Kühlung für Nutzfahrzeuge

Strenge Abgasnormen und der Wunsch nach Verbrauchssenkung sind die wesentlichen Entwicklungstreiber bei Nutzfahrzeugen. Dabei wird es immer wichtiger, die Kühlungsaufgaben ganzheitlich zu betrachten und zu optimieren (Thermomanagement).

Komponenten, Module und Systeme zur Motorkühlung

Ladeluftkühler

Bei den indirekten Ladeluftkühlern kommen sehr kompakte Kühler zum Einsatz, die mit dem Kühlmittel des separaten Niedertemperatur-Kühlkreislaufs gekühlt werden. Da der Niedertemperatur-Kühlmittelkühler eine große Stirnfläche besitzt, sind sehr niedrige Ladelufttemperaturen erreichbar. Indirekte Ladeluftkühler können aufgrund hoher Effizienz (im Vergleich mit einem direkten Ladeluftkühler) sehr kompakt ausgelegt und am Motor verbaut werden. Sie zeigen im transienten Fahrbetrieb eine deutlich konstantere Ansauglufttemperatur und können damit zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs beitragen.

Kühlmodule

Sie enthalten verschiedene Komponenten der Motorkühlung sowie den zum Klimakreislauf gehörenden Kondensator. Hauptbestandteile des Kühlmoduls sind der Kühlmittelkühler und der Ladeluftkühler. Bei der indirekten (kühlmittelgekühlten) Ladeluftkühlung wird der Ladeluftkühler durch einen Niedertemperatur-Kühlmittelkühler ersetzt, der zwischen Kondensator und Kühlmittelkühler eingebaut wird. Um einen höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, werden sämtliche Einzelkomponenten optimal aufeinander abgestimmt. Je nach Fahrzeugkonzept können die Komponenten im Baukastenprinzip zusammengefügt werden - das reduziert den Entwicklungs-, Produktions- und Logistikaufwand.

Niedertemperatur-Kühlmittelkühler

Bei der indirekten Ladeluftkühlung wird die Wärme vom Ladeluftkühler nicht direkt an die Umgebungsluft abgeführt, sondern über einen separaten Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf (NT-Kühlkreislauf) und einen Niedertemperatur-Kühlmittelkühler (NT-Kühler) an die Umgebung abgegeben. Der NT-Kühler der indirekten Ladeluftkühlung ist am Kühlmodul angebracht und kann bei gleicher Leistung kompakter ausgelegt werden als der direkte Ladeluftkühler, da ein Luft-Kühlmittel-Wärmeübergang stattfindet. Mit Hilfe des NT-Kühlers können optional auch eine temperaturempfindliche Li-Ionen-Batterie, deren Leistungselektronik und bald auch der Kondensator des Kältekreislaufs optimal temperiert werden.

Öl-Heiz- und Kühlmodule

Aktuelle MAHLE Heiz- und Kühlmodule können zusätzlich die Kanalführung, Temperaturregelung und Filterung des Kühlmittelstroms übernehmen. Durch eine optimale Kanalführung und Aufteilung des Kühlmittelstroms werden die Wärmetauscher für Motor und Getriebe sowie für Kraftstoff bedarfsgerecht mit Kühlmittel versorgt.

Kühlmittelkühler

Wichtigster Bestandteil eines Kühlmoduls ist der Kühlmittelkühler. Er besteht aus Kühlerblock und Kühlmittelkästen mit allen erforderlichen Anschlüssen und Befestigungselementen. Der Kühlerblock wird in der Regel aus Aluminium hergestellt, die Kühlmittelkästen werden entweder aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder ebenfalls aus Aluminium gefertigt.

Thermostate und Ventile

Die vielfältigen Aufgaben der Motorkühlung sind nur durch eine intelligente Regelung der anfallenden Energieströme realisierbar. So müssen verschiedene Systeme und Motorkomponenten bedarfsgerecht mit Kühlmittel versorgt werden – in modernen Systemen sogar auf unterschiedlichen Temperaturniveaus und in verschiedenen Kühlkreisläufen. Regelsysteme von MAHLE, wie zum Beispiel Doppelthermostate, sorgen hier für eine bedarfsgerechte, exakte Temperaturregelung und damit für einen effizienteren Betrieb, verringerten Verbrauch, weniger Verschleiß und reduzierte Emissionen.

Visco®-Lüfter und Visco®-Antriebe

Von Nutzfahrzeugen über Transporter bis hin zu SUV mit leistungsstarker Motorisierung kommen elektronisch geregelte Visco®-Lüfter zum Einsatz. Sie kennen alle für die Kühlung und Klimatisierung relevanten Temperaturen und regeln exakt die erforderliche Lüfterdrehzahl ein.

Mit dem Visco®-Hybrid-Lüfterantrieb bietet MAHLE eine für Hybridantriebe maßgeschneiderte Lösung an. Die MAHLE Technologie vereint die Vorteile des Visco®-Antriebs mit denen einer elektrischen Ansteuerung sowie einer bedarfsgerecht regelbaren Lüfterleistung, einem erhöhten Wirkungsgrad und der Möglichkeit zur Energierekuperation.

Visco®-Hybrid-Lüfterantrieb

Abgasrückführung (AGR)

Eine Möglichkeit, die strengen Grenzwerte hinsichtlich Stickoxidausstoß (NOx) zu erreichen, ist die gekühlte Abgasrückführung (AGR). Dabei wird ein Teil des Hauptabgasstroms zwischen Motorauslass und Turbine entnommen, in einem speziellen Wärmeübertrager gekühlt und der Ansaugluft nach dem Ladeluftkühler wieder beigemischt. Dadurch sinkt die Verbrennungstemperatur im Motor und die Bildung von NOx wird reduziert. Die MAHLE AGR-Kühler zeichnen sich durch eine hohe thermomechanische Festigkeit, ein verbessertes Versottungsverhalten sowie durch eine sehr hohe spezifische Leistung aus. Durch die Hochleistungs-Winglet-Rohre sind sehr stabile AGR-Temperaturen und dadurch eine verbesserte Abgasrückführregelung möglich.

Elektrische Kühlmittelpumpen

Basierend auf einem modularen Design bietet MAHLE eine 12V Pumpe mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 450 Watt und eine 48V Pumpe mit bis zu 1kW elektrischer Leistungsaufnahme.

Durch den individuell regelbaren Kühlmittelfluss mit geringen mechanischen Verlusten, erreichen unsere Kunden signifikante Reduzierungen im Kraftstoffverbrauch und bis zu 5% geringere Schadstoffemissionen (CO2).

Der in der Pumpe verbaute bürstenlose Elektromotor und das Lagerkonzept sorgen zudem für einen wartungsfreien Betrieb mit hoher Zuverlässigkeit und die direkt gekühlte Elektronik erlaubt eine maximale Leistungsausbeute.