Kühlsystem für MAN / Mercedes Lkw, Busse und Transporter

Das Kühlsystem ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer jedes MAN- oder Mercedes-Lkw, -Busses und -Transporters. Verbrennungsmotoren liefern unter hoher Belastung starke Leistung, doch diese Leistung geht mit erheblicher Wärmeentwicklung einher. Das Kühlsystem sorgt dafür, dass diese Wärme kontrolliert abgeführt wird, sodass Motor und zugehörige Komponenten innerhalb sicherer Temperaturgrenzen arbeiten. Funktioniert das Kühlsystem nicht korrekt, entstehen schnell schwere Motorschäden und unerwartete Ausfallzeiten. Bei Braem finden Sie ein umfangreiches Sortiment an Kühlteilen, mit denen Wartung und Reparaturen professionell und nachhaltig durchgeführt werden können.

Die Funktion des Kühlsystems im Fahrzeug

Das Kühlsystem regelt die Betriebstemperatur des Motors, indem es die bei der Verbrennung entstehende Wärme abführt. Andernfalls würde diese Wärme den Motor durch Überhitzung beschädigen. Bei der Verbrennung in den Zylindern entstehen hohe Temperaturen. Ohne Kühlung können sich Bauteile wie der Zylinderkopf, die Kolben, die Kurbelwelle und der Motorblock verformen. Bei zu hoher Betriebstemperatur verliert das Motoröl seine schmierenden Eigenschaften, wodurch der Motor festlaufen kann. Ein festgelaufener Motor wird schwer beschädigt und ist oft nicht mehr reparabel.

Zusammenspiel mit dem Motor und der Heizung in der Kabine

Wärmeaustausch ist der Prozess, bei dem thermische Energie von einem Körper oder Medium mit höherer Temperatur auf einen Körper oder ein Medium mit niedrigerer Temperatur übertragen wird, bis ein thermisches Gleichgewicht entsteht. Technisch kann dies über drei Mechanismen erfolgen. Bei der Wärmeleitung (englisch conduction) wird Wärme durch direkten Kontakt durch ein Material transportiert. Ein Metallstab, der an einem Ende erhitzt wird, leitet diese Wärme zum anderen Ende, bis die Temperatur im Stab gleichmäßig ist. Wärmeaustausch kann auch durch Konvektion (englisch convection) erfolgen. Dabei wird Wärme durch ein strömendes Medium wie eine Flüssigkeit oder ein Gas übertragen. Eine dritte Art ist die Strahlung (englisch radiation). Dabei wird Wärme über elektromagnetische Wellen übertragen. Dafür sind weder Kontakt noch ein Medium erforderlich; die Energie wird direkt durch den Raum transportiert. Die Sonne ist das beste Beispiel dafür. Zusammenfassend kann man sagen, dass Wärme immer von einer höheren zu einer niedrigeren Temperatur fließt. Die Wärmeübertragungsleistung hängt vom Temperaturunterschied, der Materialart und -oberfläche sowie von den Eigenschaften des Mediums ab. Das Kühlsystem eines Motors nutzt vor allem Wärmeleitung und Konvektion zur Wärmeübertragung, mit einem kleinen Anteil an Strahlung.

Wärmeleitung: Der Motorblock ist mit Kühlkanälen versehen, durch die Kühlmittel strömen kann. Die am Motorblock montierte Wasserpumpe fördert das Kühlmittel durch die Kühlkanäle, wodurch Wärme von den heißen Motorteilen auf das Kühlmittel übertragen wird. Dadurch kühlt der Motor ab. Dies ist eine Wärmeübertragung durch direkten Kontakt zwischen den metallischen Oberflächen und dem Kühlmittel.

Konvektion: Das erwärmte Kühlmittel wird von der Wasserpumpe über Kühlmittelschläuche und -leitungen zum Kühlmittelkühler gepumpt. Dieser Kühler ist im Fahrzeug vor dem Motor montiert. Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Außenluft durch die Fahrtrichtung gegen den Kühler gedrückt. Diese Luft strömt an dünnen Kühlrippen und dünnen Metallrohren entlang, aus denen der Kühler aufgebaut ist, und nimmt die Wärme des vom Motor kommenden Kühlmittels auf. Dadurch wird die Wärme des Kühlmittels vom Luftstrom aufgenommen, wodurch das Kühlmittel abgekühlt wird. Dieses abgekühlte Kühlmittel wird über Wasserpumpe und Leitungen zurück zum Motor gepumpt, sodass der oben erklärte Wärmeleitungsprozess erneut beginnen kann.

