Der Benzin- oder Dieselmotor Ihres Autos oder Lastwagens erzeugt die Kraft, die Sie auf der Straße antreibt. Gleichzeitig erzeugt dieser Motor eine beträchtliche Menge an Energie, die als Wärme verloren geht. Und diese Wärme muss aus den Mechanismen im Inneren des Motors abgeführt und effektiv in die Außenluft abgegeben werden.
Wie kann das geschehen? Nun, es sei denn, Sie fahren einen alten VW Käfer, einen Chevy Corvair oder einen Porsche, Ihr Auto wird einen wassergekühlten Motor haben. Ihr Auto wird auch einen Motor mit internen Wasserkanälen, eine Wasserpumpe, einen Wärmetauscher namens Kühler und eine Reihe flexibler Schläuche haben, die diese Komponenten miteinander verbinden.
Wie funktioniert das alles? Wenn der Motor läuft, zirkuliert die Wasserpumpe das Kühlmittel durch den Motor und zum Kühler. Die Schläuche transportieren diese Flüssigkeit. Wann immer Sie fahren, nimmt das Wasser Wärme vom Motor auf und gibt diese Wärme an die Luft ab, die durch den Kühler strömt. Dies verhindert, dass Ihr Motor überhitzt.
Was ist Motorkühlmittel?
In der obigen Beschreibung wird „Wasser“ als Begriff für das Kühlmittel verwendet. Aber das Kühlmittel wird nicht nur Wasser sein, sondern eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel. Der technische Begriff für diese Mischung ist Kühlmittel.
Einfach ausgedrückt ist Kühlmittel die Flüssigkeit, die dazu dient, den Motor Ihres Autos zu kühlen. Um die heutigen Automobilkühlmittel richtig zu verstehen, müssen wir zunächst die Eigenschaften von reinem Wasser betrachten, das früher zu diesem Zweck verwendet wurde.
Für die Motorkühlung hat Wasser sehr positive Eigenschaften.
- Es hat eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität. Das bedeutet, dass Wasser mehr Wärme pro Volumeneinheit aufnehmen kann als fast jede andere Flüssigkeit.
- Es hat einen ziemlich hohen Siedepunkt.
- Es ist praktisch überall zu bemerkenswert niedrigen Kosten erhältlich.
Es besteht kein Zweifel, dass diese drei Faktoren Wasser zu Beginn des 20. Jahrhunderts zum bevorzugten Kühlmittel machten, als motorisierte Fahrzeuge auf den Markt kamen. Aber es gibt mehrere Probleme bei der Verwendung von Wasser allein, die es damals und sogar heute dem ultimativen Motorkühlmittel unterlegen machten.
- Wasser hat einen Gefrierpunkt von 32 Grad Fahrenheit, was es für Motoren, die in den meisten Hochbreitenklimaten der Welt verwendet werden, ungeeignet macht.
- Schlimmer noch, wenn es gefriert, dehnt es sich aus. Dieses Verhalten kann jeden im Winter mit reinem Wasser gekühlten Motor zum Reißen bringen. Und es kann auch in einem Kühler gefrieren und dieses teure Teil leicht zerstören.
- Wasser fördert Korrosion (erzeugt Metalloxide oder Rost) mit den in Motoren und Kühlern üblicherweise verwendeten Materialien.
Sehr früh in der Entwicklung von Motoren begannen Chemiker, Wasser mit zugesetzten Chemikalien zu modifizieren, um es zu einem geeigneteren Kühlmittel zu machen. Diese Zusätze zielten darauf ab, sowohl die Nachteile von Wasser, wie oben beschrieben, zu überwinden, als auch die Vorteile zu bewahren, die Wasser mit sich bringt, um die Dinge kühl zu halten.
Wasser zum idealen Kühlmittel machen
Zu Beginn der Geschichte der Motorkühlung war das größte Problem das Einfrieren des Kühlmittels. Und Chemiker entdeckten schnell, dass Methylalkohol (Methanol) mit Wasser gemischt werden und so seinen Gefrierpunkt senken konnte. Methanol war der erste Kühlmittelzusatz, der Frostschutzmittel genannt wurde.
