Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser


Wie repariere ich...? Wie baut man was an der SV um? Die Bastelbude für den Laien bis zum Profi.
hasseröder
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Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#1

Beitrag von hasseröder » 04.01.2019 21:48

Projekt Kühlwasser- und Öltemperaturanzeige Knubbel Bj. 2000

Hallo zusammen,
da sich mir immer die Frage stellt ab wann der Motor Betriebstemperatur hat, wollte ich (eigentlich schon im letzten Jahr) an meiner Knubbel Kühlwassertemperatur und Öltemperatur „sichtbar“ machen.
Dies soll zum einen für mich eine Dokumentation und wer mag eine Anregung zum Nachbauen sein.
Los geht es natürlich mit der Frage, wie und wo sollen die Temperaturen angezeigt werden.
Hier habe ich mich für den Bereich vor dem Zündschloss und „klassische“ Rundinstrumente entschieden.
Den Instrumentenhalter habe ich auf einer CNC-Fräsmaschine auf Arbeit (natürlich außerhalb meiner Arbeitszeit) fräsen dürfen. Hier sind Öltemperatur, Voltmeter, Wassertemperatur vorgesehen.
Instrumentenhalter auf Fräsmaschine.JPG
Punkt 1 Anzeige der Werte erledigt

Punkt 2 Messwerte erfassen

Nun stellt sich die Frage… „Wo sollen die Sensoren die Temperaturwerte abgreifen?“
Meine erste Überlegung den Sensor für den Kühlmitteltemperatur vor dem Kühler in den Kühlkreislauf zu integrieren verwarf ich wieder, da kaum Platz ist ein Zwischenstück mit Sensor in den Schlauch einzufügen. Auch würde nur die Temperatur im „Großen Kreislauf“ angezeigt.
Daher habe ich mich entschieden, den Sensor in das Thermostatgehäuse einzubauen.
Hier ist das WHB leider etwas ungenau… da steht nur …. Bauen Sie das Thermostatgehäuse aus … aber leider nicht wie…. Also Versuch macht kluch…
Zuerst habe ich den Tank aufgestellt, die Luftfilterbox abgenommen und das Kühlwasser abgelassen
Kühlwasserablassschraube.jpg
Eigentlich sollte der Thermostatgehäusedeckel und das Thermostat vorher ausgebaut werden. Leider wollte das Thermostat nicht so, wie ich es wollte und lies sich nicht aus dem Thermostatgehäuse herausnehmen.
Ich habe die Kühlwasserschläuche am Thermostatgehäuse und den entsprechenden Gegenstücken (Kühler, Wasserpumpe) abgemacht, was gar nicht so einfach war, da das trockene Gummi doch sehr an den Anschlüssen hing. Und man mag es kaum glauben, aber das Thermostatgehäuse mit Thermoastat passt mit etwas drehen und drücken (ohne Schlauchstücke) durch das Rahmendreieck
Rahmendreieck mit Thermostatgehäuse.jpg


Nachdem ich das Thermostatgehäuse aus dem Motorrad heraus und im Schraubstock eingespannt hatte, hat sich auch das Thermostat überreden lassen seinen festen Sitz im Thermostatgehäuse zu verlassen.
Als Position für den Sensor habe ich mir im Thermostatgehäuse eine „Gussrippe“ ausgesucht.
Thermostatgehäuse  Lage der Gewindebohrung Bild 1.JPG
Thermostatgehäuse  Lage der Gewindebohrung Bild 2.JPG
Thermostatgehäuse mit Sensor.JPG
Da der Temperatursensor ein M10x1-Gewinde hat, musste ich eine Dichtung außen unterlegen, da das M10x1 nicht selbstdichtend ist.

Kurze Gewindekunde…
M10x1 (metrisches Feingewinde) benötigt eine Abdichtung durch eine Flächendichtung außen oder eine „Flüssigdichtung“ die auf die Gewindegänge aufgetragen wird.
Rp (1/8“) ist ein kegliges (konisches) Rohrgewinde, das metallisch im Gewindegang selbst dichtend ist. Hier wird kein weiteres Dichtungsmaterial benötigt. Die Gewindebohrung ist hier ein zylindrisches Gewinde G(1/8“).

