Normalerweise verbraucht die Wasserpumpe eines LKW etwa 7kW. Die neuen mit LICOS-Kupplungen ausgerüsteten Wasserpumpen für Nutzfahrzeuge sparen Sprit und Abgase, da man sie bedarfsgerecht zu- und abschalten kann. Mit einer elektromagnetischen Kupplung kann viel Kraftstoff gespart werden, da die volle Leistung nicht immer gebraucht wird.

Ein Motor schickt seine Kraft nicht nur an die Räder, sondern auch über Riementriebe an etliche Nebenaggregate. Über die Drehzahl kann also der tatsächliche Bedarf ermittelt werden. “Das Abschalten lohnt sich wegen der hohen Leistungsaufnahme vor allem in Lastwagen“, sagt Kurt Peter, Vertriebsleiter der Licos Trucktec GmbH. „Zwischen 0,5 und 1,5 Prozent des Treibstoffs lässt sich damit sparen“, erklärt Peter. Bei 150 000 Kilometer im Jahr und einem Durchschnittsverbrauch von 33 Liter auf 100 Kilometer ergibt das 500 Liter weniger Verbrauch. Bei aktuell 800.000 geschalteten Wasserpumpen im Markt beträgt die jährliche Dieseleinsparung immerhin schon über 250 Millionen Liter.
Weitere umwelttechnische Vorteile sind Lärmreduzierung, Luftreinhaltung und Gewässerschutz. Zudem wird durch die von der Kupplung ermöglichte schnellere Aufwärmung des Motors die besonders schadstoffreiche Kaltphase reduziert.

Wie funktioniert eine Wasserpumpenkupplung?

Wapuku BR500 SchnittDie braune Riemenscheibe wird über ein Kugellager von der Wasserpumpenwelle entkoppelt. Damit gibt es keinen Direktantrieb mehr für die Wasserpumpe. Der Antrieb erfolgt vielmehr mittels eines verschleißfreien Wirbelstromsystems. Das funktioniert mit einem grauen Kühlring, in dem ein Wirbelstrom durch die gegenüberliegenden Permanentmagnete auf der türkisfarbenen Scheibe erzeugt wird. Das aus dem Wirbelstrom resultierende Magnetfeld interagiert mit dem Magnetfeld der Permanentmagnete, so dass eine schlupfende, aber verschleißfreie Kopplung entsteht. Damit hat die Wasserpumpe eine stark reduzierte Drehzahl.
Für den Fall, dass die volle Leistung der Wasserpumpe benötigt wird, beaufschlagt man den Elektromagneten (im gelben Magnethalter) mit Strom. Die mit einer Feder an der türkisfarbenen Wellenantriebsscheibe befestigte dunkelblaue Ankerscheibe wird dadurch angezogen und an den braunen Rotor angepresst. Diese Technik verbindet die Riemenscheibe wieder direkt mit der Wasserpumpenwelle. Für den Fall der Bestromung der Kupplung folgt der Antrieb für die Wasserpumpe im festen Verhältnis zur Riemenscheibe (rote Linie). Sie entspricht dem Direktantrieb und wird für hohe Kühlleistungen zum Beispiel bei hohem Drehmoment benötigt. Für alle anderen Betriebspunkte (z. B. auf Langstreckenfahrten) wird die Kupplung nicht bestromt, so dass die grüne Kurve zum Einsatz kommt und die Wasserpumpe mit reduzierter Drehzahl läuft. Ein weiterer Vorteil: die reduzierten Pumpendrehzahlen, z. B. im Bremsbetrieb bergab, vermeiden die Kavitation (hot spots) beim Kühlmittel.

Synergieeffekte

Weltweit ist die Abgasreduzierung und die Treibstoffeinsparung ein wichtiges Thema. Die energieeffiziente Wasserpumpe ist somit Motivation auch bei anderen Nebenaggregaten Energie zu sparen. Luftpresser, Generatoren, Lenkhilfepumpen, sie alle könnten von dem mit der Wasserpumpe erworbenen Know-how profitieren.
Entwicklungs- und Schwellenländer führen zeitversetzt ähnliche Emissionsregelungen ein, wie sie in den Triade-Ländern bereits bestehen. Sie haben mit der Wasserpumpenkupplung ein erprobtes, einfaches und zuverlässiges Produkt für ihre Dieselmotoren, das auch lokal gefertigt werden könnte.