Kühlkreislauf verstehen

Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Fr 14. Jun 2019, 18:35

Hallo zusammen,

ich habe in meinem smart die Heizung ausgebaut – also den Klimakasten samt Wärmetauscher und dessen Zuleitung vom Thermostat. Seitdem habe ich das Problem, dass das Kühlwasser sofort sehr heiß wird, sobald ich nicht mehr fahre.

Ich mag nicht glauben, dass das nur am fehlenden Wärmetauscher der Heizung liegt. Schließlich hatte ich diesen Effekt bisher bei ausgeschalteter Heizung nicht. Um den Grund zu finden, möchte ich zunächst den Kühlkreislauf verstehen. Ich habe dazu mal eine Skizze angefertigt:

Bild
(Klicken zum Vergrößern)

  • M ist natürlich der Motor, das habe ich in der Legende vergessen.
  • Der kleine Punkt oben links im Thermostat markiert den Anschluss, der bei ~90 °C öffnet.
  • Der rote Bereich ist der, den ich demontiert habe.

Kann mir einer sagen, in welche Richtung die Pumpe drückt?

Gruß
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » Fr 14. Jun 2019, 20:10

Hallo Thomas,
wenn beim Smart die Heizung ausgeschaltet ist, läuft trotzdem Flüssigkeit durch den Wärmetauscher. Hast du die Anschlüsse verschlossen? Die Verbindung zwischen beiden Leitungen muss durch ein Rohrstück wieder verbunden wird. Bitte kein Kupfer oder Messing nehmen, Korrosion :( . Um Hitzeschocks beim Schalten des Thermostaten zu vermeiden wird die Kühlflüssigkeit gemischt, ansonsten drohen Block- und Kopfrisse. Eine Kurzschlussleitunng ist immer offen, die der Heizung. Durch deren Verschluß ist der Kühlkreislauf gestört. Bei unserem Motor auch die zum Wärmetauscher und natürlich zum Turbo. Die Heizung wird seit ewigen Zeiten nur noch durch den Luftstrom gesteuert. Die Regelung durch Durchflussventile ist wegen deren Störungsanfälligkeit lange vorbei.
Die Pumpe arbeitet immer in Richtung Motor um Luftblasenbildung dort zu verhindern.
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Sa 15. Jun 2019, 16:03

Kalle hat geschrieben:Hast du die Anschlüsse verschlossen?

Ja: vorn habe ich den Anschluss vom mit einem Stopfen verschlossen, hinten habe ich die Leitung zum oberen Anschluss des Ausgleichsbehälters, die ja sonst am Vorlauf der Heizung hängt, direkt am Thermostat angeschlossen.

Danke für deine Erklärung. Was ich aber nicht verstehe: Wieso ist der Kühlkreislauf gestört, wozu braucht es die „Kurzschlussleitung“ durch die Heizung? Wenn der Thermostat öffnet, wird doch (auch bei mir) gemischt: Teilweise durch den kurzen Kreislauf, teilweise durch den großen.

Mir ist schon klar, dass der dritte Kreislauf durch die Heizung auch kühlt, wenn man die Heizung nicht nutzt. Aber mir fällt es schwer zu glauben, dass der Effekt so massiv ist, wie es sich bei mir gerade darstellt.

Am Ausgang des Thermostats in Richtung Pumpe ist eine Verengung. Eine zweite Verengung befindet sich am oberen Anschluss des Ausgleichsbehälters. Kann es sein, dass bei mir zurzeit das Kühlmittel durch den Ausgleichsbehälter gepumpt wird?

Ich könnte mal eine Überbrückung parallel zum Ausgleichsbehälter einbauen. :roll:
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Heichelter » So 16. Jun 2019, 14:06

Das Bild ist aber sehr schemenhaft und zeigt nicht wirklich den Weg um die Wasserpumpe herum.
Es fehlt z.B. der Keislauf um den Turbo zu kühlen. ;)

Es wird immer nur in den Motor gepumpt. Angesaugt wird ein Gemisch vom kleinen Kreislauf, Rücklauf von vorne und Ausgleichsbehälter. Das Thermostat hat ein Loch damit es immer von Wasser umspült wird damit es bei Tempratur öffnen kann.

