Die Luftkühlung im Kraftfahrzeug

luftgekühlter VW Käfer
Grundsätzlich besteht bei jedem Verbrennungsmotor das Problem, dass die entstehende Wärme durch das heiße Gas an den Wänden des Brennraums und Zylinder abgegeben werden muss. Geschieht dies nur unzureichend, wird der Kreislauf gestört und die sehr hohen Temperaturen beschädigen den Motor. Unter anderem kann der Schmierfilm abreißen, der Kolben dehnt sich aus und lässt sich im Zylinder nicht mehr bewegen. Es liegt ein typischer Fall von „Kolbenfresser“ vor. Möglicherweise können auch die Ventile verbrennen.

Wie funktioniert eine Luftkühlung?
Rein optisch ist eine Luftkühlung gut an den metallenen Lamellen zu erkennen, die um den Zylinder und den Zylinderkopf laufen. Durch die enorme Leitfähigkeit und die großen Oberflächen, kann die Wärme an die umgebende Luft abgegeben werden. An manchen Fahrzeugen wird zusätzlich ein Ölkühler verbaut, der den Motor über das Schmiermittel (Motoröl) kühlt. Momentan findet die Luftkühlung überwiegend Anwendung bei Flugmotoren, Motorrädern, Rasenmähern oder Motorsägen. Im historischen Pkw-Bereich gelten alle VW Käfer und bis 1982 auch der VW-Bus als typische Vertreter einer Luftkühlung. Anzutreffen ist sie aber auch bei der „Ente“ (Citroën 2CV), dem Honda 1300, den Porsche Modellen 356 und 911 (bis 1998), sowie allen Trabant-Fahrzeugen außer dem Typ 1.1, allen Pkw und Lkw von Tatra und LKW von Magirus-Deutz und Robur.

Welche Vorteile bietet eine Luftkühlung?

- simple und kostengünstige Bauweise, weil nur wenige Bauteile benötigt werden
- Die Betriebstemperatur wird schnell erreicht, wenn entsprechende Regulierungsvorrichtungen vorhanden sind
- kein Frostschutz erforderlich, weil es keine Kühlflüssigkeit gibt
- wartungsfreier und zuverlässiger Betrieb
- unverkennbares Motorengeräusch, kann bei Sportwagen sehr interessant sein

Welche Nachteile müssen hingenommen werden?

- der Motor läuft sehr laut - die Kühlluft verteilt sich nicht optimal, deshalb ist nur eine begrenzte Motorleistung möglich
- wenn ein Kühlgebläse vorhanden ist, benötigt es bis zu 8 % der Motorleistung
- die Motortemperatur kann kaum erfasst werden, der Motor kann unkontrolliert überhitzen
- keine optimale Heizleistung für den Innenraum, nur verzögert und ungleichmäßig
- die Betriebstemperatur schwankt sehr
- es werden größere Kolbenspiele benötigt, deshalb Gefahr des Kolbenkippens

Aus welchen Bauteilen besteht eine Luftkühlung?

Kühlgebläse
Den meisten Motorradmotoren reicht die Fahrtwindkühlung völlig aus. Allerdings benötigen zum Beispiel stationäre Motoren in Strom- oder Druckluftaggregaten, Fahrzeuge mit geringer Geschwindigkeit oder andere thermisch hoch belastete Motoren ein Kühlgebläse für den Wärmeaustausch. Das Lüfterrad befindet sich in der Regel direkt auf der Kurbelwelle und wird über einen Keilriemen angetrieben. Reißt dieser, fällt die Kühlung sofort aus und der Motor darf nicht mehr weiterlaufen.
Kühlluftführung
Normalerweise führen Leitbleche die Luft direkt auf die Zylinder und Zylinderköpfe. Dort befinden sich Kühlrippen, um die Wärme abgebende Oberfläche zu vergrößern.

Kühlluftregulierung
Wenn die Außentemperatur ziemlich niedrig ist, muss recht schnell die Betriebstemperatur erreicht werden. Aus diesem Grund sind manche luftgekühlte Motoren wie die entsprechenden VW-Motoren mit thermostatgesteuerten Klappen ausgestattet.

Ölkühler
Wie bereits erwähnt, wird oft noch zusätzlich das Motoröl gekühlt. Zum Beispiel geschieht dies bei älteren Deutz-Motoren durch ein spiralförmiges Rohrleitungssystem im „Windkanal“ des Kühlgebläses.