Układ chłodzący w samochodzie konstrukcyjnie jest dość prosty, a jednocześnie pełni bardzo odpowiedzialną funkcję. Zapewnia silnikowi optymalne warunki pracy, a nam ciepło w chłodnie dni. Ta prostota konstrukcji ostatnio trochę się skomplikowała, o czym przeczytacie poniżej.
Jak działa układ chłodzenia? Płyn w układzie odbiera ciepło z głowicy i cylindrów po czym w chłodnicy to ciepło jest odbierane przez opływające ją powietrze. Brzmi banalnie? Pozornie tak. I tak było zanim nie pojawiła się pompa cieczy chłodzącej i nagrzewnica. Konstruktorzy musieli dołożyć termostat. Dlaczego? Silnik nie był w stanie się nagrzać mając de facto dwie chłodnice. W ten sposób pojawiły się dwa obiegi cieczy. Mały i duży.
Mały obieg obejmuje silnik i nagrzewnicę. Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury termostat otwiera się i ciecz zaczyna płynąć przez duży obieg, czyli chłodnicę. Wraz z rozwojem silników okazało się, że można połączyć układ chłodzenia z układem smarowania silnika w sposób bardziej bezpośredni przez zastosowanie wymiennika ciepła ciecz/olej. W fazie nagrzewania silnika ciecz chłodząca odbiera ciepło od szybciej nagrzewającego się oleju, a po rozgrzaniu olej chłodzony jest w wymienniku. W silnikach bardziej wysilonych pojawiły się chłodnice oleju. Przy zastosowaniu automatycznej skrzyni biegów układ jeszcze bardziej się skomplikował, bo doszedł kolejny wymiennik, tym razem w skrzyni.
W najnowszych konstrukcjach ich twórcy poszli jeszcze dalej. W Skodzie Citigo kolektor wydechowy chłodzony jest cieczą. Podczas rozgrzewania silnika ciecz szybciej osiąga temperaturę roboczą, a w dalszej fazie pracy ochładza ona kolektor, dzięki czemu spada emisja szkodliwych związków do atmosfery. Ciekawe rozwiązanie zastosowano w niektórych modelach Renault z silnikiem diesla i w Mercedesach. Jest to chłodzony cieczą alternator. Jak wiadomo, zapotrzebowanie na prąd w nowoczesnych autach rośnie, a alternator ma swoje ograniczenia. Żeby móc wycisnąć z niego nawet 150A zastosowano chłodzenie cieczą. Oczywiście, zgodnie z prawami Murphy’ego jest to kolejny element, który może się zepsuć. Co nas jeszcze czeka? Tego nie wie nikt, ale na pewno konstruktorzy łatwo się nie poddadzą.
Oczywiście układ chłodzenia to nie tylko węże, chłodnice i termostat. To jeszcze pompa cieczy chłodzącej. W większości przypadków napędzana paskiem rozrządu. Bywa kością niezgody przy wymianie paska i rolek napinacza. Wielu klientów denerwuje się widząc, że na rachunku jest również i ten element. Pytają dlaczego. Dla wygody i bezpieczeństwa. Skoro wymieniamy pasek i rolki, a to mało nie kosztuje, to warto od razu wymienić pompę cieczy. Trzeba się z tym pogodzić. Pompa miała do niedawna bardzo prostą budowę. Odlew aluminiowy z otworem, w którym osadzone są łożyska, a przez nie przechodzi wałek łączący koło pasowe z wirnikiem. Wszystko.
A płyn? Dlaczego trzeba go wymieniać? Ponieważ z czasem płyn chłodzący niestety traci swoje właściwości wyjściowe. Spada jego temperatura wrzenia i wzrasta temperatura zamarzania. Traci też zdolności do zapobiegania korozji układu. Co się stanie jeśli go nie wymienimy? Jak będziemy mieli szczęście to nic… Ale ze szczęściem różnie bywa. Może akurat pojedziemy na narty i trafi się wyjątkowo mroźna noc. ‑32 st.C. Możliwe? Całkiem prawdopodobne. Do tego zawieje, jak to w górach, wiatr. Płyn nie zamarznie, ale zamieni się w „kaszę”.
