Motorraum-Durchlüftung

Aus 3000GT
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Motorraumdurchlüftung, Temperaturen

Quelle: Beitrag von mitsublue im Forum gt-driver.de von Fr Mai 06, 2005 13:22

Motivation

Man hört und liest an einigen Stellen über die angeblich hohen Temperaturen im Motorraum des GT. Außerdem werden davon ausgehend verschiedene Modifikationen vorgeschlagen bzw. durchgeführt, z.B. das Entfernen von Gummidichtungen oder Montage bzw. Ausschnitt von Belüftungsöffnungen in der Motorhaube.

Dadurch angeregt habe ich mich etwas näher (und länger) mit der Angelegenheit befaßt. Nach ersten Messungen im letzten heißen Sommer (bei ca. 35°C), habe ich im März eine ganze Reihe weiterer Messungen durchgeführt.

Messbedingungen, Fahrzeug

Mein GT ist ein "Winter-GT" (ca. 400PS), aber „luftführungsmässig“ gesehen serienmäßig, außer

  • Abschirmung des K&N
  • zusätzlicher Ausschnitt für die Luftzuführung zum Filter (Bereich Kühlermaul vor dem Kühler, Filterseite)
  • Ölkühler im Kühlermaul (statt serienmäßig hinter linkem LLK)

Die Messungen wurden bei einer Außenlufttemperatur 15 bis 18°C durchgeführt, es war sonnig und windstill. Heizung / Klima waren ausgeschaltet.

Messtellen

Gtmb-motorraum-mp2.jpg

Für die Messungen wurden professionelle, digitale Fernthermometer verwendet (zusätzlich teilweise ein Infrarotthermometer).

Messtellen (Detailansicht, s. ...–farbe):

gtmb_tempmess1.jpg

gtmb-motorraum-gelb.jpg

gtmb-motorraum-lila.jpg

gtmb-motorraum-rot.jpg

gtmb-motorraum-orange.jpg

Ergebnisse A

Zunächst längere (ca. 180 km) Überlandfahrt auf verkehrsarmen Land- und Bundesstrassen, hügelig, teilweise kurvig. Zügige Fahrweise (bis Grenzbereich StVO :wink: ).

  • Blau - Außen (= vor dem Kühler) 15°C – 18°C
  • Blau - am Filter 17° - 20°C
  • Gelb – vor Y-Pipe 38°C – 49°C
  • Lila -. Vor dem Magnetventil für Ladedruck (solenoid): 28°C – 35°C
  • Rot - über hinterem Turbo: 37°C – 46°C
  • Orange - Luftleitung vom hinteren Turbo zum linken LLK: 35°C – 48°C
  • Grün (Pfeil) – unterhalb der Ansaugbrüche (im “V“ der Zylinderköpfe) – 26°C – 31°C

Erkenntnis: Die erreichten Temperaturen lagen an sich überraschend niedrig (vor allem auch bei „Grün“).

Ergebnisse B

„Stehender" GT mit laufendem Motor. Sobald der GT stand (vergleichbar Stau, rote Ampel usw.) gingen die Temperaturen schnell an den Messtellen „Gelb“ bis „Grün“ auf ca. 60°C, (vor dem Filter ca. 38°C). Höher nicht - sobald die elektrischen Kühlerlüfter ansprangen leichter Rückkgang, Temperaturen ca. + / - 10°C pendelnd (Lüfter ein /aus). Nach Wiederaufnahme der Fahrt gingen die Temperaturen innerhalb weniger Sekunden wieder auf die Werte wie bei A zurück.

Erkenntnis: Im Stand treten relativ hohe Temperaturen auf, dennoch harmlos. Durch diese relativ hohen „Standtemperaturen“ kommt es vermutlich zu der von GT-drivern „gefühlten“ Hitze. Verstärkt wird dieser Eindruck durch die im Stand vergleichsweise niedrige Temperaturen andere Fahrzeuge (z.B. BMW, MB, manche Audi), bedingt durch die dort verwendeten, stets mitlaufenden mechanischen Lüfter.

Ergebnisse C

Jetzt ging es auf die Autobahn (A7, leicht hügelig), zunächst für ca. 30km mit ca. 120 bis 140km/h - Temperaturen ungefähr wie A!

Danach für ca. 90km im Bereich 220 bis 270km/h. Dies ergab:

  • Blau - Außen (= vor dem Kühler) 15°C – 18°C
  • Blau - am Filter 17° - 20°C
  • Gelb – vor Y-Pipe 48°C – 60°C
  • Lila -. Vor dem Magnetventil für Ladedruck (solenoid): 38°C – 46°C
  • Rot - über hinterem Turbo: 47°C – 63°C
  • Orange - Luftleitung vom hinteren Turbo zum linken LLK: 58°C – 75°C
  • Grün (Pfeil) – unterhalb der Ansaugbrüche (im “V“ der Zylinderköpfe) – 46°C – 61°C.

Erkenntnis: Durch die im Vergleich zu A und C1 wesentlich höhere eingesetzte Motorleistung stiegen die Temperaturen erwartungsgemäß an. Kritische Temperaturen wurden dabei allerdings nicht erreicht.

Auswirkung Außentemperatur

Nach Vergleich mit meinen vorherigen, sommerlichen Messungen (und weiteren Messungen wg. K&N) kann man grob sagen: Temperatur (am Messpunkt Mp x) = Temperatur tx +,- Temperaturunterschied Außenluft.

