Kühlkranz für den Ölfilter

[Slowrider*901]

Hallo,
ein Freund von mir nimmt Leistungssteigerungen an alten, luftgekühlten Motorradmotoren vor. Durch die Leistungssteigerung kommt es zu Öltemperaturproblemen. Da aus optischen Gründen keine Ölkühler Verbaut werden wird bei einigen Versionen ein Kühlkranz mit Wärmeleitpaste am Ölfilter montiert. Diese Maßnahme bringt laut seiner Aussage, je nach Ölfilterposition und Version bis zu 10°C (!) geringere Öltemperaturen.

Da die Maßnahme nicht Störanfällig, und darüber hinaus noch recht günstig umzusetzen ist hat er mir solch einen Kühlkörper zwecks Test am Typ 4 Motor mitgegeben.

Vorab : Der Kühlkranz passt nur an Ölfilter die einen Außendurchmesser von genau 76mm haben, dann liegt er am Filter an und es passt nur ein dünner Wärmeleitpastefilm dazwischen.
Für den Typ 4 Motor kommt aus zweierlei Gründen der Mann W719/5 Ölfilter in Frage. Zum einen hat er den passenden Außendurchmesser und zum anderen ist er mit 123mm Länge so lang das er "unten" über das Wärmeleitblech hinaus schaut und somit ca. 30mm im Kaltluftstrom unter dem Fahrzeug liegt. Wenn der Kühlkranz noch etwas nach unten gezogen wird liegt er auch noch etwas mehr im Luftstrom (sieh Fotos)
Da aber der Ölfilter von "oben" von der Warmluft aus dem Ölkühler, von "vorn" mit der Warmluft von 2 Zylindern und von "links" mit der Warmluft vom Wärmetauscher angeströmt wird stellt sich die Frage ob der Kühlkranz beim Fahrzeugstillstand nicht Kontraproduktiv sein könnte und diese Wärme dann "aufnimmt" und an den Ölfilter / Ölkreislauf abgibt ?. Die Lamellen des Kühlkranzes haben dabei jeweils nur ca. 2mm Abstand zum Wärmetauscher und Motor.

Meine Frage lautet nun:
Hat schon einmal jemand aus dem Forum versuche mit diesem Kühlkörper beim Typ 4 Motor unternommen und kann mit Erfahrungswerten dienen ?
Falls nein, würde ich mal einige Temperatursensoren um den Ölfilter herum postieren und Testfahrten vornehmen um die Temperaturverläufe rund um den Ölfilter zu ermitteln.

So und nun bin ich gespannt was die einschlägigen Experten beisteuern......

[Tanjas&Thomas_T2b]

Moin Markus,

ich mache mal eine Hochrechnung:

Durchmesser 76mm
Umfang: 7,6cm*3,14= 23,8cm
Höhe anhand des Bildes Geschätzt 4cm

Ich nehme jetzt mal an, der hätte einen Ähnlichen Wert wie der deutlich größere Kühlkörper:

Also 0,7K/W. Und das ist schon hoch gegriffen würde ich behaupten.
Dann nehme ich noch einmal an, durch das Kühlluftgebläse würde sich der Wert auf 0,2K/W erhöhen.

Öltemperatur 100°C
Kühllufttemperatur an der Stelle 50°C (Ist ja schon an den Zylindern vorbei gegangen.

Also ein Delta T von 50°

P=Delta T / Rth = 50°/0,2K/W= 250W Wärmeabfuhr
(Das halte ich für einen optimistischen Wert, aber OK...)

Haben wir nun einen Motor mit 50KW Leistung, bedeutet das bei 33% Wirkungsgrad das wir 100KW Wärme abführen müssen.

Und da sind mit mit den 0,25% zusätzlicher Wärmeabfuhr vermutlich nicht bei 10° weniger Öltemperatur.
Wenn ich von 100°C 0,25% abziehe bin ich bei 99,75°C
Aber Probier es mal aus, schaden wird es nicht.
Eventuell habe ich auch irgendetwas ganz falsch geschätzt, soll auch schon mal vorkommen

Viele Grüße
Thomas

[Wolfgang T2b *354]

Hallo Markus,

Thomas' Rechnung liegt nicht weit weg von meiner Erfahrung. Ich habe es im letzten Jahrhundert mal mit einem Blechkühlkörper ähnlicher Bauart versucht, weil wir damals Wärmeprobleme hatten und keine Option, einen größeren Umbau auf Ölkühler vorzunehmen. Das Teil war allerdings dreimal so lang wie Deines und hat die gesamte Länge des Filters überdeckt (ebenfalls Mann 719/5).

