Die Auslegung des Kühlsystems sollte bereits bei Beginn der Entwicklung des Fahrzeuges erfolgen, damit mit Hilfe der optimalen Kenngrößen neue Wege zur konstruktiven Gestaltung sowie Fertigung dieser Bauteile abgeleitet und produktionswirksam werden können. Dies ist erforderlich, weil sich in den letzten Jahren die Auslegungskriterien für Kühlsysteme wesentlich geändert haben. Bei annähernd gleich gebliebenen Fahrzeugabmessungen wurden die applizierten Motorleistungen bedeutend gesteigert. Zusätzliche Bauteile zur Abgasreinigung, Ladeluftkühlung, Elektronikkühlung und andere Motorbauteile schränken den Bauraum für das Kühlsystem sowie den Durchlassquerschnitt für die Kühlluft ein. Daher ist es wichtig, bereits zu Beginn der Entwicklung eines Fahrzeuges die für ein optimales Kühlsystem notwendigen Abmessungen der Kühlsystembauteile zu kennen, um damit Einfluss auf die Gesamtgestaltung des zu entwickelnden Fahrzeuges nehmen zu können. Bis zur Serienreife sind jedoch neben Berechnungen noch experimentelle Untersuchungen an den Kühlsystembauteilen sowie am Kühlsystem durchzuführen.
Die Auslegung des Kühlsystems kann nach dem Ablauf (Bild unten) erfolgen, der die Ermittlung und Testung der optimalen Abmessungen und Kenngrößen der Kühlsystembauteile berücksichtigt.
Dazu gehören:
- geringer Leistungsbedarf von Lüfter und Kühlmittelpumpe
- kavitationsfreier Betrieb
- geringer Materialeinsatz und kostengünstige Fertigung der Kühlsystembauteile
- Beachtung der Koppelung von Strömungs- und Wärmevorgängen im Kühlsystem
Im Bild unten sind beispielhaft zu beachtende Kenngrößen bei einer Kühlsystemauslegung mit verschiedenen kühlmittel- und kühlluftseitigen Einflussgrößen auf Volumenstrom- und Druckverteilung, Wärmeaufnahme und -abgabe, Anschlussorte des Ausgleichbehälter und deren Einfluss auf den Pumpenkaviationswert, Einflussgrößen auf den AGB-Druckaufbau, Verhalten der Heizungspumpe bei Betrieb und Stillstand, Strömunsprofile luft- und wasserseitig, Kühlerwärme- und -widerstandskurven einflutig und zweiflutig, regelungsbedingte Widerstandskurven im Pumpenkennfeld, Druckverlust und Druckgewinn bei unterschiedlich ausgeführten Strömungsvereinigungen, Berechnung des Druckes an beliebigen Stellen im Kühlkreislauf und anderes für unterschiedliche Betriebszustände und Kreislaufvernetzungen dargestellt.
