüssigkeitsgekühlt sind, verfügen Fahrzeuge mit Luftkanälen über ein umfangreiches Rohrleitungssystem.
Nachdem die Pumpe die Kühlflüssigkeit zum Motorblock gefördert hat, fließt diese durch die Kanäle im Motor um den Zylinder herum. Anschließend fließt die Flüssigkeit durch den Zylinderkopf zurück zum Thermostat und von dort aus dem Motor. Ist der Thermostat ausgeschaltet, fließt die Kühlflüssigkeit direkt durch die Leitungen um den Thermostat zurück zur Pumpe. Ist der Thermostat eingeschaltet, fließt die Kühlflüssigkeit zunächst in den Kühler und dann zurück zur Pumpe.
Das Heizsystem verfügt über einen separaten Kreislauf. Dieser beginnt im Zylinderkopf und leitet die Kühlflüssigkeit durch den Heizbalg, bevor sie zur Pumpe zurückkehrt. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe gibt es üblicherweise einen separaten Kühlkreislauf für das Getriebeöl im Kühler. Das Getriebeöl wird vom Getriebe durch einen weiteren Wärmetauscher im Kühler gepumpt. Die Flüssigkeit kann in einem breiten Temperaturbereich von deutlich unter null Grad Celsius bis deutlich über 38 Grad Celsius betrieben werden.
Daher muss die Kühlflüssigkeit für einen Motor einen sehr niedrigen Gefrierpunkt, einen sehr hohen Siedepunkt und ein hohes Wärmeaufnahmevermögen aufweisen. Wasser ist zwar eine der effizientesten Flüssigkeiten zur Wärmeaufnahme, sein Gefrierpunkt ist jedoch zu hoch, um die Anforderungen von Automotoren zu erfüllen. Die meisten Autos verwenden daher ein Gemisch aus Wasser und Ethylenglykol (C₂H₆O₂), auch bekannt als Kühlmittel. Durch die Zugabe von Ethylenglykol zu Wasser lässt sich der Siedepunkt deutlich erhöhen und der Gefrierpunkt senken.
Bei jedem Motorlauf zirkuliert die Pumpe die Kühlflüssigkeit. Ähnlich wie die in Autos verwendeten Kreiselpumpen befördert sie die Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft nach außen und saugt sie gleichzeitig durch die Mitte an. Der Pumpeneinlass befindet sich nahe der Mitte, sodass die vom Kühler zurückfließende Kühlflüssigkeit mit den Pumpenschaufeln in Kontakt kommt. Die Pumpenschaufeln befördern die Flüssigkeit nach außen, wo sie in den Motor eintritt. Die Flüssigkeit durchströmt von der Pumpe aus Motorblock und Zylinderkopf, dann den Kühler und schließlich wieder die Pumpe. Motorblock und Zylinderkopf verfügen über zahlreiche Kanäle, die durch Guss oder maschinelle Fertigung hergestellt wurden, um den Flüssigkeitsfluss zu optimieren.
Fließt die Flüssigkeit in diesen Rohren gleichmäßig, kühlt sich nur die Flüssigkeit direkt ab, die mit dem Rohr in Kontakt steht. Die von der durch das Rohr fließenden Flüssigkeit auf das Rohr übertragene Wärme hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Rohr und der an das Rohr angrenzenden Flüssigkeit ab. Kühlt sich die an das Rohr angrenzende Flüssigkeit schnell ab, ist die übertragene Wärme daher gering. Durch die Erzeugung von Turbulenzen im Rohr, die vollständige Durchmischung der Flüssigkeit und die Aufrechterhaltung hoher Temperaturen der an das Rohr angrenzenden Flüssigkeit zur Wärmeaufnahme kann die gesamte Flüssigkeit im Rohr effizient genutzt werden.
Der Getriebeölkühler ist dem Kühler im Getriebe sehr ähnlich, nur dass das Öl nicht mit der Luft, sondern mit dem Kühlmittel im Getriebeöl Wärme austauscht. Der Deckel des Druckbehälters kann den Siedepunkt des Kühlmittels um 25 °C erhöhen.
Die Hauptfunktion des Thermostats besteht darin, den Motor schnell aufzuheizen und eine konstante Temperatur zu halten. Dies wird durch die Regulierung der durch den Kühler fließenden Wassermenge erreicht. Bei niedrigen Temperaturen ist der Kühlerauslass vollständig blockiert, sodass das gesamte Kühlmittel durch den Motor zirkuliert. Sobald die Kühlmitteltemperatur 82–91 °C erreicht, öffnet sich der Thermostat und ermöglicht den Durchfluss der Flüssigkeit durch den Kühler. Bei einer Kühlmitteltemperatur von 93–103 °C ist der Temperaturregler dauerhaft aktiv.
Der Kühlerventilator funktioniert ähnlich wie ein Thermostat und muss daher so eingestellt werden, dass der Motor eine konstante Temperatur behält. Fahrzeuge mit Vorderradantrieb haben elektrische Lüfter, da der Motor üblicherweise horizontal eingebaut ist, d. h. die Abgase des Motors zur Fahrzeugseite zeigen.
Die Lüfterdrehzahl lässt sich über einen Thermostatschalter oder das Motorsteuergerät regeln. Steigt die Temperatur über den eingestellten Wert, schalten sich die Lüfter ein. Sinkt die Temperatur unter den eingestellten Wert, schalten sie sich wieder aus. Heckgetriebene Fahrzeuge mit längs eingebautem Motor sind üblicherweise mit motorbetriebenen Lüftern ausgestattet. Diese Lüfter verfügen über thermostatische Viskokupplungen. Die Kupplung befindet sich in der Mitte des Lüfters und ist vom Luftstrom des Kühlers umgeben. Diese spezielle Viskokupplung ähnelt mitunter der Viskokupplung eines Allradfahrzeugs. Bei Überhitzung des Fahrzeugs sollten Sie alle Fenster öffnen und die Heizung einschalten, während der Lüfter auf voller Drehzahl läuft. Das Heizsystem ist nämlich ein sekundäres Kühlsystem und kann den Zustand des Hauptkühlsystems widerspiegeln.
Heizungssystem: Die im Armaturenbrett befindlichen Heizbälge sind im Prinzip kleine Kühler. Der Heizungslüfter bläst Luft durch die Heizbälge in den Fahrgastraum. Heizbälge funktionieren ähnlich wie kleine Kühler. Sie saugen das Kühlmittel aus dem Zylinderkopf und leiten es zurück zur Pumpe, damit die Heizung beim Ein- und Ausschalten des Thermostats funktioniert.
