Funktion des Kühlsystems in großer Höhe gewährleistet?
Hallo,
meine Frage ist vielleicht etwas mehr physikalischer Natur.
Wie kann ein offenes Kühlsystem in einem PKW in größeren Höhen noch arbeiten?
Zunächst mal möchte ich meine Frage am Beispiel eines Mitsubishi Colt mit 1.3 L Benzin Saugmotor und Saugrohreinspritzung, sowie natürlich einem offenen Kühlsystem stellen.
Das Kühlsystem im Colt ist so ausgelegt, dass ab 83 °C der Thermostat beginnt zu öffnen, ab 93 °C ist es dann vollständig geöffnet. Der Kühlerlüfter ist so eingestellt, dass er ab 95 °C auf Stufe eins und ab 98°C dann auf Stufe 2 läuft (maximale Drehzahl). Dies ist so von Mitsubishi festgelegt worden, es geht hier also rein um das originale Thermomanagement.
Im normalen Fahrbetrieb liegen die Kühlwassertemperaturen meist so bei 86 °C bis 88 °C, bei durchgehend eingeschalteter Klima (Kühlerlüfter läuft bei unter 30 km/h also immer auf Stufe 1). Wenn die Klima allerdings aus ist und der Lüfter nicht mitläuft, erreicht der Motor im Stand bei höheren Außentemperaturen recht schnell seine 93 °C und etwas später auch die 95 °C, um den Lüfter anlaufen zu lassen.
Soweit erst mal zur Erläuterung.
Nun hat Wasser ja bei einer Höhe von 0 °C eine Siedetemperatur von etwa 100 °C, ABER wie verhält sich das Kühlsystem jetzt in größerer Höhe? Was würde passieren, wenn der Colt beispielsweise auf dem Großglockner mit weit über 3 km Höhe laufen würde? In 3 km Höhe liegt der Siedepunkt ja schon bei 90 °C, hinzu kommt die erhöhte Motorlast durch die Steigung, sowie der eintretende Leistungsverlust durch die sauerstoffärmere Luft. Was würde dort bei einem offenen Kühlsystem passieren? Reicht der Ausgleichsbehälter von schätzungsweise 30 cm Höhe, um das Überkochen auszugleichen? Kann das Wasser in den Leitungen Sieden und Luft in das System bringen?
Wäre toll, wenn jemand den Vorgang erläutern könnte. Es muss doch irgendwie sichergestellt sein, dass ein Auto mit einem offenen Kühlsystem auch in "größeren" Höhen noch funktionieren kann.
Gruß pczwiebel
Beste Antwort im Thema
Du hast die Funktion der fernöstlichen Kühlsysteme nicht erkannt. Es handelt sich um Überdrucksysteme. Das Druckventil sitzt im Kühlerdeckel. Wird der Druck zu groß, lässt das Ventil Kühlmittel in den drucklosen Ausgleichsbehälter fließen. Bei Abkühlung entsteht ein Unterdruck im System und das Kühlmittel wird aus dem Ausgleichsbehälter wieder zurückgesaugt.
Deshalb stellt sich die Frage einer Funktionsabhängigkeit vom Umgebungsdruck nicht.
39 Antworten
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Danke für die Aufklärung.
Vergiß - ich schreib´s neu. Corona schlägt angeblich auch auf´s Gehirn :-)
@ Spargel1
Gelesen? Bis ca Bauj53....danach wurde der Motor mit WaPu ausgerüstet, passt also :-)
Ford hatte da früher ein gutes Kuddelmuddel in den Modellbezeichnungen und auch bei der Motorenverwendung - mal was englisches, mal was aus USA, dann ne deutsche Entwicklung....
Zitat:
@Pczwiebel schrieb am 26. April 2020 um 08:59:37 Uhr:
Was würde dort bei einem offenen Kühlsystem passieren? Reicht der Ausgleichsbehälter von schätzungsweise 30 cm Höhe, um das Überkochen auszugleichen? Kann das Wasser in den Leitungen Sieden und Luft in das System bringen?
Das ist ja die eigentliche Frage von TS - und da fragt er wg einem offenem Kühlsystem, nicht dem von seinem Japaner :-) Abgesehen davon das -wie schon angemerkt, ein Kühlwassergemisch später als bei 100° anfängt zu kochen, hättest du stetigen Wasserverlust - aber auch schon auf Meereshöhe. In großer Höhe halt etwas früher bzw mehr. Nur, so wie du dir das vorstellst ist es eben nicht :-) Wurde ja schon gut erklärt.
