Wissenswertes zur Motorkühlung

Aus /8-KnowHow

Aktuelle Version vom 09:18, 14. Sep. 2024

Dieser Beitrag wurde aus diversen Beiträgen von Forums-Mitgliedern zusammengestellt. Die Bildbeiträge und einige Ergänzungen stammen vom Forumsmitglied "Michael aus Köln".

Der Beitrag behandelt die wesentlichen Funktionen des Gesamtsystems zur Motorkühlung und gibt Tipps hinsichtlich verschiedener Probleme des Kühlkreislaufes (insbesondere Überhitzung), deren Diagnose sowie Behebung.

Die wesentlichen Bestandteile dieses Systems sind:

• Kühlmittel aus Wasser und Frostschutz-/Korrosionsschutzmittel (beide zusammen bilden das Kühlmittel)
• Die Wasserpumpe
• Der Keilriemen zum Antrieb der Wasserpumpe
• Diverse Formschläuche zur Wasserführung
• Der Thermostat
• Der Kühler
• Der Kühlerverschluss
• Der Lüfter
• Die Temperaturanzeige im Instrumentenblock
• Bohrungen im Motorblock und Zylinderkopf zum Durchfluss des Kühlmittels

• Außerdem die mit dem Kühlmittel betriebene Heizung des Fahrgastraums (Heizungsventil, Wärmetauscher, Schläuche).

Das Kühlsystem sollte immer korrekt mit Wasser und der richtigen Menge Frostschutzmittel befüllt sein. Auch in Gegenden wo es nie friert, sollte Frostschutzmittel beigegeben werden, da dieses zusätzliche Chemikalien enthält, die für einen gewissen Korrosionsschutz und Verringerung von Kalkablagerung im Kühlsystem führen. Das Frostschutzmittel erhöht außerdem den Siedepunkt der Kühlflüssigkeit.

1. Grundbeschreibung Kühlsystem

Ein Verbrennungsmotor erzeugt eine Menge Wärme. Diese Wärme muss kontrolliert abgeführt werden. Hierfür fließt im Motor durch gezielt angelegte Kanäle ständig Wasser. Unser Kühlsystem ist dabei als geschlossenes Drucksystem ausgeführt, man nennt dieses Prinzip eine Druckumlaufkühlung. Das ständig zirkulierende Wasser hat (temperaturabhängig) einen Überdruck von bis zu ca. 1 Bar. Entsteht z.B. durch Überhitzung mehr Druck, wird am Kühlerdeckel dieser Überdruck kontrolliert abgelassen.
Ein Kühlsystem ist besonders gefordert, wenn man dem Motor große Leistung abverlangt (z.B. sehr schnelle Fahrt oder lange Bergauffahrten) oder im Stau, wo der Fahrtwind als kühlender Luftzug praktisch ausfällt.

Arbeitsweise des Kühlsystems: Der Motor wird durch Wasser gekühlt, das durch die Wasserpumpe angetrieben automatisch immer in Bewegung ist. Durch den Motor laufen feine Kühlkanäle. Der Thermostat ist bei Kaltstart noch geschlossen, und das Wasser läuft über die Kurzschlussleitung direkt in den Motor zurück (über den kurzen dicken Schlauch unter dem Thermostatgehäuse). Solange der Motor noch kalt, ist zirkuliert das Wasser nur in diesem kleinen Motorkühlkreislauf.

Erreicht das Wasser eine Temperatur von ca. 80 Grad öffnet sich der Thermostat. Die Kurzschlussleitung wird dabei verschlossen und die Zuleitung zum Kühler (oberer Schlauch) geöffnet. Durch die zwei dicken Kühlerschläuche fließt das Wasser ab jetzt auch durch den Kühler, der wiederum durch den Fahrtwind und den Kühlerventilator das Wasser ständig abkühlt. Damit ist jetzt der große Kühlkreislauf aktiv. So wird zuverlässig erreicht, dass der Motor nicht überhitzt. Der Kühler selbst besteht aus ganz feinen Wasserkanälen und darum gelegte ganz dünne Blechstreifen. So wird der Kühler zum wirksamen „Wärmetauscher“. Das heiße Wasser gibt sein Wärme an die kühle Außenluft ab.

Zusätzlich hat der Motor noch zwei Verbindungen zum Heizungssystem des Wagens. Stellt man die Heizung auf warm, öffnen zwei Drahtzüge (getrennt für links und rechts) die Heizungsventile (an der Stirnwand im Motorraum). Ab jetzt wird auch der Heizungskreislauf mit dem heißen Motorwasser durchspült.
Im Innenraum, unter der Mittelkonsole, sitzt ebenfalls ein Wärmetauscher der nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie der Kühler. Hier wird die Wärme des Wassers an die (Innenraum)-Luft abgegeben.
Bei einigen Benzinmotoren gibt es zusätzlich noch dünne Schlauchverbindungen zum Vergaser. Sie haben den Zweck, den Vergaser temperaturabhängig zu steuern. Das kann man sich am Beispiel des Kühlkreislaufs von W115-er Benzinmotoren mit Stromberg-Vergaser unter diesem Link ansehen.

Wird das Kühlsystem zu heiß, entsteht Überdruck. Weil das Kühlsystem keinen zu hohen Überdruck verträgt, gibt es eine automatische Möglichkeit Überdruck abzulassen. Das funktioniert bei uns über den Kühlerdeckel.
Am Kühlerstutzen sitzt ein kleiner Schlauch, der rechts unten am Kühler endet, durch den ggf. Überdruck entweichen kann. Der Kühlerdeckel selbst hat einen federbelasteten Teller, der ab einem gewissen Druck die Öffnung zu dem Schlauch freigibt, sodass überschüssiges Wasser austreten kann. Wasserpfützen rechts unterm Kühler können also von diesem System stammen, ohne dass der Kühler defekt / undicht sein muss!!

