MOTORKOELING - GRONDSLAGEN

Hier vindt u handige basiskennis over het thema motorkoeling bij voertuigen.

Om de verbrandingsmotor efficiënt en met zo min mogelijk verontreiniging te laten werken, moet deze zo snel mogelijk zijn bedrijfstemperatuur bereiken en deze in alle lasttoestanden behouden. Zo wordt de motorkoeling gegarandeerd, die tegelijkertijd ook het interieur verwarmt. Hier beschrijven wij de werking van de motorkoeling en zijn onderdelen. Bovendien geeft een video informatie over het vakkundig vervangen van een Visco-koppeling.

Belangrijke veiligheidsaanwijzing
De volgende technische informatie en praktische tips zijn door HELLA ontwikkeld om werkplaatsen professioneel te ondersteunen bij hun werkzaamheden. De gegeven informatie op deze website mag alleen door daarvoor opgeleid vakpersoneel worden gebruikt.

 

KOELING - EEN TERUGBLIK: WETENSWAARDIGHEDEN

Motorkoeling met water

De bij het verbranden van de brandstof ontstane temperaturen (tot 2.000 °C) zijn schadelijk voor de werking van de motor. Daarom wordt de motor gekoeld tot de bedrijfstemperatuur. Het eerste type koeling met water was de thermosyfonkoeling. 

 

Het verwarmde, lichtere water stijgt daarbij via een verdeelpijp naar het bovenste gedeelte van de radiateur. Het wordt door de rijwind gekoeld, zakt naar beneden en stroomt weer naar de motor. Zolang de motor werkt, werkt deze kringloop. De koeling werd ondersteund door ventilatoren, een regeling was nog niet mogelijk. Later wordt de watercirculatie versneld door een waterpomp.

 

Zwakke punten:

  • een lange opwarmtijd
  • een lage motortemperatuur in het koude jaargetijde

 

Tijdens de verdere ontwikkeling van de motor ziet een regelaar voor het koelwater (thermostaat) het licht. De watercirculatie via de radiateur wordt afhankelijk van de koelwatertemperatuur geregeld. In 1922 wordt deze als volgt beschreven: „Deze voorzieningen moeten ervoor zorgen dat de motor snel wordt opgewarmd en voorkomen dat deze afkoelt”. 

 

Hier hebben we het al over een thermostaatgeregelde koeling met de functies:

  • korte opwarmtijd
  • de bedrijfstemperatuur constant houden

Moderne motorkoeling

De motorkoeling werd aanzienlijk verbeterd door de thermostaat en het daardoor mogelijk geworden "kortgesloten" koelvloeistofcircuit. Zolang de gewenste bedrijfstemperatuur van de motor niet is bereikt, stroomt de koelvloeistof niet via de radiateur weer terug naar de motor, maar via de kortste weg. Pas wanneer de gewenste bedrijfstemperatuur is bereikt, opent de thermostaat de verbinding via de radiateur. Deze regeling wordt tot op heden nog in alle systemen gebruikt. De juiste bedrijfstemperatuur van de motor is op dit moment niet alleen van groot belang voor vermogen en verbruik, maar ook voor een lage uitstoot van schadelijke stoffen.

 

Bij het koelen van de motor wordt steeds meer gebruik gemaakt van het feit dat water onder druk niet bij 100 °C, maar pas bij 115  °C tot 130  °C begint te koken. Het koelcircuit staat daarbij onder een druk van 1,0 - 1,5 bar. We hebben het over het gesloten koelsysteem. De installatie heeft hiervoor een expansievat dat maar voor ongeveer de helft is gevuld. Als koelmedium wordt niet alleen water, maar een mengsel van water en koelvloeistofadditief gebruikt. We hebben het nu over koelvloeistof, dat vorstbescherming biedt, een hoger kookpunt heeft en de onderdelen van de motor en het koelsysteem beschermt tegen corrosie.

MOTORKOELSYSTEEM: GRONDSLAGEN

De motorruimte wordt steeds compacter en dat vormt een grote uitdaging voor het onderbrengen van componenten en de warmteafvoer. Aan moderne koelsystemen voor de motorruimte worden hoge eisen gesteld. Daarom is er de laatste tijd een grote vooruitgang geboekt op het gebied van de koeling.

 

De eisen die aan het koelsysteem worden gesteld zijn:

  • kortere warmdraaifase
  • snelle opwarming van het interieur
  • lager brandstofverbuik
  • langere levensduur van de componenten

 

De basis van alle motorkoelystemen bestaat uit onderstaande componenten:

  • koelvloeistofradiateurs
  • thermostaat
  • koelvloeistofpomp (mechanisch of elektrisch)
  • expansievat
  • leidingen
  • motorventilator (aangedreven door V-snaar of Visco®)
  • temperatuursensor (motorbesturing/aanduiding)

Werking

De bij de verbranding van de brandstof onstane warmte, die wordt overgedragen aan de onderdelen van de motor, wordt afgegeven aan de koelvloeistof. Door de circulatie wordt er warmte afgegeven aan de buitenlucht en zo wordt de koelvloeistof gekoeld. Een of meerdere ventilatoren (mechanisch of elektrisch aangedreven), die voor of achter de radiateur zijn aangebracht, ondersteunen het afkoelingsproces. Dit gebeurt met name tijdens het langzaam rijden of stilstand van het voertuig. Om de temperatuur van de koelvloeistof resp. van de motor relatief constant te houden, wordt de stroom koelvloeistof door een thermostaat heen gestuurd.