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Ölkühlung Vor- und Nachteile

Hallo, das ist mein erster Beitrag und bevor ich zum Thema komme, möchte ich mich kurz vorstellen und erstmal folgendes sagen: Ich finde es klasse, dass es jetzt ein deutschsprachiges Forum für E-Bikes usw. über 250W gibt! Viele Namen kenne ich aus dem Pedelecforum, wo ich auch gelegentlich rein schaue (mein Name dort ist denso). Hab ein Remsdale Pedelec, aber auch 2 Zero's, deswegen freu ich mich, dass es endlich ein passendes (und einigermaßen aktives) deutschsprachiges Forum gibt und hoffe, dass hier in Zukunft noch deutlich mehr "los sein" wird.

Zum Thema:
Auf anderen Seiten habe ich schon einige Umbauten von Nabenmotoren auf Ölkühlung gesehen. Es gibt auch Hersteller, die E-Motoren ab Werk mit Ölkühlung ausstatten. Meine Überlegung war, einen BBS02 auf Ölkühlung umzubauen; 1. um der Überhitzung bei steilen Anstiegen entgegenzuwirken und 2. um später evtl. mit externem Controller mehr Leistung rausholen zu können. Vorstellbar wäre auch ein Kühlkreislauf (Ölpumpe + kleinem Radiator).

- Wieviel bringt eine Ölkühlung? Kann man 200% mehr Leistung aus einem Motor rausholen, bevor die thermische "Kotzgrenze" erreicht ist, oder eher nur 20%?

- Was mir Bedenken macht, ist der Wiederstand durch das Öl. Ihr kennt das sicher, wenn man versucht im Wasser schnell zu rennen. Knöcheltief geht noch, aber je tiefer das Wasser, desto langsamer wird man.
Tritt dieser Effekt in einem Motor, der in Öl läuft auch auf? Falls ja, wie hoch sind die Verluste gegenüber einem Motor, der "in Luft" drehen kann? Was wäre die sinnvollste Füllmenge (komplett voll, halb voll, 1/4 voll)?

Gibt es hier schon Fahrer/Bastler mit Erfahrungen mit Ölkühlung? Egal ob Nabenmotor, Mittelmotor usw.
 
Hallo und herzlich willkommen in der Community. :)

Bezüglich Motorkühlung via Öl: Damit führte ich einige Versuche durch, es steigert jedoch nur die Ableitung der Wärme an das Gehäuse, das Öl selbst kühlt nicht (dazu reicht die Menge nicht wirklich aus, ausserdem fehlt der Radiator).

Daher ist dieser Weg vor allem bei Aussenläufern (z.B. Nabenmotoren) sinnvoll, denn dort dreht sich das (kühle, zumeist gut leitende Alulegierung mit Stahlring innen) Aussenteil (Rotor) im Wind, während das heiße Innenteil (der Stator) durch eine Luftschicht zu dem Aussenteil isoliert wird und die Wärme hauptsächlich über Stator sowie Achse abgeben kann.

Dort kann eine Ölfüllung helfen, die Temperatur wesendlich rascher zu senken resp. bei hohen Leistungsbereichen (und schlechtem Wirkungsgrad) den Stator samt Windungen kühl zu halten.

Bei einem Innenläufer dreht sich der Rotor mittig und der Großteil der Wärmeverlustleistung entsteht somit aussen. Wenn demnach der äussere Stator bereits in Aluminium befestigt/verpresst wurde, ist die Ableitung schon in recht gutem Maße an das Gehäuse gegeben.

Eine Flüssigkeitskühlung (entweder durch Kühlkörper, welche durchflossen werden, oder durch Ölflutung) mit Radiatorkreislauf kann auch dort die Temperatur niedriger halten, ist jedoch aufwendiger zu fertigen.

Der Füllgrad sowie Drehwiderstand hängt u.A. von der Viskosität des Öles, dem Aufbau des Stators/Rotors und der enthaltenen Fremdteile (Abrieb z.B.) ab.

