Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

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egn
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Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Mi 20. Jun 2012, 08:12

Hallo,

da über PNs gefragt wurde wie bei unserem KAT die zusätzliche Motorölkühlung realisiert ist, möchte ich diese in diesem Beitrag kurz vorstellen.

Hintergrund:
Wir waren im Jahr 2008 zum Urlaub mit dem KAT in der Türkei (übrigens ein sehr empfehlenswertes Reiseziel). Zuerst sind wir an der Küste entlang gefahren bis wir dann in Inebolu ins Inland in Richtung Kappadokien abgebogen sind. Die Straße war sehr gut ausgebaut, wir hatten aber am ersten Tag einen Höhenunterschied von 2000 m zu erklimmen.
Türkei2008_Höhenprofil.PNG
Die Temperatur lag gefühlt bei deutlich über 30° C und auf den Steilstücken hatte die Motorölkühlung kräftig zu kämpfen. Die Steilstücke mussten mit Vollgas im 3. Gang bewältigt werden (18 t und langes Getriebe). Dabei kam es dann gelegentlich vor, dass der Zeiger der Motoröltemperaturanzeige nicht nur weit im orangen Bereich lag, sondern in den Beginn des roten Bereichs eintauchte, auch ein Flackern der Kontrollleuchte war schon zu beobachten. das Gebläse lief auf vollen Touren. Ich habe daraufhin natürlich das Tempo reduziert, aber das reduziert natürlich die Drehzahl des Gebläses, so musste ich zeitweise in den 2. Gang zurückschalten, damit die Motoröltemperatur wieder in den orangen Bereich zurück fiel.

Diese Erfahrung hat mich bewogen irgendwann was bezüglich einer zusätzlichen Kühlung des Motoröls zu tun. Beim Därrtreffen 2009 traf ich dann Holger Thome von http://www.trialsports.de . Mit ihm habe ich dann meine Vorstellungen diskutiert und er hat dann ein Konzept entwickelt. Wenn ich schon einen Umbau machte, dann wollte ich gleich auch noch ein paar andere Punkte mit erledigt haben.

Nutzung der Ölwärme für den Kreislauf der Wasserheizung:
In den Wasserkreislauf der Webasto sollte ein Öl/Wasserwärmetauscher eingebaut werden damit man während der Fahrt auch Warmwasser erzeugen, und auch im Winter heizen konnte. Damit die Temperatur des Wasser nicht über 80° C steigt, sollte ein temperaturgesteuertes Ventil verwendet werden.

Bypass für alle Kühler:
Für alle Kühler sollte ein Bypass eingebaut werden damit sich die Öle im Winter schneller Betriebstemperatur erreichen.

Temperaturüberwachung:
Die Temperaturen sollten an allen relevanten Stellen überwacht und am Armaturenbrett angezeigt werden.

Holger hat eine nach meiner Meinung nahezu perfekte Lösung vorgeschlagen. Dazu wäre nach dem Hauptkühler ein speziell zu diesem Zweck gefertigter Ölkühler in den Hauptkreislauf eingebunden worden. Die Temperaturüberwachung wäre mit einem Stackcontroller erfolgt.

Allerdings habe ich die Kosten völlig unterschätzt, und der Preis lag deutlich über meinem veranschlagten Budget. Der spezielle Kühler und die Temperaturüberwachung hätte mehr als die Hälfte der Kosten ausgemacht. Ich wollte das Budget momentan auch nicht wesentlich erhöhen, deshalb stellte ich das Thema erst Mal zurück.

Im Jahre 2010 sind wir dann das Thema nochmal angegangen. Allerdings habe ich meine Anforderung erst Mal deutlich herunter geschraubt. Ich wollte im ersten Schritt nur noch eine Zusatzkühlung für das Motoröl. Es sollte auf den speziellen Ölkühler, die Temperaturüberwachung und vorläufig auch die Erwärmung des Wasserkreislaufs verzichtet werden.