Beispiel:

Außenluft +10°C, Temperatur am Mp(x) 35°C
Außenluft +30°C, Temperatur am Mp(x) 55°C

Erkenntnisse und Hintergründe

Die Temperaturen hängen stark von der abgerufenen Leistung ab, bzw. vom Leistungsbedarf bei verschiedenen Geschwindigkeiten, z.B. grob geschätzt für den GT bei gleichmässig

  • 100 km/h – ca. 20 PS (14,7 kW)
  • 150 km/h - ca. 55 PS (40,4 kW)
  • 200 km/h – ca.125 PS (92 kW)
  • 250 km/h – ca. 270 PS (198 kw)
  • 300 km/h – ca. 400 PS (294 kW)

Überschlägig werden davon ca. 27% der eingesetzten Energie über den Wasserkühler abgegeben. Wenn man dies auf die obigen Leistungen überträgt, heißt dies, daß bei den genannten Geschwindigkeiten über die Kühlerabluft praktisch der Motorraum mit ca. 4 kw (100km/h), 11 kw (150km/h), 25kW (200km/h), 54 kW (250km/h), 79 kW (300km/h) "beheizt" wird. Dazu kommen noch etwas an Strahlung und (soweit versetzt) Abwärme des Ölkühlers und (soweit an) Abwärme des Klimaanlagenkondensators (geschätzt bis ca. 4kW).

Allerdings wird diese mit der Geschwindigkeit ansteigende Abwärme (hinsichtlich Motorraumtemperaturen) teilweise durch höhere Durchströmgeschwindigkeiten der Luft kompensiert.

Weitere, teilweise sehr hohe Abwärme fällt bei Bergauffahrten und Beschleunigungsvorgängen an. Wobei letzteres sich bei Fahrzeugen unserer Leistungsklasse nur auf ein paar Sekunden beschränkt. Es waren daher bei Beschleunigungsvorgängen im Überlandbetrieb (A) nur relativ geringe, kurzfristige Temperaturerhöhungen feststellbar.

Bei Serien-GT bzw. "normal" getunten GT besteht daher kein Handlungsbedarf hinsichtlich der Motorraumtemperaturen. Eine evtl. andere Geschichte sind allerdings die Wassertemperaturen durch die kleineren (schmaleren) US-Kühler, verstärkt durch manche „verschlimmbesserten“ Maßnahmen.

Schema Motorraumdurchlüftung

Gtmotraumschema05a.jpg

Wichtig hierbei ist der Kaltluftstrom (blau) der vor dem Wasserkühler abgezweigt wird und praktisch v. a. der Motorraumbelüftung dient.

Veränderungen im Bereich Motorraumdurchlüftung?

Evtl. Veränderungen der Luftführung können möglicherweise die von den (nicht ganz doofen) Konstrukteuren (in langen Versuchsreihen)ausgeklügelte Luftführung stören und dadurch kontraproduktiv wirken, z.B. die Entfernung der Gummidichtung hinten, oben (schematisch grün). Die dadurch austretende „Kühlluft“ tritt vor der Windschutzscheibe aus, dadurch verringert sich z.B. die Kühlung des hinteren Turbobereichs:

Gtmotraumschema05g.jpg

Ähnlich verhält es sich bei manchen Abluftführungen (z.B. Aufsätze über Federbeindome bei Gen. 1). Generell beeinträchtigt eine (unnötig) stärkere Durchlüftung die Fahrleistungen (Verschlechterung des Cw – Wertes). Dies ergibt sich z.B. durch aufgesetzte Lufthutzen oder Entfernung von Gummidichtungen vorne. Höherer Luftwiderstand bedeutet höherer Leistungsbedarf (und dadurch höherer Kühlbedarf), sind also auch kontraproduktiv. Umgekehrt wurden z.B. bei den Vmax - Messfahrten der ams in Nardo die Karosseriesspalten durch die Hersteller / Tuner mit Tesafilm überklebt (außer beim Maserati CC von Modena).

Eine erhebliche Verschlechterung der Motorraumthermik ergibt sich bei Einsatz eines Ladeluftkühlers im Kühlermaulbereich (Front-LLK). Dies ergibt sich durch

  1. Warme Abluft des LLK und zusätzlich
  2. verringerte Durchströmung (wg. Widerstand LLK-Netz) von Wasserkühler und Motorraum.

Beispiel aus einem US-Forum (mit FMIC):

Actually I have been battling overheating problems since I installed the front mount. Things have been getting better and better as I did mods:
- Switched from Evans coolant back to 12.5% anti-freeze, water wetter, & distilled water
- Installed a 21.3 psi radiator cap
- Switched to a 3SX dual pass radiator
After all that it's still not 100% though.

Aufgrund dieser Überlegungen und Erkenntnisse denke ich sagen zu können, daß unsere Mottoraumtemperaturen im „gesunden“ Bereich liegen und die üblichen US-Tips usw. eher das Gegenteil bewirken.

Zum (weiteren) Absenken die Motoraumtemperaturen können Krümmer, Vorkats, Auspuffrohre nach Vorkats mit hitzeisolierenden Bandagen o. ä. versehen werden (zusätzlich minimale Leistungssteigerung).