Leider senkte dieses Frostschutzmittel auch den Siedepunkt von Wasser und führte ein neues und großes Problem ein. Süßwasser siedet bei 212° F. Motoren erreichen Betriebstemperaturen von 212° oder mehr und können Wasser leicht zum Kochen bringen. Der durch die Verwendung von Methanol als Frostschutzmittel gesenkte Siedepunkt konnte nicht toleriert werden.
Der nächste Fortschritt war eine Chemikalie namens Glycerin. Es senkte den Gefrierpunkt von Wasser, war aber nur bis -36 °F wirksam. Nicht niedrig genug für alle winterlichen Wetterbedingungen. Ein noch besseres Produkt war erforderlich.
Im Jahr 1926 fanden Chemiker eine dauerhafte Lösung, ein Erdölderivat namens Ethylenglykol. Wenn es Wasser zugesetzt wird, senkt Ethylenglykol nicht nur den Gefrierpunkt ausreichend, sondern erhöht auch den Siedepunkt. Ethylenglykol wurde das neue Frostschutzmittel der Wahl für Verbrennungsmotoren.
Ethylenglykol hat etwa die Hälfte der spezifischen Wärmekapazität von Wasser. Wenn es also Wasser zugesetzt wird, verringert sich die Wärmemenge, die ein gegebenes Volumen dieser Kühlmischung aufnehmen kann. Kühlsysteme müssen höhere Durchflussmengen dieses Kühlmittels zirkulieren lassen, um die gleiche Wärmemenge zu übertragen, die reines Wasser transportieren würde.
Darüber hinaus ist reines Ethylenglykol mild im Geschmack und giftig. Ein verschüttetes Kühlmittel von Ihrem Auto mit dieser bestimmten Frostschutzmittelmischung auf Ihrer Einfahrt könnte eine Pfütze giftigen Wassers hinterlassen. Der Welpe Ihres Nachbarn könnte vom Geschmack angezogen werden, ihn zu lecken, was zu traurigen Konsequenzen führen würde. Reinigen Sie immer Kühlmittelverschüttungen, um eine solche Katastrophe zu vermeiden.
Propylenglykol, eine zweite, neuere Option für Frostschutzmittel, funktioniert ebenfalls gut für Automobilkühlzwecke. Und in moderaten Mengen ist es ungiftig. Wenn es jedoch in Kühlmittelmischungen verwendet wird, kann es im Laufe der Zeit zu bakteriellen und pilzlichen Wachstum neigen. Spezielle Zusätze minimieren dieses Risiko.
Im Jahr 2012 vereinbarten amerikanische Frostschutzmittelhersteller, ihren Frostschutzprodukten eine bitter schmeckende Chemikalie zuzusetzen, um das Toxizitätsproblem zu mildern. Dies erwies sich nicht als voller Erfolg.
Aus diesem Grund hat sich die Verwendung von Propylenglykol erweitert. Die Chemikalie Glycerin, deren Verwendung als Automobilfrostschutzmittel 1926 aufgegeben wurde, wurde kürzlich erneut als möglicher ungiftiger Ersatz für Ethylenglykol in Betracht gezogen.
Frostschutzmittelhersteller verwenden exklusive Zusätze, um die Lebensdauer des Frostschutzmittels zu verlängern, Korrosion zu minimieren, die Leistung der Wasserpumpe zu verbessern und die Schaumbildung zu reduzieren.
Der charakteristische Frostschutzmittelgeruch, den Sie vielleicht gelegentlich unter der Haube bemerkt haben, stammt von einem häufigen Korrosionsinhibitor, dem Tolyltriazol. Ein Nebenvorteil dieses Zusatzes ist, dass Frostschutzmittellecks oft leicht mit einer empfindlichen Nase erkennbar sind.
Spielt es eine Rolle, welches Kühlmittel ich verwende?
Ja, absolut. Das Handbuch Ihres Autos oder Lastwagens gibt Ihnen genaue Ratschläge in dieser Hinsicht. Diese Anleitung zu ignorieren, könnte Sie auf lange Sicht ein Vermögen an Reparaturkosten kosten.
Verschiedene Arten von Kühlmittel
Ein beliebter Autoteilehändler verkauft 17 verschiedene Arten von Frostschutzmittel für Autos und Lastwagen. Hier werden wir versuchen, diese verwirrende Vielfalt in die grundlegenden Arten von Frostschutzmittel und Frostschutzmittelfarben zu gruppieren, die Sie in den Regalen der Einzelhändler erwarten könnten.