Die neu erarbeite Lösung von Holger sah dann vor, dass anstatt den Zusatzölkühler in den Hauptkreislauf für das Motoröl einzubinden, ein Nebenkreislauf mit zusätzlichem Kühler ala Getriebeölkühler gebildet werden sollte.

Das Öl wird unten an der Ölablassschraube entnommen.
20120619_195706.jpg
Durch ein Rückschlagventil und Hochdruckschläuche geht es dann hoch an die Oberseite des Motors.
20120619_201415.jpg
An der Oberseite geht das Öl in die elektrische Hochtemperaturölpumpe.
20120619_200037.jpg
Die Pumpe sitzt derzeit auf dem Deckel des Elektrokastens.
20120619_195908.jpg
Von der Pumpe geht es dann in den Ölkühler.
20120619_200019.jpg
Der Ölkühler sitzt auf dem Ladeluftkühler und unter dem Elektrokasten.
20120619_195954.jpg
Aus dem Ölkühler fließt das Öl wieder über eine Öffnung an der Rückseite das Motors in die Ölwanne.

Die Pumpe wird bei Bedarf manuell durch einen Schalter auf dem Armaturenbrett eingeschaltet. mangels wirklich hoher Temperaturen konnte ich die Lösung bisher noch nicht wirklich über einen längeren Zeitraum testen. Auf einigen Steigungsstrecken, wo der Zeiger in den orangen Bereich ging hat aber das Einschalten der Pumpe bewirkt, dass die Temperaturanzeige nach kurzer Zeit um einen Fingerbreite in den grünen Bereich zurück ging. Ich schätze dass das mindestens 20° C sind (ich muss unbedingt mal die Anzeige gegen eine mit Zahlen austauschen). Die Kühlung wirkt also auf jeden Fall. Eventuell werde ich noch eine nicht unbedingt nötige automatische Steuerung der Pumpe und des Gebläses einbauen.

Insgesamt gesehen bin ich zufrieden mit der Lösung, bietet sie doch eine kostengünstige zusätzliche Reserve bei der Kühlung. Dadurch dass sie nicht im Hauptkreislauf sitzt, gibt es auch keine Gefahr dass die Hauptkühlung irgendwie negativ beeinflusst wird.

Ich kann auf jeden Fall auch die Anbindung an den Wasserkreislauf realisieren, obwohl dies nach der Installation von Solar wohl in weitere Ferne rückt. Denn die Solaranlage wird bei Stromüberschuss, der insbesondere auch während der Fahrt häufig auftaucht, die Heizeinsätze von Warmwasser und Heizung versorgen. Aber für die langfristige Kältetauglichkeit wird das als redundante Heizmöglichkeit wahrscheinlich realisiert werden. Es bietet dann auch die Möglichkeit das Motoröl mit der Dieselheizung vor zu wärmen.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von manny » Mi 20. Jun 2012, 12:50

Moin!

Schöne Lösung! Das Auskoppeln von Wärme für die Heizung/Warmwasser hab ich mir auch schonmal überlegt... Aber von der Realisierung bin ich soweit weg wie wie Holland vom EM Finale :lol: (Das ist übrigens schon so ziemlich alles was ich von der aktuell stattfindnen EM weiß :D )

hab ich jetzt n Denkfehler drin, oder hilft der zusätzliche Kühler in der Türkei nicht wirklich?!
-du hast doch das originale Kühlluftgebläse drin oder? -Bedeutet das dann nicht, dass du dem Motor mit dem zusätzlichen Kühler an den anderen Kühlern und den Zylindern den Luft-Massenstrom klaust, und somit nur die Kühlleistung weiter aufteilst?

