Nur mit Wasser kühlen
Hallo,
ich würde gerne eure Meinungen zu folgender Frage hören:
,,Kann der Motor überhitzen, wenn ich nur reines Wasser im Kühlsystem besitze?"
Ich weiß, dass der Siedepunkt durch hinzufügen von Frostschutz höher ist. Wenn ich nur Wasser im Kühlystem habe, könnte der Motor bei hoher Beanspruchung aufgrung des niedrigerin Siedepunkts überhitzen oder würde dies nicht einfach so passieren, ohne das ein defektes Bauteil vorliegt?
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@ttru74 schrieb am 1. Februar 2016 um 17:07:42 Uhr:
Der Zusatz hebt nicht nur den Siedepunkt, sondern schützt auch vor Korrosion im Kühlkreislauf.
Der nutzbare Kühlbereich der Flüssigkeit bis ca. 115 °C ist durch den Überdruck im System bedingt, nicht durch den Zusatz. Da das Wasser als Kühlmittel fungiert und hervorragend die Wärme abtransportiert, wird einem Motor rein wärmetechnisch überhaupt nichts passieren.
71 Antworten
Ich würde die Schmierung der Wellendichtung durch das Kühlmittel nicht unterschätzen und die Verhinderung von Kavitation wurde noch nicht angesprochen. "Wasser"gekühlte Motorengibt es schon lange nicht mehr. Die flüssigkeitsgekühlten Motoren werden mit einem Gemisch aus z.B. G12 und Wasser befüllt. Wasser alleine ist in jeder Hinsicht unzureichend. Dass sich z.B. bei einem Schlauchplatzer, der notdürftig repariert wird die Motoren kurzfristig mit Leitungswasser fahren lassen ist was anderes.
Mein Arbeitskollege fährt 2x im Jahr in Afrika auf Tour. (War mal irgendwie als Entwicklungshelfer tätig und kennt da einige Dörfer und besucht diese regelmäßig. Zudem ist er Safari-besessen! Er schießt nur mit der Kamera und unterstützt direkt vor Ort Schutzprogramme.)
Er ist mit mehreren Fahrzeugen liegen geblieben, weil sie nur mit Wasser befüllt wurden. Er nimmt in letzter Zeit immer nur noch die HiLux mit großem Kühler und prüft zuvor, ob nicht nur Wasser drin ist, bevor er los fährt.
In Afrika sollten es trotz meist fehlendem Starkfrost -25°C sein, die das Mittel im Kühlkreis erreicht. Hier, sind -35°C bis -40°C üblich.
40%ige Zumischungen von Frostschutz bieten 25% weniger Druckbelastung bei 3.65kj/kg*K spezifische Wärmekapazität. Siedepunkt liegt bei 107°C gegen Atmosphäre. Bei 1.5bar Druck im System hat das Wasser ca. 110°C. Die 40%ige Mischung kann da 122°C haben, bevor das Kühlmittel abgeblasen wird. Das Fahrzeug mit nur Wasser im System kommt da oft nicht mal in den roten Bereich und fällt trocken. Mit Frostschutz, sieht man es auf der Anzeige und kann den Motor abkühlen lassen, ohne das Kühlmittel zu verlieren. (Sofern in Afrika auch die Temperaturanzeige noch funktioniert!)
MfG
Bestes Beispiel:
Mein Franzosen-V6-Benziner (10 Liter Kühlmittel im System) wird nach 1 1/2 Stunden Fahrt lt. Kühlmittelanzeige heiß, sobald es auf der Autobahn bergauf geht. Bergab kühlt er innerhalb weniger Sekunden wieder auf die gewohnte Temperatur ab. Da ich in München an diesem Tag einige berufliche Termine in Kfz-Werkstätten habe, halte ich nicht an, sondern hoffe, er hält bis dahin durch.
Aber am Albaufstieg, ein wirklich steiler Autobahnabschnitt über ca. 5 km hinweg, geht er in den roten Bereich. Wenn die Kühlmittelanzeige richtig anzeigt, sind das 130° C Kühlwassertemperatur. Also am nächsten Rastplatz anhalten, Motorhaube auf und siehe da: Die Brühe wird am Deckel des Ausgleichsbehälters rausgedrückt. In Merklingen also von der Autobahn runter, zu einem Kunden gefahren, Kühlsystem abdrücken lassen: alles ok. Zum Glück hat er von einem Gebrauchtwagen einen passenden Deckel vom Ausgleichsbehälter da. Kühlwasser nachgefüllt, Deckel drauf und, weil´s jetzt pressiert hat, ziemlich flott weitergefahren. Motortemperatur ist und bleibt auch die nächsten 250.000 km wieder im Normalbereich. Fehlender Druck war in diesem Fall also eine der beiden möglichen Ursachen, dass die Kochgrenze bereits im Teillastbereich überschritten wurde.