2. Der „Normalbetrieb“

Unsere /8er haben ein geschlossenes Kühlsystem, das bei Normalbetrieb unter Druck steht (bis ca. 2 Bar). Dieser Überdruck sorgt dafür, dass der Siedepunkt des Kühlmittels bei ca. 120 °C liegt - und somit um ca. 20 °C über dem von normalem Wasser auf Meereshöhe (=100 °C). Dies verhindert zum Einen bei Hochlastbetrieb Gasblasenbildung an inneren, sehr heißen Stellen des Verbrennungsmotors – und dadurch lokale Überhitzungsschäden. Zum Anderen sorgt es so beim Hochlastbetrieb für höhere Wärmeabfuhr vom Motor und zum Kühler und weiter an die Kühlluft.

Die Temperatur kann also bei intakter Druckumlaufkühlung durchaus 100 °C übersteigen, ohne dass das Kühlmittel ins Kochen kommt.

Unter normalen mitteleuropäischen sommerlichen Klimabedingungen sollte bei moderaten Fahrbedingungen (kein Vollgas, keine Bergfahrt, Außentemperatur bis 30 °C) die im Kombi-Instrument angezeigte Temperatur bei ca. 80 °C oder etwas darüber liegen. Diese Temperatur stellt sich bei intaktem Kühlkreislauf nach Warmlaufen des Motors und Öffnen des Thermostaten ein.

Bei eisigem Frost, moderater Fahrt und Innenheizung auf „volle Pulle“ kann die Betriebstemperatur ggf. knapp unter 80 °C betragen.

Wenn man den Motor „heizt“, hohe Außentemperaturen von weit über 30 °C herrschen und man evtl. auch noch sehr beladen eine Steigung hinauf fährt, kann die Temperatur auch schon mal auf 90 °C oder auch über 100 °C steigen. Das wäre immer noch normal. Die kritische rote 120 °C-Marke wird dabei kaum zu erreichen sein. Außer wenn man den Motor unmittelbar nach Volllastbetrieb abstellt, weil dann die Restwärme der Zylinderwände das Kühlmittel im Motorblock nachheizt.

Wenn ein Motor aber bereits im „Normalbetrieb“ überhitzt, kann das verschiedene offensichtliche, aber leider auch versteckte Ursachen haben, die im Weiteren beschrieben werden.

Die Heizung des Fahrgastraumes wird ebenfalls mit Kühlmittel aus dem Motor-Kühlsystem betrieben. Und zwar über zwei Wärmetauscher (zwar ein Bauteil - aber rechts/links separat), die dann für warme Luft im Wageninneren sorgen. Der Kreislauf des Heizsystems hat (bei geöffneten Heizungsreglern) bereits im kalten Motorzustand Kühlmittelumlauf, da er noch vor dem Thermostaten abgegriffen wird. Fährt man also den kalten Motor bei geöffneten Heizungsreglern warm, dann dauert es wegen des Kühleffektes länger als bei geschlossenen Reglern (was zu früherem Motorverschleiß führen kann).

3. Wichtige Sicherheitshinweise

Das Kühlsystem steht bei warmem Motor unter Druck! Bei Arbeiten am heißen Kühlsystem besteht bei unsachgemäßer Handhabung Verletzungsgefahr durch Verbrühung an Händen, Gesicht und Augen!

Nach dem Abstellen des Motors steigt die Kühlmitteltemperatur auch gerne noch an, da viele Motorteile heißer sind als das Kühlmittel. Da das Kühlmittel nicht mehr zirkuliert, kann es lokal heißer sein, als die Temperaturanzeige im Instrumentenbrett aussagt. Das ist kein Problem, solange der Kühlerdeckel geschlossen ist.

Der Kühlerdeckel sollte daher bei betriebswarmem Motor möglichst gar nicht geöffnet werden. Insbesondere wenn das Kühlmittel sehr heiß ist (an die 100 °C oder gar darüber), kann es beim Öffnen des Deckels zu explosionsartiger Verdampfung kommen, der Deckel hochfliegen und die austretenden Dämpfe und Flüssigkeit zu schweren Verbrühungen und Augenverletzungen führen.

Daher Vorsichtsmaßnahme!

Die Kühlerdeckel haben einen Drehverschluss mit zwei Stellungen. Wenn man den geschlossenen Deckel ein wenig gegen den Uhrzeigersinn dreht, kommt eine fühlbare Zwischenstellung. Bei dieser öffnet sich der Deckel geringfügig (kann aber noch nicht nach oben abgehoben werden) und vorhandener Überdruck kann austreten. Das ist bei heißem Motor trotzdem nicht ratsam, weil das Kühlmittel rasch aufkochen und heißer Dampf austreten kann. Dreht man den Deckel noch weiter auf, kann er nach oben abgehoben werden. Das sollte man aber wirklich erst tun, wenn vorher evtl. Überdruck im System abgebaut wurde.

Wenn aber der Deckel zur Fehlereinkreisung bei warmem Motor doch mal geöffnet werden soll, immer dicke Arbeitshandschuhe tragen und das Gesicht aus der Gefahrenzone heraus halten. Am besten zusätzlich eine Schutzbrille tragen.

Zwischen Hände und Deckel noch einen großen, dicken Stofflappen legen, der den Deckel auch seitlich abdeckt. Das verhindert ein Wegspritzen von Kühlmittel und fängt evtl. austretende Flüssigkeit zumindest teilweise auf.

4. Ursachen für Überhitzung des Kühlkreislaufes

Eine Überhitzung des Kühlmittels im Kühlkreislauf kann recht verschiedene Ursachen haben. Zunächst gilt es zu unterscheiden:

• Über längere Zeit allmählich zunehmende Überhitzung
• Die Überhitzung tritt „plötzlich“ auf

4.1 Allmählich zunehmende Überhitzung

Phänomen: im Laufe der Zeit erhöht sich die Motortemperatur trotz gleichartiger Betriebsbedingungen immer mehr.

Mögliche Ursachen:

• Das Kühlsystem ist im Laufe der Zeit verkalkt (oder evtl. anderweitig verstopft) Davon betroffen sind insbesondere der Kühler und/oder die Kühlkapillaren im Motorblock. In Folge reduziert sich der Durchfluss des Kühlmittels durch das System und der Kalk behindert den Wärmeübergang im Motor bzw. im Kühler.

Hier hilft ggf. eine Entkalkung (siehe Abs. 5.13).

• Der Thermostat ist gealtert und öffnet nicht mehr richtig bei seiner Nominaltemperatur, sondern erst bei höheren Temperaturen.