Vielleicht ist miene Idee die mir grade kommt ein bisschen unkonventionell/polnisch, aber was wär denn wenn man in dem Fall wo der Motor richtig was tun muß, der Antriebsstrang(Getriebe) aber nicht wirklich Arbeit hat, mit ner Klappe den Getriebeölkühler teilweise abdeckt um die Kühlleistung Richtung Motor zu schieben...

Und bezüglich Warmwasser... Auch ziemlich polnisch... Ich hab das bei den Orienttruckern hin und wieder gesehen, Franz Meerstonk hatte es an seinem NG auch dran... Den Abgaskrümmer nach Turbo mit Kupferrohr umwickeln, und dann im Naturumlauf mittels Termostatventil in einen Warmwassertank speisen... Hm, dann müsste man noch was gegen Überhitzung tun, wenn das Ventil zu macht... Hilft einem ja nichts, wenn einem das Kupferrohr um die Ohren fliegt...

Wie gut das funktionieren würde müsste man dann mal testen, aber ich kann mir schon vorstellen, dass das schon n bisschen was bringt...

Gruß
manny
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Mi 20. Jun 2012, 14:29

Der zusätzliche Kühlung hat meiner Meinung nach die folgende Wirkungen:

Durch die zusätzliche Öffnung gibt es erst Mal grundsätzlich eine andere Verteilung der Luftmengen. Wegen der Anordnung der Lufteintrittsfläche der Kühler bekommt der Motorölkühler heute wahrscheinlich 40 % der Luftmenge, und die anderen drei Kühler etwa 20 % der Luftmenge (40/20/20/20). Durch den zusätzlichen Kühler wird sich die Verteilung in 40/15/15/15/15 verschieben. Zusätzlich verringert sich aber auch der Staudruck weil eine größere Lufteintrittsfläche vorhanden ist, deshalb kann die Turbine auch mehr Luft fördern, bis wieder ein Gleichgewicht vorhanden ist.

Ich bin überzeugt, dass der zusätzliche Kühler auch tatsächlich mehr Kühlleistung bringt, ohne dass die anderen Kühler wesentlich in ihrer Kühlleistung beeinflusst werden. Die Wirkung hat sich ja auch bisher in den Situationen in den ich es getestet habe (Autobahnsteigungen im 5. Gang mit Vollgas), gezeigt. Und selbst wenn der Getriebeölkühler oder die Ladeluftkühler etwas weniger Kühlung erhalten würden, würde sich das in dieser Situation wohl kaum auswirken. Solange man nicht mit dem Wandler fährt braucht das Getriebe kaum Kühlung, und der Leistungsverlust dürfte sich auch in Grenzen halten.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von manny » Mi 20. Jun 2012, 14:35

Moin

Du erwäntest ja auch, dass die Kopftemperatur in der Türkei schon geflimmert hat, da hätte ich jetzt die meisten Bedenken, dass es da eher negativ wirkt...
Die Theorie mit dem Staudruck ist ja nicht schlecht, aber da dort so viel Öffnungen sind stellt sich mir die Frage ob bei der originalen Konfiguration überhaupt ein nennenswerter Staudruck zustande kommt...


Gruß
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Mi 20. Jun 2012, 14:47

Nicht die Kopftemperaturleuchte hat geleuchtet, sondern die Motoröltemperaturleuchte.

Der Staudruck darf ja bis 180 mBar betragen. Mit zusätzlichen Kühler wird er ganz sicher niedriger sein.

Wichtig erscheint mir dass die Turbine solange auf vollen Touren läuft bis sich die Motoröltemperatur wieder normalisiert hat und nicht wenn der Abgasthermostat wieder abgeschaltet hat. So können auch kurze Gefällstrecken zur vollen Kühlung genutzt werden. Dies werde ich noch nachrüsten, entweder als manuelle Schaltung zusammen mit der Zusatzölkühlung, oder automatisch über die Temperatur des Öls.
Zuletzt geändert von egn am Fr 22. Jun 2012, 07:55, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von JStefan » Fr 22. Jun 2012, 06:47

Hallo Emil, sehr interessant Deine Konstruktion.
Darf ich fragen, warum Ihr an den Ölablass stützen gegangen seid und nicht an den vorhandenen Anschluss beim olfilter? Ist doch als Nebenstrom Anschluss gedacht?