Dass Kühlmittel schmiert und auch die Kochgrenze senkt, sollte jedem einleuchten. Wer mal einen Thermostat aus einem Kühlsystem getauscht hat, das 200.000 km lang nur mit stark mineralhaltigem oder verschmutztem Wasser nachgefüllt wurde und den rostigen Mittelstift gesehen hat, der weiß, dass nicht unbedingt eine ermüdete Bimetallfeder dafür verantwortlich sein muß, wenn ein Thermostat nicht mehr öffnet oder schließt.
In der Regel ist das Thermostat angegriffen und klemmt dann!
Bei dir war der Deckel defekt. Das Ventil hat sich zugesetzt und geklemmt. Ist ein häufiger Fehler. Mit Wasser, wäre der Wagen von der Motor nicht mal so heiß geworden, obwohl das Wasser raus wäre. Der Motorschaden wäre wahrscheinlich eingetreten.
MfG
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Nein, bei mir war lediglich die Feder im Deckel lahm und konnte den Druck nicht halten.
Das Problem lag nicht in erhöhtem Druck durch überhitzten Motor sondern anders herum: Heißer Motor durch zu wenig Druck. Der Motor war ja kerngesund - auch als ich den Wagen zwei Jahre später mit 450.000 km verkaufte.
Lies nochmal genau, was ich geschrieben hatte.
Da kann aber nicht mehr viel Kühlmittel drin gewesen sein, denn beim Verdampfen einer Flüssigkeit erhöht sich das Volumen ein wenig. ;-)
Beim Verdampfen einer Flüssigkeit bricht der Wärmetransport genau an der heißen Stelle zusammen. Siehe Leidenfrost-Effekt - Wassertropfen auf Herdplatte. Deswegen ist reines Wasser als Kühlmittel gerade in Afrika ne Scheißidee.
Der Trick ist ja, die Wärme so schnell abzutransportieren, daß der Siedepunkt gar nicht erreicht wird. Verglichen mit Wasser schafft Frostschutz hier nur die Hälfte weg. Ob er das durch die geringe Siedepunktverschiebung kompensieren kann?
Zitat:
@isaucheinname schrieb am 3. Februar 2016 um 10:12:52 Uhr:
Wasser alleine ist in jeder Hinsicht unzureichend.
Nicht in jeder. Bei der Wärmetransport-Fähigkeit z.B. ist Wasser ohne Zusätze so ziemlich der beste Stoff, den es überhaupt gibt. Wenn Wasser also in dieser Hinsicht wirklich unzureichend wäre, gälte das für jedes andere Kühlmittel auch, und ein solches Kühlsystem wäre funktions-untüchtig.
Aber es stimmt insofern: Wasser allein ist unzureichend in genug Hinsichten, dass es am Ende doch nicht funktioniert. Das betrifft erst recht Kühlsysteme wie die in heutigen Autos, die ganz ausdrücklich nicht auf den Betrieb mit Wasser allein ausgelegt sind. Kühlung mit bloßem Wasser ist grundätzlich durchaus möglich, würde aber grundlegend anders aussehen.
Grundsätzlich hat pures Wasser die beste Wärmekapazität und jeder Zusatz senkt diese ab.
Aber das Problem in den Autos scheint die hohe Soll-Temperatur zu sein. Viele Autos lassen die Temperatur ja geregelt und absichtlich auf 105°C ansteigen und genau dann wird der Druck ohne die Zusätze vielleicht zu hoch und das Wasser fängt an zu kochen.
Ich hätte getippt, dass es mit Wasser alleine noch funktioniert, aber ich weiß nicht wie hoch der Druck wird und wann die Überdruckventile anfangen zu öffnen....
Zitat:
@0MGQoNDYjZ schrieb am 3. Februar 2016 um 15:38:49 Uhr:
Da kann aber nicht mehr viel Kühlmittel drin gewesen sein, denn beim Verdampfen einer Flüssigkeit erhöht sich das Volumen ein wenig. ;-)
Hinterher fehlte nicht mal ein ganzer Liter, denn Motor und Kühlsystem waren ja bis auf die defekte Feder in Ordnung. Logisch: Kein Druck, weil Feder im Deckel defekt, daher steigt die Temperatur und das Wasser dehnt sich aus und drückt durch den defekten Deckel raus. Der Wasserverlust bewegt sich dabei natürlich proportional zur Temperatur, die sich proportional zur Leistung bewegt. Umgebungstemperatur (Stichwort Afrika) kann man bei Geschwindigkeiten über 80 km/h vergessen, so lange man nicht Vollgas fährt aber im Gegensatz dazu die Drehzahl nicht so weit senkt, dass dadurch der Wasserpumpe langweilig wird .
Ich weiß nicht, warum hier so auf der Wärmeleitfähigkeit von Wasser herumgeritten wird. Der Punkt ist doch, dass der Bereich der Kopfdichtungen mittelfristig mit nicht mehr als 115° C belastet sein sollte und dies ist halt nur durch Senkung des Siedepunktes (auch durch Kühlmittelzusätze) durch Druckerhöhung zu erreichen.