Bei einem "gefluteten"/gefüllten Aussenläufer bin ich auf ca. 25-40% Füllgrad (dessen, was maximal an FLüssigkeit hineinpasste) gekommen (drei Versuche im letzten Monat), bevor die Drehzahl bei gleicher Last und Eingangsspannung stärker absank. Dies ermöglicht es auch, geringfügige Undichtigkeiten in der Achsregion bestehen zu haben, ohne, dass das Öl heraussuppt.

Bei einer größeren Menge steigt die Umwälzung und somit der Widerstand. Bei nahezu vollständiger Füllung sinkt der Wirkungsgrad ein gutes Stück, gerade dann, wenn Stator und Rotor nicht zu "glatten Oberflächen", welche sich gegeneinander drehen, vergossen wurden (2K Epoxid z.B.).

Dünnflüssiges Öl ist empfehlenswert. Es sollte jedoch auch zum genutzten Temperaturbereich passen: Da die oft verwendeten Magnete und Statorisolierungen etwa 130-150°C aushalten, bevor Defekte auftreten (von den Hallsensoren ganz zu schweigen), hilft es wenig, en Öl zu verwenden, welches seinen dünnflüssigsten Punkt bei 300°C aufweist und dafür bei 0 Grad schon Fett gleicht.

Die Leistungssteigerung kommt u.A. auf die zur Verfügung stehende Kühl-Oberfläche sowie das Material und den inneren Aufbau an. Gerade im wirkungsgradarmen Extrembereich (oberhalb des Nominalbereiches) können Defekte wesendlich besser vorgebeugt werden, da es keine "inneren" Hitzestaus in großer Anzahl gibt (die Temperatur steigt in diesen Leistungsbereichen sehr rasch), die Temperatur sich besser verteilt.

Viele Grüße
Wolf
 
Vielen Dank Wolf für die ausführliche Erklärung und deinen Erfahrungsbericht. Als Öl dachte ich an Automatikgetriebeöl ausm KFZ Bereich was auch kalt schon sehr dünn ist.

Der Punkt mit der unterschiedlichen Wärmeableitung zwischen Innen- und Außenläufer ist absolut einleuchtend. So weit habe ich gar nicht gedacht.

Am Beispiel Bafang BBS wird eine Ölkühlung wohl nur mit Radiator und Ölpumpe einen spürbaren Vorteil bringen, da der Stator am Gehäuse ist (gekühlt durch den Fahrtwind).

Damit der Rotor überhaupt mit dem Öl in Kontakt kommt, müsste man schon recht hoch befüllen (habe mir gerade nochmal die Videos von zerlegten BBS angeschaut). Andererseits weiss ich nicht, ob sich das Öl auch bis zu den Untersetzungsstufen verteilen wird und welchen Effekt das auf deren Laufwiderstand hat. Für die Schmierung und Wärmeableitung insgesammt, wäre es wahrscheinlich gar nicht so schlecht. Ob man nachher alles dicht bekommt, bzw. ob auch bei Schräglagen kein Öl austritt, ist wieder eine andere Frage.... je mehr ich drüber nachdenke, um so mehr komme ich wieder von der Idee ab, einen BBS02 auf Ölkühlung umzubauen.

Das Thema Ölkühlung interessiert mich aber nach wie vor sehr.
 
Hallo TheDon,

kein Problem, ich bin auch an Flüssigkeitskühllösungen interessiert (wenngleich eher Durchflusskühlung, denn Ölbadkühlung - der Umbau auf Kühlkörper wäre mir bei Nabenmotoren jedoch zu groß: Drei bis fünf Stator-Kühlkörper fräsen zu lassen usw..).

Ich hatte für meine Versuche ein dünnflüssiges Bettbahnöl gewählt (das hatte ich zugreifbar :D), da sollten Getriebeöle ebenfalls problemlos funktionieren.

Bei den BaFang/BaFun/8Fun Tretlagermotoren ist (ich habe leider noch kein teildefektes Modell zwecks Umbau erwerben können) die Wärmeableitung, urteile ich von div. Zerlegebildern und -videos, recht gut ausgeprägt (ist ein Innenläufer und der Stator sitzt anscheinend in der linken Aluschale). Bei diesen wäre möglicherweise die Wärmeableitung an das Gehäuse durch Ölbad etwas zu verbessern, dafür kann für den Rotor eine gewisse Reibung durch die Umwälzung entstehen.

