Wasserpumpen

Ein Motor arbeitet durch die Verbrennung von Kraftstoff (Diesel oder Benzin). Dabei entsteht eine enorme Hitze. Zum Teil übernimmt das Motoröl neben der Schmierung die Aufgabe des Kühlens. Beispielsweise im Automatikgetriebe, an einem Turbolader oder im Zylinderkopf. Das ist aber nicht ausreichend. Es muss mit einem Medium gekühlt werden, welches Wärme noch effizienter aufnimmt, ableitet und abgibt. Dazu gibt es an einem Verbrennungsmotor zwei Kühlwasserkreisläufe. Der innere Kreislauf, in dem das Wasser durch verschiedene Kanäle durch den Motor und eventuell andere Anbauteile geleitet wird. Es gibt Motoren, bei denen auch die Lichtmaschine oder/und der Turbolader wassergekühlt sind.

Der äußere Kreislauf ist wie eine Vergrößerung des inneren Kreislaufs zu verstehen. Beide Kreisläufe sind durch ein Thermostat getrennt. Im Thermostat befindet sich ein Bimetall, das durch Erwärmung ein Ventil öffnet bzw. schließt beim Abkühlen. Die Öffnung erfolgt je nach Thermostat in einem Temperaturbereich zwischen circa 75 und 92 Grad Celsius. Unterschiedliche Öffnungszeiten sind beispielsweise von äußeren Umständen abhängig, also ob das Fahrzeug in sehr kalten Regionen, in unseren gemäßigten oder tropischen Regionen bewegt wird. Bis zum Erreichen dieser Temperatur schaufelt die Wasserpumpe, die wie eine Turbine aufgebaut ist, das Wasser durch den inneren Kreislauf.

Verlassen Sie sich übrigens nicht hundertprozentig auf die Temperaturanzeige im Fahrzeug. Diese ist so zu verstehen, dass sie immer die gefährlichen oder Betriebsbereiche anzeigt. Die Temperaturanzeigen selbst sind in der Regel extrem ungenau.

Beim Erreichen der Öffnungstemperatur des Thermostats wird das Wasser nun zusätzlich durch den äußeren Kreislauf geleitet. Dieser fördert das Wasser durch einen Kühler mit vielen kleinen Kanälen. Durch diese kleinen Kanäle wird die Oberfläche vergrößert, sodass das Wasser mehr Wärme abgeben kann. Angetrieben wird die Wasserpumpe klassisch durch einen Riementrieb, der seine Energie von der Kurbelwelle bezieht. Entweder sind diese Wasserpumpen über einen Keilriemen (bei älteren Fahrzeugen), einen Keilrippenriemen (bei neueren Fahrzeugen) oder über den Steuerriemen für die Nockenwelle (bauartbedingt bei älteren und neuen Fahrzeugen) angetrieben.

Besonders moderne Fahrzeuge sind sehr kompakt verbaut, sodass zwischen Motor, Anbaukomponenten und Blechen des Motorraums kaum eine Hand passt. Der Motor kann also abstrahlende Wärme nicht mehr effizient ableiten zusätzlich. Daher werden bei modernen Autos oft zusätzliche elektrische Wasserpumpen eingebaut. Diese sind nicht selten mit dem dritten Kreislauf, dem Heizungskreislauf, verbunden (hier wird das Kühlwasser ins Fahrzeuginnere in einen Wärmetauscher, also auch einer Art Kühler, geleitet; ein Gebläse bläst durch diesen Kühler und befördert die Wärme in die Heizungskanäle). Daneben setzen sich aber auch elektrische Wasserpumpen als Hauptwasserpumpen durch.

Die elektrische Wasserpumpe bietet Vorteile, wo sich die Nachteile der mechanisch angetriebenen Pumpe zeigen. Wasserpumpen mit Riementrieb sind in ihrer Drehzahl abhängig von den Motorumdrehungen. Im Stadtverkehr mit Stop and Go steigt daher die Kühltemperatur oft übermäßig und riskant hoch an. Gleiches gilt auch im Anhängerbetrieb an großen Steigungen. Verstärkt wird der Effekt der Überhitzung durch die geringen Drehzahlen besonders an heißen Hochsommertagen. Tipp: öffnen Sie bei einem dramatischen Temperaturanstieg in einer solchen Situation die Heizung samt Gebläse voll, da so eine zusätzliche Kühlwasserkühlung erfolgt. Die elektrische Wasserpumpe ist elektronisch gesteuert und bietet genau dann viel Drehzahl, wenn die Kühlleistung erhöht werden muss. Das erfolgt also stets unabhängig von der Motordrehzahl.

