Kühlsysteme: Wasserkühlung Kühlsysteme: Wasserkühlung
Wesentlich gleichmäßiger als die Luftkühlung führt die Wasserkühlung Motorwärme ab. Als indirekte Kühlung wird sie bezeichnet, weil der Motor die überschüssige Wärme nicht direkt an die Umgebungsluft, sondern an eine Kühlflüssigkeit abgibt.
Wesentlich gleichmäßiger als die Luftkühlung führt die Wasserkühlung Motorwärme ab. Als indirekte Kühlung wird sie bezeichnet, weil der Motor die überschüssige Wärme nicht direkt an die Umgebungsluft, sondern an eine Kühlflüssigkeit abgibt. Im Wasserkühler wird die Wärme anschließend an die Umgebungsluft abgeführt. Zur Aufnahme des Kühlmittels sind Zylinder und Zylinderkopf doppelwandig ausgeführt.
Der einfachste Kühlmittelkreislauf, die Wärmeumlauf- oder Thermosiphonkühlung, basiert auf dem Dichteunterschied von kaltem und warmem Wasser: Das in Zylinder und Zylinderkopf erhitzte und dadurch leichtere Wasser steigt nach oben zum Kühler und sinkt dort, abgekühlt von der Umgebungsluft und nun wieder schwerer, nach unten ab. Aufgrund der langsamen Umlaufgeschwindigkeit und der damit verbundenen geringen Kühlleistung kam dieses Prinzip nur früher bei kleinen Zweitaktmotoren zum Einsatz.
Dagegen wird heute bei wassergekühlten Motoren ausschließlich die Zwangsumlaufkühlung über eine Pumpe verwendet: Eine vom Motor angetriebene Wasserpumpe sorgt für hohe Umlaufgeschwindigkeiten der Flüssigkeit. Der hohe Wasserdurchsatz im Kühler bewirkt dabei eine wesentlich bessere Wärmeabfuhr.
Die Wärmespannungen im Motor bleiben gering, da durch den schnellen Kühlmitteltransport der Temperaturunterschied zwischen Ein- und Austritt der Flüssigkeit am Motor lediglich fünf bis sieben Grad beträgt.
Gefördert wird das Kühlmittel von einer Kreiselpumpe, in deren Gehäuse ein Pumpenrad rotiert.
Damit der Motor möglichst rasch seine Betriebstemperatur erreicht und diese konstant bleibt, wird die Kühlwassertemperatur von einem Thermostatventil geregelt. Angebracht zwischen Motor und Kühler, teilt es das Kühlsystem in einen kleinen und einen großen Kreislauf: Bei kaltem Motor sperrt das Thermostatventil den Durchlauf zum Kühler, so daß die Kühlflüssigkeit nur durch den Motor zirkulieren kann (kleiner Kühlkreislauf). Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist, öffnet das Ventil und gibt den Weg zum Kühler frei (großer Kühlkreislauf).
Das abgekühlte Wasser (schwarze Pfeile) wird von der Wasserpumpe in die Zylinder und Zylinderköpfe gefördert. Von dort geht's über das Themostatventil zurück in den Kühler (helle Pfeile).