• Die Wasserpumpe mitsamt dem Lüfter wird wegen eines losen/alten Keilriemens nicht mehr richtig angetrieben.

• Es ist schlicht immer weniger Kühlmittel im Kühlkreislauf, weil über längere Zeit der Kühlmittelstand nicht aufgefüllt wurde und allmählich Wasser entwich. Das kann mittelfristig auch bei einem ansonst völlig intaktem Kühlsystem eintreten. Oder aber doch schneller durch eine Leckage nach außen am Kühler, an Schläuchen, an Dichtungen (Wasserpumpe, Thermostat, Zylinderkopf), Riss im Motorblock, Wärmetauscher der Heizung, Heizungsventile. Dadurch wird der Pegelstand an Kühlmittel im Kühler geringer und es kann weniger Wärme an die Kühlluft abgeführt werden.

• Die Flügel des Schaufelkranzes der Wasserpumpe sind durch Korrosion kleiner geworden und das Kühlmittel wird nicht mehr so stark wie erforderlich umgepumpt. In Folge kann die Motorwärme schlechter abgeführt werden

• Ein eingebauter Viskoselüfter dreht nicht mehr so wie er soll und verursacht durch zu geringen Luftdurchsatz des Kühlers Wärmestau im System.

• Der Motor verliert allmählich Öl und wird dadurch immer schlechter geschmiert.

4.2 Plötzlich auftretende Überhitzung

Phänomen: Die Motortemperatur steigt innerhalb kürzester Zeit an. Das kann „ganz plötzlich“ sein oder aber etwas verzögert innerhalb weniger Betriebszyklen des Motors eintreten.

a) Mögliche Ursachen für ganz plötzliche Überhitzung

• Ein Schlauch des Kühlsystems ist geplatzt und das System verliert rasch Kühlmittel

• Der Antriebsriemen zur Wasserpumpe und dem Lüfter ist gerissen.

• Der Thermostat klemmt und öffnet u. U. gar nicht mehr. (manchmal geht er dann schlagartig doch wieder auf und alles scheint wieder „normal“).

b) Mögliche Ursachen für nicht ganz so plötzliche Überhitzung

Rascher Kühlmittelverlust durch:

• Größere Leckagen irgendwo im Gesamtsystem nach außen oder nach innen in den Motor (Verbrennungsraum, Kurbelgehäuse).
• Austritt von Verbrennungsgasen über defekte Zylinderkopfdichtung ins Kühlsystem. Dadurch Auspressung von Kühlmittel über das Überdruckventil des Kühlerdeckels.
• Aufschäumen gealterten Kühlmittels bei Hochlastbetrieb und rascher
• Abgang von Kühlmittel über das Überdruckventil des Kühlerdeckels
• Totaler Ölverlust (z.B. durch Loch in der Ölwanne oder geplatzten Ölkühler-Schlauch).

Ferner:

• Ein eingebauter Viskoselüfter dreht nicht mehr ausreichend.

• Der Antriebsriemen zur Wasserpumpe rutscht durch.

• Wegen raschem Ölverlust wird der Motor nicht mehr ausreichend geschmiert.

Außerdem:

Auch wenn man das Kühlsystem als perfekt betrachten kann, dann kann es beim Benziner tatsächlich noch zwei Möglichkeiten geben:
a) Der Vergaser ist zu mager eingestellt.
b) Zylinderkopfdichtung ist platt.

Bei der Zylinderkopfdichtung gibt es aber mehrere Versagensbilder:
1) Wasser tritt in die Brennkammer ein und/oder Abgase ins Kühlwasser.
2) Öl tritt ins Kühlwasser ein und/oder Kühlwasser ins Öl.
3) Eine Kombination aus 1 und 2.
4) Eine Leckage von Gasen zwischen zwei Brennräumen. Hat meist eine leichte Abmagerung eines oder sogar zweier Zylindern zur Folge. Dadurch hohe Verbrennungstemperaturen mit oftmals (aber nicht immer) Klingelneigung.

4.3 Fluktuierende Temperaturanzeige

Phänomen: Die Motortemperatur springt innerhalb kurzer Zeit von kalt auf heiß und umgekehrt.

Mögliche Ursachen:

• Wenn die elektrische Temperaturanzeige (sofern man eine solche hat) einen Wackelkontakt hat, dann flattert sie regelrecht rum. (Siehe auch Abs. 5.10).

• Luft im Kühlsystem. Die /8-Heizung ist in dieser Hinsicht etwas unglücklich konstruiert. Wenn da irgendwo Luft drin gefangen ist, kann sie "umherwandern" und dann werden manche Motorstgellen heiß und - wenn dann die Luft woanders hingeht - wieder kalt. Zwischen den Luftblasen befindet sich Wasser, das durchaus punktuell heiß oder sogar sehr heiß ist. Achtung, dadurch besteht die Gefahr erheblicher Schäden am Motor und (beim Diesel) den Vorkammern, die dadurch teilweise völlig ungekühlt sind und punktuell überhitzen, ohne dass man irgend eine überhöhte Temperatur angezeigt bekommt. Und es gibt Wärmespannungen, da kalte und heiße Bereiche gemischt sind!

4.4 Notmaßnahmen zum evtl. Weiterfahren bei Überhitzung

Mit manchen Maßnahmen kann man bestimmte Kühlprobleme temporär „überbrücken“, damit man noch nach Hause oder bis zur Werkstatt kommt.

Als Erstes sollte man unbedingt eine Sichtkontrolle des Motorraums, des Kühlsystems und des Ölstandes vornehmen. Hat man vehemente Wasserverluste durch Undichtigkeiten, Zylinderkopf- oder andere Motorschäden, helfen die folgenden Maßnahmen nicht wirklich und könnten sogar teure Folgeschäden am Motor nach sich ziehen.

• Wasserstand kontrollieren und ggf. auffüllen. Aber möglichst nur bei kaltem Motor! Dann mit kaltem oder warmem Wasser füllen. Bei warmem Motor möglichst nur warmes Wasser verwenden. Bei warmem, (aber bitte laufendem) Motor kaltes Wasser nur ganz allmählich nachfüllen, damit sich das kalte Wasser allmählich mit dem warmen vermengt und der Motorblock keinen Kälteschock erleidet (mit evtl. Motorblockriss oder Kolbenfresser). Bei starkem Frost (finnischer Winter) beim Nachfüllen Frostschutzmittel nicht vergessen, da sonst der Kühler selbst bei laufendem Motor zufrieren kann.

