EnviroKool: Indirekter Wärmetransport im Kolben

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In Autos benutzt man als Wärmemedium das Motoröl. Viele Motoren mit höherer Leistungsdichte und die meisten Dieselmaschinen sprühen Öl durch Düsen auf die Kolbenböden. Es nimmt die Wärme am Kolbenboden auf und kann sie dann in der Ölwanne oder/und einem eigenen Kühler wieder abgeben. Bei kompliziert geformten oder höher belasteten Kolbenkronen taucht die Öldüse am unteren Totpunkt sogar in einen Kanal, der die Krone ringförmig durchzieht, um in dieser sensiblen Zone ganz gezielt Wärme abzuführen. Der Kolben bekommt also jede Umdrehung eine kühle Ölfüllung, welche die vorherige, wärmebelastete ersetzt.

Durch den direkten Kontakt des Motoröls mit der heißen Kolbenunterseite altert das Schmiermittel allerdings schneller als erwünscht und verliert wichtige Schmierungseigenschaften. Bei Hochleistungsmotoren oder in nachlässig gewarteten Maschinen kann es sich im Extremfall sogar in Form von Ölkohle an den Wänden des Kolbenkühlkanals anlagern und dadurch den Wärmeübergang verschlechtern. Das wäre der Anfang eines Teufelskreises aus noch mehr Hitze und weiteren Ablagerungen – schlimmstenfalls bis hin zu einem Motorschaden.

Analogie zum natriumgefüllten Ventilschaft

Federal-Mogul hat diese Kühlungsart für hoch belastete Lastwagenmotoren nun an das höhere Temperaturgefälle moderner Motoren angepasst und kommt gleichzeitig dem Wunsch nach längeren Wechselintervallen für den Schmierstoff im Sinne gesenkter Betriebskosten entgegen. Die Ingenieure nutzen den bereits vorhandenen Hohlraum zwischen den in der Ringträgerzone reibverschweißten Einzelteilen Kolbenboden und Unterbau. Hier zirkuliert nun eine Mischung aus einem nicht näher spezifizierten Kühlmittel und einem Edelgas, das wohl nur zur Verhinderung chemischer Veränderungen während der Produktion und eventuell auch während des späteren Betriebs dient. Eingefüllt wird die Mischung nach dem Zusammenbau des Kolbens durch eine Öffnung, die danach dauerhaft verschweißt wird.