Ladeluftkühlung: Vergleich (?!) der Systeme

Seit es unterschiedliche Ladeluftkühlsysteme gibt gibt es angeregte Diskussionen welches System 
besser oder Wirkungsvoller ist.

Gegenüberstellung der Systeme:

Wenn Geld keine Rolle spielt können BEIDE Systeme gleich effizient gemacht werden.
Folgt man der zweiten thermodynamischen Regel ist, solange man kein Eis im Luft/Wasser
Kühler fährt, ist ein Luft/Luft System bei gleichem Geldeinsatz wirkungsvoller.
Ein sehr guter Luft/Wasser Wärmetauscher (Kühler) bringt es auf einen Wirkungsgrad vomn 95%
ein guter Luft/Luft Wärmetauscher hingegen auf "nur" 93%. Die Unterschiede sind so marginal
dass bei einem dragracing-run Unterschiede erst nach ¼ oder ½ der Renndistanz messbar werden.
Ein Luft/Wasser System benötigt hingegen bedeutend mehr Wartungsaufwand und ist teurer und 
wiegt mehr (für die Leistungsgewicht Fanatiker).
Für den normalen Strassenbetrieb würde ich ein Luft/Wasser System dennoch vorziehen 
weil der etwas bessere Wirkungsgrad im Alltagsbetrieb leichte Vorteile bringt.

Luft/Wasser System:

Beim Luft/Wasser System wird über einen Wärmetauscher, wie beim normalen Wasserkühler für die
Motorkühlung, Wasser durch einen Kühler geleitet, dieses Wasser wiederum kühlt über einen
zweiten Wärmetauscher die angesaugte Umgebungsluft vor der Zuführung in den Einlass um
einige Grad Celsius herunter. Generell spielt bei allen Ladeluftkühlungssystemen 
die Umgebungsluft und die Bedingungen im Motorraum eine grosse Rolle. Weitere Faktoren stellen 
die Verweildauer der Luft am Wärmetauscher und die Wasserdurchflußmenge dar.

Erklärung:
Jede metallische- oder Kunststoffoberfläche im Motorraum nimmt Umgebungswärme auf.
Diese Erhitzung verringert den Wirkungsgrad des Ladeluftsystems, es lassen sich aber leider keine
generellen Zahlen nennen, sondern man muß auf Erfahrungswerten aufbauen.
Metall (Stahl) ist ein sehr guter Wärmeleiter, Aluminium ein schlechter. Darin liegt, neben 
Gründen der Gewichtsersparnis auch der Hauptgrund warum fast alle Luft/Wasser Systeme
Alu-Kühler verwenden. Um eine effizientere Kühlung der Ladeluft zu erreichen muss
entweder die Kühleroberfläche oder die Wassermenge die zur Kühlung verwendet wird,
vergrössert werden. Dies erreicht man durch Leitungen mit größerem Durchmeser und/oder
zusätzliche Kühler bzw. ein vergrössertes Wasserreservoir.
Eine Erhöhung der Wasserdurchflußmenge im Kühler muss nicht unbedingt erfolgreich sein,
da das Wasser u.U. zu kurz an der Kühleroberfläche verweilt um gekühlt zu werden.
Ein Wasser/Luft System bietet zudem die Möglichkeit das Wasser entsprechend 
vorzukühlen (Eiswasser) um für einen kurzen Zeitraum einen besseren Wirkungsgrad zu 
erzielen.

Luft/Luft System:

Wie auch beim Luft/Wasser System wird die Ladeluft durch einem Kühler geleitet, nur das
dieser Kühler lediglich durch die Umgebungsluft gekühlt wird. Derzeit sind keine 
Gebläsegekühlten Systeme für PKW`s im Handel. Der generelle Nachteil der Luft/Luft 
Systeme ist dadurch bedingt, daß das Kühlsystem nur bei bewegtem Fahrzeug funktioniert,
im Stand oder bei langsamer Fahrt geht die Kühlwirkung gegen Null. Im reinen Wettbewerbsbetrieb
kann dieser Nachteil vernachlässigt werden, da der Motor zwischen den einzelnen Wertungsläufen
i.d.R. ausgeschaltet ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem Platzbedraf für Luft/Luft 
Systeme, da, um nahezu den gleichen Wirkungsgrad wie ein Luft/Wasser System zu erreichen,
die Kühleroberfläche ca. 25% grösser sein muss.
Konzeptionelle Vorteile ergeben sich aus dem geringeren Gewicht (Wärmetauscher ist leichter,
kein Wasser benötigt) und dem Wegfall einer weiteren Wasserpumpe.
Um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen empfiehlt sich entweder der Anbau im direkten Luftstrom 
oder die gezielte Zuführung der Luft durch Scoops. In Reihe installierte Luft/Luft Systeme 
verlieren Ihren Wirkungsgrad dramatisch.


Was nehme ich jetzt für meinen Syclone oder Typhoon?

Wie oben zu lesen, haben beide Systeme Vor- und Nachteile und so ist eine klare
Beurteilung leider nicht möglich!
Man kann diese Entscheidung nur nach dem Schwerpunkt der Fahrzeugnutzung und dem Geldbeutel treffen.
Luft/wasser Systeme benötigen i.d.R Wartung (Frostschutz etc.) und sind teurer als, Luft/Luft Systeme.
Luft/Luft Systeme benötigen Platz für die Kühler und eine optimale Anströmung.


Für den reinen Strasseneinsatz würde ich ein Luft/Wasser System vorziehen. Dieses
System ist bereits in unseren Autos vorhanden und es gibt verschiedene bezahlbare Updates
im Handel wie Griffin Radiatoren, Anbau weiterer Ladeluftkühler, upgrade der IC Wasserpumpe 
etc.. Weiterhin kann man bei einem Luft/Wasser-System, ohne große Lesitungseinbussen,
Kühler hintereinander installieren, währen beim Luft/Luft System der Kühler "im Wind" stehen MUSS um
wirkungsvoll zu arbeiten. Wenn man dann einmal am Wochenende Dragracing machen möchte bleibt immer 
noch die Möglichkeit der Kühlung mit Eiswasser, was in der Realität vielleicht maximal 1-2 Zehntel 
auf die Viertelmeile ausmacht.

Wichtig ist "welches System funktioniert für mich am besten"... .