Mit Radiator und Kühlkreislauf schaut das wieder anders aus, so kann die Wärme sehr effizient an einen im Luftstrom stehenden kleinen Radiator abgeführt werden.

Das Problem sehe ich, wie Du auch, in der Dichtung, gerade bei der Ausdehnung des Öls durch die Temperaturanstiege. Fett wird im Normalfall durch Öl herausgewaschen - deshalb müssten die Getriebestufen, so sie denn im Ölbad gearbeitet haben, entweder dauerhaft im Ölbad verbleiben oder neu geschmiert werden. (Es existieren auch Fette, welche sich nicht herauswaschen, das ist nur eine naheliegende Annahme in diesem Fall).

Eine andere Idee wäre z.B.. den Stator des BBS mit einem günstigen, nichtleitenden Wärmeleitmaterial einzuschmieren, genauso wie den Übergang zum Gehäuse. Bestenfall ein Material, welches bei Temperaturanstiegen fest bleibt. Anschließend das Aussengehäuse etwas abfräsen und einen Wasserkühler aus dem Informatikbereich installieren (aussen, nach innen verschraubt, ebenfalls mit Wärmeleitpaste dazwischen zur Übergangsoptimierung).

Das könnte helfen, doch gerade die Frage der "Füllung des Stators mit Wärmeleitmaterial" lässt mich am Kopf kratzen, denn dieser ist normalerweise vergossen und somit schwer zugänglich (dünnflüssiges Öl hingegen kriecht schon mal hinein, zwischen die Windungen).

Wenn der Kühlkörperweg funktioniert, ist ein kleines Kühlset mit 6V oder 12V Pumpe und 120x120 mm Radiator eigentlich mehr als genug, um die Wärme abzuführen.

Viele Grüße
Wolf
 
Ob die Sache mit dem PC Wasserkühler außen am Gehäuse deutlich mehr bringt wie die normale Fahrtwindkühlung kann ich nicht beurteilen. Die Idee mit der Wärmeleitpaste finde ich sehr gut.

Falls zwischen der linken Kurbel und dem Motorgehäuse noch ausreichend Platz wäre, könnte ich mir auch einen PC Lüfter zur Warmluftabfuhr vorstellen. Einfach viele kleine Löcher in die Seite vom Gehäuse gebohrt und den Lüfter davor. Dieser könnte sogar mit der selben Spannung wie der Motor betrieben werden. Gefällt mir in dem Fall (BBS) fast noch besser wie die Ölkühlgeschichte (aber ganz "einfach" wird die Sache auch nicht, da man keine Späne im Motor haben will)

images


Ich hoffe du findest bald einen günstigen BBS zum experimentieren.
Ich hab vor, mir einen neuen bei eclipsebike in England zu bestellen (unter 500 € inkl. Versand).
 
Hallo TheDon,

Ob die Sache mit dem PC Wasserkühler außen am Gehäuse deutlich mehr bringt wie die normale Fahrtwindkühlung kann ich nicht beurteilen.

das kann ich so auch nicht sagen, habe das Gehäuse noch nicht zerlegen können (wie auch, ohne Motor). :D

Die Idee mit der Wärmeleitpaste finde ich sehr gut.

Danke, leider ist Wärmeleitpaste auch eher für SEHR dünne Spaltmaße konzipiert, daher bin ich nicht sicher, ob die Ableitung der inneren Wärme nach aussen wirklich eine Verbesserung dadurch erfährt (gerade, wenn die Windungen vergossen sind, wird es schwierig, da Epoxidharz zumeist ein guter Isolator ist..).

Gefällt mir in dem Fall (BBS) fast noch besser wie die Ölkühlgeschichte (aber ganz "einfach" wird die Sache auch nicht, da man keine Späne im Motor haben will)

Jop, das ist (neben eintretender Feuchtigkeit) ein Problem. Wenn die Wandstärke es zuließe, wäre auch Kühlfinnen einzufräsen eine Möglichkeit, jedoch wurde in einem anderen Thread erwähnt, dass das Gehäuse wohl recht dünnwandig ist.

Die Lüfteridee ist keine schlechte Idee, solange die Umweltbedingungen dort keinen Eingang finden.

