Koelsysteem voor MAN / Mercedes vrachtwagens, bussen en bestelwagens

Het koelsysteem is essentieel voor de betrouwbaarheid en levensduur van elke MAN of Mercedes vrachtwagen, bus en bestelwagen. Verbrandignsmotoren leveren hoge prestaties onder zware belasting, maar die prestaties gaan gepaard met aanzienlijke warmteontwikkeling. Het koelsysteem zorgt ervoor dat deze warmte gecontroleerd wordt afgevoerd, zodat motor en aanverwante componenten binnen veilige temperatuurlimieten blijven functioneren. Wanneer het koelsysteem niet correct werkt, ontstaan snel ernstige motorschades en onverwachte stilstand. Bij Braem vind je een uitgebreid assortiment koelonderdelen waarmee onderhoud en herstellingen professioneel en duurzaam uitgevoerd kunnen worden.

De functie van het koelsysteem binnen het voertuig

Het koelsysteem regelt de bedrijfstemperatuur van de motor door de geproduceerde warmte t.g.v. van de verbranding af te voeren. Anders zou deze warmte de motor beschadigen door oververhitting. Bij verbranding in de cilinders ontstaan hoge temperaturen. Zonder afkoeling kunnen onderdelen zoals de cilinderkop, de zuigers, de krukas en het motorblok vervormen. Door een te hoge bedrijfstemperatuur verliest de motorolie zijn smerende eigenschappen waardoor de motor kan vast lopen. Een motor die vast loopt raakt ernstig beschadigd en is vaak onherstelbaar.

Samenwerking met de motor en de verwarming in de cabine

Warmtewisseling is het proces waarbij thermische energie wordt overgedragen van een lichaam of medium met een hogere temperatuur naar een lichaam of medium met een lagere temperatuur, totdat er een thermisch evenwicht ontstaat. Technisch gezien kan dit gebeuren via drie mechanismen. Via geleiding (in het Engels conduction) wordt warmte via direct contact door een materiaal getransporteerd. Een metalen staaf die aan de ene kant verwarmd wordt geleidt deze warmte naar de andere kant van de staaf totdat de temperatuur van de staaf constant is. Warmtewisseling kan ook door convectie (in het Engels Convection). Hier wordt de warmte overgebracht door een stromend medium zoals een vloeistof of een gas. Een derde manier is straling (in het Engels radiaton). Hier wordt de warmte via elektromagnetische golven overgedragen. Het vereist geen contact of medium. De energie wordt direct door de ruimte verplaatst. De zon is hiervan het beste voorbeeld. Samenvattend kunnen we zeggen dat warmte altijd stroomt van een hogere naar een lagere temperatuur. Het warmteoverdrachtsvermogen hangt af van het temperatuurverschil, de soort en het oppervlak van het materiaal en de eigenschappen van het medium. Het koelsysteem van een motor gebruikt vooral geleiding en convectie om warmte over te dragen, met een klein beetje straling.

Geleiding : Het motorblok is voorzien van koelkanalen waardoor er koelvloeistof kan stromen. De waterpomp die gemonteerd is op het motorblok pompt de koelvloeistof door de koelkanalen waardoor de warmte van de hete motoronderdelen overgedragen wordt aan de koelvloeistof. De motor koelt daardoor af. Dit is een overdracht van warmte door een direct contact tussen de metalen oppervlakken en de koelvloeistof.

Convectie : De opgewarmde koelvloeistof wordt door de waterpomp via koelvloeistofslangen en -leidingen naar de koelvloeistofradiator gepompt. Deze radiator is voor de motor in het voertuig gemonteerd. Wanneer het voertuig rijdt wordt de lucht uit de atmosfeer door de rijrichting tegen de radiator geduwd. Deze lucht stroomt langs dunne koelribben en dunne metalen buizen waaruit de radiator is opgebouwd en neemt de warmte op van de koelvloeistof afkomstig van de motor. Hierdoor wordt de warmte van de koelvloeistof opgenomen door de luchtstroom waardoor die gekoeld wordt. Deze gekoelde koelvloeistof wordt via de waterpomp en leidingen terug naar de motor gepompt waardoor het proces van geleiding die hierboven wordt uitgelegd opnieuw kan beginnen.

Straling : In mindere mate stralen opgewarmde motoronderdelen via hun oppervlakte warmte uit in de omgeving. Deze straling speelt een kleine rol vergeleken met geleiding en convectie.

Water zet uit door verwarming waardoor het meer ruimte in neemt. Het expansievat die boven op de radiator gemonteerd is vangt het uitzetten en het krimpen van de koelvloeistof bij temperatuurveranderingen op zodat de druk in het koelsysteem veilig en constant blijft.

