Kühlmittel im Rover G30:Wasser 50:50 30:70 0:100

[whitepony]

Huhu liebes Forum,

ich hatte letztes Jahr in AdR bei 35°C Außentemperatur dann doch so langsam Kühlprobleme (Rover K-Serie mit ca 200 Pferdchen, Radtec Standard Alukühler mit Laminova Wasser Öl Wärmetauscher und PRT). Um etwas mehr Reserven dieses Jahr zu haben suche ich gerade nach Möglichkeiten und überlege mit jährlichem Kühlflüssigkeitswechsel, einfach auf Wasser mit Motul Mocool o.ä. zu gehen. Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität geht gegenüber einem G30 50:50 Mix deutlich nach oben und könnte mir auf günstigste Art und Weise sowohl mehr Wärme aus dem Block abführen, mehr Wärme aus dem Öl ziehen, als dann auch evtl. mehr Wärme an die Luft abgeben. Oder ist dieser Punkt eine Milchmädchenrechnung? Reines Wasser hat zwar eine bessere Wärmeleitfähigkeit, aber eben auch eine erhöhte Wärmekapazität, also ist das Wasser im Radiator evtl. kaum heißer als vorher, ergo wird wohl auch nicht mehr Wärme an die Luft abgegeben? Geht die Rechnung auf durch Volllast / Niedriglast Zyklen auf der Rennstrecke auf, wo reines Wasser die Hitze erst schneller aufnehmen, und dann aber auch schneller wieder abgeben kann, so dass man unterm Strich kühler unterwegs ist? Im reiner Voll-Last dürfte ja die Kühlmitteltemperatur allein durch die Wärmetauscher-Fähigkeit des Lüft-Wasser Kühlers gegeben sein?

Viel theoretisches Gerätsel, daher mal einfach die Frage: habt ihr Erfahrungen bzgl. Kühlmitteltemperatur von G30:Wasser 50:50 zu 30:70, oder gar zu einem reinen Wasser-Mix mit etwas Mocool/Water Wetter/und wie sie alle heißen für die Korrosions-/Schmier- und Kavitationseigenschaften? Gab es irgendwelche negativen Langzeit-Nebenwirkungen?

lg,
Simon

[carsten_drechsler]

Moin Simon,

mit dem 1.6 180-190 PS hatte ich noch nie Temperaturprobleme!
Radtec standard 50mm, QED 82°C Thermostat + Laminova im Rücklauf des Kühlers.
Seit er (fast) nur noch für die Straße verwendet wird, sitzt der Laminove im Zulauf.
Nach 5 min. Volllast Autobahn merkt man die höhere Öltemp. jetzt schon!

Persönlich glaube ich nicht, dass Du mit Kühlmittelexperimenten so viel gewinnst.
Verschiedene Möglichkeiten wären:
-Mapping prüfen, eventuell etwas Anfetten zur Bauteilkühlung.
-Laminova in den Rücklauf, um die Öltemperatur runter zu kriegen.
-60mm Radtec verbauen.
-Laminova gegen Öl-Luft Wärmetauscher ersetzen, entlastet das Kühlsystem und kühlt das Öl besser.

Der R400 226 PS läuft mit 60mm Radtec, 74°C QED Thermostat und Luft-Ölkühler.
Selbst im Sommer in HHR deutlich unter 90°C Wasser und unter 100°C Öl.

[whitepony]

Ich bin mit dem Standard 50mm Radtec unterwegs, meine Temperaturfühler sind im Zulauf, Öl am Filtergehäuse, Wasser direkt vor der Pumpe (ich wollte prüfen, dass das PRT gut funktioniert und keine Kühlwasser-Kältewellen durch den Motor jagt). Wasser Inlet liegt bei normalen Sommertrackdays relativ stabil bei 90°C, Öl Inlet immer so bei 105-108°C, gemessen mit schönen 270° Stack Instrumenten, so dass man auch was ablesen und nicht nur schätzen kann. Die Werte fand ich ok, Öl hätte gern etwas niedriger sein können. Mittelgroßer Laminova sitzt bei mir auch im unteren, kalten Zulauf für maximale Ölkühlung (und automatisch im heißen Zulauf, wenn er den Bypass über das PRT wählt). In AdR war es dieses Jahr aber echt besonders heiss und da ist mir zum ersten mal das Wasser Richtung 100°C gekrochen, Öl Richtung 110°C und dann habe ich immer mal eine Abkühlrunde eingebaut - das zeigt mir nur, dass mein System schon eher an der Grenze operiert und da würde ich gern weiter wegkommen.