• Mit voll aufgedrehter Heizung und Gebläse auf höchster Stufe weiter fahren. Das senkt selbst im Sommer die Kühlmitteltemperatur um einige Grad Celsius.

• Bei klemmendem Thermostat diesen ganz ausbauen und den Thermostatdeckel wieder zuschrauben. (Die Thermostatschrauben sind leider mitunter festgefressen). Das Kühlsystem läuft dann „kälter“, weil immer voller Durchfluss herrscht. Die Motorerwärmung dauert bei kaltem Motor viel länger und erreicht je nach Außentemperatur und Fahrweise nicht die reguläre Betriebstemperatur.

• Bei Kühlerleckage zur Not sogen. „Kühlerstopp“ einfüllen. Das ist aber eigentlich Pfusch, da dieses Mittel auch die Kühlkapillaren im Motor zusetzen kann – und die dann in diesen lokalen Bereichen eintretende Überhitzung kann Motorschäden auslösen.

• Bei Luft im Kühlsystem: Luft im Systeminneren geht ohne das Abziehen eines Schlauches kaum raus. Alleine die Thermostat-Motor-Entlüftung entlüftet die Heizung nicht. Am besten den Heizungs-Schlauch auf der rechten Seite der Spritzwand (d.h. Draufsicht von vorne bei offener Motorhaube links!) abziehen, und nun (mit beiden geöffneten Heizungsreglern) Kühlwasser ganz normal nachfüllen, bis hier üppig Kühlwasser rauskommt.

• Auf jeden Fall beim Weiterfahren die Temperaturanzeige laufend beobachten, denn bei wiederholter oder „nachhaltiger“ Überhitzung drohen Folgeschäden am Motor und der Zylinderkopfdichtung.

5. Tipps zu bestimmten Komponenten des Kühlsystems und zur Störungsbehebung

5.1 Kühlmittel

Zu wenig - aber auch zuviel - Frostschutz ist beides nicht gut. Das Kühlsystem sollte auch niemals mit reinem Frostschutzmittel befüllt werden (nach dem Motto „Viel hilft viel“), da dieses bereits bei -13 °C gefriert und außerdem die Motorwärme schlecht ableitet. Die Zusammenhänge sind dabei relativ komplex. Sie werden aber recht gut unter folgendem Link erklärt: Frostschutzmittel

Die richtige Mischung von Wasser und Frostschutzmittel kann mittels geeignetem Dichtemesser geprüft werden.

Das Kühlmittel kann „altern“, da dessen Zusätze einem gewissen Verschleiß unterliegen. Es verliert dann seine Wirkung; sein Siedepunkt sinkt und es kann in Folge schaumig „aufkochen“. Dadurch kann eine hoher Überdruck im System entstehen. Der Schaum tritt während der Fahrt unbemerkt über den Entwässerungsschlauch am Kühlerstutzen aus – und man hat immer weniger Kühlmittel im System.

Deshalb sollte auch bei ansonst super dichtem Kühlsystem das Kühlmittel regelmäßig überprüft und ggf. erneuert werden.

Aber Achtung! Kühlmittel dürfen nicht beliebig gemischt werden. Hier ein Auszug aus einem wiki Beitrag:

Über die Jahre kamen nämlich unterschiedliche Frostschutzmittel zum Einsatz. Diese sind/waren:

• bis ca. 1996: G11 (TL 774 C, grün/blau, silikathaltig)
• bis ca. 2001: G12 (TL 774 D, rosa/rot, silikatfrei)
• ab ca. 2001: G12+ / G12 plus (TL 774 F, lila, silikatfrei)

Für die häufig anzutreffenden Frostschutzmittel G30 und G48 gilt:

• G48 = G11 (TL-774 C)
• G30 = G12+ (TL 774 D/F)
• G40 = G12++

Anmerkung des Herstellers Glysantin zu G48: Aufgrund der aktuellen EU-Klassifizierung von 2-Ethylhexansäure und unserer Verpflichtung zu Responsible Care® höchste Sicherheitsstandards zu gewährleisten, bieten wir kein GLYSANTIN® G48® in der 1L Flasche mehr an. Dies gilt für Konzentrate und gebrauchsfertige Mischungen.

In der Regel wird heutzutage beim Auffüllen des Kühlmittels nur noch G12++ genutzt, weil dieses sowohl mit G11 als auch mit G12 und G12+ gemischt werden darf.
G11 und G12 dürfen auf keinen Fall gemischt werden.
Aufgrund chemischer Reaktionen entsteht ein Niederschlag, der sich im Kühlmittelkreislauf absetzt und Kühler bzw. Kühlmittelleitungen verstopfen kann. Zusätzlich reduziert sich nach dem Mischen die Kühlwirkung erheblich.
Beim Auffüllen des Kühlmittels ist daher unbedingt auf die Farbe des vorhandenen Kühlmittels zu achten. Im Zweifelsfall sollte G12+ nachgefüllt werden oder G13 (TL 774 J, lila), das alle anderen Frostschutzmittel ersetzt und mit allen gemischt werden kann.

Hat man aus Versehen G11 und G12 gemischt, muss das Kühlsystem schnellstmöglich mit Wasser gespült werden. Dabei ist wichtig, dass der Motor Betriebstemperatur bekommt (Öffnen des Thermostaten) und dass auch die Wärmetauscher der Heizung gespült werden.

Die Verträglichkeit der verschiedenen Kühlmittel untereinander wird in einem wiki Beitrag auch als Tabelle gezeigt
Noch detailliertere Infos zum Thema verschiedene Kühlmittel: Siehe diesen Link.

Und noch eine Liste der von Mercedes-Benz freigegebenen Korrosions-/Frostschutzmittel auf G48 (G11) Basis: Siehe diesen Link.