Dafür gibt es durch den Elektroantrieb und die Elektronik wieder für Schäden anfällige Einzelteile, während dieses Risiko bei Wasserpumpen mit Riementrieb auf einen Keilriemenriss reduziert ist. Das Risiko, dass die gelagerte Antriebswelle einlaufen kann, besteht bei elektrischen als auch mechanischen Wasserpumpen gleichzeitig. Da der Keilriemen oder Zahnriemen aber laut Hersteller ohnehin einem Wechselintervall unterworfen ist, wird dieses Risiko hier gegenüber elektrischen Pumpen reduziert. Dafür ist aber der Wirkungsgrad elektrischer Pumpen höher und es wird sogar etwas Kraftstoff eingespart. Unterm Strich hängt die Effizienz einer manuellen oder elektrischen Wasserpumpe von vielen Faktoren ab (Einsatzbedingungen, Qualität der Bauteile, Wartungsstaus usw.) und sollte (beim Nachrüsten) individuell entschieden werden.

Wie andere Verschleißteile gibt es von Herstellern unter Umständen auch Empfehlungen, nach welchem Zeitraum oder welcher Fahrleistung die Wasserpumpe gewechselt werden sollte. Bei Motoren, deren Wasserpumpen über den Zahnriemen der Ventilsteuerung angetrieben werden, erübrigt sich diese Frage und sie ist anders zu beantworten. Der Wasserpumpenwechsel sollte hier immer zusammen mit dem Steuerriemenwechsel erfolgen, da der Arbeitsaufwand hoch und für beide Komponenten derselbe ist. Außerdem sollte ein einmal gespannter Zahnriemen und eingefahrener Zahnriemen nicht mehr abgenommen und wieder montiert werden, da das Überdehnen und Reißen riskanter wird. Daher kommt von der fachlich versierten Werkstatt beim Zahnriemenwechsel immer die Frage, ob die Wasserpumpe mit gewechselt werden soll.

Es wird auf eben diese Risiken und Mehrkosten hingewiesen, wenn nicht beide Teile gleichzeitig ersetzt werden. Bei Wasserpumpen mit Keilriemen- oder Keilrippenriementrieb sollte der Wasserpumpenwechsel bei jedem zweiten Riemenwechsel in Betracht gezogen werden, wenn es keiner Herstellerangaben gibt. Natürlich ist es dem Fahrer überlassen, doch wenn die Wasserpumpe einen Defekt aufweist, handelt es sich in den meisten Fällen um ein eingelaufenes Lager. Die dann folgenden Schäden sind entweder eine undichte Lagerung, aus der das Kühlwasser ausläuft, oder eine gefressene Antriebswelle, die das Wasser nicht mehr umwälzen kann. In beiden Fällen ist sofortiges Abstellen des Motors erforderlich. Das Fahrzeug darf nun nicht mehr gefahren werden, soll ein Motorschaden wegen Überhitzung vermieden werden.

Oft läuft das Kühlwasser bei einem Defekt aber langsam aus. Wird das Fahrzeug abgestellt, bildet sich unter dem Motor ein Wasserfleck. Dieser kann wegen des Frostschutzmittels gelb, blau oder auch grün gefärbt sein. Wenn Sie einen Wasserfleck unter dem Fahrzeug haben, kann das neben einer defekten Pumpe auch auf andere Schäden am Kühlkreislauf hindeuten. Beispielsweise einem undichten Kühlerschlauch, Kühler oder ein undichtes Thermostat. Beim Fahren kann ein süßlicher Geruch wahrgenommen werden im Fahrzeuginnern, wie er eben von Kühlwasser ausgeht. Verwechseln Sie Wasserflecken aber nicht mit dem normalen Kondenswasserfleck von Klimaanlagen . Sollten Sie nicht sicher sein, fahren Sie zur nächsten Werkstatt.