Dickerer Radtec wäre noch am ehesten eine Lösung, weil ich auch nicht verstehe wie man im Kühlkreis bei konstantem Energieeintrag und nahezu Fluid-unabhängiger Dissipation durch die Kühlflüssigkeit gewinnen könnte - aber vielleicht kann mir das ja noch jemand erklären!

[whitepony]

nagut, etwas google findet die richtigen veröffentlichungen:

https://dergipark.org.tr/en/download/ar ... le/1702263
https://www.sae.org/publications/techni ... nt/960372/

In der ersten Veröffentlichung sind 100% wasser, 70:30 wasser glycol und 50:50 wasser glycol verglichen. Wichtig ist anscheinend, dass Wärmetransport Flüssigkeit->Alukühlerseite eben doch von den thermodynamischen Eigenschaften der Flüssigkeit abhängt ... sofern man in diesem Wärmetranspot-Flaschenhals steckt. Es gibt beim Kühler zwei Flaschenhälse: der Wärmetranspot der Schicht Aluminium->Luft und der Wärmetransport Flüssigkeit ins Alu. Ob und welchen Flaschenhals man nun gerade vor sich hat klärt vermutlich Publikation zwei, die ich aber leider nicht einsehen kann ohne zu kaufen.

Abstrakt Link 1:
Compared with water, 30/70 EG/water, 50/50 EG/water mixtures yielded on average 3.50%, 7.89% lower radiator heat rejection rates, respectively
Die haben diese Messungen sowohl bei kleinem Kühlmittelvolumenstrom, als auch bei kleinem Luftstrom von 1-4m/s gemacht ... und trotzdem sieht man durch die Bank weg eine bessere Wärmeabgabe zwischen Wasser zu 70:30 zu 50:50, d.h. selbst bei dem niedrigen Luftvolumenstrom der Publikation scheint der Flaschenhals nicht Aluminium->Luft zu sein.

Im Abstrakt zu Link 2 findet man:
It is concluded that the most effective of the coolants in transferring heat in the test radiators was water, followed by 50/50 ethylene glycol/water, 50/50 propylene glycol/water, 70/30 ethylene glycol/water, 70/30 propylene glycol and, finally, 100% propylene glycol.
The effect of replacing a 50/50 ethylene glycol/water coolant mixture with a 50/50 propylene glycol/water mixture in an automobile radiator depends upon the design of the radiator, the operating conditions and the amount of fouling. In situations where the air-side of the radiator contributes the majority of the resistance to heat transfer, the effect of changing coolants will be negligible and the coolant loop temperatures will increase by, approximately 0.5 - 1°C (1 - 2°F). In situations where the coolant provides the majority of the resistance to heat transfer the effect of changing coolants will be larger 2 - 3°C (4 - 6°F), but this would be an extreme case. The effect of an increase in the coolant return temperature upon the maximum metal temperature should be negligible, based upon the lower metal temperature that is achieved in nucleate boiling with 50/50 propylene glycol coolants compared to 50/50 ethylene glycol coolants, even with higher coolant temperatures [1].

Jetzt müsste man die Publikation lesen können , welchen Kühlmittelwechsel sie meinen (vermutlich EG -> PG). Und man müsste sie lesen, um zu verstehen in welchem Limit man vielleicht mit unseren Autos herumcruist: Alu Luft oder Flüssigkeit Alu? Auf jeden Fall aber ist klar: geht man bei der Verdünnung Kühlmittel:Wasser vom Standard 50:50 immer mehr Richtung reines Wasser, ist der Kühler im besten Fall in der Lage ca. ca. 8% mehr Wärme abzugeben (gut, 8% Differenz-Enthalpie, ist etwas schwerer zu greifen). Nicht die Welt, aber auch nicht schlecht.

Vielleicht probiere ich es einfach mal diese Saison Wasser+MoCool und ich kann ja dann berichten, ob sich Wasser & Öltemperatur merklich geändert haben - so oder so gehts dann zum Winter zurück auf std Frostschutz.

