Wieviel Wasserkühlervolumen braucht ein TDI?

Hallo,

auf der Suche nach einem Platz für einen größeren LLK (als der Radhaus-LLK) bei meinem gechippten ASZ kam ich auf die Idee, den großen Wasserkühler durch die schmalere Version zu ersetzen, die bei den 9N Benzinern bis 100 PS (ohne Klima) auch in warmen Klimazonen verwendet wird.
Damit würde in der Wagenfront eine Fläche von etwa 20 x 44 cm frei, die man mit einem (maßgeschneiderten) LLK füllen könnte.

Die Frage ist nur, ob der schmale Wasserkühler für meinen ASZ ausreicht.

Betrachtet man z.B. den Ibiza Cupra, dann sitzen dort vor dem Wasserkühler (= teilweise die gleiche VAG-Teilenummer wie beim ASZ-Polo) der Klimakondensator und der große Front-LLK, die dem Wasserkühler mit der Summe ihrer Windschatten und Abwärme die Arbeit erschweren.
Mein Polo hat weder Klima noch FMIC, so dass sein "Cupra-Wasserkühler" sicherlich ein Stück oversized ist. Demnach könnte ich da "etwas abschneiden", ohne in Sachen Wasserkühlleistung schlechter dazustehen als mit dem Cupra.

Andererseits hat der kleine Benziner-Kühler nicht nur weniger Fläche, sondern sein Kühlnetz ist laut Teilekatalog auch weniger tief, was das Kühlnetzvolumen gegenüber dem ASZ-Serienkühler ungefähr halbieren würde
Und 50% weniger Kühlleistung dürfte (aus dem Bauch geschätzt) doch etwas unter dem Potential des großen Kühlers mit davorliegendem Klimakondensator und FMIC liegen . . .?


Merkwürdig kommt mir auch vor, dass laut Teilekatalog schon der kleine 1,4 l TDI mit 75 PS in keiner Version (Klimazone, Anhängerbetrieb . . .) den schmalen Kühler hat – selbst wenn der Wagen keine Klima hat.
Nur der 1,9 l SDI mit 64 PS hat teilweise den schmalen Wasserkühler.

Was hat das zu bedeuten, bzw. brauchen TDIs wirklich so große Kühler?

Laut Beschreibung des Industrie-TDI (AFD, 60 kW @ 3300 rpm) führt dieser Motor bei Pmax rund 35 kW Wärme über das Kühlwasser ab, also etwa 58% der Nutzleistung (Abgase: ca. 50 kW, übrige Wege: ca 20 kW).
Beim 55 kW TDI im Polo dürfte die Bilanz ungefähr gleich sein.

Weiß hier jemand, wie das Verhältnis Nutzleistung / Wärmeabgabe übers Kühlwasser beim Benziner aussieht?
Um beim Polo zu bleiben: Führt etwa ein moderner 1,4 l Saugbenziner mit 100 PS weniger Leistung über das Kühlwasser ab als ein 75 PS TDI (jeweils bei Pmax)
Das hilft mir für den gechippten ASZ zwar nicht direkt weiter, aber es würde mir wenigstens die Tendenzen aufzeigen.

wenn du nen kleineren wasserkühler verbaust würde ich eventuell an nen zusätzlichen bzw. besseren lüfter für den kühler denken.

ich kann dir nur sagen das mein tdi den kleinsten kühler hat den es im 35i gab. hab aber auch weder klima noch ahk ab werk. reicht bei mir aus.

was für wassertemperaturen hast du denn so? sind die im sommer schon mal über 100° gekommen? weißt du die öltemperaturwerte?

zpeedster hat folgendes geschrieben:

was für wassertemperaturen hast du denn so? sind die im sommer schon mal über 100° gekommen? weißt du die öltemperaturwerte?

Hi,

ich habe Logfahrten bis fast 210 km/h gemacht, allerdings nur über ~ 4 km Volllast am Stück.

Dabei hatte ich teilweise ca. 40% der Kühlerfläche mit Pappe abgedeckt.
Die Wassertemp ging immer bis max. 99,9°C hoch, genauso auch ohne Tuning.
Alles gemessen bei ca. 12°C Außentemperatur.

