Der Benzin- oder Dieselmotor Ihres Autos oder Lastwagens erzeugt die Kraft, die zum Fahren auf der Straße benötigt wird. Gleichzeitig produziert dieser Motor enorme Energiemengen, die als Wärme verloren gehen. Und diese Wärme muss aus den inneren Mechanismen des Motors abgeführt und effizient an die Außenluft abgegeben werden.
Wie geschieht das? Solange Sie keinen alten VW Käfer, Chevrolet Corvair oder Porsche fahren, wird Ihr Auto einen wassergekühlten Motor haben. Außerdem haben Sie einen Motor mit internen Wasserkanälen, einer Wasserpumpe, einem Wärmetauscher namens Kühler und einer Reihe flexibler Schläuche, die diese verbinden.
Wie funktionieren sie? Wenn der Motor läuft, zirkuliert die Wasserpumpe Kühlflüssigkeit durch den Motor zum Kühler. Schläuche transportieren diese Flüssigkeit. Bei jeder Fahrt nimmt das Wasser Wärme vom Motor auf und gibt diese Wärme an den Luftstrom durch den Kühler ab. Dies verhindert eine Überhitzung des Motors.
Was ist Motorkühlmittel?
In der obigen Beschreibung wird „Wasser“ als Begriff für die Kühlflüssigkeit verwendet. Kühlflüssigkeit ist jedoch nicht nur Wasser, sondern eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel. Der technische Begriff für diese Mischung ist Kühlmittel.
Einfach ausgedrückt ist Kühlmittel die Flüssigkeit, die zur Kühlung des Motors Ihres Autos verwendet wird. Um heutige Automobilkühlmittel richtig zu verstehen, müssen wir zunächst die Eigenschaften von reinem Wasser betrachten, das früher für diesen Zweck verwendet wurde.
Bei der Motorkühlung hat Wasser sehr gute Eigenschaften:
- Es hat eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität. Das bedeutet, dass Wasser pro Volumeneinheit mehr Wärme speichern kann als fast jede andere Flüssigkeit.
- Es hat einen ziemlich hohen Siedepunkt.
- Es ist erstaunlich kostengünstig und praktisch überall erhältlich.
Diese drei Faktoren machten Wasser zweifellos zur Kühlflüssigkeitswahl in den frühen 1900er Jahren, als das Automobil aufkam. Aber die Verwendung von reinem Wasser hatte einige Probleme und war damals wie heute ein minderwertiges endgültiges Motorkühlmittel.
- Der Gefrierpunkt von Wasser liegt bei 32 Grad Fahrenheit, was es für Motoren ungeeignet macht, die in Klimazonen höherer Breitengrade weltweit verwendet werden.
- Noch schlimmer ist, dass es sich beim Gefrieren ausdehnt. Diese Eigenschaft lässt Motoren, die nur mit Wasser gekühlt werden, im Winter reißen. Es kann auch im Inneren des Kühlers gefrieren und dieses teure Bauteil leicht zerstören.
- Wasser fördert Korrosion (Bildung von Metalloxiden oder Rost) mit Materialien, die üblicherweise in Motoren und Kühlern verwendet werden.
Schon in den allerersten Tagen der Motorentwicklung begannen Chemiker, Wasser mit chemischen Zusätzen zu modifizieren, um es zu einer besseren Kühlflüssigkeit zu machen. Diese Zusätze sollten die oben genannten Nachteile von Wasser überwinden und gleichzeitig die vorteilhaften kühlenden Eigenschaften von Wasser bewahren.
Wasser zum idealen Kühlmittel machen
In der frühen Geschichte der Motorkühlung war das größte Problem das Einfrieren des Kühlmittels. Und Chemiker entdeckten schnell, dass die Zugabe von Methylalkohol (Methanol) zu Wasser den Gefrierpunkt senken konnte. Methanol war der erste Kühlmittelzusatz, der Frostschutzmittel genannt wurde.
Leider senkte dieses Frostschutzmittel auch den Siedepunkt von Wasser und verursachte ein neues schwerwiegendes Problem. Reines Wasser siedet bei 212 Grad Fahrenheit. Motoren erreichen Betriebstemperaturen über 212 Grad Fahrenheit und können Wasser leicht zum Sieden bringen. Die Siedepunkterniedrigung durch Frostschutzmittel mit Methanol war inakzeptabel.
