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
Zitat:
Weniger Luftdruck > weniger Sauerstoff für den Motor > weniger Sprit wird verbrannt > weniger Abwärme.
Das ist natürlich Unsinn in der Allgemeinheit. Die Aussage stimmt nur für eine feste Gaspedalstellung und feste RPM ohne Höhenausgleich. Die Aussage stimmt nicht mehr, wenn man mehr Gas gibt oder zurückschaltet. Aber genau das muss der, der einen schweren Anhänger eine Steigung hochziehen will. Wenn die Luft weniger Sauerstoff hat, muss er entweder die Drosselklappe aufmachen und absolut gesehen mehr Luft pro Zeit reinlassen, oder zurückschalten und dann die Umdrehungen pro Minute erhöhen. Irgendwo muss die Leistung herkommen, aus P = M*n.
Zitat:
@MrFleetwood schrieb am 28. April 2020 um 13:55:16 Uhr:
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.
Die Luft ist noch nicht soviel dünner. Der Motor schnauft eher wegen der Vollast mit der er betrieben wird.
Wirklich Höhe gibt es in Europa so gut wie gar nicht.
Zitat:
@Grasoman schrieb am 28. April 2020 um 22:11:35 Uhr:
Zitat:
Weniger Luftdruck > weniger Sauerstoff für den Motor > weniger Sprit wird verbrannt > weniger Abwärme.
Das ist natürlich Unsinn in der Allgemeinheit. Die Aussage stimmt nur für eine feste Gaspedalstellung und feste RPM ohne Höhenausgleich. Die Aussage stimmt nicht mehr, wenn man mehr Gas gibt oder zurückschaltet. Aber genau das muss der, der einen schweren Anhänger eine Steigung hochziehen will. Wenn die Luft weniger Sauerstoff hat, muss er entweder die Drosselklappe aufmachen und absolut gesehen mehr Luft pro Zeit reinlassen, oder zurückschalten und dann die Umdrehungen pro Minute erhöhen. Irgendwo muss die Leistung herkommen, aus P = M*n.
Korrekt, meine Argumentation bezieht sich darauf, dass bereits Vollgas gegeben wird, und von dieser Argumentationskette an sich rücke ich auch nicht ab.
Wenn du mit "mehr Gasgeben" argumentierst, weil der Motor bisher nicht ausgelastet war:
Dann kommt es genau auf's Gleiche raus, weil du dann den von mir beschriebenen Effekt einfach mit (in dem Fall noch) mehr Gasgeben kompensierst. Letztenendes wird dann genau die Leistung abgerufen, wie bei höherem pO2, nur halt mit Pedal weiter unten. Auch erkennbar daran, dass die Fuhre nicht schneller ist.
Dabei nehme ich an, dass der Wirkungsgrad eines intakten Motors nicht wesentlich durch den unterschiedlichen Sauerstoffpartialdruck beeinflusst wird (warum auch?) und damit wird auch so der Motor nicht wärmer.
Und damit ändert all das noch immer nichts daran, dass der Luftsauerstoff die überhaupt maximale Menge verarbeitbaren Sprits mitbestimmt und damit jeweils maximale Leistung, Verlustleistung und Abwärme.
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Das ist ja alles richtig, die Frage ist aber, ob der TE das wissen wollte. Er ging ja ursprünglich von einem offenen Kühlsystem aus (was es seit Ewigkeiten nicht mehr gibt). 😉
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Zitat:
@raphrav schrieb am 29. April 2020 um 08:44:44 Uhr:
Und damit ändert all das noch immer nichts daran, dass der Luftsauerstoff die überhaupt maximale Menge verarbeitbaren Sprits mitbestimmt und damit jeweils maximale Leistung, Verlustleistung und Abwärme.
Tja, nur berücksichtigst du nicht den sinkenden Luftdruck. Du redest nur vom Sauerstoffgehalt (der ja nur in % vom Volumen angegeben wird, nicht der realen Masse) , nicht aber den Luftdruck der mitbestimmend für die Füllung der Zylinder (und somit realer Sauerstoffmenge) ist - und der sinkt auch in dieser für dich unbedeutend erscheinenden Höhe recht ansehnlich.
Da du ja selber nur annimmst, also nicht weißt .... Wenn, dann schon das ganze System berücksichtigen.
Fahr durch die Alpen und urteile dann. Man erkennt, das du es praktisch noch nie erfahren hast.
Somit erübrigen sich weitere Ausführungen und ich halte mich an Gottes Zorn :-)
Das Thema ansich ist erledigt.
Ich rede nicht von Sauerstoffanteil, sondern vom Sauerstoffpartialdruck und genau das ist der hier entscheidende Parameter, der bei zunehmender Höhe sinkt.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Partialdruck
Zu meiner Erfahrung im Bergfahren sag ich mal nix, zumal es nichts zur Sache tut. Da stehe ich drüber, im wahrsten Sinne des Wortes.
Edit, da erledigt.
Zitat:
@Pczwiebel schrieb am 26. April 2020 um 09:56:28 Uhr:
Das Kühlsystem steht ja eben nicht unter Druck. Es ist ja ein offenes Kühlsystem, es gibt keine Dichtung etc. am Ausgleichsbehälter. Im Prinzip kann sich das Wasser bis zum Überlaufen aufkochen.
Bei allen Modellen, wenn der Kühler nicht mit der erforderlichen, nach heutigen Stand Kühlmittel gefüllt ist, kocht normales gebräuchlich Leitungswasser rasant. Aber wer nimmt schon normales Leitungswasser?
Zitat:
@j.elter schrieb am 10. Mai 2023 um 10:18:49 Uhr:
....kocht normales gebräuchlich Leitungswasser rasant. Aber wer nimmt schon normales Leitungswasser?
Als würde Kühlmittel nicht ähnlich schnell kochen?
Womöglich sogar schneller?
Ist ja nicht so dass man hier Öle einsetzt die 200 Grad schaffen.
Kühlmittel drucklos etwa 108°
Kühlmittel unter Druck -ca.135°druckabhängig
Wasser drucklos 100°
Wasser unter Druck schätze um die120°
Druck in älteren Systemen ~0,9bar Herstellerabhängig
Druck in neueren Systemen ~1,4bar Herstellerabhängig
Kann der Druck nicht gehalten werden kocht das Mittel entsprechend früher,was sich mit blubbern bemerkbar machen kann.Das wirkt abrassiv auf die Bestandteile,folge ist "brüchige Plastikteile".