Darüber hinaus müssen Sie zwischen reinem Frostschutzmittel oder einer 50-50-Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser wählen.
Reines Frostschutzmittel erfordert, dass Sie es mit destilliertem Wasser mischen, bevor Sie es in das Kühlsystem Ihres Autos einfüllen. Eine 50-50-Mischung wird für die meisten Winterklima funktionieren und schützt vor Einfrieren bis zu -35° F. Für extreme Kälte kann eine 60-40-Mischung von Frostschutzmittel zu Wasser verwendet werden, um Schutz vor Einfrieren bei niedrigen Temperaturen zu bieten.
Außerdem füllen Sie niemals ein leeres Kühlsystem mit 100 % Frostschutzmittel, d.h. Frostschutzmittel ohne zugesetztes Wasser. In dieser Situation gefriert unverdünntes Frostschutzmittel bei etwa 10° F statt der mit einer 50-50-Mischung erreichten -35° F.
Lassen Sie uns die Farben und Arten von Frostschutzmittel durchgehen. Kühlmittel sind eingefärbt, um das Kühlmittel in einem Motor zu identifizieren. Dies kann uns helfen, das Hinzufügen des falschen Kühlmittels zu vermeiden. Darüber hinaus kann der Verlust seiner hellen Farbe uns anzeigen, dass ein Kühlmittel das Ende seiner Lebensdauer erreicht.
#1 – IAT (Anorganische Säurentechnologie)
Typische Farbe: hellgrün
Dies ist die älteste Kühlmittelmischung und wurde von allen inländischen Autoherstellern bis etwa 1994 eingebaut, wobei einige Marken wie Ford bis 2002 fortfuhren.
Asiatische und europäische Autohersteller stellten die Verwendung dieser Mischung 1990 ein. Sie enthält Phosphate und Silikate und funktioniert recht gut mit Gusseisen-Motorblöcken und Kühlern aus Kupfer oder Aluminium.
IAT-Kühlmittel sollten alle 2 Jahre oder 36.000 Meilen gespült und erneuert werden. Wenn es über diese Grenzen hinaus in einem Motor belassen wird, könnte die unvermeidliche Bildung von verstopfenden Feststoffen die Leistung eines Kühlsystems beeinträchtigen. Verstopfungen des Heizungskerns waren vor Jahren mit diesem Kühlmittel nicht ungewöhnlich, wenn es nicht regelmäßig ersetzt wurde.
#2 – OAT (Organische Säurentechnologie)
Typische Farbe: orange, rot, blau oder dunkelgrün
Diese Art von Kühlmittel enthält weder Phosphate noch Silikate und ist in den meisten inländischen Autos zu finden, die nach 1994 gebaut wurden. Die verlängerte Lebensdauer des Kühlmittels von bis zu 5 Jahren oder 150.000 Meilen ist ein Vorteil bei diesen Kühlmitteln.
#3 – HOAT (Hybride Organische Säurentechnologie)
Typische Farbe: gelb, türkis, rosa, blau oder lila
Diese Kühlmittelmischungen liegen zwischen den Typen IAT und OAT und werden als Hybrid Organic Acid Technology (HOAT) Produkte bezeichnet. HOAT werden häufig in neuen Chrysler-Produkten sowie in europäischen und asiatischen Autos eingebaut.
#4 – Dex-Cool
Typische Farbe: orange
Dex-Cool, ein OAT-Typ, wurde 1995 für GM-Autos entwickelt. Wenn Besitzer fälschlicherweise grünes Kühlmittel zu Systemen hinzufügten, die das Dex-Cool-System enthielten, traten häufig Verstopfungen auf.
In anderer Hinsicht ist Dex-Cool ein akzeptables Kühlmittel, sollte aber niemals mit anderen Arten von Frostschutzmittel gemischt werden.
Automarken-Frostschutzmittel
Für Ihr kürzliches Auto-Modell, ob inländisch oder ausländisch, könnte der Gang zum Teileschalter des Händlers für Frostschutzmittel Ihre beste Wette sein. Auf diese