Dank der Regelung durch den Thermostaten ist daraus aber kaum zu entnehmen, was z.B. bei 30°C Außentemp. wäre, also wenn auch der Rücklauf zum Motor um 18K heißer wäre

Öltemperaturen hab ich nicht ausgelesen (Ölthermometer hab ich nicht).

kleine zwischenfrage, dein originalgrill ist geschlossen? wassertemeparturen sind kühler gebelieben nachdem ich und ein kumpel, einen grill von kamei eingebaut habe der die luft fast komplett durchlässt.

der kühlerfür warme länder/mit klima/ahk serienmäßig ist in meinem 35i fast 20cm breiter als der kleine kühler, außerdem nur ein lüfter anstatt zwei.

ein kleinerer kühler hat ja auch noch gewichtsvorteile.
(für motorräder habe ich was von spezialkühlflüssigkeit gelesen, die lau aussagen vom hersteller bis zu 10° kühlere temperaturen bewirkt.

zpeedster hat folgendes geschrieben:

kleine zwischenfrage, dein originalgrill ist geschlossen? wassertemeparturen sind kühler gebelieben nachdem ich und ein kumpel, einen grill von kamei eingebaut habe der die luft fast komplett durchlässt.

Stimmt, alle Hinterkanten der Grillrippen sind auf der ganzen Breite ein paar mm nach oben abgewinkelt.
Wenn ich das wegschneide, dürfte sich der Kühlluftdurchsatz etwas verbessern.
Sportgrills sind aber nicht wirklich mein Geschmack . . .

Zitat:

ein kleinerer kühler hat ja auch noch gewichtsvorteile.

*gg*

Zitat:

für motorräder habe ich was von spezialkühlflüssigkeit gelesen, die lau aussagen vom hersteller bis zu 10° kühlere temperaturen bewirkt.

Hm, ich wollte eigentlich nichts in den Motor reinkippen, das sich evtl. chemisch mit der Metallen oder was anderem beißt . . .

Hm, ich wollte eigentlich nichts in den Motor reinkippen, das sich evtl. chemisch mit der Metallen oder was anderem beißt . . .

das war auch meine befürchtung, das sollte sich aber durch ein telefonat beim hersteller klären lassen. so motorradmotoren sind ja auch recht empfindlich.

schon alleine das richtige mischungsverhältniss von kühlflüssigkeit und wasser macht ja schon was aus.


das hier war es glaub, letztes mal stand aber noch was von bis zu 10°C weniger dabei.
http://www.motul.de/i/prd/prod_motor/motoc_exp.htm

Mal ein anderer Ansatz:

Wenn es irgendwo noch Spezifikationen der VAG-Industriemotoren (Ottos) zum Download gibt, könnte ich darin mit etwas Glück eine Energiebilanz finden und mit dem Industrie-TDI vergleichen.

Leider führt mich der Link www.vw-industrieverkauf.de sofort auf die normale VW-Website

Klappt da etwas bei mir nicht, bzw. weiß jemand einen anderen Weg auf die Seite des Industrieverkaufs?

mit etwas Glück eine Energiebilanz finden und mit dem Industrie-TDI vergleichen.

Leider führt mich der Link www.vw-industrieverkauf.de sofort auf die normale VW-Website

Klappt da etwas bei mir nicht, bzw. weiß jemand einen anderen Weg auf die Seite des Industrieverkaufs?

bei mir das gleiche.

ich würd ja sagen ausprobieren, aber die temperaturen im moment sind ja auch nicht gerade der hit.

du möchtest ja möglichst original vag teile verwenden. sonst würde schweizer oder so dir siche nen llk oder nen wasserkühler nach deinen vorstellungen bauen. naja vielleicht können die dir ja auch weiterhelfen. http://schweizer-race-part.com/

Hallo Ulf,

mit Werten kann ich leider nicht dienen, eher mit allgemeinen Beobachtungen.

Dennoch: Alleine aus dem schlechteren Wirkungsgrad und den höheren Brennraum- und Abgastemperaturen zusammen mit dem damit einher gehenden höheren Verbrauch muss ein leistungsmäßig vergleichbarer Benziner IMHO zwingend mehr Wärme emittieren. Ein Teil wird in den heißer werdenden Abgastrakt und in Strahlungswärme verschwinden, aber ein Gutteil muss im Kühlsystem abgeführt werden. Wenn man sich vor Augen führt, um wieviel schneller ein Benziner tlw. warm wird, dass VW die Benziner wesentlich weniger nach unten abdämmt und wieviel öfter dort trotzdem bei Stadtfahrt der Kühlerventilator bemüht werden muss, ist der Zusammenhang mehr als deutlich. Dazu passt Zpeedsters 1Z, der mit dfem kleinsten Serienkühler auskommt.