Die Pume liefert im Stand nur sehr wehning Druck. Die ist auf Durchsatz ausgelegt aber nicht auf Druck.
Bild

Wenn das Thermostat offen ist (Wasser ist warm) dann wird das Wasser durch den Motor über das Thermostats unten in den Kühler und über einen Diffusor in den kurzen, kleinen Kreislauf gedrückt. Es soll am Kühler oben kälter raus als unten rein. Da kaltes Wasser schwerer ist als warmes schafft es die Pumpe nicht das Wasser zu drücken. Die Heizung hängt parallel zum kleinen Kreislauf.

Wenn jetzt viel Frostschutz im Wasser drin ist, ist das Wasser so schwer das es im Standgas nicht mehr durch den Kühler gedrückt wird. Ich fahre im Sommer nur ganz wenig Frostschutz (bei uns friert es im Sommer nicht so oft) und dann hat man keine Probleme im Stand.
Oder man verbaut, wie an der Cobra, eine zusätzliche, elektrische Pumpe die man von Hand im Stand einschalten kann um den Durchfluss zu verbessern.
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » So 16. Jun 2019, 14:32

https://kfz-tech.de/Biblio/Kuehlung/Kue ... schutz.htm

Hier ist das mit dem Kühlmittel nett beschrieben.
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Heichelter » So 16. Jun 2019, 23:07

Hat sich erledigt, er hat keinen elektrischen Lüfter verbaut. :lol: :lol:
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » Mo 17. Jun 2019, 08:38

Tja, :roll: wenn jetzt der Lüfter verbaut ist, kann man den Kühler doch eigentlich weglassen .... ist ja dann nurunnötiges Gewicht. 8-)
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Di 18. Jun 2019, 07:12

Denkste!

Gestern noch mal entlüftet, anschließend Probefahrt – weiterhin ohne Lüfter an der Front. Solange der Motor auf Drehzahlen > 3.000 1/min gehalten wird, bleibt die Temperatur brav zwischen 85 und 90 °C – auch, wenn man es längere Zeit richtig krachen lässt. Sobald die Drehzahlen für ein bis zwei Minuten darunter bleiben, geht die Temperatur auf bis zu 110 Grad hoch. Schalte ich wieder einen Gang runter, pendelt es sich flott wieder auf < 90 °C ein.

Ich werde jetzt noch mal schauen, ob es noch etwas zu entlüften gibt. Anderenfalls wäre meine Theorie zurzeit folgende:

Der Kraftaufwand, das Kühlmittel durch den großen Kreislauf zu pumpen, ist größer als wenn es durch die Leitung des kleinen Kreislaufs gepumpt wird – bzw. durch die Pumpe angesaugt wird. Bei niedrigen Drehzahlen der Pumpe reicht die Menge an Kühlmittel, die durch die Verengung des kleinen Kreislaufs angesaugt wird. Bei höheren Drehzahlen kommt durch den kleinen Kreislauf nicht mehr genug nach, deshalb wird dann auch aus dem großen Kreislauf angesaugt.

Wenn das so stimmt, müsste die Verengung am Thermostat zur Leitung des kleinen Kreislaufs weiter verengt werden, damit der Widerstand an dieser Leitung zunimmt, damit mehr Kühlmittel aus dem großen Kreislauf angesaugt wird. Problem dabei: Bei geschlossenem Thermostat wird im Normalfall der Heizkreislauf angezapft, wenn die Drehzahlen höher sind und die Menge an Kühlmittel, die durch den kleinen Kreislauf kommt, nicht mehr ausreicht. Der Heizkreislauf ist bei mir jedoch verschlossen.

Ebenfalls parallel zum kleinen Kreislauf läuft bei geschlossenem Thermostat nur noch die Leitung über den Ausgleichsbehälter. Deren Verengung am Eingang des Behälters müsste deshalb ebenfalls verkleinert werden, damit nicht hauptsächlich dieser Kreislauf genutzt wird. Aber woher nehmen, wenn nicht stehlen? Irgendwoher muss die Pumpe ihr Kühlmittel ja beziehen.

