Leicht erhöhte Kühlwassertemperatur beim 312D

[dimmi312]

Hallo, nachdem sich bei mir das alte Thermostat und die fehlerhaft eingebaute Zylinderkopfdichtung (Kompressionsdruck auf dem Kühlsystem) verabschiedet haben wurde beides hier in der Türkei repariert. Der Druck auf dem Kühlsystem ist weg, aber die Temperatur des Kühlwassers ist weiterhin leicht erhöht. Sie schwankt je nach Last zwischen 85 und 95 grad… maximal bei Volllast am Berg knapp 100 grad. Das Thermostat scheint zu arbeiten, halt nur ein 5 grad höher als „früher“.
Die Wasserpumpe und der Wasserkühler sowie die Gesamtzirkulation wurden überprüft ohne einen Fehler zu finden. Auch wurde das Thermostat 2 mal geprüft.
Das einzige was mir aufgefallen ist, ist dass das neue Thermostat aus zwei Komponenten besteht (Gehäuse und Thermostat) während das alte aus einem Stück war (Das 1-Stück-Thermostat ist in der Türkei nicht zu bekommen). Beide Varianten haben äußerlich die gleichen Abmaße; kann es jedoch sein, dass die erhöhte Temperatur trotzdem auf die „neue“ Thermostat-Version zurückzuführen ist?
Wie schlimm ist es für den Motor jetzt idR. mit 85-95 grad statt mit 80-90 grad zu fahren?

Lg, Dimmi

[v-dulli]

Vor Jahren schon, hat MB die Öffnungstemperatur diverser Thermostaten von 82° auf 87° erhöht und somit könnte es sein dass Du ebenfalls ein 87° Thermostat bekommen hast.

[dimmi312]

Danke für die schnelle Antwort, das würde ziemlich gut die konstanten 5 Grad mehr erklären. Auch, dass dieses bei 2 unterschiedlichen neuen Thermostaten so war.
Bekommt man noch die alten 82 grad Thermostate oder ist es für den 312er egal ob’s nun 5 Grad mehr oder weniger sind?

Lg, Dimmi

[der.harleyman]

Auch aus meiner Sicht völlig in Ordnung. Es ist durchaus möglich, dass mit dem alten Thermostat die Öffnungstemperatr über Jahre aufgrund Alterung schleichend abgesunken ist. Mit den angegebenen Temperaturwerten bist Du voll im "grünen" Bereich. Ab 100°C kommt ggf. der Lüfter und hält die Temperatur im Zaum. Freue Dich nebenbei über eine nun vermutlich schnellere und bessere Heizleistung im Winter.
Die alten 82°-Thermostate wirst Du wohl weder original noch auf dem freien Mrkt bekommen. Bringt ja auch nix. Die jetzigen Werte sind top!

[joethesprinter]

Es gibt anscheinend noch höher eingestellte Thermostate.
Ich habe auch schon welche mit 92°C für den CDI gesehen.

Höhere Temperaturen sind gut für den Motor, Verbrauch, Umwelt...
Du bist weit vom kritischen Bereich weg. Anscheinend läuft ja noch nicht mal der Lüfter an!?

[Vanagaudi]

Höhere Temperaturen sind gut für den Motor, Verbrauch, Umwelt...

Höhere Verbrennungstemperaturen senken den Kraftstoffverbrauch und somit den CO2-Ausstoß, allerdings steigert sich dabei die Stickoxidbildung erheblich. Daher eigentlich weniger gut für die Umwelt.
Darstellung der NOx Erzeugung beim Verbrennungvorgang bei unterschiedlichen Temperaturen. Quelle: MAN D&T

[joethesprinter]

Höhere Temperaturen sind gut für den Motor, Verbrauch, Umwelt...

Höhere Verbrennungstemperaturen senken den Kraftstoffverbrauch und somit den CO2-Ausstoß, allerdings steigert sich dabei die Stickoxidbildung erheblich. Daher eigentlich weniger gut für die Umwelt.
Darstellung der NOx Erzeugung beim Verbrennungvorgang bei unterschiedlichen Temperaturen. Quelle: MAN D&T

Die Kühlwassertemperatur hat einen marginalen Einfluss auf die *Spitzen-*Verbrennungstemperatur. NOx entsteht an den heißesten Stellen im Zentrum der Verbrennung. Diese Spitzentemperaturen werden durch AGR etc. gesenkt.
Bei der Wassertemperatur geht es um Wandwärmeverluste (senkt den Wirkungsgrad) und unvollständige Verbrennung an den kalten Stellen außen am Brennraum.
Auch daher haben moderne Motoren bedarfsgesteuerte Kühlwasserpumpen und fahren einen höheren und möglichst eng geregelten Bereich der Kühlwassertemperatur.
Das Thema war eines der Steckenpferde meines VKM Profs. Seine Empfehlung um den billig und schnell den Wirkungsgrad meines damaligen alten Omega zu verbessern: Reinen Frostschutz im Kühlsystem fahren um die KM Temperatur anzuheben (Achtung hat u.U. auch Nachteile! z.B. ggf. auch VERMINDERTER Frostschutz).