Der nächste Fortschritt war eine Chemikalie namens Glycerin. Es senkte den Gefrierpunkt von Wasser, aber nur bis zu -36 Grad Fahrenheit. Das war nicht ausreichend für alle Winterklimabedingungen. Ein besseres Produkt war erforderlich.
1926 fanden Chemiker eine nachhaltige Lösung: ein Erdölderivat namens Ethylenglykol. Zugesetzt zu Wasser senkt Ethylenglykol nicht nur den Gefrierpunkt ausreichend, sondern erhöht auch den Siedepunkt. Ethylenglykol wurde zur neuen Frostschutzmittelwahl für Verbrennungsmotoren.
Die spezifische Wärmekapazität von Ethylenglykol beträgt etwa die Hälfte von der von Wasser. Daher verringert sich die Wärmemenge, die ein gegebenes Volumen dieser Kühlmischung aufnehmen kann, wenn es Wasser zugesetzt wird. Das Kühlsystem muss eine höhere Flussrate dieses Kühlmittels zirkulieren lassen, um die gleiche Wärmemenge zu übertragen, die reines Wasser transportieren würde.
Außerdem schmeckt reines Ethylenglykol süß und ist giftig. Wenn diese bestimmte Frostschutzmittelmischung aus Ihrem Auto auf die Einfahrt austritt, könnte eine giftige Pfütze zurückbleiben. Der Welpe des Nachbarn könnte von dem Geschmack angezogen werden und ihn ablecken, was zu traurigen Folgen führen könnte. Reinigen Sie Kühlmittellecks immer, um solche Tragödien zu vermeiden.
Propylenglykol, eine neuere zweite Wahl für Frostschutzmittel, funktioniert ebenfalls gut für Automobilkühlzwecke. Und in angemessenen Mengen ist es ungiftig. Aber wenn es in Kühlmittelmischungen verwendet wird, neigt es im Laufe der Zeit zu Bakterien- und Pilzwachstum. Spezielle Zusätze minimieren dieses Risiko.
Im Jahr 2012 stimmten amerikanische Frostschutzmittelhersteller zu, ihren Frostschutzmittelprodukten bitter schmeckende Chemikalien zuzusetzen, um das Toxizitätsproblem zu mildern. Dies war kein voller Erfolg.
Aus diesem Grund hat sich die Verwendung von Propylenglykol ausgeweitet. Glycerin, eine Chemikalie, deren Verwendung als Automobilfrostschutzmittel 1926 eingestellt wurde, wurde kürzlich als mögliche ungiftige Alternative zu Ethylenglykol wieder in Betracht gezogen.
Frostschutzmittelhersteller verwenden ihre eigenen Zusätze, um die Lebensdauer des Frostschutzmittels zu verlängern, Korrosion zu minimieren, die Wasserpumpenleistung zu verbessern und Schaumbildung zu reduzieren.
Der charakteristische Frostschutzmittelgeruch, den Sie vielleicht gelegentlich unter der Haube bemerkt haben, stammt von einem gängigen Korrosionsinhibitor, Triazolderivat. Ein Nebenvorteil dieses Zusatzes ist, dass Frostschutzmittellecks oft leicht von empfindlichen Nasen erkannt werden können.
Spielt es eine Rolle, welches Kühlmittel ich verwende?
Ja, absolut. Das Handbuch Ihres Autos oder Lastwagens gibt genaue Ratschläge zu diesem Punkt. Wenn Sie diese Anweisungen ignorieren, könnten Sie in Zukunft mit hohen Reparaturkosten konfrontiert werden.
Verschiedene Arten von Kühlmittel
Beliebte Autoteileläden verkaufen 17 verschiedene Frostschutzmittel für Autos und Lastwagen. Hier gruppieren wir diese verwirrende Vielfalt in grundlegende Frostschutzmitteltypen und -farben, die Sie in den Regalen des Einzelhandels erwarten können.
Außerdem müssen Sie wählen zwischen reinem Frostschutzmittel oder einer 50-50-Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser.