Den Manuellen / Auto Thermoschalter fürs Öl würde ich unbedingt empfehlen, er hat bei uns diese Thermischen Spitzenlasten entfernt.
.Steigungen die im dritten Gang mit Vollast gehen, fahre ich im 2. mit 2.000u/ min fertig
Wer wie was wo? www.tvware.eu

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Fr 22. Jun 2012, 07:54

Ich wusste nicht dass es dort einen Anschluss gibt, der für eine zusätzliche Kühlung geeignet ist. Ich vermute aber Holger kennt den Anschluss, da er schon den Rallye KAT der Grauen Eminenz mit einer Zusatzkühlung versehen hat. Diese wurde aber so wie bei mir ursprünglich geplant in den Hauptstrom mit eingeschleift.

Wo würde der Rücklauf erfolgen?

Ist die Ölflussmenge durch diesen Anschluss ausreichend damit sich die Kühlung damit überhaupt lohnt?

Vermutlich ist der Anschluss nur für einen zusätzlichen Nebenstromfilter geeignet.

Und es gäbe bestimmt noch einige Fragen weitere zu klären.

Also selbst wenn ich es gewusst hätte, dann hätte ich wohl den Anschluss nicht gewählt, da ich aus Risikogründen den normalen Ölkreislauf nicht verändern wollte. Die realisierte Lösung ist völlig unabhängig.

Nachtrag:
Mir fällt gerade ein, dass man den zusätzlichen Ausgang ja zum Heizen des Führerhauses und/oder für Warmwasser/Heizung der Kabine nutzen könnte.
Zuletzt geändert von egn am Sa 23. Jun 2012, 08:06, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Fr 22. Jun 2012, 15:52

Hallo an alle Kühlen Köpfe,

rein Termisch reicht der Kühler für eine Differens von > 46° bei 20° Luft.
Ein Elekrtischer Drucklüfter anstatt des Abdeckbleches oberhalb der E-Pummpe mit Termoschalter > 100° und siehe da die Temp. fällt .
Hab ich nun schon in einigen Kats verbaut.
Funktioniert tadellos.
Ein regelmäßiges reinigen aller Kühler sollte erfolgen.

Gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Sa 23. Jun 2012, 05:43

Hast Du ein Foto davon?

Er würde ja dann die warme Luft aus dem Motorraum ansaugen.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Sa 23. Jun 2012, 18:33

Hallo egn,
leider keine Fotos , ich denk da nicht immer drann.
egn hat geschrieben:Er würde ja dann die warme Luft aus dem Motorraum ansaugen.
Macht den Kohl nicht fett. Die erhöhte Luftmenge recht.
Bei dauernden Fahrten in heißen Gebieten kann man auch einen Schlauch von Industrie Klimaanlagen zwischen Lüfter und dem Motorluftkanal bauen.
Es gab von Deutz mal einen Erweiterungssatz mit Winkeltrieb zur Montage eines zweiten Motorlüfters auf den Motor, wird leider auch nicht mehr angeboten ,genau wie die zusätzlichen Luftleitbleche,für die beiden erste Zylinder,der 413 ist ja auch nicht mehr Taufrisch, aber wenn man weis wie ! :)
Ich könnte ja mal einen Bausatz dafür anbieten , aber gibt es da überhaupt ausreichendes Interesse? Ist ein bisschen aufwändig.


Gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Sa 23. Jun 2012, 20:51

Ich dachte das ist nicht so kompliziert einfach nur den Deckel durch den Lüfter zu ersetzen.

Welche Leistung hatte den der Lüfter?
Was war das für ein Lüfter?