Ich hoffe du findest bald einen günstigen BBS zum experimentieren.
Ich hab vor, mir einen neuen bei eclipsebike in England zu bestellen (unter 500 € inkl. Versand).

Danke! Ich würde den inneren Controller nicht verwenden, eventuell den Motor selbst ebenfalls nicht, daher benötige ich keinen neuen Motorsatz. Soll eher zum Experimentieren dienen, die Motoren sind nicht uninteressant (wenngleich asiatischer Qualität).

Der hier in einem anderen Thread verlinkte Ansprechpartner hatte leider keine Motoren zum Verkauf, er setzt sie nur instant und besitzt sie nicht. :( Kommt Zeit, kommt Motor. (y)

Ein Forenmitglied hatte mir auch einen Shop für neue BaFang-Motoren empfohlen, ich muss schauen, wo ich die URL habe. Falls dieser Shop günstiger ist (und überhaupt ein anderer Shop ist), gebe ich ihn Dir gerne weiter.

Viele Grüße
Wolf
 
Ich würde ja dein Antriebskonzept erstmal Mechanisch soweit ausreizen, dass alles passt, bevor Du über Ölkühlung nachdenkst. Hast Du denn schon thermische Probleme gehabt?

Punkt 1: Ist dein Motor umprogrammiert? Also die Kurbeldrehzahl in allen Stufen auf 100%? Wenn nicht, wird das schon mal viel bringen. Wenn Du in einem zu großen Gang in der größten Stufe Berge hoch fährst ist ein überhitzen selbstverständlich. Du brauchst ordentlich Drehzahl und einen passenden Gang und die größte Stufe sollte es auch nicht sein. Man spürt das recht gut, wenn mehr gas nicht in mehr Vorschub resultiert, dann heize ich damit nur den Motor.

Punkt 2: Du hast ein 46iger Kettenblatt drauf, damit würde der BBS 60km/h rennen... das schafft er Leistungsmässig niemals, 45km/h sind das maximum, was sinnvoll ist sprich vorne muss ein kleineres Kettenblatt drauf, dann geht er auch am Berg deutlich besser.

Hier kannst Du herum probieren, der 48V macht 110rpm an der Kurbel, der 36V so 90rpm:

http://franzschneck.de/Entfaltung/EntfaltungsRechner.htm

W
enn Du die Punkte optimiert hast und dann bei ordentlich Drehzahl rpm < 60 immer noch Hitzeprobleme am Berg hast, dann kannst Du über was anderes nachdenken.

Aber ich bin mir relativ sicher, dass der BBS02 bei den gerade genannten Bedingungen 600-700W Dauerleistung ab kann, das ist einiges! Dann kann man sich ja auch eine Leistungsstufe programmieren, die eben nur 600W max abgibt und fährt immer damit den Berg hoch.
 
Hallo Freeride, den BBS habe ich noch gar nicht gekauft. Deshalb kann ich, was eigene Erfahrungen mit thermischen Problemen angeht, noch nicht mitreden :)

Aber ich bin mir ziemlich sicher, dass die Grenzen des BBS schnell erreicht sind, wenn ich das Bike so nutze wie ich gern würde.

Zum Punkt umprogrammieren: Kann man die 100% Kurbeldrehzahl in allen Stufen übers Display "umprogrammieren", oder braucht man das "Spezialkabel" dafür? Das Programm hab ich übrigens schon runtergeladen, aber ich hab von einigen Problemen in dem Zusammenhang gelesen... (Kabel vertauscht, Controller vom PC nicht erkannt etc.)

Ich hab aber vorsorglich schonmal Kettenblätter (narrow/wide) mit 36 und 32 Zähnen gekauft. Ich hab irgentwo gelesen, dass du mal Spiders für den BBS hast anfertigen lassen. Ich schreib dir noch eine pn deswegen.

Ich hab deinen VSX Umbau verfolgt. Sehr gelungenes Bike! Meins soll noch etwas "abfahrtsorientierter" werden, aber ich will hier noch nicht über ungelgete Eier schreiben...