Meine Erfahrungen: die Filter sind trotz gleichen Modells zuweilen nicht wirklich gleich im Durchmesser. Das Gehäuse kann durchaus mal einen Millimeter größer oder kleiner sein, der Durchmesser ist ja kein Funktionsmaß. Folglich ist ein fester Durchmesser des Kühlsterns eher von Nachteil. Meiner war damals längsgeschlitzt und hat sich federnd an den Durchmesser angepasst (macht die Wirkung des Ganzen aber auch nicht wesentlich besser).

Die Spannschraube von Deinem Modell führt dazu, dass der Kühlkörper einseitig anliegt und auf der anderen Seite schwebt, egal wieviel Wärmeleitpaste dazwischen ist.

Ich habe bei Testfahrten nur mit viel Wohlwollen erkennen können, dass der Kühlkörper überhaupt eine Wirkung hat. Die Störgrößen bei den Testfahrten waren wesentlich dominanter. Die "bis zu 10°C", die Dein Freund genannt hat, erinnern mich eher an an den Sommerschlussverkauf "bis zu 50% herabgesetzt". Tatsächlich ist's nur ein kleiner Bruchteil davon.

Mein Fazit: einen Versuch war es allemal wert, aber die Wirkung war sehr bescheiden. Selbst wenn Thomas sich um den Faktor 10 verrechnet hätte, würde es immer noch bescheiden bleiben. Wenn Wärmeprobleme, dann richtiger Kühler ...

Schöne Grüße

Wolfgang

[Norbert*848b]

Moin allerseits,

Haben wir nun einen Motor mit 50KW Leistung, bedeutet das bei 33% Wirkungsgrad das wir 100KW Wärme abführen müssen.

Hmm, jetzt komme ich doch ein wenig ins Grübeln.
Ich hab das vom Physikunterricht etwas anders in Erinnerung mit der Wärmeabfuhr, oder sehe ich jetzt etwas falsch?
Grobe Aussage: 1/3 für die Fortbewegung, 1/3 Abgase und 1/3 Wärme vom Motor selbst, was abzuführen sein sollte.
Ersetze Kühlwasser durch Luftkühlung:

Quelle: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexik ... /ottomotor
Von der Luftkühlung (Luft / Ölkühlung beim Boxermotor) werden etwa 10% für den Ölkühler abgezweigt:
http://www.volksbolts.com/faq/cooling.htm

[Paul]

Was ich noch zu Bedenken geben möchte: Nur weil der Motor 50 kW Maximalleistung entwickelt, wird diese Leistung dennoch nur selten abgerufen. Aus meiner Kraftfahrzeugtechnikvorlesung kann ich mich an die Aussage erinnern, dass ein "Normalfahrer" eine Durchschnittsleistung um die 10 kW benötigt. Damit verlöre sich der Effekt aber sicherlich immer noch im Messrauschen.

[bullijochen]

Moin allerseits,

Haben wir nun einen Motor mit 50KW Leistung, bedeutet das bei 33% Wirkungsgrad das wir 100KW Wärme abführen müssen.

Hmm, jetzt komme ich doch ein wenig ins Grübeln.
Ich hab das vom Physikunterricht etwas anders in Erinnerung mit der Wärmeabfuhr, oder sehe ich jetzt etwas falsch?
Grobe Aussage: 1/3 für die Fortbewegung, 1/3 Abgase und 1/3 Wärme vom Motor selbst, was abzuführen sein sollte.
Ersetze Kühlwasser durch Luftkühlung:
Y_BWS-PHY-0393-08.gif
Quelle: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexik ... /ottomotor
Von der Luftkühlung (Luft / Ölkühlung beim Boxermotor) werden etwa 10% für den Ölkühler abgezweigt:
http://www.volksbolts.com/faq/cooling.htm

Hallo Norbert
kannst du in deinem Bild nicht die 3 Punkte Wasser, Motorwärme und Reibung ( ist auch nur Wärme) zusammenfassen? Die differenzielle Betrachtung ist für unseren Fall doch irrelevant?