[dimmi312]

Du bist weit vom kritischen Bereich weg. Anscheinend läuft ja noch nicht mal der Lüfter an!?

Bin jetzt am Überlegen, wenn ich wieder zurück in der EU bin, wieder zurück auf ein 80/82 grad Thermostat umzusteigen… bin es irgendwie nicht gewohnt bei Rund 90 grad rumzufahren
Oder ist es verschwendete Zeit und Geld?

Lg, Dimmi

Ps: den Lüfter habe ich eh noch nicht so ganz verstanden, gefühlt habe ich ihn nur sehr selten bei Volllast bergauf wahrgenommen…. Dafür dreht es schon morgens bei Frost im Standgas mit

[der.harleyman]

Also ein kleiner Allgemeinexkurs in Sachen Kühlsystem, Basics also...
Die Kühlmitteltemperatur soll sich möglichst in dem vom Hersteller vorgesehen Bereich bewegen. Beim Kaltstart soll sie mögl. schnell ansteigen und dann später als normale Betriebstemperatur dort mögl. konstant bleiben. Dies regelt ein Thermostat. Ist der Motor noch kalt, wird das Kühlmittel nur im Motor im Kreis befördert. Erst ab ca. 60°C öffnet das Thermostat langsam und geht dann bei der konstruktiv angegebenen Temperatur in Vollöffnung. Dann fließt 100% des Kühlmittels durch den Kühler.
Besonders bei sparsamen Direkteinspritzern findet man häufig den Effekt, dass die Temperatur unter Last gut ansteigt, aber nach Fahrt auf der Autobahn dann später beim Bummeln und langsamer Geschwindigkeit wieder absinkt. Die entstandene Wärmeenergie des eingespritzten und somit verbrannten Kraftstoffs ist dann einfach wieder geringer. Deswegen kühlt der Motor in der 30er-Zone auch mal runter und geht wiederum auf der Autobahn mit der Temperatur etwas höher. Die Solltemperaturen der Thermostate liegen eigentlich bereits seit Ende der neunziger Jahre eher bei 85 - 90°C als bei 80 - 85°C. Welche Effekte bei der Verbrennung in Sachen Schadstoffe eintreten, werden wir ohne Messlabor niemals feststellen können. Daher steige ich bei diesem Punkt nicht weiter in diese Diskussion ein.
Praktische Gesichtspunkte sind der Komfort. Ein 87°-Thermostat bringt mir auch mehr Wärme in die Heizung als einer mit 82°.
Der Motor läuft mit beiden Temperaturen einwandferei. 5° mehr machen ihm nix aus. Alles zwischen 80° und 100° C ist völlig normaler Betriebsbereich.
Unter Last (Anhänger, Bergfahrt, Vmax-Fahrt etc.) kann die Temperatur auch deutlich über 100°C gehen. Dies bedingt dann eben die größere Einspritzmenge.
Bei ausreichender Geschwindigkeit führt der Fahrtwind zu ausreichendem Wärmeaustausch im Kühler an die durchströmende Luft. Bei Fahrten innerorts, Stop and Go etc. übernimmt dies ein Lüfter.
Meist greift dieser ab ca. 100°C ein. Je nach Modell gibt es Versionen mit elektrisch angetriebenem oder zugeschaltetem Lüfter.
Andere nutzen einen Viskolüfter, bei dem ein Bimetall einen Flüssigkeitskreis öffnet bzw. schließt. Strahlt der Kühler eine zu hohe Temperatur aufs Bimetall, wird der Bypass in der Lüfterkupplung geschlossen und er wird kraftschlüssig (hydraulisch) angetrieben. Seine Drehzahl steigt so bis ca. 3000/min mit an. Danach wird der Luftwiderstand an den Lüfterflügeln so gross, dass bei steigender Motordrehzahl der Lüfter dennoch nur ca. 3000/min macht. Darüber ist dann etwas Schlupf in der Flüssigkeitsfüllung. Dies ist gewollt und schützt Wasserpumpe / Riementrieb etc. vor Schäden z.B. durch Unwucnt eines Lüfters bei hoher Drehzahl.
Wenn man den (Visko-)Lüfter auf den ersten Metern kalt deutlich hören kann, ist dies nicht zwangsläufig ein Defekt. Nein, das Öl in der Lüfterkupplung ist kalt noch so träge und dickflüssig, dass der Lüfter dadurch etwas angetrieben wird. Aber auch das Öl in der Lüfterkupplung erwärmt sich schnell und dieser Effekt verschwindet bald nach dem Kaltstart wieder.
Ab 120°C ist der Spass dann vorbei. Dann gilt Fuß vom Gas oder sogar Motor aus. Die heute verwendeten Zylinderkopfdichtungen gehen bis über 120°C problemlos mit und nehmen dabei keinerlei Schaden. Lehrstunde Ende...