Reines Frostschutzmittel muss vor dem Einfüllen in das Kühlsystem Ihres Autos mit destilliertem Wasser gemischt werden. Die 50-50-Mischung funktioniert in den meisten Winterklimazonen und verhindert Einfrieren bis zu -35 Grad Fahrenheit. In extrem kalten Klimazonen können Sie eine 60-40-Mischung aus Frostschutzmittel zu Wasser verwenden, um Gefrierschutz bei niedrigeren Temperaturen zu bieten.
Füllen Sie außerdem ein leeres Kühlsystem nicht mit 100 % Frostschutzmittel, also Frostschutzmittel ohne Wasserzusatz. In dieser Situation gefriert unverdünntes Frostschutzmittel bei etwa 10 Grad Fahrenheit, nicht bei -35 Grad Fahrenheit, wie mit der 50-50-Mischung erreicht.
Schauen wir uns die Farben und Typen von Frostschutzmitteln an. Kühlmittel sind eingefärbt, um die Identifizierung des Kühlmittels im Motor zu erleichtern. Dies hilft, das Hinzufügen des falschen Kühlmittels zu vermeiden. Außerdem kann das Verblassen der lebhaften Farbe darauf hinweisen, dass das Kühlmittel sich dem Ende seiner Lebensdauer nähert.
#1 – IAT (Anorganische Säure Technologie)
Typische Farbe: Leuchtend grün
Dies ist die älteste Kühlmittelmischung, die von allen inländischen Automobilherstellern bis etwa 1994 und von einigen Marken wie Ford bis 2002 verwendet wurde.
Asiatische und europäische Automobilhersteller stellten die Verwendung dieser Mischung 1990 ein. Sie enthält Phosphate und Silikate und funktioniert recht gut mit Motorblöcken aus Gusseisen und Kühlern aus Kupfer oder Aluminium.
IAT-Kühlmittel müssen alle 2 Jahre oder 36.000 Meilen gespült und ausgetauscht werden. Wenn sie über diese Grenzen hinaus im Motor belassen werden, kann die Leistung des Kühlsystems aufgrund unvermeidlicher fester Ablagerungen beeinträchtigt werden. Verstopfungen des Heizungskerns waren vor Jahren bei diesem Kühlmittel nicht ungewöhnlich, wenn es nicht regelmäßig gewechselt wurde.
#2 – OAT (Organische Säure Technologie)
Typische Farbe: Orange, rot, blau oder dunkelgrün
Diese Art von Kühlmittel enthält keine Phosphate oder Silikate und ist in den meisten inländischen Fahrzeugen zu finden, die nach 1994 hergestellt wurden. Die verlängerte Lebensdauer des Kühlmittels auf 5 Jahre oder 150.000 Meilen ist ein Vorteil dieser Kühlmittel.
#3 – HOAT (Hybride Organische Säure Technologie)
Typische Farbe: Gelb, türkis, pink, blau oder lila
Diese Kühlmittelmischungen liegen zwischen IAT- und OAT-Typen und werden als Hybride Organische Säure Technologie (HOAT) Produkte bezeichnet. HOAT wird häufig in neuen Chrysler-Produkten sowie in europäischen und asiatischen Fahrzeugen verwendet.
#4 – Dex-Cool
Typische Farbe: Orange
Dex-Cool ist eine Art von OAT, die 1995 für GM-Fahrzeuge entwickelt wurde. Wenn Besitzer fälschlicherweise grünes Kühlmittel zu einem System mit Dex-Cool hinzufügten, traten häufig Verstopfungen auf.
Ansonsten ist Dex-Cool ein akzeptables Kühlmittel, sollte aber niemals mit anderen Arten von Frostschutzmittel gemischt werden.
Automobilhersteller-markierte Frostschutzmittel
Für Ihr neueres inländisches oder importiertes Fahrzeugmodell könnte der Kauf von Frostschutzmittel am Händlerteileschalter die beste Wahl sein. Auf diese Weise müssen Sie sich nicht mit der Interpretation von Frostschutzmittelspezifikationen oder den auf dem Etikett der Gallonekanne angegebenen Verwendungsbeschränkungen befassen.
Es mag etwas teurer sein, aber Sie haben auch die Gewissheit, eine Kühlmittelre