Kühlung luftgekühlter Motoren
Bei der Kühlung von luftgekühlten Motoren muss man genauer differenzieren. Die Öltemperatur sagt eine Menge über den Zustand des Motors aus. Wer allerdings die Zylinderkopftemperatur nicht beachtet, wird seinen Tuningmotor bei Volllast zerstören. Die Öltemperatur steht zur Zylinderkopftemperatur in keinem Verhältnis. Bei einer guten Auslegung des Ölkühlers sollte die Öltemperatur bei hohen Geschwindigkeiten nicht über 85°C gehen. Fährt man dann allerdings mit einem passiv gekühlten Motor in den Stau, steigt die Öltemperatur auf 90 - 95°C an.
Anders bei der Zylinderkopftemperatur. Egal ob Stau oder langsame Fahrt durch die Stadt ist die Zylinderkopftemperatur niedrig. Wie niedrig sie ist, hängt stark vom Motor Typ, von der vorhandenen Verblechung, von dem Lüfter und der Messstelle ab. Je mehr Last gefahren wird, hohe Geschwindigkeiten oder große Steigungen am Berg, desto höher ist die Zylinderkopftemperatur.
Für die Ölkühlung von Typ4 Motoren benutze ich Ölkühler vom /8er Mercedes Benz. Die sind günstig und sehr robust und ausreichend von der Kühlung. Es gibt sie in zwei verschiedenen Ausführungen. Der kleinere, der in den Modellen W108 - W116 verbaut wurde und der größere, der in dem Modell W114 250, 250 C, 250 CE verbaut wurde.
Der kleinere Ölkühler reicht für Motoren mit 2,0 l Hubraum und kleiner. Wer sich für einen Hubraum starken Motor über 2,0 l Hubraum entscheidet, der sollte auf die größere Variante zurückgreifen.
Bei meinem 2,4 l Typ 4 Motor habe ich mich für die größere Variante entschieden. Diesen Ölkühler habe ich hinter der Reserveradmulde beim kurzen Vorderwagen befestigt und die Luft mit einem Leittrichter zum Ölkühler geführt. Bei einem langen Vorderwagen, wird der Ölkühler hinter der geschlitzten Frontmaske verbaut, wenn vorhanden.
Die Halter für den Ölkühler habe ich aus Flachstahl vom Baumarkt gefertigt und an der Reserveradmulde von unten befestigt. So bekommt der Ölkühler nicht genügend Frischluft. Es muss ein Luftleittrichter gebaut werden, damit der Ölkühler genügend Luft bekommt und nicht an der Seite vorbeigeblasen wird. So wird die gesamte Luft durch den Ölkühler geleitet. Befestigt man den Ölkühler unter der Reserveradwanne, verbleibt sehr wenig Bodenfreiheit. Gerade bei tiefer gelegten Fahrzeugen schleift der Ölkühler ständig am Boden oder er wird von Steinen oder Gegenständen getroffen. Hinter der Reserveradmulde ist der Ölkühler geschützt platziert.
Mittels Schablonen aus Pappe habe ich einen Lufttrichter aus Aluminium angefertigt. Dieser wird später durch eine geschweißte Version ersetzt. Der Lufttrichter wird mit vier Schrauben an den Halter des Ölkühlers befestigt. Die Ölleitungen können entweder im Rahmentunnel, unter dem Rahmentunnel oder neben den Warmluftkanälen befestigt werden. Ich habe mich für Leitungen durch den Rahmentunnel entschieden. Vorne kommen die Leitungen aus dem Rahmentunneldeckel raus. Hinten enden die Leitungen in der Rahmengabel. Von Ölkühler zu den Leitungen habe ich mir Schläuche von einem Hydraulikspezialist anfertigen lassen. Es sind Hansa-Flex HD113T Schläuche, die mit Armaturen verpresst wurden. Die Schläuche halten Drücke von 160 bar und eine Temperatur von 135°C aus. zuvor hatte ich von CSP Ölschlauch gekauft und den verpressen lassen. Dieser ist aber zu weich und rutscht dann irgendwann aus der Verpressung raus.
Die beste Lösung einen Thermostat zu montieren ist die direkt am Motor ( siehe Bild). Man benötigt dann keinen Ölkühleradapter sondern nur den Thermostat. Diese Lösung wird von den Firmen Klaus und Ahnendorp angeboten.
Bei meinem 2,4 l Typ 4 Motor hatte ich zuerst eine Gebläsehaube von MSS für 260 mm Porsche Lüfter verbaut. In dieser Zusammensetzung ergab sich eine Zylinderkopftemperatur gemessen unter der Zündkerze des dritten Zylinders im Leerlauf von 140 °C. Wenn man verschiedene Messpunkte betrachtet ergeben sich unterschiedliche Temperaturen. Die MSS Gebläsehaube leitet nicht zu allen Zylindern gleich viel Luft. So sind die Temperaturen unter der Zündkerze von Zylinder 1 und 2 etwa gleich und 10 °C niedriger als die unter der Zündkerze des dritten Zylinders. Misst man unter der Zündkerze des vierten Zylinders, ergibt sich die höchste Temperatur. Sie ist etwa 10°C höher als die des dritten Zylinders.
Beschleunigt man auf gerader Straße auf 140 km/h ergibt sich eine Temperatur von 180 °C. Fährt man 180 km/h hat man eine Temperatur von 210 °C. Die Temperatur steigt dann sehr steil an. Für Typ 4 Motoren gemessen unter der Kerze hat Oettinger damals einen Grenzwert von 250°C angegeben. Das hängt aber auch von der gefahrenen Zündkerze ab. Je besser die Isolierung an der Zündkerze, desto niedriger ist die Temperatur, wenn man beachtet dass die Zündkerze 800 °C warm wird. Meine Messungen habe ich mit NGK Zündkerzen durchgeführt.
Da ich einen vollgasfesten Motor haben wollte, habe ich mich nach langer Recherche für ein Klaus Gebläsesystem mit Rückseitenkühlung entschieden. Dieses Gebläse ist so aufgebaut, das alle Zylinder gleich viel Luft bekommen. Daher sind auch alle Temperaturen unter der Zündkerze gleich. Zusätzlich werden die sonst schlecht angeblasenen Rückseiten direkt mit Frischluft angeblasen. Dieses steigert die Kühlung enorm. Für die Rückseitenkühlung müssen die Zylinderköpfe bearbeitet werden.
Für die Rückseitenkühlung muss ein Teil der alten Luftführung von unten zugeschweißt werden, damit die warme Luft von oben die kalte von unten nicht wegdrückt. Anstelle dessen wird zwischen den Brennräumen der Zylinderköpfe eine neue Öffnung gefräst.
Zur besseren Wärmeabgabe haben die Zylinderköpfe zusätzliche Kühlrippen bekommen. Diese wurden an den Köpfen von Firma Klaus angeschweißt.
Da die Tafel Abgaskrümmer mit der Klaus Rückseitenkühlung kollidieren, wurde die komplette Abgasanlage gegen die von Klaus getauscht. Die wesentlich mehr Drehmoment aufweist.
Im Leerlauf ergab die neue Kühlung eine Verbesserung von 20 °C. Bei 140 km/h wird der Motor jetzt 130°C warm. Also dort eine Verbesserung von 50 °C. Bei 180 wird der Motor nun 160°C warm. Das ist ebenfalls eine verbesserung von 50 °C. Bei 220 km/h wird er jetzt 220 °C warm. Damit ist der Motor jetzt vollgasfest.
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