Ich hatte an einen ByPass am Thermostat vorbei gedacht, damit immer ein wenig Kühlmittel am Thermostat vorbei durch den großen Kreislauf fließt. Oder auf das Thermostat komplett verzichten. Wichtig wäre nur, dass der Widerstand der beiden anderen Leitungen (kleiner Kreislauf und Ausgleichsbehälter) größer wäre als der des großen Kreislaufs :roll:
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » Di 18. Jun 2019, 09:58

Moin Thomas,
der Roadster hat, wenn alles intakt ist, ein optimal ausgewogenes Kühlsystem. Mir fällt absolut kein Grund dazu ein hieran herumzuspielen ... es sei denn, du hast den unbezähmbaren Drang den Motor hochzujagen. Dann macht das Sinn. Ich denke, die paar Gramm für einen Kühlerventilator solltest du dem Kleinen schon gönnen ... er kann ja kleiner sein und muss nicht das Serienteil sein.
Wenn du die Heizungszuleitung wieder einbaust und vorne kurzschließt, hast du automatisch deinen größeren ungedrosselten Bypass :roll: ... was willst da am Thermostat was herumbasteln?
Anstelle des Weglassen des Thermostates würde ich doch ganz einfach Vogelsand dem Motoröl beimischen oder ersatzweise mit dem Hammer ein Loch in den Block hauen ... das ist einfacher als diese Schrauberei ... der Effekt wäre letztendlich der selbe.
Wenn du unbedingt basteln willst halte ich die Wasser/Alkoholeinspritzung von Wuff für deutlich effektiver.
Die Kaminlüftung des Motorraumes bringt da auch deutliche Zusatzkühlung.

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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Di 18. Jun 2019, 15:54

Es geht mir nicht darum, das Kühlsystem zu optimieren, sondern darum, Gewicht zu sparen. Ich brauche die Heizung nicht, deshalb ist sie rausgeflogen.

Den Kühlerlüfter hatte ich bei den Experimenten mit der Fronthaube ausgebaut und vergessen einzubauen. Die „Probleme“ kamen aber erst mit dem Ausbau der Heizung.

Wenn ich die Leitung der Heizung bis vorne wieder einbaue, habe ich darin auch ca. 1 Liter (ca. 1 kg) mehr Kühlmittel an Bord. Das würde ich gerne umgehen.
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » Di 18. Jun 2019, 16:02

Mit Schlauch und Rohr sind das dann locker 3 kg, aber je mehr Kühlflüssigkeit, desto konstanter die Wärmeverteilung und desto kleiner die Gefahr von Wärmenestern. Ich gucke mir das gleich mal im Motorraum an.
Vom Schlauchverlauf, höchster Punkt im Motorkreislauf müsste die verkürzte Leitung eigentlich passen.
Hast du mal bei laufendem Motor bergauf am Kühler entlüftet? Wann bist du denn zu Hause?
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Di 18. Jun 2019, 16:49

Kalle hat geschrieben:Hast du mal bei laufendem Motor bergauf am Kühler entlüftet?

:shock:

Ich entlüfte immer bergab. Ausgleichsbehälter auf, Kühler entlüften, anschließend Thermostat raus, dann nachfüllen bis kurz bevor es am Thermostat rausläuft.

Kalle hat geschrieben:Wann bist du denn zu Hause?

Jetzt :) Aber ich muss jetzt noch ein bisschen was arbeiten und danach sind wir zu einem Geburtstag eingeladen. Morgen bin ich angestellt. Donnerstag bastele ich weiter … heimlich, sonst beschweren sich die Nachbarn ;)
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Thomas » Sa 22. Jun 2019, 09:55

Nach ein paar mal Entlüften scheint jetzt alles wieder normal zu funktionieren, auch ohne Lüfter an der Front.
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » Sa 22. Jun 2019, 11:18

Hmmmh,
der Lüfter zieht ja, das Fehlen kostet Vortrieb :mrgreen: .
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Ralle » So 23. Jun 2019, 11:19

Moin
Das wäre die Idee für einen Hybrid Roadster.
Den frontkühler Ventilator einfach vergrößern :D
Dann noch hinten einen der drückt.
Grüße Ralle
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Re: Kühlkreislauf verstehen

Beitragvon Kalle » So 23. Jun 2019, 12:34

:mrgreen: , die Schweizer haben ja eine neue Maske für zwei Gesäuge :lol: gebaut .... warum auch immer :roll: ......jetzt ist mir das natürlich klar :D Jrooß Kalle
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