Zudem bleibt Wasser bei Erwärmung über 100° C nur flüssig, wenn es unter Druck steht. Nimm den Druck weg und es gibt Dampf, der (den Zylinderkopf) nicht kühlen kann und den Heizungskühler nicht beheizt.
Ein Bekannter von mir, Konstrukteur in der Motorenkonstruktion Peugeot, fuhr im Langzeittest einen 3,0-Benziner mit drucklosem Kühlsystem: Dieser Motor hat serienmäßig ein Füllvolumen von 10 Liter. Durch die notwendige Erweiterung des Volumens, das zur Kompensierung des fehlenden Drucks nötig war, mußte das Volumen auf 17 Liter erweitert werden. Dann allerdings lief der Motor im langfristigen Alltagsbetrieb hunderttausende Km ohne Mucken.
@Spargel1: Wenn ich schreibe bei dir war der Deckel defekt, ist damit der gesamte Deckel + Einbauten (Ventil/Feder) gemeint. Ob Gehäuse vom Deckel, Ventil/Feder ist mir gleich!
Der Motor wäre nicht mal auf Betriebstemperatur gekommen, ist mit "heiß" gemeint gewesen. Der Motor wäre ohne "Übertemperatur" gestorben. Das reine Wasser wäre raus gewesen und dein Motor an Kühlmittelmangel gestorben, obwohl er zuvor gar nicht auf Betriebstemperatur gekommen wäre. Das Wasser wäre an den Hotspots verdampft, ohne das die Anzeige das anzeigt.
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Die Betriebstemperatur liegt oft zwischen 86-94°C. Der Regelbereich bringt stellenweise das Wasser zum Sieden. Wenn das Wasser 94°C haben kann, liegt die Kontaktfläche im Motor oftmals etwas drüber. Da verdampft Wasser und der Wärmeübergang ist weg. Die Dampfblasen transportieren so gut wie keine Wärme mehr. Der Motor wird an dieser Stelle noch heißer.
Wenn man den Regelbereich mittels anderem Thermostat auf 75-80°C senkt, wird Wasser in Afrika sicherlich besser funktionieren, als bei über 85°C. Bei uns wird dies nur bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt funktionieren. Eine Nacht Frost und man hat nen aufgebrochenen Eisblock als Motor.
Ohne Thermostat fahren ist auf Dauer sicher auch nicht gesund. Da wird sich Wasser und Sprit im Öl sammeln. Bei mir kam der Motor im Dez./Jan. ne Woche nicht über 50°C beim fahren. (Thermostat defekt! Über Silvester keine Zeit gehabt!) Danach habe ich mein Alt-Öl bei uns analysieren lassen. Mein Öl bestand zu 11% aus Sprit/Wasser. (Wurde natürlich zusammen mit dem Thermostaten getauscht!)
Auch in Afrika wird der Motor nicht ohne Thermostat auf Temperatur kommen. Selbst da sind es mal nur frostige +20°C...
MfG
Ich kenne noch Zeiten da wurde das reine Glysantin wie Gold behandelt und im Sommer ausgefiltert. Im Winter wieder beinlichst hinzugefügt und sogar Buch darüber geführt.
Nur Wasser sehe ich nicht als Problem,nur das fehlende Gefrierschutz hat eben noch andere Aufgaben....
Zitat:
@Johnes schrieb am 4. Februar 2016 um 11:19:16 Uhr:
Wenn man den Regelbereich mittels anderem Thermostat auf 75-80°C senkt, wird Wasser in Afrika sicherlich besser funktionieren, als bei über 85°C.
Das wird halbwegs funktionieren, aber nicht
sicherlichbesser. Gerade dann, wenn's auf die Kühlleistung wirklich ankommt, also bei 40 °C Außentemperatur im Schatten und mehr (aber da, wo man fährt, ist seltenst Schatten...), ändert so ein Wechsel des Thermostats nämlich rein gar nichts. Dann stehen beide Varianten einfach dauerhaft sperrangelweit offen, der Kühler-Lüfter läuft Vollgas, und die Kühlmitteltemperatur steigt so lange, bis das delta-T, die Leistungsfähigkeit des Kühlers und die Abwärme des Motors sich bei einer höheren Temperatur ein neues Gleichgewicht gesucht haben. Kommt dieses Gleichgewicht nicht zustande, kocht der Motor ab.
In den heißen Gegenden Afrikas knallen die Autos die von uns eingeschifft werden reihenweise ab, das ist schon mit einkalkuliert, unabhängig vom Kühlmittel. Fahr mal 4 Wochen durch die Savanne im gelände, dann ist der Kühler mit Dreck und Insekten zubetoniert, dann nutzt das beste Kühlmittel und ne Kühlerfläche in der Größe einer Kinoleinwand auch nix mehr. Die Fahrer dort haben eine andere Mentalität als wir autoverliebten Deutschen 😁