Dann alles wieder zusammengebaut und Probelauf. Hier war sehr schön zu sehen, wie die Temperatur im kleinen Kreislauf steigt und bei ca. 85 – 90°C das Thermostat den großen Kühlkreislauf öffnet. Dann sinkt kurz die Temperatur und bleibt dann relativ konstant.

Nächster Punkt …. Öltemperatursensor soll sich im bewegten Öl befinden
Hier habe ich mich dafür entschieden, den Temperaursensor beim Ölfilter in den Kreislauf zu integrieren.
Ölfilteranschluss mit Gewindebohrer.JPG
Ölfilteranschluss mit Gewindebohrer.JPG (162.18 KiB) 6395 mal betrachtet
Ölfilteranschluss von vorn mit seitlicher Gewindebohrung.JPG
Hier ist bei der Kante (glaube ich) der Anschluss für den Ölkühler.

Ich habe mich für die vordere (vorgegossene) Bohrung entschieden, da ich hier relativ sicher bin, dass ich keine Späne vom Bohren / Gewindebohren in den Ölkreislauf eingetragen haben, da sich der Ölfilteranschluss an dieser Stelle sehr gut säubern lässt. Die hintere Bohrung würde in die kleine Bohrung oberhalb des Ölfiltergewindes führen.

Die angegossenen Stutzen haben eine Bohrung ca. Ø11,8mm 12mm tief vorgegossen. Hier habe ich (zuerst) ein Gewinde M10x1 gebohrt. Nur leider hätte das Gewinde nur auf etwa 1 oder 2 Gewindegängen getragen. Lösung des Problems … es muss ein Adapter/Reduzierstück her. Also die vorgegossene Bohrung nochmal aufgebohrt und ein Gewinde G1/4“ geschnitten. Ein Reduzierstück G1/4“ auf G1/8“ gab es in der Bucht, da in den Heimischen Baumärkten solch kleine Reduzierstücke nicht angeboten werden und der örtliche Fachhändler nur an eingetragene Handwerksbetriebe verkauft.

Auch hier bei der Verschraubung G1/4“ (Bohrung am Ölfilteranschluss) - G1/4“ (Außengewinde des Reduzierstücks) muss ein „Dichtmittel“ auf die Gewindegänge aufgetragen werden, da diese Kombination nicht selbstdichtend ist.
Hier habe ich mir ein paar Tropfen Dichtungsmittel für Hydraulikanschlüsse bei unseren Schlossern auf Arbeit ausgeborgt. Aber vermutlich geht es auch mit Hylomar oder Teflonband.

Das von mir verwendete Dichtmittel ( Weicon AN 305-42 )
Dichtmittel für Hydraulikanschlüsse.JPG
Bei der Verschraubung G1/8“ ( Innengewinde des Reduzierstücks) - Rp1/8“ ( Außengewinde des Temperatursensors) muss kein Dichtmittel hinzugefügt werden, da das Konische Rohrgewinde im Gewindegang selbst dichtend ist.
Temperatursensor mit Reduzierstück.JPG
Temperatursensor im Reduzierstück.JPG
Nachdem auch der Temperatursensor im Ölkreislauf integriert,
Temperatursensor eingeschraubt.JPG
im Probelauf ( im zweiten oder dritten Versuch) dicht ist und auch die Temperatur anzeigt, ging es mit der Optik der Anzeige weiter.

Hier habe ich eine Blende aus Alu-Blech an den Instrumentenhalter angeschraubt und provisorisch mal „unter Strom gesetzt“.
Anzeige unter Strom.JPG
Jetzt muss "nur noch" der Instrumentenhalter ans Motorrad und alles verkabelt werden....
Morgen ist heute schon Gestern....

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#2

Beitrag von IMSword » 04.01.2019 23:36

Endlich mal wieder was mit Hand und Fuß hier im Forum. Sehr schön.