Damit er gegen das Kühlgebläse anblasen kann bräuchte er wahrscheinlich schon einig kW. Das Kühlgebläse des 413 müsste alleine schon mindestens 20 kW unter Volllast haben.

Interesse an solchen Lösungen habe ich immer. Es ist halt dann anhand der Kosten abzuwägen ob es sich lohnt.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von Spessarträuber » Sa 23. Jun 2012, 23:33

Hallo zusammen, ich hab mal den KATs aus Spanien gesehen , dass die so eine Art lufthutze auf dem ansauggitter haben um die Luft zu stauen, hätte auch den vorteil, dass es nicht mehr in den Luftkanal regnet.

Was Haltet Ihr denn von Sowas?

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » So 24. Jun 2012, 07:34

Uwe H. hat so was auch bei seinem KAT verbaut.
DSCN0037.JPG
Wenn man flache Strecken mit hohem Tempo fährt (Wüstenpisten), dann wird das schon einiges bringen. Wenn man allerdings eher langsam im bergigen Gelände oder Dünen fährt, dann wird der Effekt nicht mehr so groß sein. Immerhin wird der Luftstrom nochmal um 90° umgelenkt.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Do 28. Jun 2012, 04:39

Hallo,
was mir noch einfällt:

Einen zusatz Ölkühler zum 413 kann man auch sehr gut Paralel zum Ansaugkanal des Motor Geblases einbauen.
Mit Separatem Lüfter.

Gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von Joerg » Mi 11. Jul 2012, 13:36

Markus hat geschrieben:Tank, Batteriekasten und das Dach ändern und es gibt keine Probleme mehr....
Wer Rallye fährt kennt das doch wohl oder ????
Hallo Markus

Die, die es wissen, werden nicht fragen.
Als Nicht-Rallyfahrer würde mich das dagegen schon sehr interessieren. Also, was ändert man als angehender Rallypilot an seinem KAT?

Gruß Jörg

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Mi 11. Jul 2012, 14:20

Hallo,

das mir der Dachhaube bringt nix.
An der Vorderfront entsteht beim Fahren ein überdruck der überm Dach zu Unterdruckverwirbellung führt.
Damit die Dachhaube etwas bringen soll muss sie bis über die Frontscheibe gezogen werden und dabei nach unten reichen.
Dann würde der überdruck etwas bringen , aber ein Druckanstieg von z.b. 0,02 Bar vor dem Motorgebläse ist keine " Mehr Kühlluft".

W
Markus hat geschrieben:Als Nicht-Rallyfahrer würde mich das dagegen schon sehr interessieren. Also, was ändert man als angehender Rallypilot an seinem KAT?
Wie weit will man es treiben?
Als Hobby Privat Rally Fahrer reicht es die Achsfedern zu tauschen vorn die hinteren vom Dreiachs Kipper und hinten die Frontfedern.Beim Zweiachser.
Federn makieren ( sie drehen sich gerne raus).
Vorn härtere Stoßdämpfer, hinten weichere. Man kann auch die Serien Dämpfer umbauen.
Einen Schutzrahmen unters Verteilergetrieb .
Und noch das Fahrzeug nach FIA Norm umbauen.
Das reicht für einen Serien Kat .
Alles andere sind nur Ambitionen um weiter nach vorne zu kommen.

Gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Do 12. Jul 2012, 06:45

Markus hat geschrieben: Kühlungsprobleme haben vor allem diejenigen die Ihr Fz zu schwer gebaut haben, so einfach ist das :D
Na ja, ein 18 t schwerer 3-Achser ist effektiv auch nicht schwerer als ein 12 t schwerer 2-Achser. :roll:

Es ist halt ein Unterschied ob man ein Fahrzeug bei normalen Temperaturen hauptsächlich im Flachland bewegt, oder bei hohen Temperaturen im Gebirge. ;)

