Kavitation

Wenn Flüssigkeiten ihren Siedepunkt erreichen entstehen kleine Dampfblasen, die schlagartig wieder in sich zusammenfallen (implodieren). Während des Blasenzerfalls bildet sich, hierfür charakteristisch, in der Mitte der Blase eine Mikrodüse aus. Die Flüssigkeit wird in der Mikrodüse extrem beschleunigt. Druckspitzen von bis zu 10.000 bar und Geschwindigkeiten bis zu 400 km/h wirken punktuell auf die Bauteiloberfläche ein.  

Kleinste Metallpartikel werden dadurch auf mechanischem Weg aus der Bauteiloberfläche herausgerissen. Wenn die Kavitation immer an derselben Stelle auftritt, bilden sich im Laufe der Zeit immer tiefere Löcher oder Aushöhlungen.

Dampfblasen entstehen, wenn der Siedepunkt einer Flüssigkeit erreicht wird. Dies ist von drei Parametern abhängig:

1. Dem Siedepunkt der Flüssigkeit selbst.
2. Dem Druck in der Flüssigkeit.
3. Der Temperatur der Flüssigkeit.

Diese drei Parameter beeinflussen sich gegenseitig. Nachfolgend sind die Gründe genannt, auf welche Weise der Siedepunkt in einem Motorkühlsystem erreicht werden kann. Häufig führen gleich mehrere Gründe dazu, dass der Siedepunkt erreicht wird und es zur Kavitation kommt.

• Undichtes Kühlsystem.
• Fehlerhafter oder falscher Kühlerdeckel – Öffnungsdruck des Überdruckventils nicht in Ordnung.
• Zu niedere Betriebstemperatur des Motors – Motorbetrieb ohne Thermostat oder Thermostat mit zu niedriger Öffnungstemperatur.
• Betrieb des Motors im Hochgebirge – der niedrigere Umgebungsdruck beeinflusst auch den Vordruck im Kühlsystem

• Lokale Unterdruckzonen an Bauteilen, hervorgerufen durch Bauteilschwingungen.
• Lokale Unterdruckzonen durch schnelle Bewegungen von Bauteilen in Flüssigkeiten, besonders bei Pumpenrädern und Propellern.
• Hohe Strömungsgeschwindigkeiten von Flüssigkeiten, verbunden mit starker Änderung der Flussrichtung oder bei Strömungsumkehr. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit so groß wird, dass der statische Druck unter den Verdampfungsdruck der Flüssigkeit fällt, bilden sich Dampfblasen

• Verwendung von normalem Wasser ohne Kühlmittelzusatz.
• Ungeeignete Kühlflüssigkeit (zu niedrige Kühlmittelkonzentration, überalterte Kühlflüssigkeit). 

Durch Überlastung des Motors oder durch Störungen im Verbrennungsablauf entsteht mehr Wärme als vorgesehen.Ein schlecht funktionierendes Kühlsystem durch z. B. Kühlflüssigkeitsmangel, verstopfte Kühler, an der Außenseite verschmutzte Kühler, defekte Viscokupplungen, verschlissene Antriebsriemen, Ausfall des elektrischen Kühlerventilators, usw.