Výroba vzduchom chladených motorov bola pre mnohé automobilky, vrátane tých nemeckých, atraktívna vďaka ich jednoduchšej a lacnejšej konštrukcii. Jednou z ich najväčších výhod bola nižšia hmotnosť, absencia rizika úniku chladiacej kvapaliny alebo zamŕzania. Valce týchto motorov boli „fúkané“ ventilátorom, ktorý odvádzal teplo, pričom teplý vzduch sa v lete jednoducho rozplynul vo vonkajšom prostredí.
Na jeseň a v zime sa teplý vzduch nezohrial tak rýchlo. Vlažný teplý vzduch bol následne vedený izolovanými tunelmi k vypúšťacím otvorom, aby prispel k vykurovaniu interiéru. Spoločnosti ako nemecký Eberspächer zohrávali v tomto smere kľúčovú úlohu, ponúkajúc plynové parkovacie kúrenia alebo ďalšie vykurovacie systémy. Niektoré riešenia však neboli vždy rovnako efektívne ako tie od Eberspächera, čo viedlo k problémom s vykurovaním v niektorých automobiloch. Kontrola teploty motora chladeného kvapalinou je však oveľa presnejšia. So sprísňujúcimi sa požiadavkami na hlučnosť sa nevýhodou stával aj charakteristický zvuk ventilátora vzduchového chladenia, ktorý nie každý vnímal pozitívne.
Princípy chladenia motorov
Vďaka veľkej absorpcii tepla vodou je vodné chladenie zvyčajne účinnejšie ako chladenie vzduchom, pri ktorom vzduch prúdi priamo cez chladený povrch. Pri vodnom chladení chladivo stráca svoje teplo cez radiátor, pričom teplo sa uvoľňuje do vzduchu na veľkej ploche. Potom sa cyklus začne znova. Prúd vzduchu medzi lamelami chladiča sa môže podstatne zvýšiť pomocou ventilátora.
Nevýhodou vodného chladenia v porovnaní s chladením vzduchom je potreba oveľa väčšej, ťažšej a zložitejšej inštalácie, zatiaľ čo vzduchové chladenie si vyžaduje iba ventilátor (nútené chladenie vzduchom), čo je pomerne jednoduché riešenie. Okrem toho pri vodnom chladení existuje riziko skratu v blízkosti elektrických komponentov. V uzavretých systémoch, ktoré sa nedajú udržiavať, ako napríklad v chladiacom systéme spaľovacieho motora, sa zvyčajne používa špeciálne chladivo, aby sa zabránilo usadzovaniu vodného kameňa, peneniu a korózii, a kvôli mazaniu pohyblivých častí, ako je čerpadlo chladiva a termostat. A „chladiaca voda“ môže zamrznúť. Proti tomu sa používa nemrznúca zmes, ktorá znižuje teplotu tuhnutia chladiacej zmesi a zvyšuje bod varu. Kvalitná chladiaca kvapalina poskytuje ochranu pred mrazom až do -40 °C. Výrobcovia pridávajú antikorózne činidlá - inhibítory - ktoré neutralizujú agresivitu. Po približne 2 až 3 rokoch sa tieto vyčerpajú a chladivo sa musí vymeniť. Starú chladiacu kvapalinu by sa nemala vypúšťať do prírody, pretože jej sladkosť ju robí atraktívnou a zároveň toxickou pre zvieratá.
Nemeckí výrobcovia a ich vzduchom chladené motory
Vzduchom chladené motory neboli výsadou najmenších značiek; vyrábali ich aj giganti ako VW, Porsche, Magirus, a v bývalom Východnom Nemecku aj Robur a Trabant. Aj keď je Tatra (Československo) známa svojimi vzduchom chladenými motormi, v tomto kontexte sa zameriame predovšetkým na nemeckú produkciu.
Robur: Robustnosť z Žitavy
Spoločnosť Robur vyrábala autobusy a nákladné autá v závode v meste Žitava (Zittau) v juhovýchodnom Sasku. Závod, predtým známy ako Phänomen, bol v roku 1946 znárodnený a premenovaný na Volkseigener Betrieb Robur-Werke Zittau. Názov Robur bol odvodený od duba letného (Quercus robur), symbolizujúceho silu a odolnosť.