De cabineverwarming werkt vooral volgens het principe van convectie. Warme koelvloeistof die afkomstig is van de motor wordt via leidingen, die onderdeel uitmaken van het koelvloeistofcircuit van de motor, door dezelfde waterpomp naar de kachelradiator gebracht. Buitenlucht wordt door de verwarmingsmotor (die eigenlijk een ventilator is) via een interieurfilter, die de buitenlucht zuivert, aangezogen en door de kachelradiator gestuwd. De koelvloeistof heeft zijn warmte af aan deze lucht die daarna in de cabine geblazen wordt. Hierdoor verhoogt de temperatuur in de cabine. Om deze temperatuur regelbaar te maken is er in het koelvloeistofcircuit een chauffagekraan gemonteerd. Deze wordt aangestuurd door het bedieningssysteem in de cabine. De chauffagekraan bepaalt zo het benodigde debiet van de warme koelvloeistof die nodig is om de gevraagde temperatuur te bekomen.

Belangrijkste componenten van het laadluchtkoelsysteem en aircosysteem

Het principe van warmtewisseling wordt nog bij 2 andere processen gebruikt.

Het laadluchtsysteem en de invloed op het vermogen van de motor

Door compressie van het mengsel ontbrandt de brandstof door de hoge temperatuur van de samengeperste lucht tijdens de arbeidsslag van de motor. Het vermogen van de motor is afhankelijk van de hoeveelheid brandstof dat je kunt verbranden in een bepaalde tijd. Hoe meer lucht er in de cilinders is, hoe meer brandstof er effectief kan verbrand worden. De vullingsgraad geeft weer hoeveel lucht er effectief in de cilinders komt vergeleken met het maximale volume. Wanneer we deze vullingsgraad kunnen verhogen kunnen we het vermogen van de motor opvoeren. De persende werking van de turbo zorgt er voor dat de vullingsgraad verhoogt. Om deze vullingsgraad nog te optimaliseren wordt de lucht afkomstig van de turbo afgekoeld door de Intercooler. Lucht die afgekoeld wordt krimpt in volume. Hierdoor kan en komt meer lucht in de cilinders. De aangezogen lucht afkomstig uit het luchtfilterhuis wordt samengeperst door de turbo en wordt via persluchtleidingen naar de intercooler gestuwd. Deze intercooler is gemonteerd voor de koelvloeistofradiator. Wanneer het voertuig rijdt wordt de lucht uit de atmosfeer door de rijrichting tegen de intercooler geduwd. Deze lucht stroomt langs dunne koelribben en dunne metalen buizen waaruit de intercooler is opgebouwd en neemt de warmte op van de lucht afkomstig van de turbo. Na koeling wordt de lucht getransporteerd via leidingen en flexibels naar de inlaatcollector waardoor het in de cilinders van de motor stroomt.

Het aircosysteem is een koelsysteem voor lucht, waarbij warmte van de cabine naar de buitenlucht wordt verplaatst.

Aircokoeling werkt volgens het principe van warmteoverdracht en fasetransities van het koelmiddel. Het systeem verplaatst energie van een warmere zone (bij ons in de cabine) naar een koudere zone (bij ons de buitenlucht) via een gesloten koelcircuit. Een aircocompressor drukt het koelmiddelgas samen waardoor de druk en de temperatuur ervan stijgen. Door de drukverschillen verplaatst het koelmiddel zich via aircoleidingen naar de condensor die voor de intercooler aan de voorzijde van het voertuig gemonteerd is. Wanneer het voertuig rijdt wordt de lucht uit de atmosfeer door de rijrichting tegen de condensor geduwd. Deze lucht stroomt langs dunne koelribben en dunne metalen buizen waaruit de condensor is opgebouwd en neemt de warmte op van het hete samengeperste koelmiddelgas. Daardoor condenseert het koelmiddelgas tot vloeistof. Een expansieventiel die daarna in het koelmiddelcircuit is gemonteerd zorgt ervoor dat de druk en de temperatuur van het koelmiddel sterk daalt. Dit koelmiddel stroomt naar de verdamper die tegen of in de cabine is gemonteerd. De verwarmingsmotor (ventilator) stuwt warme lucht aanwezig in de cabine dwars door de verdamper waardoor het koelmiddel die erin circuleert de warmte opneemt en verdampt tot gas. Daardoor daalt de temperatuur in de cabine. Het lagedrukgas stroomt terug naar de aircocompressor en de cyclus kan opnieuw beginnen.

