3Wege - Thermostat im U411

[ein_neuer_411]

Hallo Reiner,
tolle Arbeit, schön wenn jemand machbare Lösungen für die Probleme der meinsten von uns findet -)

Viele Grüße
Tobias

 

[ret]

Danke Tobias!!!

Ich bin auch zufrieden. :wink:

 

[ret]

Moin,

nachdem ich feststellen musste, dass mein Fernthermometer signifikante Falschmeldungen lieferte, habe ich es justiert und heute einen Testlauf durchgeführt.

Bei 20° Umgebungstemperatur und einem Luftdruck von 990 mbar habe ich soeben die Temperatur meines 411 gemessen.

Der Motor drehte mit (ca. 1000U/min) im Stand und offenem Kühlsysthem.

Aufgezeichnet wurde die angezeigte Temperatur des Fern-Termometers, sowie die Wasser-Temperatur im Ausgleichsbehälter.

Hier das Protokoll:

Auffällig ist der Temperatur-Anstieg im Ausgleichsbehälter in der Warmlaufphase.

Offensichtlich eine Folge der Ausgleichsbohrung im Thermo-Einsatz.

Deutlich zu erkennen ist, dass erst bei knapp 90° der große Kreis öffnet!!! (Werksangabe: 83°)

Deutlich zu erkennen, ist auch, dass der Lüfter erst bei knapp 95° zuschaltet. (Werksangabe 82-87°)

Ganz merkwürdig ist, dass sich der Lüfter nach Abstellen des Motors und Anstieg der Temperatur bis 97° nicht wieder zuschaltete. :evil:

Dort besteht also dringender Handlungsbedarf.

Was fällt Euch noch auf?

Welchen Temperatur-Bereich soll ich für den Schalter wählen, wenn ich ihn "hinter" dem Kühler plaziere

 

[OPTI-MOG]

... dann zieh ich auch mal mit um. :wink:

Moin Reiner,

das ist doch mal eine ordentliche Diskussionsgrundlage. :spitze

Am besten sieht man den Verlauf der Temperaturen grafisch.
Der elektrische Lüfter schaltet sich nach Deinen Angaben erst nach 14 Minuten ein! Das scheint für die Betriebsart "Stand mit 1000 min^-1" zu spät zu sein.

 

[OPTI-MOG]

... Bei optimog mit 3-Wege-Thermostatventil und Viscolüfter schaut's anders aus.

Da der Viscolüfter - auch wenn er nicht "ran muss" - immer ein wenig Luft durch den Kühler zieht, gehen die beiden Kurven schön gemächlich und ohne Überschwinger auf geringerem Temperaturniveau in den Beharrungszustand über.

Ganz ohne Lüfter - ich hatte es ja schon ausprobiert - schießt die Temperatur bei optimog auch nach oben raus.

 

[OPTI-MOG]

Moin Reiner,

"hinter" dem Kühler ist gar keine geeignete Regelgröße. Die Regelstrecke ist zu lang und von zu vielen anderen Faktoren beeinflusst.

 

[ret]

Moin,

421 michimog hat dazu geschrieben:

...der Temperaturanstieg nach Ausstellen des Motors könnte kritisch werden, wenn Du den Motor auf dem Temperaturmaximum ausstellst.

Der Temperaturanstieg erklärt sich durch den fehlenden Abtransport der Wärme weil der Kühlwasserstrom stoppt und deshalb nur noch der Thermosyphoneffekt wirkt, der aber in Bezug auf die notwendige Wärmeabgabe über den Kühler bescheiden ist.

Du müßtest eine kleine elektrisch zuschaltbare Umwälzpumpe installieren, die temperaturabhängig zugeschaltet wird, sobald die Temperatur die Maximaltemperatur während des Betriebs um sagen wir 2-3 K überschreitet.

Damit wärst Du aus Allem fein raus.

Du solltest aber vorher doch einmal die Genauigkeit des Thermometers überprüfen, das dauert nach meiner obigen Anleitung nicht länger als 1/2h.
Gruss aus dem Bergischen, Michael

 

[papaecka]

Moin,

421 michimog hat dazu geschrieben:

...der Temperaturanstieg nach Ausstellen des Motors könnte kritisch werden, wenn Du den Motor auf dem Temperaturmaximum ausstellst.

Der Temperaturanstieg erklärt sich durch den fehlenden Abtransport der Wärme weil der Kühlwasserstrom stoppt und deshalb nur noch der Thermosyphoneffekt wirkt, der aber in Bezug auf die notwendige Wärmeabgabe über den Kühler bescheiden ist.