@Wolf (und andere interessierte), falls du es noch nicht gesehen hast, hier kann man den Stator und das Gehäuse gut sehen. Für die Bohrungen (bei Lüfterkühlung) käme der schmale Streifen um den Lagersitz in Frage.

file.php


Frage @freeride: Wie ist denn das Gasannahme/wegnahme-verhalten, die Spontanität und Dosierbarkeit? Kann man z.B. das (Daumen?) Gas nutzen, um kontrolliert das Vorderrad auf nen Baumstamm, Stein etc. zu lupfen (trialmäßig)? Kann man damit längere Zeit Wheelies halten, oder kommen die Reaktionen auf Gasbefehle zu verzögert o. schlecht kontrollierbar?
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Frage ist halt was Du erwartest, Du kannst jeden Motor grillen.

Hier kannst Du herumspielem:

http://www.kreuzotter.de/deutsch/speed.htm

Bei der richtigen Drehzahl und sagen wir mal 700 Watt dauer (1000Watt Peak bei Absätzen und Hindernissen).
Dazu trittst Du selber noch 100Watt und schon fährst Du eine 15% Steigung mit 17,5 km/h hoch.

Das ist schon sehr ordentlich im Vergleich zu den 2,3km/h die Du fährst, wenn Du alleine 100W trittst.

Bei nur 10% Steigung sind es schon 24km/h
Bei 25% Steigung bist Du auch noch mit 11km/h unterwegs, das würde man sonst niemals fahren...

Man muss sich halt mit dem technisch möglichen zufrieden geben.

Wenn Du viel Schneller hoch fahren willst solltest Du Dir einen 2000W System zulegen, aber auch das bekommt man sicherlich problemlos überhitzt...

Der BBS ist halt super unauffällig und vor allem extrem leise, das schafft sonst kein System.

Programmieren via Software und Kabel muss man auf jeden Fall, besorg Dir den Programmieradapter von schwibsi, damit hat es bei mir auf Anhieb geklappt.

Zum Gasgriff, es ist ein Leistungsgasgriff, was schon mal extrem gut ist, die ganzen normalen Chinacontroller sind drehzahlsteller und damit wahnsinnig schwer zu dosieren!

Etwas Verzögerung ist auf dem Gasgriff, ein wheely ohne Bremse könnte schwirig werden, aber um trialmässig einen ausgesetzten Weg hoch zu fahren sollte es reichen.

Ich bin aber selber noch am rumspielen mit der Programmierung, man kann den Gasgriff jedenfalls schonmal durch Feineinstellung deutlich feinfühliger machen. Wenn ich ein gutes Setup habe kann ich das gerne weiterleiten.

Adapter für das Kettenblatt hab ich neue bestellt, da gibts ja leider nichts zu kaufen und die braucht man dringend.
 
Die Frage ist halt was Du erwartest, Du kannst jeden Motor grillen.

.....Wenn Du viel Schneller hoch fahren willst solltest Du Dir einen 2000W System zulegen, aber auch das bekommt man sicherlich problemlos überhitzt...

andererseits bist du dann auch viel Kürzer unterwegs.
Überhitzen wird ein motor ja nur wenn die Wärme zu lange Zeit ansteht.
Wie immer, das System muß halt zur Strecke passen.

Gruß Edgar
 
Warum wird eigentlich immer ATF (Automatikgetriebeöl) genommen?

In vielen Fällen vermutlich nur deshalb, weil es vorhanden ist und von den vorhandenen Ölen eines der dünnflüssigeren ist.

Ich würde es auch nicht extra für den Zweck erwerben, ausser das Gehäuse ist derart "undicht" trotz Dichtungen, dass derart dünnflüssige "Kriechöle" dann herauströpfeln.

Viele Grüße
Wolf
 
Hallo

Ein Freund hat mal einen Chrystelyte HT umgebaut auf ölkühlung. Er hatte keinen Keislauf, sondern war nur gefüllt.
Er wollte die Wärme besser ableiten zum Motorgehäuse.
Das Ergebnis war das sich die Magnete gelöst haben.
Ob der Kleber aufgelöst wurde, oder der übertriebene Strom die Magnete gelöst haben, kann ich nicht sagen.
 