V roku 1961 predstavila spoločnosť Robur-Werke Zittau na Lipskom veľtrhu svoje nové nákladné vozidlo Robur LO 2500. Označenie „2500“ symbolizovalo nosnosť v kilogramoch. „LO“ znamenalo „ottomotor“, teda motor pracujúci na Ottovom cykle (benzínový motor). Existoval aj variant „LD“ s dieselmotorom. Spotreba týchto vozidiel bola pomerne vysoká, ale nafta bola v NDR drahá, a tak dieselové verzie boli menej bežné. Dokonca aj armáda dostávala Robury len s benzínovými motormi.
Na svoju dobu vozidlo spĺňalo požiadavky 60. rokov. Benzínový motor s objemom 3,3 litra dosahoval výkon 70 koní a bol samozrejme vzduchom chladený. Logu Robur dominovalo špecifické písmo, ktoré symbolizovalo kľukový hriadeľ. Motor LO 4/2 bol vzduchom chladený radový štvortaktný motor s objemom 3,345 dm³. Mal liatinovú kľukovú skriňu, štyri rebrované samostatné valce a štyri priečne uložené hlavy valcov. Kľukový hriadeľ bol kovaný s tromi ložiskami, piesty boli hliníkové a vačkový hriadeľ bol poháňaný reťazou. Každá hlava valcov mala vysokokvalitné spaľovacie komory a dva horné ventily.
Z motora sa krútiaci moment prenášal cez suchú jednokotúčovú spojku na päťstupňovú manuálnu prevodovku WF23K1S4M, konštruovanú pre vstupný krútiaci moment 226 N-m.
LO 3000 bol malý dvojnápravový nákladný automobil a autobus určený na užitočnú hmotnosť 3000 kg. Bol postavený na konvenčnej konštrukcii s predným riadením, karosériou na ráme s pozdĺžne uloženým motorom vpredu a pohonom zadných kolies. Rám bol pružný rebríkový, zvarený z dvoch pozdĺžnikov s U-profilom a priečnikmi. Predná náprava bola kovaná, zadná jednoduchá živá náprava rúrkového typu. Obe nápravy boli odpružené listovými perami a hydraulickými tlmičmi.
Napriek sľubnému začiatku prebiehala modernizácia vozidiel Robur neskoro a pomaly. Zmeny boli minimálne, často len vizuálne (napríklad nová mriežka chladiča). Model LO 3000 sa objavil až v roku 1973, 12 rokov po debute prvej generácie. Hoci sa výkon benzínového motora postupne zvýšil zo 70 na 75 koní, zásadné zmeny chýbali. Návrh nástupcu modelu LO 3000 bol vyvinutý v rokoch 1972 až 1979, no pre nedostatok prostriedkov na spustenie sériovej výroby bol zamietnutý. Až v roku 1985 bol LO 3000 nahradený modelom LO 3001, ktorý však bol v podstate len mierne upravený LO 3000.
Robury síce nepatrili k najobľúbenejším autobusom v NDR, no ich výrazný vzhľad a jednoduchá, spoľahlivá technika zanechali trvalú stopu. Boli to vozidlá s odolnou a lacnou prevádzkou a opravami, v dobe minimálnej konkurencie celkom dostačujúce.
Trabant: Ikonické vozidlo z NDR
Trabant, vyrábaný automobilkou Sachsenring v Zwickau, sa stal kultovým vozidlom nielen vo východnej časti Nemecka, ale aj v Maďarsku, Česku a na Slovensku. Celkovo sa vyrobilo odhadom 3,2 milióna kusov.
Predchodcom Trabanta bol model Zwikau AWZ P70, ktorý sa vyrábal v rokoch 1955 až 1958. Mal vzduchom chladený motor s objemom 700 cm³ a dosahoval maximálnu rýchlosť približne 100 km/h. Vyznačoval sa ešte drevenou karosériou.
Samotný Trabant sa začal vyrábať v roku 1958 ako náhrada za P70. Názov dostal podľa vtedy nedávno vypustenej družice Sputnik (Trabant znamená po latinsky „sprievodca, súputník, družica“). Prvé modely, ako bol Trabant 500, mali dvojtaktný motor s objemom 500 cm³, maximálnu rýchlosť do 90 km/h a štvorstupňovú prevodovku. Motor bol umiestnený vpredu, mal predný náhon a bol vzduchom chladený (pôvodne bez kúrenia). Karoséria bola už oceľová.