Strahlung: In geringerem Maße geben erwärmte Motorteile über ihre Oberfläche Wärme an die Umgebung ab. Diese Strahlung spielt im Vergleich zu Wärmeleitung und Konvektion eine kleine Rolle.

Wasser dehnt sich beim Erwärmen aus und benötigt dadurch mehr Platz. Der Ausgleichsbehälter, der oben auf dem Kühler montiert ist, nimmt die Ausdehnung und das Schrumpfen des Kühlmittels bei Temperaturänderungen auf, sodass der Druck im Kühlsystem sicher und konstant bleibt.

Die Kabinenheizung arbeitet vor allem nach dem Prinzip der Konvektion. Warmes Kühlmittel, das vom Motor kommt, wird über Leitungen, die Teil des Kühlmittelkreislaufs des Motors sind, durch dieselbe Wasserpumpe zum Heizungswärmetauscher gefördert. Außenluft wird durch den Heizungsgebläsemotor (eigentlich ein Ventilator) über einen Innenraumfilter, der die Außenluft reinigt, angesaugt und durch den Heizungswärmetauscher gedrückt. Das Kühlmittel gibt seine Wärme an diese Luft ab, die anschließend in die Kabine geblasen wird. Dadurch steigt die Temperatur in der Kabine. Um diese Temperatur regelbar zu machen, ist im Kühlmittelkreislauf ein Heizungsventil montiert. Dieses wird vom Bedienungssystem in der Kabine angesteuert. Das Heizungsventil bestimmt so den benötigten Durchfluss des warmen Kühlmittels, der erforderlich ist, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.

Wichtigste Komponenten des Ladeluftkühlsystems und der Klimaanlage

Das Prinzip des Wärmeaustauschs wird auch bei zwei weiteren Prozessen genutzt.

Das Ladeluftsystem und der Einfluss auf die Motorleistung

Durch die Verdichtung des Gemischs entzündet sich der Kraftstoff aufgrund der hohen Temperatur der komprimierten Luft während des Arbeitstakts des Motors. Die Leistung des Motors hängt davon ab, wie viel Kraftstoff in einer bestimmten Zeit verbrannt werden kann. Je mehr Luft in den Zylindern ist, desto mehr Kraftstoff kann effektiv verbrannt werden. Der Füllgrad zeigt an, wie viel Luft tatsächlich in die Zylinder gelangt, verglichen mit dem maximalen Volumen. Wenn wir diesen Füllgrad erhöhen können, können wir die Motorleistung steigern. Die Verdichterwirkung des Turboladers sorgt dafür, dass der Füllgrad steigt. Um diesen Füllgrad weiter zu optimieren, wird die vom Turbo kommende Luft durch den Intercooler abgekühlt. Abgekühlte Luft zieht sich im Volumen zusammen. Dadurch kann und gelangt mehr Luft in die Zylinder. Die angesaugte Luft aus dem Luftfiltergehäuse wird vom Turbo verdichtet und über Druckluftleitungen zum Intercooler gedrückt. Dieser Intercooler ist vor dem Kühlmittelkühler montiert. Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Außenluft durch die Fahrtrichtung gegen den Intercooler gedrückt. Diese Luft strömt an dünnen Kühlrippen und dünnen Metallrohren entlang, aus denen der Intercooler aufgebaut ist, und nimmt die Wärme der vom Turbo kommenden Luft auf. Nach der Kühlung wird die Luft über Leitungen und Flexstücke zum Ansaugkrümmer geführt, wodurch sie in die Zylinder des Motors strömt.

Das Klimasystem ist ein Kühlsystem für Luft, bei dem Wärme aus der Kabine an die Außenluft abgegeben wird.