Will man das Kühlwasser ablassen, macht man das am Besten unten links am Kühler. Dort befindet sich eine Ablassschraube SW19.
Die Kühlerablaufschraube bekommt übrigens nur ein sehr kleines Drehmoment von 15 bis 20 Nm. (Den Dichtring sollte man erneuern: Innendurchmesser 15mm, Außen 20mm, Teilenummer: 007603014405)

Es gibt noch eine weitere Möglichkeit, das Kühlwasser am Motorblock (etwas) kontrollierter abzulassen: Rechts am Motor befindet sich eine Ablassschraube (SW19) unterhalb des Abgaskrümmers (schlecht zu erreichen). Allerdings läuft das Wasser dann evtl. über die Anlasserelektrik, also die Batterie vorher abklemmen und eine Tüte über den Anlasser stülpen!

5.2 Kühlmittelumlauf

Wenn man bei geöffnetem Thermostaten (also Motor warm) und abgenommenem Kühlerdeckel ins Kühlmittel schaut, sollte dieses einen solchen Pegelstand haben, dass es die im Kühler erkennbare „Nase“ erreicht. Und es sollte bei erhöhter Motordrehzahl (z.B. ca. 2000 U/min) deutlich erkennbar strömen. Sollte das nicht der Fall sein, ist der Kühlkreislauf beeinträchtigt: Verdacht auf defekte Wasserpumpe, nicht oder wenig geöffneter Thermostat, Motor- und/oder Kühlerverkalkung.

5.3 Wasserpumpe

Die Wasserpumpe ist eine sogen. Flügelradpumpe. Sie ist an der Stirnwand des Zylinderkurbelgehäuses angeflanscht.
Es gibt je nach Motormuster verschiedene Wasserpumpen, die in der Länge unterschiedlich sind.

Mitunter „schlackern“ deren Lager und laufen hörbar klackernd – was oft mit einer Undichtigkeit einhergeht. Hier gibt es wirtschaftlich nichts zu reparieren. Am besten gegen eine neue Pumpe ersetzen, da sich der Neupreis im Rahmen hält. Vor dem Einsatz gebrauchter Pumpen oder länger gelagerter „neuer“ Pumpen wird abgeraten, denn diese entwickeln meist auch bald Dichtungsprobleme.

Ein durch Korrosion abgetragenes Flügelrad kann man leider erst nach Ausbau der Pumpe erkennen. In diesem Falle ist ebenfalls ein kompletter Ersatz der Pumpe angeraten.

Typischer Sitz der Wasserpumpe:

Die Wasserpumpe sitzt in einem Hilfsrahmen (1). Darüber befindet sich eine Entlüftungsleitung (2). Ist dieses kleine Röhrchen zugesetzt, kann das zu Störungen im Kühlsystem führen. Links daneben sieht man die Kurzschlussverbindung (3) zum Thermostatgehäuse (4). Zum Wasserpumpenwechsel gibt es unter diesem Link einen eigenen KnowHow Beitrag.

5.4 Keilriemen

Die Keilriemen halten eine Menge aus, aber altern dennoch durch Längung und Verhärtung. Dadurch entsteht ein verschlechterter Antrieb der Wasserpumpe und des (mechanischen) Lüfters. Am besten durch einen neuen Keilriemen ersetzen.

Es empfiehlt sich ohnedies, die Keilriemen vorsorglich alle paar Jahre zu ersetzen, denn meist reißen die Dinger dann, wenn man es gar nicht gebrauchen kann.

5.5 Schläuche

Gummi hält nicht ewig. Die unter Druck stehenden Schläuche können porös werden oder schlimmstenfalls platzen. Oder insbesondere an den mit Schlauchschellen befestigten Anschlüssen lecken. Da hilft oft auch Nachziehen der Schellen nicht mehr. Da es sich sämtlich um Formschläuche handelt, ist ein 1 zu 1 Ersatz mit Originalteilen angeraten. Die können im Gegensatz zu Meterware auch nicht knicken und dadurch evtl. den Durchfluss beeinträchtigen.

Auch die Schläuche der Warmwasserheizung können Probleme bereiten. Der aus dem Motor heraus führende Schlauch neigt mitunter zu dem Effekt, dass er sich an der heißen Anschlussstelle beim Motorblock allmählich aufbläht, weil er im Gummi-/Gewebemantel innere Undichtigkeiten erleidet. Dann kann er ganz plötzlich platzen. Zudrehen der Heizungsventile hilft dabei nichts; das Kühlsystem läuft leer.

Also ab und zu mal Sichtkontrolle machen.

5.6 Thermostat

Der Thermostat regelt den Wasserfluss zwischen dem kleinen und dem großen Kreislauf. Wenn der Motor im kalten Zustand gestartet wird, zirkuliert das Kühlmittel erst in einem kleinen Kreislauf (ohne den Kühler). Dadurch kommt der Motor schneller auf Betriebstemperatur. Ist eine bestimmte Temperatur erreicht, öffnet der Thermostat und schaltet den großen Kreislauf (mit Kühler) dazu.

Unsere /8er verwenden sogen. „Dehnstoff-Thermostate“. Das darin befindliche Wachselement regelt die Kühlmittel-Temperatur. Bei Erwärmung wird dessen Wachs flüssig und dehnt sich aus. Diese Ausdehnung bewirkt einen Hub am Hubstift und somit je nach Kühlmitteltemperatur eine mehr oder wenig große Öffnung des inneren Thermostatventils.

Es gibt je nach W114/W115-Modell und -Jahrgang zwar äußerlich baugleiche Thermostate, die aber auf unterschiedliche Regeltemperaturen eingestellt sind. Die niedrigste ist 78 °C. Die Regeltemperatur ist meist auf dem Thermostaten eingestanzt.

Die Meinungen über die „richtige“ Thermostattemperatur gehen auseinander. Im Laufe der Jahre haben sich höhere Regeltemperaturen wie 87 °C durchgesetzt, weil bei höheren Betriebstemperaturen u.a. weniger Benzin an den Zylinderwänden auskondensiert und somit den dortigen Ölfilm schont. Man kann sie also auch in den /8-ern einsetzen, zumal die 78 °C Thermostaten tlw. kaum mehr erhältlich sind.

Einen Thermostaten kann man nach Ausbau prüfen, indem man ihn auf dem Herd im Wasserbad allmählich erhitzt und dabei auch noch die Wassertemperatur misst. Er sollte dann bei Erreichen seiner Regeltemperatur öffnen und beim Erkalten auch wieder schließen.