Nachdem wir Ende Juni bei mehr als 30° C über einige Alpenpässe (Fernpass, Reschenpass) nach Tirol gefahren sind, kann ich berichten, dass die Zusatzkühlung perfekt funktioniert. Auch hier war zu beobachten dass die Temperatur nach dem Einschalten der Kühlung nahe des orangen Bereichs, langsam und stetig deutlich in den grünen Bereich zurück fiel. Die Motoröltemperatur blieb dann zu allen Zeiten im grünen Bereich und war auch noch deutlich vom orangen Bereich entfernt.
Zuletzt geändert von egn am Do 12. Jul 2012, 06:54, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von ALu » Do 12. Jul 2012, 06:48

egn hat geschrieben: Na ja, ein 18 t schwerer 3-Achser ist effektiv auch nicht schwerer als ein 12 t schwerer 2-Achser. :roll:
Stimmt. Das sind pro Achse 6 t. Passt doch alles :D

Und jetzt wissen wir auch, weshalb es in Deutschland momentan so kalt ist. Wenn die ganzen Heizer mit ihren Fahrzeugen ins südliche Ausland fahren ... ts ts ts.
Gruß

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von egn » Do 12. Jul 2012, 07:00

Ja, wir haben die Temperatur in Südtirol Ende Juni auf 38° C getrieben, aber jetzt sind wir ja wieder zurück. :lol:

Heute oder morgen werde ich mal wieder heizen und zum Holger nach Regensburg fahren. Er wird dann meine frisch überholte Ersatzeinspritzpumpe einbauen. Die momentan eingebaute leckt Öl an verschiedenen Stellen.

Dann gibt es auch noch ein bisschen mehr an Leistung, zum besseren Heizen. Wenn wir im August/September nach Irland fahren müssen wir dort für angenehme Temperaturen sorgen. :twisted: :lol:
Gruß Emil

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Do 12. Jul 2012, 10:53

Hallo Michael,
habell70 hat geschrieben:und lasst die üblen Wasserdurchfahrten mit viel Sand und Schlamm....
Das bringt nur viel Arbeit mit sich....
Ein Bresslau geplagter ? :D :D

gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von JStefan » Di 7. Aug 2012, 08:23

habell70 hat geschrieben:Hallo an alle Kühlen Köpfe,

rein Termisch reicht der Kühler für eine Differens von > 46° bei 20° Luft.
Ein Elekrtischer Drucklüfter anstatt des Abdeckbleches oberhalb der E-Pummpe mit Termoschalter > 100° und siehe da die Temp. fällt .
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Gruß Nils
Hallo Nils,
interesante Idee, kann es sein, das sich dann bei -nicht betrieb- des lüfters, die vom Serien Gebläse ankommende Luft, durch den "neuen" Lüfter in den Motorraum "verpisst"
Is wohl nicht im Sinne des Erfinders? Habt Ihr da noch eine Klappe o.ä. vorgesehen? Ich denke im Europ. Winter mag es ja ganz gut für den Deutz sein, weniger Serien Kühlung zu bekommen....

Ein Bild würde es klären...

LG aus dem warmen Malaysia

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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von habell70 » Di 7. Aug 2012, 15:30

Hallo ,

es sitzt eine Lamellen Klappe dazwischen.
Bilder ?
Nein, nachbauen kann jeder.
Und ich muss meinen Unterhalt damit verdienen. Sorry.

Gruß Nils
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Re: Zusätzliche Motorölkühlung beim KAT I

Beitrag von JStefan » Mi 8. Aug 2012, 07:50

Alles klar, wusste nicht, das Du damit Deine Brötchen verdienst.

Aber somit ist das Prinzipielle geklärt, Gummie Lamellenklappe / Rückschlagklappe.

Wir fahren/ reisen ja nur und ich hab mit Rallys nix im Sinn...aber alleine die 2. Lüfterstufe bei Bedarf zuzuschalten hilft recht gut....

Happy working
Stefan
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