Maasluip schreef op maandag 17 december 2012 @ 13:55:
[...]
Maar daarom vraag ik het juist

Werkt een automotor bij 80-90 graden omdat dat makkelijk uitkomt met water of werkt die bij 80-90 graden omdat hij anders kapot gaat.
Ik wil best argumenten accepteren dat dat laatste het geval is, maar dan moeten ze wel steekhoudend zijn. Ik denk dat er veel teruggeredeneerd zijn, zo van "een motor werkt bij 80-90 graden dus moet hij anders wel kapot gaan".
Je zit een beetje met oorzaak en gevolg. Die twee zijn door de decennia namelijk omgekeerd. Omdat water als koelmiddel werd gebruikt (nadat luchtkoeling onvoldoende bleek), was de bedrijfstemperatuur redelijk vast met ongeveer 100 graden. Gooi er een veiligheidsmarge bovenop en de voorwaarden voor de temperatuur waaraan een onderdeel moest voldoen, waren grotendeels geschapen. In oude motoren zullen de meeste onderdelen best hogere temperaturen aangekund hebben.
Omdat de meeste onderdelen buiten de verbrandingskamer en uitlaat door het koelwater nooit boven de 150 graden C zullen komen, worden ze nu ontwikkeld zodat ze tot die temperatuur aan kunnen, en gaan ze dus kapot als de motor heter wordt.
Dus nu geldt inderdaad dat een hedendaagse motor gewoon kapot gaat als je boven een bepaalde temperatuursgrens komt, die min of meer gedicteerd wordt door de optimale werkingstemperatuur van water. Gebruik een vloeistof die veel heter kan worden, maakt niet dat de motor warmer kan draaien, kunststof delen, slangen, olie, pomp, etc bezwijken nog steeds als de motor langdurig boven de 100 graden is.
[...]
Pure glycol (koelvloeistof) heeft een kookpunt van 197oC (maar een vriespunt van -12oC. 90% glycol nog altijd 140oC en een wat lager vriespunt van -29oC. En koelvloeistof is niet zo gek duur. Wel veel duurder dan water natuurlijk, maar geen 17 euro per liter wat ze voor die nieuwerwetse "koelvloeistof zonder water" willen vangen.
Hier maak je een vrij standaard fout. Glycol is een vrij slechte koelvloeistof en heeft helemaal niet als doel om als koelvloeistof te dienen. Glycol wordt vooral gebruikt om het vriespunt van water te verlagen en eventueel om als corrosie-bescherming te dienen.
Belangrijk is voor een koelvloeistof dat deze een zo hoog mogelijke soortelijke warmte heeft (de hoeveelheid energie die het kost om een bepaalde hoeveelheid stof met 1 graad Kelvin te verwarmen).
Voor glycol is deze 2430 Joule per kilogram om deze 1 graad te verwarmen, voor water is deze 4190 Joule per kilogram, dus bijna het dubbele. Er zijn maar heel weinig vloeistoffen die een hogere soortelijke warmte hebben dan water (ik kan er zo geen één noemen in ieder geval), wat water tot bijna de perfecte koelvloeistof maakt.
Nu is een lagere soortelijke warmte niet direct een probleem, als die de helft is, verdubbel je gewoon de beschikbare hoeveelheid vloeistof, alleen moet alles dan ook gelijk zwaarder/groter uitgevoerd worden, inc. de radiator en moet de stroomsnelheid door het motorblok ook verhoogd worden.
Daarnaast is zuivere Glycol brandbaar vanaf 111 graden, dus leuk dat je motor heter kan lopen voor het kookt, maar je koelmiddel is potentieel ontbrandbaar vanaf dat moment.
Hoe goed je ook je best doet, en hoe heet je de motor ook laat worden, water zal nooit ontbranden (of je moet zo heet gaan dat er spontaan waterstof en zuurstof kan ontstaan, maar dan is je aluminium-blok inmiddels ook al aan het smelten

)
Dus, omdat water zo'n perfect koelmiddel is (op wat corrosie- en bevriezingsproblemen na) is de verbrandingsmotor zo ontwikkeld om optimaal hiermee te werken. Het heeft geen zin om diverse onderdelen geschikt te maken voor een hogere temperatuur (ook al kan dat prima), want dat wordt nooit bereikt.
Maar technisch is het uitstekend mogelijk om een motor te bouwen op 200 of 300 graden werkt, hoewel je boven de 200 graden wel problemen kan krijgen met zelfontbranding van de brandstof en wellicht degradatie en stabiliteitsproblemen met de smeermiddelen. Maar zelfontbranding kan met directe injectie bijv. weer opgelost worden.
Waarschuwing, opperprutser aan het werk... en als je een opmerking van mij niet snapt, klik dan hier