Hallo Michimog
Das muss man doch als 411 Fahrer wissen das der Mog noch nachlaufen muss. Das ist ein der ersten Dinge die ich über meinen Motor gelernt habe.
Steht sogar im Handbuch.
Da ist das Warmfahren interessanter mit dem 3Wege System .
Wenn ich mein Mog warmfahre versuche ich es zu vermeiden im 6 Gang zu fahren bevor nicht das Thermostat im Wasserkasten geöffnet hat. Ansonsten geht die Temperatur weit über 90 bis 95 grad hoch eh das Thermostat aufreißt und schlagartig auf 80grad fällt .
Hat es erst mal geöffnet dann bleibt die Temperatur knapp unter 90 grad und pendelt sich bei ca. 87grad ein.
Das hängt damit zusammen das der Mog im 6ten Gang am meisten Drehmoment braucht und somit mehr Wärme produziert .
Grüße Jürgen

 

[Helmut Schmitz]

Hallo

"hinter" dem Kühler ist gar keine geeignete Regelgröße.

das ist bei PKW so gelöst, soferndie Temperatur am Kühlerausgang nicht tiefgenug abgesenkt wird, wird der Lüfter zugeschaltet. Wenn der Lüfter erst zuschaltet, nachdem die Wasseraustrittstemperatur am Motor kritisch wird, ist der Motor schon überhitzt, die Wärme ist dann ( z.B. unter Vollast) schwierig aus dem Motor zu bringen.
Was mich stutzig macht ist, die Temperatur bei 8min ist im Wasserbehälter ist höher als im Motor. Das deutet darauf hin, der Thermstat öffnet nicht stetig sondern schlagartig, das kalte Wasser aus dem Kühler wird in den Motor gedrückt und kühlt diesen kurzfristig weit herunter.
Da Fernthermometer und Lüfterschalter an unterschiedlichen Positionen verbaut sind, ist die Abhängigkeit nicht unbedingt gegeben. Du weißt ja nicht, welche tatsächliche Temperatur am Lüfterschalter aktuell herrscht.

 

[421michimog]

Hallo Jürgen,

Du hast ja Recht mit dem Nachlaufen lassen müssen. Das hat auch seinen Grund und das will ich kurz erklären:

Wärme wird übertragen grundsätzlich nur von warm nach kalt. Der Block ist warm und relativ dazu ist das Kühlwasser kalt. Zur Übertragung von Wärme gibt es drei Mechanismen:

1. Übertragung durch Strahlung
2. Übertragung durch Wärmeleitung
3. Übertragung durch Konvektion

Die Mechanismen der Wärmeübertragung durch Strahlung kannst Du bei den bestehenden Temperaturdifferenzen zwischen Block und Kühlwasser als untergeordnet ansehen.

Wärmeleitung ist im Betrieb mit umlaufendem Kühlwasser im Verhältnis zur Konvektion gering, wird aber bei stehendem Kühlwasser zum hauptsächlichen Übertragungsmechanismus.

Übertragung durch Konvektion ist der effektivste Mechanismus, setzt aber eine Strömung voraus damit in der Grenzschicht zwischen stillstehendem Motorblock und fließendem Kühlwasserstrom die Wärme vom Block auf des Kühlwasser übertragen und vom Kühlwasser abtransportiert werden kann. Deshalb wird das Kühlwasser auch umgepumpt.

Wenn der Motor jetzt plötzlich abgestellt wird, ist die Konvektion zu Ende und die Wärme wird nur noch über die weniger effektive Wärmeleitung vom Block auf das Kühlwasser übertragen.

Es entsteht ein Wärmestau.

Das liegt an dem Effekt der fehlenden Wärmeübertragung vom Block auf das Kühlwasser durch Konvektion des schlagartig nicht mehr vorhandenen Kühlwasserstroms nach Ausschalten des Motors. Wärmeübertragung durch Konvektion ist geschwindigkeitsabhängig und bei Geschwindigkeiten von NULL geht die Wärme nur noch durch Wärmeleitung vom Block ins quasi stehende Kühlwasser, wo ein geringer Thermosyphoneffekt ( = Auftrieb durch Erwärmung) entsteht, der aber um 10er Potenzen hinter dem Wärmetransport durch Konvektion zurücksteht.

Also muß nach dem Abstellen des Motors die Fließgeschwindigkeit des umlaufenden Kühlwassers wieder hergestellt werden, damit der Hitzesprung vermieden wird, den Du auch in Reiners Tabelle wiederfindest.