Gibt so alte Stationärmotoren mit großen Wasserkästen obendrauf, da verdampft das Wasser einfach und man muss laufend nachfüllen.
Ich hab mir mal den Spaß gemacht, die Zeit beim Eierkochen auf Meereshöhe (Urlaub Italien) und daheim- etwa 500m -"wissenschaftlich" zu vergleichen. In wirklich langen, über Jahre laufenden Versuchsreihen kam ich zu dem Schluss, das sich eine nötige Zeitdifferenz von 30-45sec ergibt um ein identisch weich gekochtes Ei zu erhalten :-)
Zitat:
@Alexander67 schrieb am 26. April 2020 um 12:27:40 Uhr:
Zitat:
@Spargel1 schrieb am 26. April 2020 um 12:18:27 Uhr:
Ich bin auf den Pico Veleta in Südspanien raufgefahren; der höchste Punkt der Strasse liegt bei 3.400 m.
Im Tal herrschten über 40° C, oben dürften es noch 15° C gewesen sein. Mein Lancia wurde nicht heißer als sonst bei Bergfahrten üblich.Hier kann sich jeder selbst ausrechnen, wie hoch das Risiko für die Kopfdichtung ist:
Nein, der Rechner berechnet kein Risiko.
Der rechnet nur zw. Druck und Sidetemperatur Wasser hin und her.
Und nur Wasser und nicht Kühlmittel.
Das ist ja auch kein Risiko-Rechner!!!
Ich hatte einen Ford 12 M G13AL - der hatte definitv eine Wasserpumpe.
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Zitat:
@Spargel1 schrieb am 26. April 2020 um 18:45:02 Uhr:
Ich hatte einen Ford 12 M G13AL - der hatte definitv eine Wasserpumpe.
Den G13AL Seitenstreifen gabs erst ab 1953
Und, ich weiß nicht, ob das so schwer zu verstehen ist- ab 1553 gab es den seitengesteuerten Motor den es zunächst mit Thermosyphon gab, ja auch mit Pumpe. Ohne halt nur in der Weltkugel.
Nur - du hast ja gerade bestätigt, weit weg von diesem Datum zu sein.
Wie heißt es immer so schön? Ein Bild würde mehr sagen, als 1000 Worte :-)
Zitat:
@MrFleetwood schrieb am 26. April 2020 um 18:40:08 Uhr:
@ Spargel1
Gelesen? Bis ca Bauj53....danach wurde der Motor mit WaPu ausgerüstet, passt also :-)Ford hatte da früher ein gutes Kuddelmuddel in den Modellbezeichnungen und auch bei der Motorenverwendung - mal was englisches, mal was aus USA, dann ne deutsche Entwicklung....
Zitat:
@MrFleetwood schrieb am 26. April 2020 um 18:40:08 Uhr:
Zitat:
@Pczwiebel schrieb am 26. April 2020 um 08:59:37 Uhr:
Was würde dort bei einem offenen Kühlsystem passieren? Reicht der Ausgleichsbehälter von schätzungsweise 30 cm Höhe, um das Überkochen auszugleichen? Kann das Wasser in den Leitungen Sieden und Luft in das System bringen?
Das ist ja die eigentliche Frage von TS - und da fragt er wg einem offenem Kühlsystem, nicht dem von seinem Japaner :-) Abgesehen davon das -wie schon angemerkt, ein Kühlwassergemisch später als bei 100° anfängt zu kochen, hättest du stetigen Wasserverlust - aber auch schon auf Meereshöhe. In großer Höhe halt etwas früher bzw mehr. Nur, so wie du dir das vorstellst ist es eben nicht :-) Wurde ja schon gut erklärt.
Gibt so alte Stationärmotoren mit großen Wasserkästen obendrauf, da verdampft das Wasser einfach und man muss laufend nachfüllen.Ich hab mir mal den Spaß gemacht, die Zeit beim Eierkochen auf Meereshöhe (Urlaub Italien) und daheim- etwa 500m -"wissenschaftlich" zu vergleichen. In wirklich langen, über Jahre laufenden Versuchsreihen kam ich zu dem Schluss, das sich eine nötige Zeitdifferenz von 30-45sec ergibt um ein identisch weich gekochtes Ei zu erhalten :-)
Das ist nicht die eigentliche Frage .
Die eigentliche Frage geht von einem Colt aus bei dem der TE fälschlicher Weise von einem offenen Kühlsystem ausging .Folglich ist er von völlig falschen Vorraussetzungen ausgegangen.
Zitat:
Die eigentliche Frage geht von einem Colt aus bei dem der TE fälschlicher Weise von einem offenen Kühlsystem ausging .Folglich ist er von völlig falschen Vorraussetzungen ausgegangen.
