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Ein Turbolader presst mehr Luft in einen Motor, als dieser von allein ansaugen könnte, und das Verdichten erhitzt die Luft – bei einem modernen Hochdruckmotor auf 150 °C und mehr. Heiße Luft ist dünn und macht die Verbrennung heißer, daher wird die Luft vor dem Eintritt in die Zylinder wieder gekühlt: Das ist die Ladeluftkühlung, und der Kühler, der sie leistet, ist der Ladeluftkühler. Dieser Leitfaden erklärt die beiden Ausführungen und warum bei einem großen Motor die Ladeluft die härteste Aufgabe des gesamten Kühlsystems stellt.
Warum Ladeluft Gekühlt Wird
Kühlere Luft ist dichter, sodass derselbe Zylinder mehr Sauerstoff aufnimmt, mehr Brennstoff verbrennt und mehr Leistung erzeugt; kühlere Luft senkt außerdem die Verbrennungstemperatur, was die Stickoxidemissionen niedrig hält und Kolben und Ventile innerhalb ihrer Grenzen. Motorhersteller geben deshalb eine Ladelufttemperatur nach dem Kühler vor – typischerweise 45 bis 60 °C – und legen die Nennleistung darauf aus. Kann der Kühler diese Temperatur an einem heißen Tag nicht erreichen, reduziert die Motorsteuerung die Leistung zum Selbstschutz.
Luft-Luft Oder Luft-Wasser
Ein Luft-Luft-Ladeluftkühler leitet die heiße Ladeluft durch einen berippten Block vor oder neben dem Motorkühler; der Kühlerventilator kühlt beide. Er ist einfach und bei kleineren Stromaggregaten mit angebauten Kühlern verbreitet, aber die Ladeluft muss zum Kühler und zurück geleitet werden, was ihn auf kompakte Installationen beschränkt.
Ein Luft-Wasser-Ladeluftkühler sitzt am Motor und gibt die Ladeluftwärme an einen Kühlmittelkreis ab, der sie zu einem Kühler trägt, wo immer dieser steht. Große Motoren nutzen zwei Stufen: eine Hochtemperaturstufe, die die Luft mit dem Motorkühlwasserkreis (HT) kühlt, und eine Niedertemperaturstufe an einem separaten NT-Kreis, die sie auf die Endtemperatur bringt. Der NT-Kreis kühlt oft auch das Schmieröl.
Der NT-Kreis An Einem Heißen Standort
Der NT-Kreis muss sein Kühlmittel mit 40 bis 55 °C zurückführen, damit die Ladeluft ihr Ziel erreicht – nur wenige Kelvin über einer Umgebung von 45 oder 50 °C. Diese kleine Temperaturdifferenz macht das NT-Register zum größten und empfindlichsten Teil eines NT/HT-Kühlers: Es bekommt die kälteste Luft, als erstes im Luftstrom, und die meiste Fläche pro Kilowatt. Wenn ein Motor an einem heißen Nachmittag die Leistung mindert, ist meist der NT-Kreis der Grund.
TECS konstruiert NT/HT-Kühler mit dem NT-Register, dimensioniert nach den Ladeluftgrenzen des Motorherstellers bei der Auslegungsumgebung des Standorts, sowie Luft-Luft-Ladeluftkühler, wo die Installation sie verlangt. Senden Sie das Motordatenblatt mit den NT-Kreisdaten, und das Angebot zeigt, was der Standort braucht.
Kurz gesagt
- Die Turboaufladung erhitzt die Ansaugluft auf 150 °C und mehr
- Ihre Kühlung erhöht die Leistung und senkt NOx und Bauteiltemperaturen
- Luft-Luft-Kühler für kompakte Aggregate, Luft-Wasser bei großen Motoren
- Große Motoren kühlen in zwei Stufen: HT- und NT-Kreise
- Die NT-Rücklauftemperatur liegt an einem heißen Standort nahe der Umgebung
- TECS dimensioniert das NT-Register nach den Ladeluftgrenzen des Motorherstellers
Was in eine Anfrage gehört
- Motorfabrikat, Modell und das Kühldatenblatt
- NT-Kreis: Wärme, Durchfluss, Eintritts- und geforderte Austrittstemperatur
- Ob der Ölkühler am NT-Kreis liegt
- Umgebungstemperatur, Aufstellhöhe und Luftfeuchte am Standort
- Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Anordnung
- Installation und Schallgrenze
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem Intercooler und einem Ladeluftkühler?
In der Praxis keiner; beide Namen bezeichnen den Kühler zwischen Turbolader und Zylindern. „Nachkühler“ wird ebenfalls verwendet, streng genommen für den Kühler nach der letzten Verdichterstufe.
Was passiert, wenn die Ladeluft zu heiß ist?
Der Motor erzeugt weniger Leistung, läuft heißer und emittiert mehr NOx; seine Steuerung reduziert die Last, um innerhalb der Grenzen zu bleiben. Bei einem Stromaggregat zeigt sich das als Leistungsminderung an heißen Tagen.
Warum braucht der NT-Kühler so viel Fläche?
Weil sein Kühlmittel nur wenige Kelvin über der Umgebungsluft zurückkehren muss; die kleine Temperaturdifferenz braucht eine große Fläche, um die Wärme zu übertragen.
Lässt sich die NT-Wärme zurückgewinnen?
Selten; bei 40-55 °C ist sie für die meisten Wärmeabnehmer zu kalt. Sie geht an einen Kühler, während die Wärme der HT-Stufe in einem BHKW zurückgewonnen werden kann.
Werden Luft-Luft-Kühler bei großen Motoren eingesetzt?
Selten. Große Motoren haben wassergekühlte Ladeluftkühler am Motor und leiten die Wärme über den NT-Kreis an einen Fernkühler.
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