Also empfehle ich eine Umwälzpumpe in den Kühlkreislauf einzubauen, mit welcher dieser Wärmesprung mit Sicherheit vermieden wird.

Die Umwälzpumpe wird elektrisch betrieben und ersetzt die reguläre Wasserpumpe, die mit dem Ausschalten des Motors ihren Dienst natürlich einstellt. Im übrigen könnte diese zusätzliche Umwälzpumpe auch beim regulären Motorbetrieb als Boosterpumpe wirken und die Fließgeschwindigkeit erhöhen, wodurch auch die Wärmeabfuhr durch den Mechanismus der Wäremübertragung durch Konvektion verbessert werden kann.

 

[ret]

Moin Reiner,

das ist doch mal eine ordentliche Diskussionsgrundlage. :spitze

Am besten sieht man den Verlauf der Temperaturen grafisch.
Der elektrische Lüfter schaltet sich nach Deinen Angaben erst nach 14 Minuten ein! Das scheint für die Betriebsart "Stand mit 1000 min^-1" zu spät zu sein.

Moin Christoph,

was möchtest Du denn gerne diskutieren?

Dass mein Lüfter "zu spät" einschaltet, habe ich doch bereits selber erkannt.
Wobei der Begriff "zu spät" ja wohl falsch ist.

Hier liegt der Fehler vordergründig an der falschen Wahl des Schalters, begründet durch die Fehlfunktion meines Fernthermometers.

Da der Viscolüfter - auch wenn er nicht "ran muss" - immer ein wenig Luft durch den Kühler zieht, gehen die beiden Kurven schön gemächlich und ohne Überschwinger auf geringerem Temperaturniveau in den Beharrungszustand über.

Wahnsinn, was "Dein Lüfter" alles kann! :lol:

Ich frage mich allerdings, was "Dein Lüfter" in der Warmlaufphase kühlt!

Etwa das ohnenhin noch "kalte" Wasser im Kühler? :wink:


Ich werde sowohl den Thermostat-Einsatz als auch den Thermo-Schalter austauschen.

Dann sehen wir weiter!

 

[OPTI-MOG]

Moin Reiner,

was "mein Viscolüfter alles kann" siehts Du hier im Vergleich, erstens mit, zweitens ohne.

Bei dieser Betriebsart sorgt er für Beharrungszustand bei 75°C sowie 5K Unterschied bei der Spitzentemperatur im Vergleich zu "ohne".

Bei "ohne" wird die Zusatzkühlung mit elektrischer Pumpe und Kühler mit elektrischem Lüfter bei 15 Minuten zugeschaltet.

Man beachte: Das Ganze gilt erst mal nur für "Stand 1000 min^-1".

 

[ret]

Moin Christoph,


ich bin wirklich total beeindruckt von Deinen Kurven!

Aber lass mir jetzt bitte meinen Thread zum 3Wege-Thermostaten. :roll:

 

[scatman]

Hallo Reiner und Christop aller,aller Achtung,ich bin sehr beeindruckt über eure Werte,Worte und Kurven.Kann das kaum glauben das der Motor in 15 Min Standgas 13 Liter Kühlwasser auf eine so hohe Temperatur bringt obwohl er nur im Standgas ohne etwas zu tun, läuft!! :idee
Reiner , das mit dem 3 Wege ist Super! Aber ich mach mir keinen Kopf wann wie oft und wie lange da irgendein Gebläse läuft.Mir ist nur Wichtig das er nicht kocht! VG ULI

 

[Helmut Schmitz]

Hallo

Kann das kaum glauben das der Motor in 15 Min Standgas 13 Liter Kühlwasser auf eine so hohe Temperatur bringt obwohl er nur im Standgas ohne etwas zu tun, läuft!! :idee

das einzige was der Motor dann macht ist Sprit verbrennen. Die zum Drehen erzeugte mechanische Energie wird aufgezehrt, um die Reibung zu überwinden. Diese Reibung wird in Wärme umgewandelt. Ungefähr das gleiche Äquivalent fällt dabei nochmals als Wärme im Kühlwasser und nochmals ungefähr im Abgas an.

 

[MatzeR]

Hallo Helmut, Hallo Uli,

Jetzt vin ich doch etwas verdutzt.
Ich habe einen 22PS Allgaier Verdampfer mit ca. 50l Kühlwasser -sofern er ganz voll ist-.

Ich brauche ca. 50-60min im Sommer und angehängte Last oder ordentliche Steigungen um ihn zum Kochen zu bringen. Im Winter also unter 0 Grad habe ich mal 90 min unter Last gebraucht.
ich überlege gerade wie lange ich ihn im Standgas laufen lassen müsste bis er kocht :roll:

Gut, an dem Motor hängen noch ein paar kg mehr Eisen dran, aber sonst verstehe ich Ulis einwand und bin verwundert.