Die Klimakühlung arbeitet nach dem Prinzip der Wärmeübertragung und Phasenwechsel des Kältemittels. Das System verlagert Energie von einem wärmeren Bereich (bei uns die Kabine) zu einem kälteren Bereich (bei uns die Außenluft) über einen geschlossenen Kältemittelkreislauf. Ein Klimakompressor verdichtet das Kältemittelgas, wodurch Druck und Temperatur steigen. Durch die Druckunterschiede bewegt sich das Kältemittel über Klimaleitungen zum Kondensator, der vor dem Intercooler an der Fahrzeugfront montiert ist. Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Außenluft durch die Fahrtrichtung gegen den Kondensator gedrückt. Diese Luft strömt an dünnen Kühlrippen und dünnen Metallrohren entlang, aus denen der Kondensator aufgebaut ist, und nimmt die Wärme des heißen, verdichteten Kältemittelgases auf. Dadurch kondensiert das Kältemittelgas zu Flüssigkeit. Ein danach im Kältemittelkreislauf montiertes Expansionsventil sorgt dafür, dass Druck und Temperatur des Kältemittels stark abfallen. Dieses Kältemittel strömt zum Verdampfer, der an oder in der Kabine montiert ist. Der Heizungsgebläsemotor (Ventilator) drückt warme Kabinenluft quer durch den Verdampfer, wobei das darin zirkulierende Kältemittel die Wärme aufnimmt und zu Gas verdampft. Dadurch sinkt die Temperatur in der Kabine. Das Niederdruckgas strömt zurück zum Klimakompressor, und der Zyklus kann erneut beginnen.

Kühlmittelkühler https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/koelvloeistof-radiator/koelvloeistof-radiator, Intercooler https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/intercooler/intercooler, Kondensator https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/airco-systeem/condensor und Luftströme

Für eine gute Funktion des Kühlmittelkühlers, des Intercoolers und des Kondensators muss Luft quer hindurch strömen. Wenn ein Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, geschieht dies automatisch. Wenn das Fahrzeug jedoch zu langsam fährt oder im Stand läuft, ist der Luftstrom zu gering, um den Motor ausreichend zu kühlen. Der Füllgrad des Motors sinkt, sodass die geforderte Leistung nicht mehr gewährleistet werden kann. Das Klimasystem arbeitet nicht optimal. In diesem Fall wird ein zweiter Luftstrom durch einen Ventilator erzeugt, der zwischen dem Kühlmittelkühler und dem Motor montiert ist und im Betrieb Luft zwangsweise durch die Wärmetauscher strömen lässt. Bei Lkw-Motoren ist dieser meist über eine Viskokupplung am Motor montiert. Diese Schlupfkupplung regelt die Drehzahl des Ventilators abhängig vom Kühlbedarf. Eine Lüfterhaube, die an der Rückseite des Kühlmittelkühlers montiert ist, leitet die Luft in den Motorraum.

Häufiger Verschleiß und erkennbare Probleme bei den verschiedenen Kühlsystemen

Motorkühlung

Bei schlecht funktionierender Motorkühlung kann der Motor überhitzen oder festlaufen. Der Kühlmittelkühler kann verstopfen, Kühlmittel durch Leckagen verlieren und rosten. Über den Luftstrom können Staub und Sand den Kühler verstopfen. Verbindungsschläuche und -leitungen können reißen und verhärten, sodass die Abdichtung nicht mehr ausreicht. Ventilatoren können sich durch die Motorwärme verformen. Eine Visco verliert ihre Flüssigkeit oder ist intern verschlissen.

Ladeluftsystem

Der Intercooler-Kern zeigt Risse, Leckagen und Rost. Intercooler-Schläuche und -leitungen sind undicht. Über den Luftstrom können Staub und Sand den Intercooler verstopfen.

Klimaanlage

Der Klimakompressor ist eine Pumpe mit Lagerung. Diese ist Verschleiß und Überlastung ausgesetzt. Über den Luftstrom können Staub und Sand den Kondensator verschmutzen. Aufgrund von Kondensationsproblemen kann der Verdampfer rosten. Klimaschläuche und -leitungen sind undicht.

