Techniklexikon

Kühlung

physikalischer Vorgang, bei dem thermisch hochbelastete Teile soviel Wärme an das umgebende Medium abgeben, daß ihre einwandfreie Funktion sichergestellt ist. K. ist erforderlich bei: Verbrennungsmotoren, hochbelasteten » Elektromotoren, Fahrtreglern und evtl. auch bei Antriebsspannungsquellen. Zur K. nutzt man die Wärmeleitung, Wärmeströmung (Konvektion) und Wärmestrahlung aus. Durch eine der Belastung des Motors angepaßte K. wird dessen Lebensdauer erheblich verlängert. Bei Verbrennungsmotoren setzt das die richtige Gemischzusammensetzung (fettes Gemisch £ zusätzliche K. durch InnenK. des Motors; mageres Gemisch ü Gefahr der Überhitzung des Motors) voraus. Der Elektromotor muß im Nenndrehzahlbereich arbeiten (Überlastung bei zu niedriger Drehzahl A thermischer Überlastung und damit Schädigung der Wicklungsisolation), a) Kühlung des Verbrennungsmotors: DieK. des Verbrennungsmotors muß so bemessen sein, daß die optimale Betriebstemperatur nicht über, aber auch nicht unterschritten wird. Modellmotoren mit LuftK. sind für den Betrieb im Flugmodell ausgelegt. Die Höhe und Fläche der Kühlrippen ist so bemessen, daß der Luftstrom hinter dem Propeller zur K. ausreicht. Wird der Verbrennungsmotor im Modellinneren (z. B. im Hubschrauber, Auto- oder Schiffsmodell) eingebaut, sind zusätzliche Maßnahmen zur K. erforderlich. Im einfachsten Fall reicht zur Verbesserung der K. die Vergrößerung der Kühlfläche am Zylinderkopf aus. Derartig vergrößerte Kühlköpfe für Automodelle oder Modell-Hubschrauber werden auch als Extremkühlkopf bezeichnet. Bei langdauernden hohen Belastungen (z. B. im ModellHubschrauber) ist es erforderlich, den Motor durch ein als Lüfter bezeichnetes Kühlgebläse zusätzlich zu kühlen. Das Kühlgebläse wird entweder als Radiallüfter oder als Axiallüfter ausgebildet. Beim Bau und Betrieb der Lüfter darauf achten, daß die Luft strömungsgünstig geführt wird und das Lüftergehäuse am Zylinder und Zylinderkopf möglichst dicht anliegt, damit die Luft auch tatsächlich zwischen die Kühlrippen hindurchtritt. In Schiffsmodellen wird zur K. meist Wasser verwendet. Zu diesem Zweck wird der Zylinderkopf als Wasserkühlkopf ausgebildet und der Zylinder wird mit einem Wasserkühlmantel umgeben. Meist ist auch bei Hochleistungsmotoren ein Wasserkühlkopf zur K. ausreichend. Das Kühlwasser wird über ein kleines Staurohr hinter der Schiffsschraube aufgenommen und durchströmt den Kühlkopf und evtl. den Kühlmantel. Bei Hochleistungsantrieben wird mit dem Kühlwasser auch der Auspuff krümmer und ein Teil des Schalldämpfers gekühlt b) Kühlung des Elektromotors: In Elektromotoren für Hochleistungsantriebe in Schiffs- oder Flugmodellen wird die Verlustleistung, das sind ca. 40... 50% der aufgenommenen Leistung, in Wärme umgewandelt. Bei einem Elektromotor mit der Leistungsaufnahme Pe) = 220W müssen etwa 100W als Verlustleistung Pv (d. h. Wärme durch Kühlung) abgeführt werden. Diese Wärme entsteht in den Kohlebürsten, dem Kommutator und der Ankerwicklung. Versuche mit Wasserkühlung brachten keine überzeugenden Vorteile. Am wirksamsten und auch einfachsten erwies sich die Luftkühlung. Beim Flugmodell nutzt man den Propellerluftstrom, von dem man einen Teil längs (LängsstromK.) oder quer (QuerstromK.) durch den Elektromotor strömen läßt. Am Modell selbst muß man für den ungehinderten Ein- und Austritt der Kühlluft sorgen. Bei Schiffsmodellen kann man den Kühlluftstrom in einfacher Weise mit einem Axiallüfter erzeugen, der mit der Federkupplung eine Einheit bildet. Bei Elektromotoren ist die K. von der Betriebsart abhängig. 1) thermischer Prozess, der mit Hilfe eines Kältemittels eine Temperaturerniedrigung des Systems bewirkt. Man unterscheidet zwischen der indirekten Kühlung, bei der für den Wärmetransport zwischen abzukühlender Flüssigkeit und dem verdampfenden Kältemittel eine weitere Flüssigkeit (Kälteträger) eingesetzt wird und der direkten Kühlung, in der das Kältemittel, das mit dem zu kühlenden Stoff in thermischem Kontakt steht, unmittelbar verdampft.

2) magnetische Kühlung.