Zitat:

Weiß hier jemand, wie das Verhältnis Nutzleistung / Wärmeabgabe übers Kühlwasser beim Benziner aussieht?

Ich gehe sehr davon aus, dass sich das Verhältnis ähnlich den Gesamtwirkungsgraden gestalten wird: Typisch bis 30% beim Benziner, bis 35% beim Diesel, TDI noch besser.

Roger hat folgendes geschrieben:

muss ein leistungsmäßig vergleichbarer Benziner IMHO zwingend mehr Wärme emittieren. . . . Wenn man sich vor Augen führt, um wieviel schneller ein Benziner tlw. warm wird, dass VW die Benziner wesentlich weniger nach unten abdämmt und wieviel öfter dort trotzdem bei Stadtfahrt der Kühlerventilator bemüht werden muss, ist der Zusammenhang mehr als deutlich.

Hi Roger,

daß Benziner im Teillastbereich schlimme Säufer sind und daher in normalen Verkehrslagen erheblich mehr Verlustwärme (auch für das Kühlwasser) produzieren als Diesel -mit den von Dir genannten Folgen-, war mir schon klar.

Mein "Problem" wird aber im Bereich der maximalen Wärmeabfuhr über das Wasser am größten - also bei Volllast.
Und da gibts ja die Daumenregel, daß der Verbrauchvorteil der Diesel zusammenschrumpft, weil die Benziner beim Wirkungsgrad aufholen -> keine Drosselverluste mehr usw., wie Du schon schreibst:

Zitat:

ähnlich den Gesamtwirkungsgraden . . : Typisch bis 30% beim Benziner, bis 35% beim Diesel, TDI noch besser

Ich habe einen allgemeinen Hinweis gefunden (Website der Uni München), daß Benziner und Diesel jeweils ungefähr 32% der reingesteckten Energie über das Kühlwasser abführen (ohne Spezifizierung nach Voll- oder Teillast)
Aaber: In der Spezifikation des Industrie-TDI entsprechen die o.g. 35 kW (fürs Kühlwasser) nur etwa 22% des Gesamt-Leistungsumsatzes von 160 kW @ Pmax.

Legt man dieses Verhältnis von 22 zu 32% zugrunde, dann würde ein TDI erst dann die gleiche Leistung via Kühlwasser abführen wie ein Benziner, wenn er die (32 / 22)-fache Pmax des Benziners hat, also z.B. 145 TDI-PS gegenüber 100 Otto-PS.

Wenn diese Peilung realistisch wäre, hätte ich keine Bedenken, für meine 160 TDI-PS den Kühler des 100 PS-Benziners einzubauen - denn ca. 10% mehr Abwärme als beim Benziner müßte der Kühler noch locker wegstecken, zumal er im Benziner auch explizit für warme Länder vorgesehen ist . . .

Hallo Ulf,
Du hast einen Test gemacht bei 210km/h, mach doch auch mal den Test bei einer Passfahrt mit 20 -30 km/h (ohne Fahrtwind) und im Berg. Wenn du einen kleineren Kühler einbaust muss du damit rechnen dass du ja auch weniger Wasser im Kreislauf hast und somit weniger Masse und somit weniger Puffer für kurzzeitige Temperaturspitzen abzufangen...
Ich würde auf keinen Fall einen Kühler einbauen der dünner ist als dein Originalkühler, da du dann die Leistung des Kühlers drastisch verkleinerst!

mserge hat folgendes geschrieben:

mach doch auch mal den Test bei einer Passfahrt mit 20 -30 km/h (ohne Fahrtwind) und im Berg.

Leider sind passende Berge mindestens ~ 400 km entfernt . . .

Zitat:

Wenn du einen kleineren Kühler einbaust muss du damit rechnen dass du ja auch weniger Wasser im Kreislauf hast und somit weniger Masse und somit weniger Puffer für kurzzeitige Temperaturspitzen abzufangen...

Jup, stimmt grundsätzlich.
Aber in 20 cm Kühlnetzbreite (als Unterschied) mit "den paar" flachen Röhrchen dürften geschätzt noch keine 0,1 Liter Wasser drin sein, die dann wegfallen . . . also IMO kein praxisrelevanter Unterschied angesichts der Gesamtfüllmenge von mehreren Litern.