Übergreifender Verschleiß

Alle Kühlkomponenten sind vibrationsbedingten Schäden ausgesetzt. Durch das ständige Ausdehnen durch Erwärmung bzw. Schrumpfen durch Abkühlung unterliegen die Teile thermischer Ermüdung. Dadurch entstehen Risse und Brüche. Der Luftstrom sorgt dafür, dass Schlamm, Sand und andere Verunreinigungen die Wärmetauscher verschmutzen, sodass sie verstopfen und ihre Effizienz verlieren.

Typische Warnsignale bei schlecht funktionierenden Prozessen

Viele Parameter der verschiedenen Kühlsysteme werden von Sensoren gemessen. Die Ergebnisse sind im Dashboard über Warnleuchten sichtbar. Bei Überhitzung des Motors steigt die Temperaturanzeige zu hoch an, die Warnleuchte geht an. Der Motor unterliegt Leistungsverlust und höherem Kraftstoffverbrauch. Der Motor kann auch unruhig laufen. Er kann in den Notlauf gehen oder sogar ausgehen. Kühlmittel kann austreten, sodass grüne, rosa oder blaue Pfützen unter dem Fahrzeug entstehen. Dadurch sinkt der Kühlmittelstand, und die entsprechende Lampe im Dashboard beginnt zu leuchten. Austretendes Kühlmittel hat einen starken süßlichen Geruch. Eine schlecht funktionierende Heizung bläst kalte Luft in die Kabine, während der Motor warm ist. Der Heizungsgebläsemotor springt nicht an oder läuft dauerhaft. Eine schlecht funktionierende Klimaanlage bläst nicht kalt genug. Beim Einschalten hören wir ein klickendes Geräusch, und der Geruch ist muffig. Ein schlecht funktionierendes Intercooler-System zeigt vor allem Leistungs- und Motorlauf-Symptome.

Die Bedeutung einer rechtzeitigen und vorbeugenden Wartung des Kühlsystems

Sie verhindert teure Motorschäden durch Überhitzung. Das Risiko von Ausfällen ist geringer. Sie sorgt für eine konstante Motortemperatur, auch bei Staus, hoher Belastung und warmem Wetter. Sie verlängert die Lebensdauer des Motors. Sie erhöht die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs und damit die Sicherheit im Straßenverkehr und auf der Baustelle. Sie verhindert interne Korrosion sowie Kalk- und Schlammablagerungen in den Kühlkomponenten. Sie garantiert den Wirkungsgrad der Wärmetauscher.

Reparieren oder Ersetzen von Kühlteilen

Kühlteile werden je nach Defektart, Zuverlässigkeit nach der Reparatur und Kosten-Nutzen-Abwägung repariert oder ersetzt. Eine Reparatur ist sinnvoll, wenn das Bauteil konstruktiv noch in Ordnung ist und die Reparatur zuverlässig und dauerhaft ist. Teile sind zu ersetzen, wenn sie verschleißanfällig sind, innere Defekte aufweisen und wenn eine Reparatur keine zuverlässige Funktion gewährleisten kann.

Kühlsysteme für schwere Einsätze ausgelegt

Je schwerer und je länger die Belastung ist, desto stärker muss das Kühlsystem ausgelegt sein. In warmem Klima und bei schwerer Arbeit setzt man einen größeren Kühler ein, wodurch die Kühlleistung steigt. Das Motorthermostat regelt die Betriebstemperatur des Motors, indem es den Kühlmitteldurchfluss steuert. Dieses Thermostat sorgt dafür, dass der Motor schnell seine Betriebstemperatur erreicht, und hält ihn auf einer konstanten und optimalen Temperatur. Es verhindert sowohl Überhitzung als auch zu kalten Motorlauf. Ein Thermostat ist auf eine gewählte Temperatur ausgelegt, die wir auch Öffnungstemperatur nennen. Wenn sich das Kühlmittel durch den Motorbetrieb bis zu dieser gewählten Temperatur erwärmt, öffnet das Thermostat weitere Kühlkreisläufe. Dadurch wird der Kühlmittelstrom zu zusätzlichen Kreisläufen gestartet, wodurch die Kühlung effektiv erhöht wird. Bei stark belasteten Lkw wird daher ein Thermostat mit niedrigerer Öffnungstemperatur eingesetzt, damit die erhöhte Kühlung schneller einsetzt.