Reiner, sorry wenn das in deinem Bereicht etwas OT geht, aber die Neugier ist einfach zu groß.

Gruß aus Shanghai,
Matthias

 

[Helmut Schmitz]

Hallo Mathias
du wirst mir gestatten, dass auch ich ob deiner Frage verwundert bin. Bei deinem Allgaier vergleichst du wohl Äpfel mit Birnen. Die Motornenndrehzahl ist beim A22 ca 1500U/min, beim Unimog ca 3600, die Leerlaufdrehzahlen werden sich ähnlich verhalten. Daraus folgert sich, dass ein 1800cm³-Motor bei einer um die Hälfte reduzierten Leerlaufdrehzahl auch nur die Hälfte an Kraftstoff verbrennt und somit auch nur die Hälfte an Energie "erzeugen" kann.
Die Wassermasse ist zum ca 3 bis 4mal so groß, die Motormasse wird auch ein wenig größer sein, ist aber untergeordnet. Was viel eklatanter ist, ist die Verdampfungskühlung.
Sicherlich ist dir bekannt, dass Wasser eine spezifische Wärmekapazität von ca 4,2KJ/Kg K hat. Die Verdampfungswärme beträgt jedoch 2257KJ/Kg K ist also mehr als 500 mal so hoch.
Desweiteren ist das Unimog-Motörle in seiner engen Behausung sehr gut isoliert und hat kaum Möglichkeiten um die Wärme durch Strahlung und Luft-Konvektion abzuführen, der freiliegende Bodenseeschwabe kann aber schon in der Aufwärmephase eine wesentlich größere Energie abgeben.
Wärmeabfuhren berechnen ist ja dein Genre, also nun mal her mit deinen Ergebnissen. Wann kocht der Kessel.

 

[UFH]

Hallo reiner wann und wo kann man das Ventil beim uvc treffen bestaunen?

@Helmuth: Respekt was du alles weißt, ich bewundere dein Wissen!

 

[ret]

Moin Uli,

zum Formen von eleganten Kurven werde ich dem Lüfter ausreichend Zeit geben. :wink:

@Mathias,

kein Problem, reine Neugierde war/ist der Anlass für die ganze Operation.

@Hannes,

es gibt nichts zu "bestaunen". :wink:

 

[MatzeR]

Hallo Helmut,

jetzt hast du mich als Igenschiör ordentlich angefuchst und ich habe mal gerechnet:
Um 1kg Wasser um 1K zu erwrämen braucht man 1,16Wh. Macht bei 13Kg und Erwärmung von 73K (von 20C auf 93C) insgesamt 1,1KWh. Diesel hat eine Leistungsdichte von 11,8Kwh/kg, Dichte von 0.82l/kg, macht 0,12l für das Kühlwasser. Wie du gesagt hast, gehen 1/3 der Energie über Abgas flöten, 1/3 über Strahlung, Zirkulation,.... und das letzte 1/3 geht ins Kühlwasser.

Heißt also kurz gesagt, es müssen ca. 0,36l Diesel durch den Motor rennen (ohne dass dieser Arbeit abgibt) bis das Wasser warm ist. Geht man von 2l/h oder etwas weniger im Standgas aus, dann kommen wir auf die 10-15min. Du hattest recht :spitze

Jetzt zu meinem Bodenseeschwaben. Der hat eine Verkleidung und die sitzt sehr Eng am Motor. Dazu gibt es an dem Stück gar keinen Miefquirl und somit auch nur natürliche Zyrkulation. so weit es die enge Verkleidung erlaubt. Dass beim Verdampfen eine Unmenge an Energie benötigt wird ist mir auch klar, jedoch geht es ja darum, bis er beginnt zu verdampfen. Sprich das Wasser auf unserer Höhe so ca. 96°C hat.

Da der Bodenseeschwabe (schöner Name) aber- wie alles andere was Spaß macht- etwa 10.000km von mir entfernt steht tue ich mich etwas schwer mit dem Test. Habe mitte August Heimaturlaub und in der Nähe ist ein Schleppertreffen, da wird er hinbewegt. Ich stoppe mal die Zeit unter normalen Fahrbedingungen bis er zu verdampfen beginnt. Sorry, der Test mit Standgas dauert mir zu lange, ich habe nur 2 Wochen und die will ich einigermaßen sinnvoll nutzen

Gruß aus Shanghai,
Matthias