[carsten_drechsler]

Mach wie Du magst, kann Dir nur sagen, dass an meinen beiden Autos der Kühlmittelsensor an der orig. Stelle sitzt, also Ausgang Motor.
An beiden Autos AIM Dash mit Datenlogger.
Auch das MBE 967 meldet auch an sehr heißen Tagen in HHR eigentlich immer unter 90°C am Abgang.
90°C im Zulauf wären mir persönlich zu viel, der Rover mag nicht so hohe Temperaturen.
Und 108-110°C als Ölzulauf ist auch reichlich...
Entweder passt mit Deinen Sensoren doch was nicht, oder Dein Kühlsystem ist überlastet?
Wundert mich aber, weil ich am 1.6 auch nur den 50mm Ratec + Laminova.habe.
Vielleicht hast Du doch zu viele Bypässe durch den PRT Krempel??

[suicide jockey]

Hab jetzt die verlinkten Dokumente nur "überflogen", werde auch den Eindruck nicht los, dass diese Betrachtungen eher akademischer Natur sind.
Eigene Versuche, die ich mal mit "Water Wetter" angestellt habe, erbrachten allenfalls sowas, wie 1 - 2°C Temperaturabsenkung im Betrieb, mehr würde ich auch bei Anbieterversprechungen von 7°C nicht erwarten. Versuche mit Evans drucklos hab ich nie angestellt, da ich mal irgendwo im Netz einen Praxistest gefunden habe, nach dem in der Summe die tatsächliche Kühlwirkung schlechter war, als 50:50 Glycol - Wasser.
Für Experimente war mir damals die Zeit zu schade und der Preis der Brühe viel zu hoch.

Generell bin ich zu 100% mit Carsten d'accord und würde mangelnde Wirkung des vorhandenen Kühlsystems viel eher vermuten, als dass Glykol-Wasser-Kühlmittel in diesem Motor am Ende sein könnte. Selbst stark modifizierte Ford-Motoren haben bei 88°C Thermostat-Öffnungsbeginn und 102°C voller Öffnung zwar im fortgesetzen Volllastbetrieb (bei intaktem Kühlsystem) etwas höhere Temperaturniveaus, als der Rover, aber immer noch ausreichende Reserven! Die geschilderte Öltemperatur ist zwar schon etwas höher, aber moderne Öle halten selbst 120°C noch problemlos stand.

Ansätze für Abhilfe bei den verwendeten Kühlsystemen mit 55mm-Kühlern könnten noch sein:

• Einwandfreier Zustand aller Kühlsystemkomponenten (kalkfreies System, guter Durchfluß)?
• Korrekt messende Sensorik mit einwandfreier Verkabelung?
• Lüfterverkabelung leistungsfähig, korrosionsfrei in ausreichendem Kabel-Querschnitten?
• Korrekter Kühlsystemdruck?
• Thermostat öffnet / schliesst korrekt?
• WaPu in einwandfreiem Zustand (ohne Korrosion, lose oder angefressene Pumpenräder, usw.)?
• Motoreinstellungen (Zündung, Gemisch, ...( einwandfrei?
• Vernünftige Zuführung und Ableitung des Kühlmediums Luft, z.B.Leitbleche (!), taugliche Lüfterflügelprofile?
• keine engmaschigen Gitter in Belüftungs- und Entlüftungsöffnungen?

Für diejenigen, die das wirklich Exotische lieben: Schlußendlich kämen noch exotische, aber technisch einfach aufzubauende Zusatzkühlungen in Frage, so wurden bei Lachgas"aufgeladenen" Motoren schon gute Erfolge mit Wassernebeldüsen (Verdunstungskühlung) am Kühler erzielt, die bei Hochlast zugeschaltet wurden.

[whitepony]

Der Spass mit der Kühlflüssigkeit hat mich einfach interessiert und ist vom Rest eigentlich erstmal fast unabhängig.