Und mit einem Versuch macht klug Ansatz: lässt er den Motor mal warm laufen, zieht dicke Koch-Handschuhe an, legt noch nen dickes Handtuch dazwischen, setzt sich auch im Gesicht mal was gut schützendes auf, und öffnet dann doch mal langsam und vorsichtig den Kühlerdeckel (das ist das Ding direkt am Kühler, gezeigt auch im Video, nicht der Deckel des Ausgleichsbehälters), während die ganze Geschichte heiß ist. Wenn da was zischt, dann war da ein Druck drauf: entweder ein Überdruck oder ein Unterdruck. Wer nun noch einen Taschenspiegel daneben hält, sieht ob Wasserdampf rauskommt, dann muss es ein Überdruck gewesen sein. Wer natürlich direkt heißes Wasser rausspritzen hat, weil das durch die Druckabsenkung spontan überkocht, kann sich den Spiegel auch sparen und weiß gleich, dass es ein Überdruck war.
Es gibt Sachen, die muss man einfach praktisch erlebt haben. :-) Und mit bisschen Schutzausrüstung geht das auch.
Hallo,
sorry da hab ich ja für ein ordentliches Durcheinander gesorgt 😉. Was ich geschrieben hab, war natürlich totaler Blödsinn, was mir gestern beim Nachschauen auch klar wurde. Der Colt hat natürlich ein Überdrucksystem, auch die von @Kodiac2 angesprochenen 0,9 Bar stimmen. Ich hatte da schlicht ein falsches Bild vor Augen, da ich mich hauptsächlich mit BMW beschäftige und der Aufbau dort doch etwas anders ist.
Aber meine Frage ist nun definitiv beantwortet. Also vergesst das offene System wieder 😉
Gruß
pczwiebel
Zitat:
@Spargel1 schrieb am 26. April 2020 um 12:18:27 Uhr:
Ich bin auf den Pico Veleta in Südspanien raufgefahren; der höchste Punkt der Strasse liegt bei 3.400 m.
Im Tal herrschten über 40° C, oben dürften es noch 15° C gewesen sein. Mein Lancia wurde nicht heißer als sonst bei Bergfahrten üblich.Hier kann sich jeder selbst ausrechnen, wie hoch das Risiko für die Kopfdichtung ist:
Da ist auch mehr oder weniger Schleichfahrt angesagt. Die Straße darf nur mit Sondergenehmigung befahren werden. Im Normalfall kommt man in Europa nicht über 2600m und da wird auch eher auf Tempo 50 limitiert. Für die Kühlung wird das nie zu einem Problem.
Da ist eher die Steigung das Problem. Fahr mit dem WoWa hinten dran über die Tauernautobahn- knapp 1400m am höchsten Punkt nach einer langen Steigung....oder Brenner.
Einmal schnauft da der Motor schon merklich wg der dünneren Luft und dann muss er auch noch schuften.
Der Luftdruck ist nicht das Thema bei so was:
Weniger Luftdruck > weniger Sauerstoff für den Motor > weniger Sprit wird verbrannt > weniger Abwärme.
(Gilt für aufgeladene Motoren nur eingeschränkt.)
Also der Gedankenweg ist etwas surreal :-)
Dem Motor steht weniger Sauerstoff zur Verfügung, er muss sich mehr schinden (weil du für die 80km/h die du eh nur mit WoWa fahren darfst, mehr Gas geben musst), es entsteht mehr Abwärme.
Du bist offensichtlich noch NIE durch die Alpen gefahren :-) Geschweige den über einen Berg oder Steigung....
Ah ja... Den persönlichen Angriff ignoriere ich mal.
Dass der Motor beim Bergauffahren mehr Abwärme erzeugt, streite ich nicht ab.
Dass das am höhenbedingt geringen Sauerstoff(partialdruck) liegt, ist aber einfach falsch.
Noch einmal: Wenn vom Sauerstoff weniger da ist, kann auch weniger zu Verbrennung genutzt werden, was weniger Wärme bedeutet. Egal wie feste du auf's Gas trittst, dieser Effekt wirkt der Erhöhung der Wärme durch Last entgegen, auch wenn er das nicht vollständig kompensiert.
Und nimmt man es ganz genau, kühlt weniger dichte Luft auch den Motorkühler nicht so gut. Der Effekt ist aber noch einmal kleiner.
...und wenn man es noch genauer nimmt, sinkt bei abnehmendem Luftdruck auch der Luftwiderstand des Fahrzeugs :-)