Es gibt Fälle, wo der Thermostat in der offenen Stellung klemmt und bei Abkühlung nicht wieder schließt. Das führt zu deutlich langsamerer Motorerwärmung (und schnellerem Motorverschleiß) sowie einer zu niedrigen Betriebstemperatur, da ja keinerlei Regelung mehr wirkt.

Sieht der Thermostat insgesamt durch Alterung und Verkalkung „nicht gut“ aus, empfiehlt sich unbedingt ein Neuer, da diese Teile wirklich nicht viel kosten. Dazu auch gleich einen neuen Dichtring besorgen!

Die Schrauben des Deckels, unter dem der Thermostat sitzt, fressen und reißen dadurch ganz gern. Deshalb besser einige Zeit vor dem Lösen mit Rostlöser einsprühen.

Hier Fotos vom Thermostatgehäuse im geschlossenen und offenen Zustand.

Die Ersatzteilnummer der O-Ring Dichtung ist 015 997 2348.

in folgendem Link kann man sehen wie der Thermostat arbeiten soll: Thermostat

5.7 Kühler

Es gibt je nach W114/W115-Modell verschiedene Kühler mit unterschiedlicher Größe. Bei Wagen mit Automatic-Getriebe besitzen die Kühler im unteren Bereich noch eine innere Kühlschlange für die Kühlung des Automatic-Getriebeöls. Darüber wird dessen Wärme ans Kühlmittel abgegeben und im Weiteren über den Wasserkühler an die Kühlluft.

Die Kühler können im Laufe der Zeit durch Korrosionsfraß undicht werden und/oder durch kalkhaltiges Kühlwasser allmählich verkalken.

Bei Undichtigkeit durch Korrosion hilft nur der Ersatz des Kühlers oder eine Reparatur bzw. der Ersatz Kühlernetzes durch einen Spezialbetrieb.

Von „Kühlerstopp“-Mittelchen bei Kühlerleckage wird eher abgeraten, weil sie als Nebeneffekt auch zu tlw. Systemverstopfungen führen können.

Einen verkalkten Kühler (mitsamt restlichem Kühlsystem) kann man entkalken (Siehe hierzu Abs. 5.13,„Entkalkung des Kühlsystems“). Es gab aber auch schon Fälle, wo dann zwar der Kalk raus war, aber der Kühler danach leckte, weil der Kalk ein schon bestehendes korrosionsbedingtes Loch im Kühlernetz vordem „abdichtete“.

Bauweise und Reparaturmöglichkeiten:

Kühler sind aus Messingblechen die durch Lötverbindungen zusammen gehalten werden. Oben und unten ist jeweils ein Wasserkasten und dazwischen verlaufen vertikale kleine Wasserkanäle.
Diese wiederum sind von gefalteten Blechprofilen umgeben. Dieses „Blechkleid“ sorgt für eine große Oberfläche und damit für eine große Fläche zur Ableitung der Wärme.

Blick in aufgesägten Kühler. Man erkennt die feinen Kühlkanäle die die das Kühlmittel fließt.

Kühler sind nur von oben in den Karosserierahmen eingesteckt. Sie werden durch ein längliches Gummiprofil gehalten.
Zusätzlich sitzt rechts und links oben jeweils noch ein runder Haltegummi. Will man den Kühler ausbauen, zieht man ihn also gefühlvoll nach oben raus.
Hinter dem Kühler sitzt eine runde Kühlermaske die die Ventilatorluft gezielt auf den Kühler richten soll. Diese Maske ist unten in Klammern eingesteckt und oben mit 2 kleinen Schrauben fixiert.

5.8 Kühlerverschluss

Der Kühlerverschluss ist ein Überdruckverschluss, er sorgt für den „richtigen“ Druck im Kühlsystem (maximal ca. 2 Bar). Bei zu hohem Druck wird eine Spiralfeder und ein Ventilplättchen aufgedrückt; der Überdruck entweicht sodann über den am Kühlerstutzen seitlich angebrachten Schlauchanschluss.

Dazu einige Fotos:

Entsteht bei Abkühlen des Motors evtl. ein Unterdruck im System, öffnet sich im Deckel ein anderes Ventilplättchen und lässt Außenluft eintreten.

Der Deckel sollte nur bei einer angezeigten Kühlmitteltemperatur von unter 90 °C geöffnet werden. Dazu nur bis zur ersten Raste entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, um Überdruck abzulassen.

Siehe dazu unbedingt Sicherheitshinweise unter Punkt 3.

Die Verschlüsse haben typischerweise eine eingepresste Zahl, die bei den ursprünglichen Deckeln meist „100“ zeigt.
Dieser Wert gibt den relativen Öffnungsdruck zum Atmosphärendruck in Kilopascal (KPa)an.

Der Siedepunkt der Kühlflüssigkeit stellt sich nun folgendermaßen ein:

Wasser siedet bekanntlich bei Normaldruck (1 Bar = 100 kPa) bei 100°C.

Setzt man einen Kühlerdeckel mit der Bezeichnung 100 auf, so öffnet der erst bei 200 kPa (=2 Bar) Absolutdruck - was einem Druck von 100 kPa Athmosphärendruck + 100 kPa Überdruck entspricht. Bei diesem Druck liegt der Siedepunkt von Wasser 120°C.

Hat man einen Kühlerdeckel mit der Bezeichnung 120, dann öffnet der Deckel erst bei 100 kPa Atmosphärendruck + 120 kPa Überdruck = 220 kPa Absolutdruck (= 2,2 Bar). Dann stellt sich ein Siedepunkt von Wasser bei ca. 124°C ein.

Mit Beimengung von Kälteschutzmittel liegen die Temperaturen je nach Mischungsverhältnis in der Nähe dieser Werte.

Kühlerdeckel mit Aufdruck 120

Ursprünglich wurden "100er" Deckel eingesetzt. Neuerdings werden eher "120er" verwendet. Diese verschiedenen Deckel haben auf den Normalbetrieb keinen Einfluss; die Unterschiede kommen erst bei extremer Belastung des Kühlsystems bei Hochleistungsbetrieb zur Wirkung.