Sollte es sich tatsächlich um Kühlwasser handeln, ist es zumeist eingefärbt. Das ist das Frostschutzmittel. Achten Sie vor allem im Winter darauf, dass der richtige Frostschutz eingestellt ist. Der Frostpunkt sollte auf jeden Fall zwischen minus 20 und minus 30 Grad Celsius liegen. Das Überprüfen sollten Sie bei modernen Fahrzeugen der Fachwerkstatt überlassen, da es nicht ratsam ist, den Kühlkreislauf am Kühler zu öffnen. Denn moderne Kreisläufe sind entlüftet. Daher sollte der Frostschutz im Ausgleichsbehälter mit einer Frostschutzspindel geprüft werden. Außerdem ist die Verwendung des richtigen Frostschutzmittels wichtig. Die bereits erwähnten Farben sind beabsichtigt, um die Frostschutzmittel unterscheiden zu können. Dazu kommen noch einige Mischfarben.

Es gibt Motoren, die aus Grauguss bestehen, während andere reine Alumotoren und wieder andere kombiniert sind. Dazu kommen silikathaltige und silikatfreie Frostschutzmittel. Die Frostschutzmittel haben nämlich mehr Aufgaben als nur einen tiefen Gefrierpunkt. Sie schmieren die Wasserpumpe und schützen den Motor außerdem vor Korrosion und Oxidation. Zwischen Aluminium und Grauguss kommt es mit reinem Wasser zur Elektrolyse. Die Folge wäre Lochfraß. Das sind kleine Löcher mit großem Innenraum und kleiner Öffnung, wenn man sie unter dem Mikroskop betrachtet. Sie entstehen durch die Elektrolyse wie kleine Explosionen unter dem Mikroskop.

Ist es erst so weit gekommen, dass Lochfraß bereits besteht, hilft Frostschutzmittel nicht mehr, da es nicht durch die kleinen Öffnungen in den zerstörten Hohlraum gelangt. Der Lochfraß breitet sich noch dramatischer aus. Werden aber die falschen Frostschutzmittel eingesetzt oder sogar gemischt, können diese verklumpen und die Wasserpumpe zum Stillstand bringen, das Thermostat oder den Kühler bzw. den Wärmetauscher verstopfen. Übrigens dürfen Sie auch nicht mit purem Frostschutzmittel ohne Wasser fahren. Erst in der Kombination wird der Siedepunkt nach oben angehoben. Pures Wasser oder pures Frostschutzmittel hätte einen niedrigeren und damit für den Motor riskanten Siedepunkt.

Steigt die Temperaturanzeige im Fahrzeug nicht auf den normalen Bereich, öffnet und schließt das Thermostat nicht mehr. Der Motor kommt nicht mehr auf die optimale Betriebstemperatur. Eine defekte Wasserpumpe kann sich durch ein mahlendes oder krachendes Geräusch an der Motorstirnseite (bei quer liegenden Motoren gegenüber Getriebeseite) ankündigen. Ein schleichender oder massiver Wasserverlust kann wie bereits erwähnt ebenfalls die Folge sein. Vorsicht! Zeigt die Temperaturanzeige zu wenig oder gar nicht mehr an, kann es bedeuten, dass der Kühlkreislauf bereits leer ist.

Die Temperaturfühler arbeiten nur im Wasser. Moderne Fahrzeuge haben daher auch eine Kühlwasserstandanzeige. Achten Sie bei modernen Motoren auf den richtigen Kühlwasserstand im Ausgleichsbehälter. Der Kühlerdeckel sollte nicht geöffnet werden, da sich das System selbst entlüftet und eventuell nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet. Bei einem überhitzten Motor kann beim Öffnen des Kühlers regelrecht eine Dampfexplosion erfolgen. Braunes, schmieriges Wasser oder ein weiß geschäumter Verschlussdeckel deuten an, dass bereits ein Kopfdichtungsschaden vorliegt. All das sind eventuelle Warnsignale, die entweder zum sofortigen Abstellen des Motors oder sofortigem Besuch der Fachwerkstatt bewegen sollten.