Blick ins KRAFTHAND-Magazin: Konventionelle Wasserpumpe ein Auslaufmodell?

Links: Thermomanagementmodul mit einem per Vakkuumdose angesteuerten Drehschieber. Bild: Saleri. Rechts: Wasserpumpen lassen sich durch einen integrierten Mechanismus abschalten oder mit einem Drehschieber. Darüber hinaus kann der Kühlmittelfluss auch per Regelventil unterbrochen werden. Audi greift auf dieses Prinzip bei seinem 3.0 TDI-V6-Motor zurück. Bild: www.audi-technology-portal.de

Kfz-Profis werden es immer häufiger mit den sogenannten schalt- oder regelbaren Wasserpumpen im Service zu tun bekommen. Verschiedene Teilelieferanten reagieren darauf und versorgen den freien Teilemarkt mit solchen Komponenten. KRAFTHAND erklärt, warum zunehmend schaltbare Wasserpumpen zum Einsatz kommen und wie sie funktionieren.

Wenn Autobauer neue Fahrzeuge entwickeln, geht es bei der Konzeption der Motorkühlung nicht mehr nur darum, das Kühlmittel ­innerhalb eines definierten Temperaturfensters zu halten. Vielmehr kommt dem Thermomanagement auch hinsichtlich geringerem Verbrauch, Schadstoffausstoß und Verschleiß eine immer wichtigere Rolle zu.

Eine Schlüsselkomponente ist in diesem Zusammenhang die (ab-)schaltbare Wasserpumpe. In Kombination mit kennfeldgesteuerten Thermostaten ermög­lichen solche Pumpen eine bedarfsgerechte Steuerung der Motortemperatur.

Positive Effekte
Beispielsweise lässt sich mit einer schalt- oder regelbaren Wasserpumpe die Warm­laufphase deutlich verkürzen, indem nach dem Kaltstart die Zirkulation der Kühlflüssigkeit ruht. Dazu setzt die ECU die Förderleistung der Wasserpumpe auf ein Minimum oder gar auf null zurück, wodurch sich das Kühlmittel im Motorblock schneller erwärmt. Der verkürzte Kaltlauf hat die drei folgenden positiven Effekte:

  • Die Reibungsverluste bei kaltem Motor und der damit einhergehende höhere Motorverschleiß minimieren sich.
  • Der im Kaltlauf höhere Schadstoffausstoß reduziert sich. Verstärkt wird dieser Effekt durch die kürzere Aufheizzeit des Katalysators, der ebenfalls schneller auf Temperatur kommt.

Der in Kaltlaufphasen hohe Kraftstoffverbrauch sinkt ebenfalls
Sobald die Kühlflüssigkeit eine bestimmte Temperatur erreicht, fängt die Wasserpumpe an zu arbeiten. Zusammenfassend lässt sich festhalten: Im Gegensatz zu konventionellen Pumpen, bei denen die Förderleistung bei hoher Drehzahl hoch ist und bei geringer niedrig, lässt sich mit schaltbaren Wapus der Kühlmittelstrom (in einem gewissen Rahmen) unabhängig von der Umdrehungszahl des Motors regulieren.

Das eröffnet beispielsweise auch die Möglichkeit, die Kühlmittelpumpe in Schubphasen auf langen Gefällestrecken zu deaktivieren. Damit wird einem übermäßigen Absinken der Motortemperatur vorgebeugt.

Varianten der Kühlmittelpumpenregelung
Um die Förderleistung der Wasserpumpe variabel oder nach dem On/Off-Prinzip regeln zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten: Zum einen gibt es die rein elektrische, vom 12-V-Bordnetz gespeiste Pumpe, wie sie der italienische Erstausrüster und Aftermarktlieferant Saleri beispielsweise an BMW und für den freien Teilemarkt liefert. Ruville hat ebenfalls solche Pumpen im Portfolio. Zu den elektrischen Pumpen wie sie BMW in bestimmten Modellen verbaut muss man allerdings wissen: Sie haben sich nicht so durchgesetzt wie noch vor einigen Jahren gedacht. Denn ihr Vorteil einer vollkommen variablen Regelung wiegt die Nachteile in puncto Gewicht und Kosten für viele Automobilhersteller nicht auf.

So gibt es einerseits Motoren, bei denen die Kühlmittelpumpe über einen integrierten Kupplungsmechanismus zeitweise vom Riementrieb entkoppelt wird, und anderseits Varianten mit einem sensorgesteuerten Drehschieber. Letztgenannte finden sich in vielen Modellen von Volkswagen. Bei diesen Thermomanagementmodulen (siehe Bild auf Seite 25 Mitte) ist vom Start weg eine 100-prozentige bedarfsgerechte Kühlung möglich. Denn über den Drehschieber lassen sich die Kühlmittelströme in bis zu drei Kreisläufen (etwa für Getriebe, Motoröl, Turbolader) so steuern, dass schnellstmöglich die gewünschte Zieltemperatur erreicht wird.

Bei der von Saleri entwickelten und bei Motoren von BMW zum Einsatz kommenden Wasserpumpe mit Drosselventil geht es prinzipiell um die gleiche Zielsetzung. Hier wird der Kühlmittelstrom durch das via Unterdruckdose betätigte Ventil bedarfsgerecht reguliert. Da diese Pumpe auf einer konven­tionellen mechanischen Variante aufbaut, steht den Automobilherstellern damit ein – im Vergleich zu vollelektrischen Pumpen – kostengünstiges und leichtes Bauteil zur Verfügung.

Für Kfz-Profis bedeutet der Trend  zu schaltbaren Wasserpumpen: Sie müssen sich mit dieser Technologie und möglichen Ausfallursachen auseinandersetzten. Denn sicher wird bei ‚Fehlregelungen’ das Problem nicht immer an der Pumpe selbst zu suchen sein, sondern im ein oder andern Fall auch in der Peripherie beziehungsweise Ansteuerung.

Wie die Kühlmittelpumpe der Zukunft aussieht, steht in der aktuellen KRAFTHAND. Ein Video zum Thema hier auf KRAFTHAND.tv