Einstellen kann man am Kühlerverschluss nichts. Sieht seine Gummidichtung altersbedingt schlecht aus, sollte der Deckel insgesamt ersetzt werden, da sonst die Gefahr besteht, dass der Druck im Kühlsystem durch die defekte Dichtung entweicht.

Kühler kann man reparieren (lassen), indem man ein neues Gitter in der Mitte einlötet. Es gibt aber natürlich auch Austauschkühler.
Heute gibt es sogenannte Hochleistungskühlernetze, die man einlöten kann und welche die Kühlleistung erhöhen.
Automatikfahrzeuge haben übrigens einen anderen Kühler drin. Hier ist ganz unten waagerecht noch ein zusätzlicher kleiner Ölkühler mit Schlauchanschlüssen für das Automatiköl (ATF) im Kühler integriert.

Viele Motoren haben noch einen zusätzlichen Ölkühler. Dieser sitzt senkrecht links neben dem Wasserkühler. Er ist mit zwei Druckschläuchen mit dem Stutzen des Ölfilters verbunden.
Dieses Ölkühlsystem ist völlig unabhängig vom Wasserkühlsystem. Außer der Stelle wo der Kühler sitzt und der gemeinsamen Nutzung der Ventilatorluft besteht zwischen diesen Systemen keinerlei Verbindung.
Will man nur den Wasserkühler ausbauen, kann man die beiden Kühler trennen und braucht das Öl nicht abzulassen.

5.9 Viskoselüfter

Diese Lüfter sind eine Sonderausstattung. Sie werden über eine Viskosekupplung nur nach Bedarf beim Auftreten höherer Kühlmitteltemperaturen aktiviert.

Sie dienen der Verringerung der am Lüfter verloren gehenden Motorleistung. Die bedarfsgerechte Regelung der Kühlluftströme unter Minimierung der Geräuschentwicklung und aufzunehmenden Leistung bewirkt eine Reduzierung beim Kraftstoffverbrauch.

Eine Viskose-Kupplung im Lüfter stellt einen temperaturabhängigen Kraftschluss zum Lüfterrad her und beeinflusst dessen Drehzahl. Wenn keine Kühlluft benötigt wird, schaltet die Kupplung ab und läuft mit geringer Drehzahl. Die Kupplung wird über ein Bimetallelement, das der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, angesteuert. Durch einen Druckstift wird eine Bohrung freigegeben und Silikonöl fließt vom Vorrats- in den Arbeitsraum. Dort wird über eine verschleißfreie Flüssigkeitsreibung das Antriebsmoment auf das Lüfterrad übertragen, dessen Drehzahl sich stufenlos auf die wechselnden Betriebsbedingungen einstellt.

Diese Viskosekupplung kann versagen, wodurch das Lüfterblatt zu wenig oder gar nicht mehr mitdreht. Es kann auch durch Verlust von Silikonöl zu Ausfällen des Lüfters kommen.

Wichtig: Viskoselüfter sollen nur im senkrechten Zustand transportiert und gelagert werden, da ansonst die Viskoseflüssigkeit tlw. auslaufen kann. Wenn jemand in einem Verkaufsportal einen auf dem Foto flach liegenden Viskoselüfter anbietet, sollte man also gleich die Finger davon lassen.

Wie man einen Viskoselüfter einfachsten checken kann, berichtet Olof aus dem Sternzeit-107 Forum: „Im kalten Zustand bei stehenden Motor sollte sich der Viskolüfter zäh (wie ein Löffel in Honig) drehen lassen. Nach ein paar Minuten (Motor)Lauf sollte sich der Lüfter unmittelbar nach dem Abstellen leicht drehen lassen und nach etwas Zeit wieder in den zähen Zustand übergehen. Ich verstehe unter leicht drehen dabei, wenn der Lüfter nach einen ordentlichen Schups noch 20-30 Grad weiterdreht und nicht sofort stehenbleibt.“

5.10 Temperaturanzeige

Unsere /8er nutzen zwei verschiedene physikalische Methoden zur Temperaturmessung und –anzeige.
Details zu deren Konstruktion, Funktionsweise, mögliche Störungsquellen und Fehlerfindung/-behebung siehe diesen Link zur Temperaturanzeige

5.11 Wärmetauscher der Heizung

Dieses Teil liegt sehr versteckt unter dem Armaturenbrett tief im Inneren der Karosserie und besteht aus zwei Teilsystemen – je eines für rechts und links.

Hier ein Bild des Wärmetauschers vor seinem Einbaukasten.

Die Wärmetauscher können ebenfalls lecken. Indirekt kann man es erkennen, wenn man an kalten Tagen zunächst mit geschlossenen Heizungsventilen losfährt. Wenn der Motor warm ist, öffnet man die Ventile schlagartig ganz und schaut, ob danach an der kalten Windschutzscheibe innen Wasserdampf rechts oder links auskondensiert. Mitunter riecht es dann auch nach „Waschküche“.

Wenn ja, tritt irgendwo rechts oder links im Bereich des entsprechenden Wärmetauschers Kühlmittel aus.

In einem solchen Fall hat man wegen der Unzugänglichkeit des Wärmetauschers ein größeres Problem.
Zum Ausbau des Wärmetauschers siehe hierzu in unserem /8-KnowHow: Wechsel des Gebläsemotors

5.12 Kühlmittelverluste durch Probleme der Motordichtigkeit

Verursacht werden können diese durch

• eine defekte Zylinderkopfdichtung,
• einen verzogenen Motorblock oder Zylinderkopf,
• einen Riss im Motorblock.

Bei einer defekten Zylinderkopfdichtung (ZKD) und/oder verzogenem Motorblock/Zylinderkopf kann beim Motor Kühlmittel nach außen austreten. Man sieht das durch am Motorblock austretendes Kühlmittel, bzw. am Motorblock an nach unten laufenden Schlieren (gebildet durch herabgelaufenes und mittlerweile verdunstetes Kühlmittel).

Es können Öl bzw. Verbrennungsgase ins Kühlmittel eintreten. Dann sieht man bei geöffnetem Kühlerdeckel vorbeischwimmende Ölschlieren bzw. Gasblasen, die nach Abgas riechen können. Beim starkem Gasgeben verstärkt sich der Effekt der Gasblasen.