Zitat:

Ich würde auf keinen Fall einen Kühler einbauen der dünner ist als dein Originalkühler, da du dann die Leistung des Kühlers drastisch verkleinerst!

Meinst Du mit "dünner" jetzt weniger Breite (- 33%) oder weniger Tiefe (- 18%)?

Klar verkleinere ich die Kühlerleistung drastisch - aber dafür erspare ich dem kleinen Kühler ja auch
-> einen Klimakondensator vornedran
-> heiße Länder und
-> Anhängerbetrieb (auch über heiße Gebirgspässe),
was der Serienkühler bei Bedarf alles auf einmal mit abdecken muß.

Die Kernfrage ist nur, ob durch diese Erleichterungen ungefähr 45% Kühlnetzvolumen entbehrlich werden . . .

Hallo Ulf,

die angegebenen Werte sind natürlich Volllast-Werte. Bei Teillast liegt der Benziner allgemein bei ca. 10, der Diesel bei 15 %. Legt man die bei Teillast wesentlich geringeren abgegebenen Nutzleistungen zu Grunde, so ist für das Kühlsystem der worst case ganz klar die Volllast. Darin will ich Dir auch nicht widersprechen. Nach den Verlusten bei Volllast muss das Kühlsystem also ausgelegt werden - und um die Auslegung ging es Dir ja.

Bei den Angaben (Uni München) muss man unterscheiden, ob bei den Wärmeverlusten nur der Wirkungsgrad umgerechnet wurde, oder ob die tatsächlich ins Kühlwasser abgegebene Verlustwärme spezifiziert wurde. Die Strahlungswärme alleine kann nämlich schon ganz beträchtliche Ausmaße annehmen. Ich habe vor einige Jahren eine Diesel-Notstromanlage für ein Verwaltungsgebäude geplant, die am Generator 1.500 kVA Abgabeleistung hatte. Die Antriebsmaschine hatte 1.240 kW, ca. 48 l Hubraum, 12 Zylinder, Aufladung und Getriebeuntersetzung von 1.900/min auf die für den Generator benötigten 1.500/min. Für die Strahlungswärme waren zwei mannshohe Elektroventilatoren mit je 33 kW Wellenleistung vorgesehen. Trotz den beiden Ventilatoren, heftigst flatternden Hosenbeinen und jeweils ca. 20 m² per Elektrojalousie geöffneter Zu- und Abluftfläche war es temperaturmäßig bei 80% Last (an externer Lastbank mit 4x 300 kW-Widerständen ) kaum auszuhalten in dem Aggregateraum. Will sagen, ein beträchtlicher Teil der Abwärme ist direkte Strahlung.

Von einer anderen Notstromanlage mit 4 Maschinen à 1.000 kVA / 800 kW habe ich zufällig noch die Fläche der Tischkühler fürs Kühlwasser im Kopf: 48 m². Leider kann ich Dir die Dicke nicht sagen, die Berechnung wurde von der Aggregatefirma durchgeführt. Auf den Pkw-Betrieb lässt sich die Kühlerdimensionierung nicht umsetzen, weil die Lüfter der stationären Anlage wegen benachbarten Wohngebäuden nicht sehr laut sein durften und deshalb die Kühlanlage überdimensioniert war ... .

Roger hat folgendes geschrieben:

Bei den Angaben (Uni München) muss man unterscheiden, ob bei den Wärmeverlusten nur der Wirkungsgrad umgerechnet wurde, oder ob die tatsächlich ins Kühlwasser abgegebene Verlustwärme spezifiziert wurde.

Hi Roger,

hier das Diagramm (ich finde den Link nicht mehr . . . @Rainer: falls Du Bedenken hast, lösche einfach den Anhang).
Da die %-Summen für Otto und Diesel überschlägig 100% ergeben, müßten sich die Zahlen IMO auf den gesamten Leistungsdurchsatz beziehen . . .?


Ergänzung zum Worst Case für den Serienkühler:

Mein Polo dürfte bis 1200 kg ziehen.
Bei 1700 kg max. Eigengewicht würde die für Bergfahrten nötige Leistung (und damit ungefähr auch die Kühlerbelastung) nur wegen der größeren Masse bei gleicher Geschwindigkeit um den Faktor (2900 / 1700 =) 1,7 gegenüber dem vollgepackten Solobetrieb steigen.

Da der Kühler dafür ausgelegt sein muß, könnte man seine Kühlleistung "für ohne Anhänger" vorweg auf den Kehrwert reduzieren (1 / 1,7 =) 59% der Serie.