Praktische Tipps aus Erfahrung zur Wartung des Kühlsystems

Kühlmittelkreislauf und zugehöriges Heizsystem

• Prüfen Sie das vorhandene Kühlmittel auf Qualität. Wenn das Kühlmittel nicht mehr in Ordnung ist, ersetzen Sie es durch neues. Lassen Sie dafür das alte Kühlmittel ab, spülen Sie anschließend den Kreislauf und füllen Sie ihn mit neuem Kühlmittel. Entlüften Sie den Kreislauf und stellen Sie sicher, dass genügend Kühlmittel im Kreislauf vorhanden ist. Prüfen Sie alle Verbindungsschläuche und -leitungen, Kupplungen und Dichtungen auf Dichtheit, damit kein Kühlmittel aus dem System austreten kann. Ersetzen Sie bei Bedarf Schläuche, Leitungen, Kupplungen und Dichtungen.
• Prüfen Sie den Ausgleichsbehälter auf Risse und Verformungen. Prüfen Sie den Kühlmittelkühler und den Heizungswärmetauscher auf Verstopfung. Ersetzen Sie diese bei Bedarf durch Neuteile. Prüfen Sie die Funktion des Thermostats, der Wasserpumpe, des Ventilators und der Visco. Prüfen Sie den Warmluftaustritt der Innenraumheizung. Prüfen Sie, ob die Heizklappe in Abhängigkeit von der gewünschten Kabinentemperatur korrekt öffnet und schließt.
• Intercooler-Kreislauf
• Prüfen Sie alle Verbindungsschläuche und -leitungen, Kupplungen und Dichtungen auf Dichtheit, damit keine Luft aus dem System entweichen kann. Ersetzen Sie bei Bedarf Schläuche, Leitungen, Kupplungen und Dichtungen. Reinigen Sie bei Bedarf die Außenseite mit einem milden Entfetter. Reinigen Sie die Innenseite des Kreislaufs mit Luft. Prüfen Sie, ob der Intercooler nicht verstopft ist. Tun Sie dies, indem Sie den Luftdruckverlust messen. Prüfen Sie, ob der Intercooler nicht quer zugesetzt ist. Der Intercooler erhält Luft vom Turbolader. Diese Turboluft enthält feinen Ölnebel, der durch den Ölabscheider entfernt wird. Prüfen Sie die Funktion dieses Ölabscheiders.
• Klimakreislauf
• Prüfen Sie alle Verbindungsschläuche und -leitungen, Kupplungen und Dichtungen auf Dichtheit, damit kein Kältemittel aus dem System austreten kann. Ersetzen Sie bei Bedarf Schläuche, Leitungen, Kupplungen und Dichtungen. Prüfen Sie Druck und Füllstand des Kältemittels. Prüfen Sie die korrekte Zirkulation des Kältemittels durch Messen und Beobachten. Prüfen Sie die Querverschmutzung des Kondensators und des Verdampfers. Ersetzen Sie den Innenraumfilter. Füllen Sie das Kältemittel korrekt nach. Prüfen Sie die Funktion über den Kaltluftstrom in der Kabine. Prüfen Sie die Funktion des Klimakompressors.

Der Mehrwert von Braem für Kühlteile

Braem verfügt über einen umfangreichen Lagerbestand an Kühlteilen für MAN- und Mercedes-Lkw, Busse und Transporter. Dank schneller Verfügbarkeit und technischer Expertise können Reparaturen effizient durchgeführt werden.

Kunden entscheiden sich für Braem wegen:

• Guter Qualität durch eine gute Qualitätskontrolle
• Technischer Unterstützung bei Demontage und Montage
• Schneller Lieferung innerhalb Europas und darüber hinaus
• Transparenter Garantie- und Rückgabebedingungen

Ein zuverlässiges Kühlsystem ist für den professionellen Einsatz des Fahrzeugs unverzichtbar. Mit den richtigen Teilen und der passenden Expertise bleibt der Motor vor Überhitzung geschützt und arbeitet effizient. Die Klimaanlage sorgt für Komfort für den Fahrer.