Kühlmittel

Themen:

Luftkühlung vs. Flüssigkeitskühlung
Arten von Kühlmitteln
Kühlmittelkomponenten
Frostschutzmittelgehalt ermitteln
Kühlmittelwechselintervall
Kühlmittel wechseln
Kühlmittel der neuesten Generation

Luftkühlung vs. Flüssigkeitskühlung:
Flüssigkeitsgekühlte Motoren verfügen über Kühlkanäle im Motorblock und Zylinderkopf, durch die Kühlmittel fließt. Das Kühlmittel kühlt nicht wirklich, sondern nimmt die Wärme von den Teilen auf und überträgt diese Wärme an die Teile radiateur. Hier wird das Kühlmittel durch den Wind gekühlt. Anschließend strömt das abgekühlte Kühlmittel wieder an warmen Motorteilen vorbei und nimmt dort Wärme auf.

Vorteile der Flüssigkeitskühlung gegenüber der Windkühlung:

Gleichmäßige Kühlung. Der Kühlmittelfluss kann genau gesteuert werden. Die Wärme kann bei der Ableitung besser kontrolliert werden, so dass es zu geringeren Temperaturunterschieden kommt. Kühlmittel nimmt Wärme sehr schnell auf, kann viel Wärme speichern und ist schön dünnflüssig, sodass es schnell durch das Kühlsystem gepumpt werden kann.
Weniger Motorgeräusche. Die die Zylinder umgebende Flüssigkeit wirkt schalldämpfend.
Wird der Motor nach einer längeren Fahrt abgestellt, bleibt er länger warm (vorteilhaft bei Fahrpausen, da der Motor nach einem Neustart weniger kalt ist). Das Kühlmittel sorgt dann dafür, dass der Motor langsamer abkühlt. Beim langsamen Abkühlen treten weniger Materialspannungen auf, als wenn einige Motorteile schneller abkühlen als andere.

Weitere Erläuterungen zur Kühlung finden Sie im Kapitel Kühlsystem.

Arten von Kühlmitteln:
Wir finden Kühlmittel in verschiedenen Arten und Farben:

Grün oder Blau (G11). Enthält Silikate (Salze) und kann in älteren Motoren verwendet werden. Am häufigsten verwendet, z. B. BMW und die meisten MINIs.
Rot / Gelb (G12). Dieses Kühlmittel ist für Aluminiummotoren geeignet und die Silikate wurden durch Organic Acid Technology (OAT) ersetzt. Gelbes Kühlmittel finden wir unter anderem bei Renault;
Lila / farblos (G12+). Dieses Universalkühlmittel enthält im Vergleich zu rotem oder gelbem Kühlmittel verbesserte Additive;
Rot / Rosa (G12++, G13). Enthält Silikatzusätze und bietet zusätzlichen Aluminiumschutz für moderne Motoren, ist für Langzeitanwendungen geeignet und wird hauptsächlich bei Volkswagen / Audi usw. verwendet.

Bevor Sie Kühlmittel hinzufügen, prüfen Sie zunächst, zu welchem Typ (Farbe) es gehört. Das Hinzufügen und/oder Mischen der falschen Art von Kühlmittel kann schädlich für Motorteile sein.

Kühlmittelkomponenten:
Kühlmittel besteht aus einer Mischung aus demineralisiertem Wasser, Frostschutzmittel (Glykol) und Additiven. Diese Additive schützen Motorteile und Kühlsystemkomponenten und werden „Dopes“ genannt.