Bei einem Riss im Motorblock können ähnliche Effekte auftreten. Außerdem kann Wasser direkt in die Verbrennungsräume der Zylinder eindringen. Es verdampft dort und entschwindet als Wasserdampf mit dem Abgas über den Auspuff. Dabei kann sich verstärkter weißer Auspuffdampf bilden. Die Schmierung der Zylinderwände ist dabei gefährdet. Es kann dann auch Wasser in den Ölkreislauf in das Motorgehäuse eindringen. Dies erkennt man durch milchig-grau erscheinendes Motoröl, das auch schaumig sein kann. Auch kann der Öldeckel am Motorgehäuse innen durch ausfallenden Öl-/Wasserdampf schaumige weißliche Ablagerungen aufweisen. Die Motorschmierung ist dann ebenfalls gefährdet!

Eine ganz gute Testreihe, ob man ein ZKD Problem hat, ist folgende Vorgehensweise: Zuerst prüft man die Qualität vom Wasser (sind da Ölspuren drin??) und die vom Motoröl, das sich grau verfärbt, wenn es sich mit Wasser aus dem Kühlsystem mischt.
Dann kann man noch prüfen, ob am Öleinfülldeckel des Motors gelber Schaum dran sitzt (das muss aber nicht zwingend heißen, dass die ZKD defekt ist!!!).
Außerdem geben ein Kompressionstest und ein Druckverlusttest (erfordert entsprechendes Equipment) an den Zylindern wertvolle Hinweise auf eine defekte ZKD.
Sehr gut kann man testen, ob Auspuffgase im Kühlsystem sind: Dazu befestigt man am offenen Ende des Überdruckschlauchs des Kühlers eine leere Wasserflasche. Diese Flasche rechts vorne im Motorraum mit Draht, Kabelbindern oder Klebeband so befestigen, dass sie ein kurze Fahrt durchhält. Jetzt den Motor warm fahren, sodass der Thermostat öffnet und der Kühler zugeschaltet ist.
Dann sammelt sich in der Flasche das durch den Überdruck rausgedrückte Kühlwasser. Vor allem aber kann man nach kurzer Fahrtstrecke beobachten, ob sich in dieser Flasche graue Auspuffgase sammeln. Ist das der Fall, ist das ein sicheres Zeichen, dass die ZKD kaputt ist.

Nachstehend ein Blick auf einen abgenommenen Zylinderkopf. Man kann die Wasserkanäle im Motor erkennen, daneben ZKD

5.13 Entkalkung des Kühlsystems

a) Mit Zitronensäure

Im Laufe der Jahre kann das Kühlsystem durch den im Kühlwasser gelösten natürlichen Kalk verkalken, indem sich der Kalk an den mit dem Kühlmittel in Berührung kommenden Flächen anlagert. Dies führt in Folge zu schlechter Wärmeableitung im Motor und Kühler.

Sehr gut geht das Entkalken nach eigenen Erfahrungen des Autors mittels Zitronensäure. Die gibt es in Pulverform in der Apotheke in Großpackungen für wenige Euros. Sogar Mercedes bietet Derartiges an, ist aber teurer - und die nächste Apotheke liegt ja meist viel näher.

Man beschaffe also 1 Kilogramm Zitronensäure. Dann entleert man das gesamte Kühlsystem. Hierzu auch beide Heizungsventile öffnen. Das Kühlmittel an der Kühlerablassschraube ablaufen lassen; idealerweise auch die Ablassschraube im Motorblock öffnen.

Die Zitronensäure in ein paar Liter heißem Leitungswasser auflösen und damit das unten wieder verschlossene Kühlsystem über den Kühlerstutzen ganz auffüllen.

Kühlerdeckel drauf und losfahren. Bei geöffneter Heizung nun eine gute Stunde zügig fahren, damit sich der Motor richtig gut erwärmt, alles gut durchspült wird und sich die Verkalkungen auflösen können .

Es ist bei älteren Motoren unglaublich, welche Mengen an Ablagerungen da so im Kühlsystem gelöst werden. Es entsteht im Zuge der Auflösung des Kalkes auch viel ausgasendes Kohlendioxyd, das über das Überdruckventil des Kühlerdeckels entweicht. Das sieht dann so aus als ob das Kühlmittel kocht, es ist aber letztlich nichts anderes als ein Sprudelwasser-Effekt.

Danach die ganze Brühe möglichst noch warm ablassen. Dabei die Heizventile weiterhin geöffnet lassen, damit die Heizung auch leer läuft.
Anschließend zur Spülung des Systems wieder mit (möglichst warmem) Wasser auffüllen und bis voller Motorerwärmung rum fahren.
Den Spülvorgang noch 2 mal wiederholen, damit auch wirklich alle Reste an Dreck und Zitronensäure ausgespült werden.

Als Letztes nun wieder frisches Wasser und Frostschutz in einer der Jahreszeit gemäßen Mischung auffüllen.

Nach erfolgreicher Entkalkung wiederholt checken, ob irgendwo Leckagen auftreten, weil evtl. vorher „abdichtender“ Kalk jetzt weg ist.

b) Mit Ameisensäure

Es gibt auch die Möglichkeit, das Kühlsystem mit anderen Mitteln zu entkalken: z.B. Ameisensäure.

Sicherheitshinweis: Ameisensäure ist stark ätzend und hat einen stechenden Geruch. Bei Anwendung von Ameisensäure-haltigen Produkten daher unbedingt mit Augenschutz und Hautschutz arbeiten!

Forumsmitglieder berichten, dass sie mit SANIT-Kalklöser (der i.w. auf Ameisensäure basiert ), sehr gute Erfahrungen gemacht haben,. Bei Anwendung aber bitte nicht vergessen, anschließend nochmal zu "passivieren"... Also gleich den SANIT LF Passivierer mitkaufen.

Die Fa. SANIT hat auch einen alternativen Kalklöser, der ameisensäurefrei ist: der nennt sich SANIT KalkGranate®.

Nähere Infos finden sich im SANIT-Produktkatalog 2022, dort auf Katalogseite 9 und für den LF Passivierer auf Katalogseite 10.

Bezugsquellen: Im Fachhandel und in Ebay

Erstellt von Helmut 230.6, 24. Aug. 2010, ergänzt 14. Sep. 2024