Was sind das für Instrumente? Vollkommen wertungsfrei, aber die wirken recht billig.
Kaum macht man's richtig, schon funktioniert's

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#3

Beitrag von Dieter » 05.01.2019 8:46

Sehr schön.
Hattest du kein 1/4" Schneider? Dann hättest du unten den Adapter weglassen können und der Sensor wäre noch näher/weiter im Öl gewesen. Ansonsten auch so Top!

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#4

Beitrag von hannes-neo » 05.01.2019 13:01

Nice! IMS hat Recht. Endlich mal wieder guter Kontent!
Star mich nicht so an, ich bin auch nur eine Signatur!

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#5

Beitrag von hasseröder » 05.01.2019 13:59

Dieter hat geschrieben:Sehr schön.
Hattest du kein 1/4" Schneider? Dann hättest du unten den Adapter weglassen können und der Sensor wäre noch näher/weiter im Öl gewesen. Ansonsten auch so Top!
Der verwendete Sensor hat Rp1/8", da ich keinen Sensor mit Rp1/4" gefunden habe. Für G1/8" im Motorblock wäre das vorgegossene Kernloch mit Ø10,9 - 11,0 zu groß gewesen, daher der Adapter.
In der Bucht gibt es auch Sensoren, die einen längeren Sensorteil haben .... beim nächsten mal vielleicht...

@IMSword .... ja es waren nicht die teuersten Anzeigen.... sind auch von dort, wo die Sonne aufgeht.... (es sind auch noch die Schutzfolien drauf) :mrgreen:
Zuletzt geändert von hasseröder am 05.01.2019 20:07, insgesamt 1-mal geändert.
Morgen ist heute schon Gestern....

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#6

Beitrag von IMSword » 05.01.2019 15:06

Der Preis ist mir latte (natürlich soll's im Rahmen bleiben), es ging mir um die Genauigkeit und da ist billig meistens auch wirklich 'billig'
Kaum macht man's richtig, schon funktioniert's

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#7

Beitrag von 2blue » 05.01.2019 18:55

IMSword hat geschrieben:Der Preis ist mir latte (natürlich soll's im Rahmen bleiben), es ging mir um die Genauigkeit und da ist billig meistens auch wirklich 'billig'
Genauigkeit sollte bei den Schlitzaugen kein Problem sein, mach mir mehr Sorgen wegen den Vibrationen. Würde auf jeden Fall versuchen die Instrumente oder die ganze Trägerplatte zu entkoppeln.
Die Power-Knubbel vom SV-Treffen 2016
Blau ist für mich ne tolle Farbe und kein Zustand

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#8

Beitrag von SV16 » 07.01.2019 13:10

Also die Idee und die Dokumentation finde ich echt klasse. Auch die CNC gefräste Platte :ACK:
Nur beim Konzept ist ein Denkfehler drin. Denn es wird nicht die Temperatur vom Öl gemessen sondern die Temperatur des Motor Gehäuses. Die Aluminium Legierung hat einen Wärmeleitwert von um die 200 und Öl lediglich von 0,15. Also selbst wenn sich das Öl schon mit 150grad selbst zersetzt und der Schmierfilm reißt, wird der Sensor kaum einen Wert von deutlich über 100grad anzeigen.
Der Sensor im Wasser Gehäuse ist okay denn das hängt sozusagen isoliert in Gummi und nicht im Fahrtwind.

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#9

Beitrag von Thorsten_Köhler » 09.01.2019 22:44

@SV16
Wenn ich mir den Kühlwassersensor und die Einbauart ansehe, dann kann ich keinen nennenswerten Unterschied zum Ölsensor erkennen.
Der eine hängt imho genauso im Medium / im Gehäuse wie der andere.
Warum soll also der eine die Gehäuse- und der andere die Medientemperatur genauer oder ungenauer anzeigen als der andere?
Weil das Kühlwasserthermostat an Schläuchen innerhalb des Rahmens "aufgehängt" ist?

Ich bringe mal ein Beispiel von einem Ölthermostat (Öffnungstemperatur 80°C) und der Gehäusetemperatur an den Ölleitungen zum Ölkühler.