Model Trabant 600, nástupca Trabantu 500, mal zvýšený objem motora na 600 cm³ a výkon 19 kW (24 HP). Zachoval si rovnakú karosériu, ale už disponoval kúrením. So štvorstupňovou prevodovkou a vzduchom chladeným motorom dosahoval maximálnu rýchlosť okolo 120 km/h, čo bolo umožnené ľahkou karosériou z Duroplastu.
Trabant 601, vyrábaný od roku 1964 do roku 1990, bol najznámejším modelom. Mal upravenú karosériu s o 50 % väčším výhľadom. Poháňal ho rovnaký vzduchom chladený motor z Trabantu 600 a taktiež štvorstupňovú prevodovku s predným náhonom. Bol dostupný v dvoch výbavových verziách: Standart a Deluxe. Verzia Deluxe ponúkala vyhrievané zadné sklo, viac rýchlostí stieračov, ostrekovače a chrómové nárazníky. Karoséria bola dvojdverová, vo verzii kombi aj s piatymi dverami, a mala oceľový skelet s prilepenými dielmi z kompozitu Duroplast, vďaka čomu si vyslúžila prezývku „PVC jaguár“ alebo „BMV (Bakelitové Motorové Vozidlo)“. Existovali aj verzie pre invalidov (Hycomat) a pre armádu a políciu, s otvorenou karosériou a nezávislým benzínovým kúrením.
Pred ukončením výroby sa vyrábal aj model Trabant 1.1 so štvortaktným, štyrvalcovým, vodou chladeným motorom Volkswagen s objemom 1100 cm³. Mal upravenú karosériu Trabantu 601 a vyrábal sa len v rokoch 1990-1991.
Vzduchom chladené motory v letectve
Vzduchové chladenie je spôsob chladenia spaľovacích motorov, zabezpečujúci odvod zvyškového tepla a prevádzku motora v optimálnom tepelnom režime. Oproti kvapalinovému chladeniu má výhodu v jednoduchšej konštrukcii (chýba chladič, rozvod kvapaliny, čerpadlo i zložité chladiace kanáliky v bloku i hlave motora) i v menšej tepelnej zotrvačnosti, čo je výhodné v extrémnych teplotných podmienkach.
Ejektorové chladenie je princíp podtlakového chladenia, kde je namiesto ventilátora použitý ejektor, do ktorého vyúsťuje výfukové potrubie. Vzduchové chladenie sa využíva u väčšiny malých motorov, pri kosačkách, motocykloch a takmer všetkých vrtuľových lietadiel. Motory osobných automobilov sa v minulosti vzduchom chladili napríklad u modelov Porsche a Tatra.
V expozíciách sú umiestnené vzácne historické letecké motory, medzi ktorými sú aj vzduchom chladené motory. Jedným z významných príkladov nemeckej produkcie bol BMW-132, deväťvalcový zážihový, vzduchom chladený hviezdicový motor vyrábaný v Nemecku od roku 1933 v licencii od firmy Pratt & Whitney (Hornet). S výkonom 725 hp bol postupne zdokonaľovaný až do výkonu 850 hp a používal sa hlavne v známom transportnom lietadle JU-52/3m.
Zaujímavým konštrukčným prevedením bol hviezdicový motor ZOD-260, vyrábaný od roku 1933. Je to dvojtaktný, dieselový, vzduchom chladený motor. Plnenie motora je riešené pomocou otvorov zakrytých piestom, výfukové splodiny sú odvádzané dvojicou ventilov umiestnených v hlave valcov. Vstrekovanie paliva bolo skonštruované firmou Bosch. Maximálny výkon motora bol 300 HP pri 1650 ot/min.
Moderné technológie ukazujú, že vzduchom chladené motory majú stále potenciál. Napríklad Česká TATRA predstavila vzduchom chladený motor, ktorý spĺňa emisnú normu Euro 5. Nové vidlicové 8-valce TATRA ON AIR sú vybavené mechanickým vstrekovaním paliva, preplňované jedným výfukovým turbodúchadlom s reguláciou plniaceho tlaku a chladením plniaceho vzduchu. Objem valcov 12,6 litra a celková konštrukcia motora s rozvodom OHV zostali zachované. Nízke emisie a plnenie emisnej normy Euro 5 zabezpečuje súprava následnej úpravy výfukových plynov, zahŕňajúca katalyzátor pevných častíc a sadu SCR riadenú autonómnou elektronickou jednotkou.