Wasser: Das demineralisierte Wasser wurde von Kalk und Chlor befreit, so dass es nicht zu Verstopfungen kommt und Motorteile nicht angegriffen werden.
Frostschutzmittel: Dem Kühlmittel wird Frostschutzmittel (Glykol) zugesetzt, um den Gefrierpunkt zu senken. Ohne Frostschutzmittel würde das Kühlmittel bei 0 °C gefrieren und Motorteile könnten durch die Ausdehnung des gefrorenen Wassers beschädigt (gerissen) werden. Durch die Zugabe von Frostschutzmittel wird der Gefrierpunkt zwischen -25 °C und -40 °C gesenkt. Als Frostschutzmittel können Monoethylenglykol (MEG) oder Monopropylenglykol (MPG) verwendet werden, wobei MEG ein größeres Wärmeabsorptionsvermögen aufweist und daher am häufigsten verwendet wird und MPG am wenigsten schädlich für die Umwelt ist. Das Mischungsverhältnis zwischen Wasser und Frostschutzmittel bestimmt den Gefrierpunkt.
– In gemäßigten Klimazonen reicht oft eine Mischung aus 30:70 (30 % Frostschutzmittel und 70 % Wasser) aus;
– In Klimazonen, in denen die Temperaturen oft deutlich unter den Gefrierpunkt fallen, werden die Mischungen auf 60:40 oder 70:30 eingestellt.
Additive: Die Additive im Kühlmittel werden Additive genannt. Die Additive sorgen für noch bessere Eigenschaften des Kühlmittels:
– Antischaummittel: Wenn Kühlmittel schäumt, wird weniger Wärme aufgenommen und die Zirkulation behindert. Durch die Schaumbildung kann es auch zu Kavitation kommen. Eine Katitation entsteht, wenn Luftblasen aufgrund einer Druckänderung plötzlich implodieren. Die dadurch entstehenden Druckwellen können sogar Teile aus Metallteilen herausbrechen;
– Antischlammmittel: Durch die Verklumpung von Komponenten kann es zu Verstopfungen kommen;
– Korrosionsschutzmittel: Da die Motorteile und das Kühlmittel aus unterschiedlichen Metallen bestehen, kann es zu elektrolytischer Korrosion kommen.
Das Korrosionsschutzmittel verhindert diese Korrosion, indem es die Leitung verhindert.
– Schmierung: Die Zugabe eines Schmiermittels verhindert den Verschleiß der Dichtung der Kühlmittelpumpe. Ohne Schmiermittel entsteht mehr Reibung zwischen Welle und Dichtung und es kann zu Quietschgeräuschen kommen und die Dichtung kann schneller verschleißen und undicht werden.

Frostschutzmittelgehalt ermitteln:
Bei einer (großen) Wartung eines Autos wird der Frostschutzgehalt des Kühlmittels untersucht. Im Laufe der Zeit kann sich die Menge des Frostschutzmittels verringert haben, beispielsweise nach der Zugabe von Wasser. Der Frostschutzmittelgehalt kann auf zwei Arten überprüft werden:

Mit einem Refraktometer können Sie die Lichtbrechung durch Flüssigkeiten messen. Wir nennen dies ein optisches Messgerät. Je höher der Frostschutzmittelgehalt, desto langsamer dringt das Licht durch und desto größer ist die Lichtbeugung. Durch das Auftragen einiger Tropfen Kühlmittel auf das Glas kann die Bruchstelle im Gegenlicht durch das Schauglas betrachtet werden. Dann blickt man durch das Guckloch ins Licht. Die Trennlinie zwischen Weiß und Blau (siehe Bild unten) zeigt die Temperatur an, bis zu der das Kühlmittel Schutz bietet. Im Beispiel sind es -28 °C. Bei der Messung von Leitungswasser ohne Zusätze sinkt die Trennung auf 0 °C;
Die Frostschutzskala misst das spezifische Gewicht des Kühlmittels. Frostschutzmittel haben ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser. Das Mischungsverhältnis beeinflusst das Gewicht. Je höher das Gewicht, desto mehr Frostschutzmittel ist vorhanden.

Wird festgestellt, dass der Frostschutzmittelgehalt zu niedrig ist, muss das Kühlmittel gewechselt werden. Die Zugabe von reinem Frostschutzmittel zum vorhandenen Kühlmittel wird nicht empfohlen. Der nächste Abschnitt zeigt, warum es besser ist, das Kühlmittel auszutauschen.

Kühlmittelwechselintervall:
Das Kühlmittel wird oft nicht regelmäßig gewechselt, wie es beim Motoröl der Fall ist. Hersteller geben in der Regel keinen Austauschzeitraum an. Es empfiehlt sich jedoch, das Kühlmittel alle paar Jahre zu wechseln. Mit der Zeit nutzen sich die Schmiermittel ab und bieten keinen Schutz mehr vor Schaumbildung, Schlammbildung und Korrosion, und das Kühlmittel hat keine Schmierwirkung mehr. Wenn im Motorblock Korrosion auftritt, lösen sich Metalle leicht im Wasser auf. Die Unterschiede in der „Tendenz“ zur Auflösung ergeben eine Art Batterieeffekt. Zwischen den verschiedenen Metallen entsteht eine elektrische Spannung und es kann ein Stromkreis entstehen, in dem eines der beiden Metalle korrodiert. Enthält das Kühlmittel auch Salze oder Säuren, beispielsweise wenn Leitungswasser verwendet wurde, erhöht sich die Leitfähigkeit.