Und siehe da:
Am Gehäuseaustritt der Ölkühlerleitungen direkt am Motor liegt die Oberflächentemperatur bei knapp 68°C.
Und obwohl nach knapp 80km Fahrt das Öl ja an sich wohl heiß sein sollte, hat das Thermostat den Zufluß in den Ölkühler nicht freigegeben.
Soweit können die Temperaturen von Öl und Gehäuse dann doch nicht auseinanderliegen, ansonsten hätte das Thermostat ja öffnen müssen.
Lack oben, Gummi unten.

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#10

Beitrag von hasseröder » 10.01.2019 1:02

SV16 hat geschrieben:Also die Idee und die Dokumentation finde ich echt klasse. Auch die CNC gefräste Platte :ACK:
Nur beim Konzept ist ein Denkfehler drin. Denn es wird nicht die Temperatur vom Öl gemessen sondern die Temperatur des Motor Gehäuses. Die Aluminium Legierung hat einen Wärmeleitwert von um die 200 und Öl lediglich von 0,15. Also selbst wenn sich das Öl schon mit 150grad selbst zersetzt und der Schmierfilm reißt, wird der Sensor kaum einen Wert von deutlich über 100grad anzeigen.
Der Sensor im Wasser Gehäuse ist okay denn das hängt sozusagen isoliert in Gummi und nicht im Fahrtwind.
Danke für die Blumen....

Wie Thorsten_Köhler schon schrieb, wird der Sensor vom durch den Ölfilter fließendem Öl umströmt, sollte also die Temperatur des Mediums (Öl) anzeigen.
Leider bin ich aufgrund des notwendigen Reduzierstücks etwas aus dem direkten Ölstrom heraus gekommen, aber ich suche ja keine Zehntelgrad...
Ölfilteranschluss von vorn mit Temperatursensor provisorisch mit Markierung.jpg
Temperatursensor eingeschraubt mit Markierung.jpg


Beim Testlauf konnte ich gut sehen, dass das Kühlwasser nach wenigen Minuten schon "Betriebstemperatur" hatte (im kleinen Kreislauf) und das Öl noch unter 40°C warm/kalt war und dann auch hier die Temperatur stieg. Wie sich das ganze in freier Wildbahn verhält, kann ich Anfang April berichten.

@2blue Danke für den Hinweis. Ich werde mit einer mittelharten Zwischenlage aus Gummi probieren die Trägerplatte zuentkoppeln.

momentan habe ich nur ein anderes "Problemchen"... die Platte sitzt schief.... Die Anschraubbohrungen für das Zündschloss haben zwar das gleiche Maß zur Außenkante, aber die "Hörnchen" an der oberen Gabelbrücke sind unterschiedlich ... :( hell :( hell :( hell also muss ich hier nochmal nacharbeiten....
Instrumentenhalter schief an Motorrad.jpg
Instrumentenhalter schief an Motorrad mit Markierung.jpg
Morgen ist heute schon Gestern....

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#11

Beitrag von SV16 » 10.01.2019 16:48

Ein paar Zehntel Grad? Na dann hätte ich mir nicht die Mühe gemacht zu schreiben. Wir reden hier von dutzenden Grad Verfälschung. Man kann nicht von Öltemperatur messen sprechen.... Das ist einfach nur Gehäuse Temperatur messen. Sieht man ja an der wärmeleitfähigkeit ganz klar. Dabei ist es auch egal ob der Sensor voll im Ölstrom steht oder so wie eingebaut ist denn solange großflächig Kontakt zum Gehäuse besteht und die wärmeleitfähigkeit über 1000x höher ist als die von Öl kann da nicht mal im Ansatz die Öltemperatur gemessen werden.
Gibt hier auch irgendwo ein Thema wo das drin steht und das Mitglied guzistoni hat das gemessen. Ich meins ja nicht böse und du hast das echt schön umgesetzt aber die Wahrheit ist eben es misst nur das Gehäuse