Koelvloeistofradiator intercooler condensor en luchtstromen

Voor een goede werking van de koelvloeistofradiator, de intercooler en de condensor moet lucht dwars erdoor geen stromen. Wanneer een voertuig rijdt aan een bepaalde snelheid gebeurt dit automatisch. Echter wanneer het voertuig te traag rijdt of stationair werkt is de luchtstroom te weinig om de motor voldoende te koelen. De vullingsgraad van de motor daalt waardoor het gevraagde vermogen niet meer gegarandeerd kan worden. Het aircosysteem werkt niet optimaal. In dat geval wordt een tweede luchtstroom opgewekt door een ventilator die tussen de koelvloeistofradiator en de motor gemonteerd is en bij werking geforceerd lucht laat stromen door de warmtewisselaars. Bij vrachtwagenmotoren is die meestal op de motor gemonteerd via een viscokoppeling. Deze slipkoppeling regelt het toerental van de ventilator afhankelijk van de behoefte aan koeling. Een ventilatorkap die gemonteerd wordt op de achterkant van de koelvloeistofradiator leidt de lucht naar de motorruimte.

Veelvoorkomende slijtage en herkenbare problemen bij de verschillende koelsystemen

Motorkoeling

Door een slecht werkende motorkoeling kan de motor oververhitten of vast lopen. De koelvloeistofradiator kan verstopt raken, koelvloeistof verliezen door lekken en roesten. Via de luchtstroom kan stof en zand de radiator doen verstoppen. Verbindingsslangen en -leidingen kunnen scheuren en hard worden waardoor de afdichting niet meer voldoet. Ventilators kunnen vervormen door de warmte van de motor. Een visco verliest zijn vloeistof of is intern versleten.

Laadluchtsysteem

De Intercoolerkern vertoont barsten, lekkages en roest. Intercoolerslangen en -leidingen lekken. Via de luchtstroom kan stof en zand de intercooler doen verstoppen.

Airco-systeem

De aircocompressor is een pomp waarin lagering zit. Deze is onderhevig aan slijtage en overbelasting. Via de luchtstroom kan stof en zand de condensor vervuilen. T.g.v. condensatieproblemen kan de verdamper roesten. Aircoslangen en -leidingen lekken.

Overkoepelende slijtage

Alle koelonderdelen zijn onderhevig aan trillingsschade. Door het continue uitzetten door verwarming of krimpen door afkoeling van de onderdelen zijn ze onderhevig aan thermische vermoeidheid. Hierdoor ontstaan scheuren en barsten. De luchtstroom zorgt ervoor dat modder, zand en andere verontreiniging de warmtewisselaars vervuilen waardoor ze verstoppen en hun efficiëntie verliezen.

Typische waarschuwingssignalen bij slecht werkende processen

Veel parameters van de verschillende koelsystemen worden uitgemeten door sensoren. De resultaten hiervan zijn zichtbaar in het dashboard via waarschuwingslampjes. Bij oververhitting van de motor loopt de temperatuurmeter te hoog op, het waarschuwingslampje gaat branden. De motor is onderhevig aan vermogensverlies en een hoger brandstofgebruik. De motor kan ook onregelmatig draaien. Hij kan in noodloop gaan of zelfs afslaan. Koelvloeistof kan lekken waardoor groen, roze of blauwe plassen onder het voertuig liggen. Daardoor daalt het koelvloeistofniveau waardoor het overeenkomende lampje in het dashboard begint te branden. Koelvloeistof die lekt heeft een sterke zoete geur. Een slecht werkende verwarming blaast koude lucht in de cabine terwijl de motor warm is. De verwarmingsmotor slaat niet aan of blijft draaien. Een slecht werkend airco-systeem blaast niet koud genoeg. We horen een klikkend geluid bij inschakeling en de geur is muf. Een slecht werkend intercoolersysteem geeft vooral prestatie- en motorgedragssymptomen.

Het belang van tijdig en preventief onderhoud van het koelsysteem

Het voorkomt dure motorschade door oververhitting. Er is minder kans op stil vallen. Er wordt gezorgd voor een constante motortemperatuur, ook bij files, zware belasting en warm weer. Het verlengt de levensduur van de motor. Het verhoogt de betrouwbaarheid van het voertuig en daardoor de veiligheid in het verkeer en op de werf. Het voorkomt interne corrosie, kalk- en slibvorming in de koelonderdelen. Het garandeert het rendement van de warmtewisselaars.

Herstellen of vervangen van koelonderdelen

Koelonderdelen worden hersteld of vervangen afhankelijk van het type defect, de betrouwbaarheid na reparatie en de kosten–batenafweging. Herstel is zinvol als het onderdeel constructief nog goed is en de reparatie betrouwbaar en duurzaam is. Onderdelen zijn aan vervanging toe wanneer ze slijtgevoelig zijn, inwendig defect vertonen en wanneer herstel geen garantie op betrouwbaarheid biedt.