Ich würde immer ein Thermostat mit 87° einem mit 82° vorziehen. Die 5° mehr bringen einen leichten Verbrauchsvorteil und etwas mehr Heizleistung im Innenraum.
In den meisten Fällen verlieren die klassischen Kühlmittelthermostaten über die Jahre etwas Genauigkeit und sinken in der Öffnungstemperatur ab. Daher ist nach Einbau eines Neuteils die (unbegründete!!!) Angst da, dass der Motor nun überhitzen könnte. Werden die oben genannten Temperaturen eingehalten, ist die (Temperatur-)Welt in Ordnung.

Wer technikbegeister ist, kann sich auf youtube diverse Videos zum Viskolüfter und Thermostaten anschauen, die die Funktion bildlich verdeutlichen.

[Vanagaudi]

Mir war's interessant, etwas weiter in die Materie einzusteigen:

Die Kühlwassertemperatur hat einen marginalen Einfluss auf die *Spitzen-*Verbrennungstemperatur.

Kann man nachvollziehen. Trotzdem reicht die Absenkung der Kühlwassertemperatur aus, die Grenzwerte der NOx Emissionen einzuhalten, während sie dagegen bei höheren Kühlwassertemperaturen überschritten werden. Und dies regelmäßig und nachvollziehbar. Siehe dazu den derzeitigen Abgasskandal bei Daimler und dem OM651 Motor.

NOx entsteht an den heißesten Stellen im Zentrum der Verbrennung. Diese Spitzentemperaturen werden durch AGR etc. gesenkt.

• Thermisches NOx entsteht aus dem Stickstoffanteil N2 Luft der in der Flamme durch Oxidation bei Temperaturen >1000°C. Höhere Temperaturen in der Flamme erhöhen die Bildung des thermischen NOx, bis 1200°C erfolgt die sie eher gering, ab 1400°C mit starke Zunahme, bis sie bei 1800°C das Maximum erreicht. 90% bis 95% des im Verbrennungsmotor erzeugten NOx ist thermisches NOx.
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• Der im Brennstoff gebundenen Stickstoff oxidiert bereits bei niedrigeren Temperaturen ab etwa 800°C. Ist bei Diesel- und Benzinmotoren jedoch ohne Bedeutung.
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• Promptes NOx entsteht in der Reaktionszone der Flamme durch den freien Sauerstoff (Luftüberschuss) während der Verbrennung. Im Vergleich zum thermischen NOx ist promtes NOx kaum temperaturabhängig, die Erzeugung nimmt jedoch bei steigender Verbrennungstemperatur zu. Der Anteil des promten NOx bei Verbrennungsmotoren liegt bei 5% bis 10%.
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• Eine schnelle Oxidation von Kraftstoffmolekülen wird durch das Beimischen von nicht reaktiven Gasen, zum Beispiel von Abgasen, behindert. Die Temperaturspitzen während des Verbrennungsvorgangs, die vor allem für die NOx-Emissionen verantwortlich sind, werden so abgesenkt, die Zeit des Verbrennungsvorgangs verlängert. Die AGR-Technik wird vor allem im Teillastbereich eingesetzt, während sie im Volllastbereich inaktiv ist. Im Teillastbereich ist die AGR auch besonders effektiv, da die Verbrennungstemperaturabsenkung durch AGR-Maßnahmen bei späteren Einspritzzeitpunkten zunehmend größer wird, während sie im Vollastbereich und frühen Einspritzzeitpunkten kaum Auswirkungen zeigt.

--> Literatur dazu
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Bei der Wassertemperatur geht es um Wandwärmeverluste (senkt den Wirkungsgrad) und unvollständige Verbrennung an den kalten Stellen außen am Brennraum.
Auch daher haben moderne Motoren bedarfsgesteuerte Kühlwasserpumpen und fahren einen höheren und möglichst eng geregelten Bereich der Kühlwassertemperatur.
Das Thema war eines der Steckenpferde meines VKM Profs. Seine Empfehlung um den billig und schnell den Wirkungsgrad meines damaligen alten Omega zu verbessern: Reinen Frostschutz im Kühlsystem fahren um die KM Temperatur anzuheben (Achtung hat u.U. auch Nachteile! z.B. ggf. auch VERMINDERTER Frostschutz).

Dem möchte ich nichts hinzufügen. Die Verwendung reines Frostschutzmittels als Kühlmittelflüssigkeit ist eine schnelle Maßnahme, aber es gibt sicher auch bessere Methoden

[joethesprinter]

@dimmi:
So lassen und sich über die Verbesserung freuen.

@vanagaudi: Ohne es selbst nachgemessen zu haben denke ich dass bei den Temperaturen im Strahl der Einspritzung (für einen Sekundenbruchteil) die ∆T=5K so weit davon entfernt an der Zylinderwand keine große Rolle spielen.
Aber wir haben auch schon Batterien bis kurz vor dem NEDC-Test aufgeladen, Ölstände gesenkt, Luftdrücke übermäßig erhöht... um gerade über Schwellen beim Test zu kommen.
Außerdem ist NOx ja auch nur ein Aspekt des Abgases. Mich persönlich interessiert primär der Verbrauch (und damit CO2).