Die Crystalite-Magnete sind kaum angeklebt (ganz schlechter Kleber), die haften eher durch ihre Magnetkraft (aussen herum, im Rotor eingegossen befinden sich Stahlringe ;) sowie das Magnetfeld der danebenliegenden Magnete (dieses wirkt in der Lage fixierend).

Der Klebstoff ist derart miserabel, dass zwei, drei leichte Schläge von der Seite der Magnete mit einem Meißel und einem Gummihammer diese sauber ablösen. Jene Schläge wohlgemerkt nicht auf den Verbindungspunkt (Kleber), sondern rein auf den Magnet selbst..

Viele Grüße
Wolf
 
Stimmt Wollf

Habe mir gerade einen hubzilla Cremotor (6 KW Moror) offen hier angeschaut ( hab einen hier für mein übernächstes Projekt). Die Magnete sind dort viel besser geklebt.
Eben 6 KW halt mit 40mm Magneten und 205mm Durchmesser.
Zu einem Nine Continent mit 27mm Magnetbreite.
 

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Crossbreak hat mit Transformatoröl empfohlen für die Ölkühlung, das ist halt extra für elektronische Anwendungen entwickelt. Ich hab mich aber doch gegen Ölkühlung entschieden, da es wohl sehr schwirig ist einen Motor komplett dicht zu bekommen... und soviel Dauerleistung brauche ich nicht. Das Rad muss aber vor allem Zuverlässig sein...
 
Einfach mal gesponnen, die Spule ist ja aussen.
Wie wäre es wenn man nur den Spulenring von aussen her kühlt?
Dann würde der Rotor nicht mehr im Öl sich drehen.
Und wie lange ist es gut gegangen?
Er hat dem motor mit 72v und 25A und einer Blockteime (zeit für überstrom über 25A) von extremen 5 sec betrieben.
Der Motor hat kein haben jahr gehabt, dann war er bet mit auf der Werkbank.
 
M

MT-Biker

Warum wird eigentlich immer ATF (Automatikgetriebeöl) genommen? Wie wäre es mit Motorenöl SAE 0W? Das ist auch an jeder Tankstelle zu bekommen und wäre wesentlich dünnflüssiger.
An welcher Tankstelle bekommst du den Oer-Öl?
Da bekommt man z.B. SAE OW-30 und ähnlich, aber das ist dann ein Mehrbereichsöl und kein reines Oer-Öl.
Oer-Öle gibt es ja auch gar nicht, das dünnste, mir bekannte, hat SAE 2,5.
Die Bezeichnung SAE O bei z.B. SAE OW-30 bedeutet nur, das sich das Öl bei Kälte, rechnerisch gesehen, wie ein Oer-Öl verhalten würde.
Es ist aber immer noch etwas dicker als ATF, welches aber noch Schaumverhinderer hat und gerade bei den engen Spalten und den Zahnrädern neigt ein Öl doch schon mal gerne zum Schäumen. Aber dann kühlt und schmiert es deutlich schlechter.
 
Was mir bei meinen ölgekühlten Motoren aufgefallen ist:
Mit ATF gefüllt gab es keine Auffälligkeiten. Gibt halt mal nen Öltropfen abzuwischen. Selbst nach grösseren Sauereien durch zuviel Öl im Motor wurden die Reifen nicht angegriffen.

Nachdem dann das ATF alle war und ich Hydrauliköl verwendet habe, ist mir bei einem Motor der länger Zeit rumstand an einem Ölfleck der Reifen aufgequollen (Schwalbe Big Ben). An einem anderen Motor scheint etwas Hydrauliköl durch die Speichennippel in die Felge gesickert sein, hat den Schlauch aufgeweicht (fingernagelgroß) und ihn an der Stelle platzen lassen (in meinen Felgen stecken Veloplugs, kein Felgenband).

Meine Aussage: "Man kann auch Hydrauliköl zur Motorkühlung nehmen, das hat ebenfalls die nötigen Additive (Schaumverhinderer, ect)", möchte ich hiermit nach dem aufgequollenen Reifen und Schlauch wieder zurücknehmen.
In meinen neuen, frisch eingespeichten BPM, besohlt mit nem brandneuen Marathon Almotion kommt jedenfalls kein Hydrauliköl!
 
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