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#12

Beitrag von Pat SP-1 » 11.01.2019 9:56

SV16 hat geschrieben:Ein paar Zehntel Grad? Na dann hätte ich mir nicht die Mühe gemacht zu schreiben. Wir reden hier von dutzenden Grad Verfälschung. Man kann nicht von Öltemperatur messen sprechen.... Das ist einfach nur Gehäuse Temperatur messen. Sieht man ja an der wärmeleitfähigkeit ganz klar. Dabei ist es auch egal ob der Sensor voll im Ölstrom steht oder so wie eingebaut ist denn solange großflächig Kontakt zum Gehäuse besteht und die wärmeleitfähigkeit über 1000x höher ist als die von Öl kann da nicht mal im Ansatz die Öltemperatur gemessen werden.
Gibt hier auch irgendwo ein Thema wo das drin steht und das Mitglied guzistoni hat das gemessen. Ich meins ja nicht böse und du hast das echt schön umgesetzt aber die Wahrheit ist eben es misst nur das Gehäuse
Die Wärmeleitfähigkeit spielt bei so etwas kaum eine Rolle. Flüssigkeiten haben eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit. Das gilt sogar für Wasser. Der Wärmetransport in Flüssigkeiten läuft über Konvektion, nicht über Wärmeleitung (für Gase gilt das Gleiche). Wichtig ist die thermische Ankopplung. Und die ist bei Flüssigkeiten einfach viel besser als beim Kontakt von Metallflächen, die ja nicht wirklich flächig abschließen und bei denen die Wärme über die Wärmeleitfähigkeit erst wieder abtransportiert werden muss, während die warme Flüssigkeit einfach weg strömt und neu ankommt. (Deshalb kühlt man ja die Motoren auch mit Flüssigkeiten :wink: ).

Wichtig ist eigentlich nur, dass der Sensor tatsächlich vom Öl umspült wird und er nicht so weit in einer Nische sitzt, dass sich das Öl dort sammelt und vom Gehäuse abgekühlt wird. Ob das der Fall ist, kann ich anhand des Fotos nicht beurteilen.

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#13

Beitrag von SV16 » 11.01.2019 14:27

Das stimmt so nicht. Die wärmeleitfähigkeit des Mediums spielt sehr wohl eine Rolle. Lies dir das durch http://www.uni-magdeburg.de/isut/TV/Dow ... WS0809.pdf
Nimm die entsprechende Formel und stell sie nach Lambda um und setz die Koeffizienten ein. Alternativ geht auch delta temp. Mach das für Öl und irgendein deutlich anderes Medium und integrier die Flächen für einen gleichen Zeitraum. Wobei delta ja schon die erste Ableitung beschreibt, also da erst wieder zurück zur Stammfunktion gehen. Und wie groß ist der unterschied?
Für alle anderen ein Beispiel daß das Medium sehr wohl entscheidend ist für die Wärme Übertragung auch wenn es konstant vorhanden ist und umspült. Einfach mal in eine 100grad heiße Sauna setzten, die heiße Luft ist konstant vorhanden. Stört den Menschen aber nicht wirkich. Jetzt einfach mal im Sinne der Forschung in 100grad heißes Wasser setzten. Darf ja kein Unterschied sein laut dem Patspi. Viel Spaß dabei....
Und jeder der schon mal versucht hat ein Lager in ein Motor Gehäuse einzusetzen oder ein gammlige Schraube frei zu brennen. Der weiß daß man mit dem Brenner locker eine Minute drauf halten kann und man kann die Stelle immer noch anfassen ohne Probleme. Das aluminum vom Motor leitet Wärme so gut ab daß man Wärme nicht punktuell einbringen kann und genau deshalb interessiert es den Sensor herzlich wenig wenn er von Öl umspült wird. Solange er eine großflächige Kontaktfläche zum Gehäuse hat, haut darüber die Wärme sofort ab. Eine konkrete Messung der Öltemperatur ist nicht möglich auf diese Weise, nicht mal im Ansatz.