Zur Temperatur: Bypässe sollten ja eigentlich bei mir weniger sein als bei jedem anderen: der hintere Heizungsbypass ist komplett stillgelegt, es gibt den Bypass über das PRT und die kleinen Kopfentlüfter & Kühlerautoentlüfter in dem Zulauf des Kühlwasserbehälters, der wiederum ist mit dem kleinen Zulauf des orig. Thermostats verbunden (wo früher der reguläre Bypass verbunden war). Das ist mein einziger, echter Permanent-Bypass. Was genau innerhalb des PRT passiert bei 7000rpm+ weiss ich natürlich nicht genau. Kann es vielleicht sein, dass das PRT bei sehr hohen Drehzahlen immer einen Druck-Gradienten sieht und damit immer den Bypass öffnet? Ein einfach Test wäre ja mal nen Sommer-Trackday ohne Thermostaten zu fahren und das PRT zu bypassen. Wenn dann alles viel kühler läuft, ist das PRT Schuld.

Hab ja noch etwas Zeit bis die Saison beginnt. Hätte ja schon längst die remote thermostat Lösung ausprobiert, wenn das PRT mit Laminova nicht Kuchen haben UND essen wäre.

[whitepony]

Ansätze für Abhilfe bei den verwendeten Kühlsystemen mit 55mm-Kühlern könnten noch sein:

• Einwandfreier Zustand aller Kühlsystemkomponenten (kalkfreies System, guter Durchfluß)?
• Korrekt messende Sensorik mit einwandfreier Verkabelung?
• Lüfterverkabelung leistungsfähig, korrosionsfrei in ausreichendem Kabel-Querschnitten?
• Korrekter Kühlsystemdruck?
• Thermostat öffnet / schliesst korrekt?
• WaPu in einwandfreiem Zustand (ohne Korrosion, lose oder angefressene Pumpenräder, usw.)?
• Motoreinstellungen (Zündung, Gemisch, ...( einwandfrei?
• Vernünftige Zuführung und Ableitung des Kühlmediums Luft, z.B.Leitbleche (!), taugliche Lüfterflügelprofile?
• keine engmaschigen Gitter in Belüftungs- und Entlüftungsöffnungen?

Für diejenigen, die das wirklich Exotische lieben: Schlußendlich kämen noch exotische, aber technisch einfach aufzubauende Zusatzkühlungen in Frage, so wurden bei Lachgas"aufgeladenen" Motoren schon gute Erfolge mit Wassernebeldüsen (Verdunstungskühlung) am Kühler erzielt, die bei Hochlast zugeschaltet wurden.

Ich glaube ich könnte an all deine Punkte nen Haken machen. Etwas wundern mich die Stack-Temperaturen, denn meine verteilten Temperaturstrips zeigen eher 100°C statt 110°C Öl an, das haben damals auch meine alten Caterham Schätzeisen angezeigt. Aber die Stack Sensoren kommen mit eigener Masse, eigentlich schwierig das zu versemmeln. PRT bei hohen Drehzahlen wäre jetzt mein Favorit, wenn der Bypass unter Trackday-Drehzahlen öffnen sollte, dann sähe mein Setup alt aus.

[carsten_drechsler]

Die Duratecs laufen heißer, ohne Probleme.
Der Alu Insulaner mag es halt etwas kühler, die orig. R400 laufen jahrelang ohne Probleme.
Oft bringt eine Optimierung eben doch keine wirklichen Vorteile gegenüber dem funktionierenden Originalzustand....

[suicide jockey]

... Bypässe sollten ja eigentlich bei mir weniger sein ... der hintere Heizungsbypass ist komplett stillgelegt ...

Wie der genaue Kühlwasserverlauf in den Rover-Caterham ist, müsste ich mir mal zu Gemüte führen, hab das gerade nicht so auf dem Zettel ... Aaaaber wenn Du sowas z.B. beim OHC machst, gibt es Hitzenester im Kopf, obwohl ganz viele Hobbytuner in GB genau das empfehlen
Der Weg aus dem Kopf über den Heizwärmetauscher zurück zur WaPu muss beim OHC zur Vermeidung von Wärmenestern offen bleiben. Allerdings lassen viele Hobbyisten den Wärmetauscher bei Kit Cars einfach weg und dann ist der 15,8mm-Schlauchinnendurchmesser schon wieder zu widerstandsarm, so dass der kleine Kühlkreislauf den großen Kreislauf zum Teil kurzschließt und die Kühlwirkung verringert.
Also bringt einen (beim OHC) entweder der verschlossene Bypass, oder der zu große Bypass gleichermaßen in die Bredoille ...

Die Serienlösung bei Caterham sollte aber eigentlich sooo schlecht nicht sein.