Neben der zunehmenden Korrosionsgefahr nimmt auch die Umweltverschmutzung zu. Durch schwitzende Dichtungen, Verschleiß der Wasserpumpe und hauchdünne Metallpartikel durch Erosion des Flüssigkeitsstroms wird das Kühlmittel verunreinigt und führt zu erhöhtem Verschleiß.

Es empfiehlt sich, das Kühlmittel alle zwei Jahre, spätestens jedoch alle vier Jahre und maximal 50.000 km zu wechseln. Nach Reparaturen beispielsweise am Kühler, der Kühlmittelpumpe oder dem Thermostat sollte das abgelassene Kühlmittel besser nicht wiederverwendet werden. Das Auffüllen mit neuem Kühlmittel wird bevorzugt.

Die Bilder unten zeigen Kühlmittel, bei dem die Dopes abgenutzt sind und wo wahrscheinlich eine Verdünnung mit Leitungswasser stattgefunden hat. Das Kühlmittel verfärbt sich braun, ebenso alle Teile und Kanäle im Kühlsystem. Dieses „Rostwasser“ kann weggespült werden, anschließend kann das System wieder mit neuem Kühlmittel befüllt werden. Geschieht dies nicht rechtzeitig, kann es zu Mängeln kommen wie: Undichtigkeit der Wasserpumpe, undichte Dichtungen, verstopfter (Heizungs-)Kühler, defekter Thermostat und Ablagerungen an den Wänden des Kühlsystems.

Kühlmittel wechseln:
An der Unterseite des Kühlers befindet sich häufig eine Ablassschraube. Ist dieser nicht vorhanden, kann der untere Kühlerschlauch abgezogen werden, um einen Großteil des Kühlsystems zu entleeren. Einige Motoren verfügen auch über Ablassschrauben am Motorblock. Konsultieren Sie im Voraus die Bedienungsanleitung, um die Position der Ablassstopfen zu bestimmen.

Nach dem Entleeren kann das System befüllt werden. Während bei einem Auto das Entlüften sehr einfach ist, müssen bei einem anderen Auto eine oder mehrere Entlüftungsschrauben teilweise geöffnet werden, damit die restliche Luft über den höchsten Punkt aus dem System entweichen kann. Es gibt Motoren, bei denen das Entlüften so schwierig ist, dass das Auto bei laufendem Motor nach hinten gekippt werden muss, damit die vorhandenen Luftblasen über den höchsten Punkt (Kühlerdeckel oder Ausgleichsbehälter) entweichen können.

Der beste Weg, das Kühlsystem zu füllen, besteht darin, es zunächst abzusaugen. Das gesamte Kühlsystem kann über einen Deckel mit Hähnen und Druckluft abgesaugt werden. Durch anschließendes Öffnen des Hahns am Kühlmitteltank wird das neue Kühlmittel in das System angesaugt. In diesem Fall ist keine Blutung notwendig.

Nach dem Befüllen und Entlüften des Systems kann auf relativ einfache Weise überprüft werden, ob der Kreislauf in Ordnung ist. Im Ausgleichsbehälter muss ein deutlicher Rücklauf sichtbar sein. Auch die Heizung muss ausreichend warm werden. Ist der Motor betriebswarm, aber die Heizung heizt nicht oder kaum? Oder steigt die Temperatur beim Beschleunigen kurzzeitig an, die Luft wird dann aber wieder kälter? Dann können Sie sicher sein, dass sich noch Luftblasen im System befinden.

Kühlmittel der neuesten Generation:
Herkömmliche Korrosionsschutzmittel sind nicht in der Lage, Kombinationen verschiedener Materialien ausreichend zu schützen. Kurzfristig kommt es zu Erosion an der Wasserpumpe und die Kühlkanäle verstopfen, weil das Kühlmittel zu einer Art Gel wird. Darüber hinaus können Kunststoffe aushärten und dadurch brechen. Um dies zu verhindern, werden Kühlmittel der neuesten Generation mit Dopes aus organischen Carbonsäuren versehen, die keine Schutzschicht auf Metallen bilden und das Metall daher nicht angreifen.