Damit verlöre sich der Effekt aber sicherlich immer noch im Messrauschen.

Das ist auf jeden Fall so! Egal wieviel wir hier noch rumrechnen. Die Fläche ist einfach viel zu klein um einen relevanten Beitrag zu bringen. Man kann natürlich das Teil dranschrauben und dann sagen man hat das maximale getan um die Temperatur runter zu bringen. Kleinvieh macht auch Mist
Gruß Jochen

[Tanjas&Thomas_T2b]

Moin Norbert,

stimmt, die Abfuhr über den Auspuff habe ich vernachlässigt.
Den Wirkungsgrad hatte ich bei Wikipedia als Hausnummer genommen.

Wirkungsgrad

Der maximale Wirkungsgrad liegt bei etwa 40 % und wird heute von Motoren erreicht, die im sogenannten Atkinson-Zyklus laufen. Bei ihnen ist eine das Expansionsverhältnis größer als die Verdichtung. In Teillast wie bei gleichmäßig 100 km/h wird lediglich 10 % erreicht.[5]

https://de.wikipedia.org/wiki/Ottomotor

Und statt der 40% hatte ich dann mal 33% angenommen, das lässt sich leichter überschlagen.
Es beruht ja eh alles auf ganz groben Schätzungen.

Wir können es auch anders schätzen, Ein Liter Benzin hat 9,7 kWh/L Brennwert.
Bei einem Verbrauch von 13l auf 100km ergibt das 126,1kWh.
Gehen wir nun von Tempo 100 aus, sind das also 126KW die wir dann in die einzelnen Kanäle abführen.
10 KW in Bewegung, bleiben noch 116 KW die wir als Wärme abführen müssen.

Und wenn wir das noch 50/50 in Auspuff und Abwärme aufteilen, landen wir immer noch bei rund 58KW Abwärme.

Also bin ich von der ganz groben Schätzung nicht um mehrere Potenzen daneben denke ich.
Der Faktor 10 ist aber locker drin, macht am Ende des Tages aber keinen echten Unterschied.
Also eine Temperatursenkung um 0,25°-2,5° könnte hier also irgendwie drin stecken.

Wie gesagt, alles Pi mal Daumen. Da muss die Praxis mal zeigen, was wirklich passiert.

Viele Grüße
Thomas

[Slowrider*901]

Guten Morgen,

ich denke eines der Hauptprobleme ergibt sich schon allein aus der Position des Ölfilters im Abluftstrom des Ölkühlers und der Zylinderbank beim Typ 4 Motor. Somit ist dort der Luftstrom schon recht stark mit „Wärme“ belastet.
Aus diesem Grunde werde ich im Frühjahr mal einige Temperaturfühler in dem Bereich anbringen und einige Messfahrten vornehmen, mal sehen was diese so an “Ablufttemperatur“ in dem Bereich ergeben.

@ Wolfgang, der Kühlkranz hat auf der gegenüberliegenden Seite der Fixierung eine minimale Nocke, somit ist der Abstand überall gleich. Der Kühlkranz liegt an dem gezeigten Ölfilter recht eng an, ob und welche Fertigungstoleranzen es beim 719/5 gibt entzieht sich allerdings meiner Kenntnis, da scheinst Du ja schon bei Deinen Versuchen Erfahrungen gesammelt zu haben.

[schrauberger]

Hallo Markus also ich glaub,
der Kranz macht wie ursprünglich vorgesehen an einem Motorradmotor, wo er nicht mit heißer Gebläseluft beaufschlagt wird, noch halbwegs Sinn.
Die Senkung der Öltemperatur um 10Grad halte ich trotzdem für sehr optimistisch

Das Ding bringt bei uns durch die Lage des Ölfilters doch nix, kann man vergessen

Mein /8Kühler hat meine Öltemperatur um über20Grad C gesenkt.
Das sind wünschenswerte Ergebnisse

Ralph