Hinzu kommt der zusätzliche Leistungsbedarf für den höheren Luftwiderstand mit Hänger, und die je nach Ausstattung ungünstige Lage des Serienkühlers hinter dem Klimakondensator (der ja bei mir fehlt).

Alleine diese Schätzung sagt eigentlich, daß 55% des Original-Kühlnetzvolumens für den Betrieb ohne Anhänger und ohne Klima problemlos ausreichen dürften . . . oder habe ich einen Denkfehler drin?

Das Diagramm sieht die Energiebilanz etwas zu einfach. Ich kann auch der Annahme, dass beide Antriebsarten gleich viel Energie ans Kühlwasser abgeben, irgendwie nicht folgen. Der schlechtere Wirkungsgrad des Benziners äußert sich energetisch alleine in höheren Wärmeverlusten über den Abgasstrang ? Schwer zu glauben. Da muss noch was fehlen .

Deinen Ausführungen zur Kühlerauslegung kann ich eher folgen. Was ich vermisse, ist jedoch eine Aussage zu den verbauten Lüftern bzw. zu den beim kleineren Kühler verbaubaren Lüftern. Wenn Du jetzt 2 Stück hast, und am Kleinen nur noch einer passt, hätte ich zusammen mit dem kleineren Kühlnetz Bedenken. Auch gibt es IMHO mehrere Leistungsstufen, zumindest am G IV gibt es im Teilekatalog einen ganzen Schwall verschieden starker Motoren. Das müsste alles passen, auch leistungsmäßig. Mit der originalen Lüfterbestückung hättest Du eine gewisse "Notreserve", die Dinger laufen ja ohne Klima seltenst einmal, selbst im Hochsommer.

Oder wie ist das bei Dir ? Mein ASZ wirft die ohne Klima maximal mal auf Stufe 1 an.

Roger hat folgendes geschrieben:

Das Diagramm sieht die Energiebilanz etwas zu einfach. Ich kann auch der Annahme, dass beide Antriebsarten gleich viel Energie ans Kühlwasser abgeben, irgendwie nicht folgen. . . Der schlechtere Wirkungsgrad des Benziners äußert sich energetisch alleine in höheren Wärmeverlusten über den Abgasstrang ? Schwer zu glauben. Da muss noch was fehlen .

Hi Roger,

durch den schlechteren Wirkungsgrad muß der Benziner ja mehr Energie verballern, um eine Nutzleistung X zu erzeugen - und zwar entsprechend dem (umgekehrten) Verhältnis der Nutzwirkungsgrade:
33 zu 25% ergibt 132% Energieeinsatz beim Benziner (Diesel = 100%).

Der absolute Verlust übers Kühlwasser (32% des Energieeinsatzes bei jedem Motor) ist dann beim Benziner auch um den Faktor 1,32 höher als beim Diesel.
So deute ich das Diagramm . . .

Zitat:

Deinen Ausführungen zur Kühlerauslegung kann ich eher folgen. Was ich vermisse, ist jedoch eine Aussage zu den verbauten Lüftern bzw. zu den beim kleineren Kühler verbaubaren Lüftern. Wenn Du jetzt 2 Stück hast, und am Kleinen nur noch einer passt, hätte ich zusammen mit dem kleineren Kühlnetz Bedenken.

Ab Werk hat der ASZ 2 2stufige Lüfter mit je 250 / 60 Watt, einer mit 29 cm Propeller, der andere mit 34 cm.
Wohlgemerkt in jeder Version, d.h. diese beiden Lüfter decken auch die Klima-Ausführungen ab, incl. Hängerbetrieb in heißen Ländern!

Davon müßte natürlich einer dran glauben. Ich würde den größeren Lüfter hinter den kleinen Kühler schnallen und darauf vetrauen, daß ich eben keine Klima und keine Hängerkupplung habe. 250 Watt ist schon die höchste Leistungsstufe beim 9N.

Evtl. würde ich mir einen 2-stufigen Schalter im Innenraum installieren, damit ich den Lüfter zur Not manuell auch auf Vollgas schalten kann (bisher nur auf 60 Watt schaltbar).

Zitat:

Mein ASZ wirft die ohne Klima maximal mal auf Stufe 1 an

Meiner ist noch nie von selbst angesprungen.
Allerdings meide ich Stop+Go wann immer es geht (und es geht zum Glück ziemlich oft)