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Kühlsystem Beschreibung und Funktion

Das Kühlsystem hält die Betriebstemperatur des Motors unter allen Drehzahl- und Betriebsbedingungen auf dem optimalen Wert. Bei kaltem Motor kühlt das Kühlsystem den Motor nur langsam oder gar nicht. Durch das langsame Kühlen des Motors kann er sich schnell aufwärmen. Das Kühlsystem umfasst einen Kühler mit Ausgleichs-Untersystem, Kühlgebläse, einen Thermostat mit Gehäuse, einen Ölkühler, eine Wasserpumpe und einen Wasserpumpen-Antriebsriemen. Die Wasserpumpe wird vom Riemen für Zusatzaggregate angetrieben. Zum effizienten Betrieb des Kühlsystems müssen alle Komponenten ordnungsgemäß funktionieren. Bevor das Kühlmittel die Betriebstemperatur des Thermostats erreicht, zirkuliert es durch die Kühlmäntel im Motorblock, den Zylinderkopf, den Heizkörper und den Ölkühler. Die Kühlmittelpumpe saugt das Kühlmittel aus dem Bypassrohr an, in das der Rückfluss aus dem Motor und dem Heizkörper mündet. Erreicht das Kühlmittel die Betriebstemperatur des Thermostats, öffnet sich der Thermostat. Das Kühlmittel fließt dann wieder zum Kühler, wo es abgekühlt wird. Das System leitet einen Teil des Kühlmittels über die Schläuche bzw. Rohre zum Heizkörper und zum Ölkühler. Dadurch wird die Heizung, die Entfrostung und die Kühlung des Motoröls versorgt. Der Ausgleichsbehälter ist mit dem Kühler verbunden, um das durch die Ausdehnung infolge der hohen Temperaturen verdrängte Kühlmittel aufzufangen. Der Ausgleichsbehälter sorgt für den richtigen Kühlmittelstand. Das Kühlsystem dieses Fahrzeugs besitzt keinen Kühlerdeckel bzw. Einfüllstutzen. Das Kühlmittel wird dem Kühlsystem über den Ausgleichsbehälter zugeführt.

Die riemengetriebene Zentrifugalwasserpumpe besteht aus einem Pumpenrad, einer Antriebswelle und einer Riemenscheibe. Die Wasserpumpe ist an der Vorderseite des quer eingebauten Motors angebracht und wird vom Riemen für die Zusatzaggregate angetrieben.

Das Pumpenrad ist in einem komplett abgedichteten Lager gelagert. Die Wasserpumpe wird als Kompletteinheit augetauscht und kann nicht zerlegt werden.

Ein Wachsthermostat steuert den Durchfluss des Motorkühlmittels durch das Motor-Kühlsystem. Der Thermostat ist im Thermostatgehäuse hinten am Zylinderkopf untergebracht. Der Thermostat verhindert das Strömen des Motorkühlmittels vom Motor zum Kühler, um so ein schnelleres Warmfahren zu ermöglichen und die Kühlmitteltemperatur zu regeln. Solange das Motorkühlmittel kalt ist, bleibt der Thermostat geschlossen und verhindert so die Zirkulation des Kühlmittels durch den Kühler.

Wenn sich der Motor erhitzt, öffnet sich der Thermostat. So kann Motorkühlmittel durch den Kühler zirkulieren, wo die Wärme dann über den Kühler abgestrahlt wird. Durch dieses Öffnen und Schließen des Thermostats kann ausreichend Motorkühlmittel in den Kühler einfließen, um den Motor innerhalb der passenden Motor-Betriebstemperaturgrenzen zu halten.

Die Wachskugel im Thermostat ist hermetisch in einer Metallkapsel versiegelt. Bei Erhitzung dehnt sich das Wachselement des Thermostats, und bei Abkühlung zieht es sich zusammen.

Wenn sich im Fahrbetrieb der Motor erwärmt, steigt die Kühlmitteltemperatur. Erreicht das Motorkühlmittel eine bestimmte Temperatur, dehnt sich das Wachskugelelement im Thermostat aus und übt Druck auf das Gehäuse aus und erzwingt damit das Öffnen des Ventils. Dadurch kann das Motorkühlmittel durch das Kühlsystem fließen und den Motor kühlen. Wenn die Wachskugel abkühlt, kann wegen der Kontraktion eine Feder das Ventil schließen. Um bei der Fahrt im Teillastbereich in den Genuss von Kraftstoffeinsparung und geringen Emissionen zu kommen, kann mit dem elektrisch gesteuerten Thermostat die Öffnungstemperatur des Thermostaten verändert werden. Grundsätzlich beginnt der Thermostat bei 105 °C (221 °F) zu öffnen und ist bei 120 °C (248 °F) vollständig geöffnet, wenn keine elektrische Spannung anliegt.

Treten bestimmte Fahrbedingungen auf, die eine bessere Kühlleistung erfordern, legt das ECM elektrische Spannung an den Thermostaten. Der durch die elektrische Heizung im Wachs-Dehnstoffelement fließende Strom erhitzt das Wachs, das sich ausdehnt. Dadurch öffnet das Thermostatventil bei niedrigeren Temperaturen als die angegebene Kühlmitteltemperatur. Bei diesem Fahrzeug betragen die programmierten Temperaturwerte im ECM 105 °C (221 °F) für die Fahrt mit kaltem Motor und unter Teillast sowie 90 °C (194 °F) für die Fahrt mit heißem Motor und unter Volllast.

Der Kühler ist ein Wärmetauscher. Sie besteht aus einem Netz und 2 Behältern. Der Aluminiumblock ist als Rohr- und Rippen-Querstromkühler ausgeführt, der sich vom Einlassbehälter zum Auslassbehälter erstreckt. Um die Rohraußenseite sind Rippen angeordnet, um die Wärmeabführung in die Atmosphäre zu verbessern.

Ein- und Auslassbehälter sind aus geformtem, hochtemperaturbeständigem, nylonverstärktem Kunststoff. Eine Hochtemperatur-Gummidichtung verschließt die Behälterflanschkante zum Aluminiumblock. Die Behälter sind mit Nietlaschen am Block festgeklemmt. Die Laschen sind Teil des Aluminiumoberteils an jedem Ende des Blocks.

Der Kühler beseitigt die Wärme aus dem hindurchströmenden Kühlmittel. Die Rippen am Heizkörper übertragen Wärme aus der Kühlflüssigkeit, die durch die Rohre strömt. Mit Hindurchströmen der Luft durch die Kühlerrippen nimmt diese die Wärme auf und kühlt das Kühlmittel.

Der Ausgleichsbehälter ist ein Kunststoffbehälter mit einem aufgeschraubten Druckverschluss. Der Behälter ist an einem Punkt angebracht, der höher als alle anderen Kühlmittelkanäle liegt. Der Ausgleichsbehälter erzeugt einen Luftspeicher im Kühlsystem, der ein Aufweiten und Kontrahieren des Kühlmittels ermöglicht. Der Ausgleichsbehälter bietet einen Kühlmittelfüllpunkt und eine zentrale Position für die Entlüftung. Während des Fahrzeugbetriebs erwärmt sich das Kühlmittel und dehnt sich aus. Das vergrößerte Kühlmittelvolumen strömt in den Ausgleichsbehälter. Mit Umwälzung des Kühlmittels kann sämtliche Luft in Blasen austreten. Kühlflüssigkeit ohne Luftblasen absorbiert Wärme viel besser als Kühlflüssigkeit mit Blasen.