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#14

Beitrag von Pat SP-1 » 11.01.2019 14:41

SV16 hat geschrieben: Einfach mal in eine 100grad heiße Sauna setzten, die heiße Luft ist konstant vorhanden. Stört den Menschen aber nicht wirkich. Jetzt einfach mal im Sinne der Forschung in 100grad heißes Wasser setzten. Darf ja kein Unterschied sein laut dem Patspi.
Wie kommst Du auf den Schwachsinn und vor allem, dass ich ihn behauptet hätte? Wasser hat ca. die 1000fache Dichte von Luft. Daher wechselwirken im gleichen Zeitraum auch entsprechend mehr Moleküle mit der Oberfläche. Folglich ist auch der Wärmeübertrag entsprechend höher. Dazu kommt der höhere Energiegehalt aufgrund der extrem hohen Wärmekapazität von Wasser.

Aber wenn Du Dir so sicher bist, dass der Wärmeübertrag von einer Metallfläche an einen Sensor besser ist als von Öl an die gleiche Fläche schlage ich Dir mal ein Experiment vor:
Stelle einen Metalltopf (von mir aus gerne einen aus Alu) mit Öl gefüllt bei z.B. 150° in den Backofen und las ihn darin stehen, bis alles im thermischen Gleichgewicht ist. Dann fasse mit einer Fingerkuppe (als Sensor) die Außenwand des Topfes für einen kurzen Zeitraum (z.B. eine Sekunde) an. Dabei wirst Du merken, dass er heiß ist, Dir aber keine Verbrennung zuziehen. Danach tauche die Fingerkuppe für den gleichen Zeitraum in das Öl. Falls Du recht hast, bleibt der Finger angenehm kühl. Falls ich recht habe, hast Du danach eine Verbrennung (ich vermute mal aus der Hüfte geschossen: 2. Grades). Ich würde das Experiment nicht machen...

Noch mal zur Erinnerung: Man kühlt den Motor mit Wasser, weil man damit mittels erzwungener Konvektion (das Wasser wird gepumpt) die Wärme schneller weg bekommt als über Wärmeleitung durch das Metall. Sonst könnte man ja einfach über eine Metallstange den Kühler anschließen (der zur Vergrößerung der Oberfläche dient) anstatt ein anfälliges und nicht wartungsfreies System aus Schläuchen, Pumpe und einer Flüssigkeit zu konstruieren.

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Re: Temperaturanzeige Öl und Kühlwasser

#15

Beitrag von SV16 » 11.01.2019 17:09

Ok da wird wohl kein rechnerischer Beleg kommen, ein jammer...
Dieses Ofen experiment ist quatsch, hat nichts mit den Gegebenheiten zu tun denn es gibt kein Temperatur Gleichgewicht im Motor. Das Motor Gehäuse gibt die Wärme permanent an die Umwelt ab und kommt deshalb niemals auf die Temperatur des Öls im Betrieb. Aufgrund der wärmeleitfähigkeit wird der Sensor mit großflächigen Kontakt zum Gehäuse deshalb auch diese Temperatur anzeigen, auch hier ist die Leitfähigkeit für Wärme über 1000mal besser, deshalb mein Beispiel. Ist nun mal so, wurde ja auch schon gemessen. Was ich gelesen habe waren es in der Ablassschraube direkt am Gehäuse knapp unter 100grad und bei einem Sensor der im Öl schwimmt unter gleichen Bedingungen 130grad. Was gibt es da noch zu diskutieren?
Ich glaube es fehlt dir an Fachwissen und Sachverstand. Hier schleuderst du Fachbegriffe in den Raum und bei den darauf folgenden Worten merkt man sofort du kommst nicht aus der Materie. Stellt sich die Frage weshalb du dann trotzdem das forum mit deinem vermeintlichen Fach Geplapper überschwemmst? Schon bei unserer letzten Diskussion im Öl Thema haben dich Mitglieder und ein Moderator ausgelacht. Lernfähigkeit scheint also auch nicht deine Stärke zu sein?
Ich bitte die mitleser um Entschuldigung für diesen Niveau Sinkflug. Wollte dem Erbauer nur meinen Respekt aussprechen und einen Tipp geben. Liegt nicht in meinem Interesse in das Visier des Forums Schwätzers zu geraten, deshalb werde ich auf sein Gelaber jetzt auch nicht mehr antworten, da stehe ich einfach mal drüber. Technische Gegebenheiten sind ja jetzt dargestellt.

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