Koelsystemen afgestemd op zware toepassingen

Hoe zwaarder en hoe langer de belasting is, hoe zwaarder het koelsysteem moet uitgerust worden. In een warm klimaat en bij zwaar werk voorziet men een grotere radiator waardoor de koelcapaciteit verhoogt. De motorthermostaat regelt de bedrijfstemperatuur van de motor door de doorstroming van koelvloeistof te sturen. Dit thermostaat zorgt ervoor dat de motor snel op bedrijfstemperatuur komt, het houdt de motor op een constante en optimale temperatuur. Het voorkomt zowel oververhitting als koud draaien van de motor. Een thermostaat is ontworpen voor een gekozen temperatuur die we ook de openingswaarde noemen. Wanneer door de werking van de motor de koelvloeistof opwarmt tot die gekozen temperatuur opent de thermostaat andere koelcircuits. Hierdoor wordt de koelvloeistofstroom naar supplementaire circuits gestart, waardoor de koeling effectief wordt opgedreven. Bij vrachtwagens die zwaar belast worden wordt daarom een thermostaat voorzien met een lagere openingswaarde zodat de opgedreven koeling sneller in werking wordt gesteld.

Praktisch advies vanuit ervaring bij het onderhouden van het koelsysteem

Koelvloeistofcircuit en bijhorend verwarmingssysteem

• Controleer de aanwezige koelvloeistof op kwaliteit. Indien de koelvloeistof niet meer voldoet vervang je ze door nieuwe. Tap daarvoor de oude koelvloeistof af, spoel daarna het circuit en vul het met nieuwe koelvloeistof. Ontlucht het circuit en zorg ervoor dat er genoeg koelvloeistof in het circuit zit. Controleer alle verbindingsslangen en -leidingen, koppelingen en dichtingen op dichtheid zodat er geen koelvloeistof kan lekken uit het systeem. Vervang waar nodig de slangen, leidingen, koppelingen en dichtingen.
• Controleer het expansievat op scheuren en vervormingen. Controleer de koelwaterstofradiator en de verwarmingsradiator op verstopping. Vervang die waar nodig door nieuwe onderdelen. Controleer de werking van de thermostaat, de waterpomp, de ventilator en de visco. Controleer warmte-uitstroom bij interieurverwarming. Controleer als de kachelklep correct opent en sluit in functie van de gevraagde temperatuur in de cabine.
• Intercoolercircuit
• Controleer alle verbindingsslangen en -leidingen, koppelingen en dichtingen op dichtheid zodat er geen lucht kan lekken uit het systeem. Vervang waar nodig de slangen, leidingen, koppelingen en dichtingen. Reinig waar nodig de buitenkant met milde ont-vetter. Reinig de binnenkant van het circuit met lucht. Controleer als de intercooler niet verstopt is. Doe dit door het luchtdrukverlies te meten. Kijk als de intercooler niet dwars verstopt zit. De intercooler ontvangt lucht afkomstig van de turbo. Deze turbolucht bevat fijn oliegas die verwijderd wordt door de olieafscheider. Controleer de werking van deze olieafscheider.
• Airco-circuit
• Controleer alle verbindingsslangen en -leidingen, koppelingen en dichtingen op dichtheid zodat er geen koelmiddel kan lekken uit het systeem. Vervang waar nodig de slangen, leidingen, koppelingen en dichtingen. Controleer de druk en het niveau van het koelmiddel. Controleer de goede circulatie van het koelmiddel d.m.v. meten en observeren. Controleer de dwarsvervuiling van de condensor en de verdamper. Vervang de interieurfilter. Vul het koelmiddel op een correcte manier bij. Controleer de goede werking via de koude luchtstroom in de cabine. Controleer de werking van de aircocompressor.

De meerwaarde van Braem voor koelonderdelen

Braem beschikt over een uitgebreide voorraad koelonderdelen voor MAN en Mercedes vrachtwagens, bussen en bestelwagens. Dankzij snelle beschikbaarheid en technische expertise kunnen herstellingen efficiënt uitgevoerd worden.

Klanten kiezen voor Braem vanwege:

• Goede kwaliteit door een goede kwaliteitscontrole
• Technische ondersteuning bij demontage en montage
• Snelle levering binnen Europa en daarbuiten
• Transparante garantie en retourvoorwaarden

Een betrouwbaar koelsysteem is onmisbaar voor professionele inzet van het voertuig. Met de juiste onderdelen en expertise blijft de motor beschermd tegen oververhitting en draait hij efficiënt. Het airco-systeem zorgt voor comfort voor de chauffeur.