Rano uda nam się uruchomić silnik, bo ktoś nas przekonał, żeby wlać dobry olej do silnika i wymienić akumulator. Po uruchomieniu silnika „kasza” niestety nie będzie krążyła tak, jak ciecz po całym układzie chłodzenia w związku z czym może dojść do miejscowego przegrzania silnika. Pęknięta głowica w dieslu? Wypalona uszczelka pod głowicą? To wcale nie musi tak się skończyć. Wystarczy wymienić płyn chłodzący. Na czym polega starzenie się płynu chłodzącego? O to zapytaliśmy Pawła Mastalerka z firmy Castrol.
Płyny chłodzące zużywają się poprzez zmniejszanie ochrony przed korozją i kawitacją. Płyny potocznie nazywane krzemianowymi (barwione są na kolor zielony lub niebieski) odkładając cienką warstwę krzemianów na wszystkich ściankach układu chłodzenia zabezpieczają je przed korozją i kawitacją. Krzemiany te trwale utrzymują ochronną warstwę przez około 2 lata. Po tym czasie odpadają i ochrona się zmniejsza. Aby odnowić ochronną warstwę musimy wymienić płyn na nowy. Drugi rodzaj płynów to bezkrzemianowe (barwione na kolor czerwony lub różowy). Jak sama nazwa określa płyn ten nie ma krzemianów, a ochronne właściwości uzyskuje się dzięki dodaniu inhibitorów korozji i kawitacji. Dzięki temu płyn staje się typu LongLife i możemy go wymieniać co 5 lat. Wymiana ta jest konieczna ze względu na wyczerpywanie się tych inhibitorów, ale jest ona znacznie rzadsza niż w przypadku płynów krzemianowych. Biorąc pod uwagę powyższe informacje przypomnijmy jak mechanicy określają moment wymiany płynu w układzie chłodzenia – najczęściej poprzez pomiar temperatury zamarzania. Temperatura zamarzania jest ważnym parametrem, ale nie jedynym. Zawsze płyn powinniśmy wymienić co 2 lub 5 lat (w zależności od technologii) lub jeśli temperatura zamarzania jest wyższa niż ‑35C.
Jak go dobrać? Można poszukać w internecie, o na przykład tu lub sprawdzić, co na ten temat jest napisane w instrukcji obsługi naszego auta. Czy można płyn wymienić samemu? Teoretycznie tak. Praktycznie lepiej tego nie robić. Płyn chłodzący jest toksyczny. Trzeba go przechowywać w specjalnych pojemnikach odbieranych z warsztatów przez firmy specjalizujące się w utylizacji odpadów niebezpiecznych. Nie wolno go pod żadnym pozorem wylewać do gruntu lub kanalizacji. No i czasem zlanie go z układu może być wyjątkowo kłopotliwe. Czasem w chłodnicy jest korek spustowy, czasem drugi korek jest w bloku silnika. Najczęściej jednak trzeba po prostu zdjąć dolny wąż z chłodnicy i zlać płyn do kuwety.
Jaki jest skład płynu chłodzącego? Jest to mieszanina wody destylowanej lub demineralizowanej z płynem wytworzonym na bazie glikolu propylenowego lub etylenowego. Skład płynu zależny jest od jego przeznaczenia. Bywają płyny do silników o konstrukcji całkowicie aluminiowej i do tych, w których pojawia się dużo żeliwa. Współcześnie jednak dąży się do tego, żeby jeden płyn pasował do każdego typu silnika. To bardzo upraszcza eksploatację.
Dlaczego w składzie płynu jest woda demineralizowana lub destylowana? Żeby zapobiec odkładaniu się kamienia kotłowego i korozji układu chłodzenia. I właśnie dlatego nie wolno stosować zwykłej wody. Po pierwsze zawarte w wodzie minerały odłożą się na elementach silnika, a po drugie woda niestety zamarznie w temperaturach poniżej zera. Wodę demineralizowaną lub destylowaną możemy zastosować, ale w wyjątkowych przypadkach. Pierwszy to jazda na torze, a drugi to ubytek płynu chłodzącego. Po awaryjnym dolaniu wody do układu musimy pamiętać o wymianie płynu i oczywiście o sprawdzeniu skąd się ten ubytek wziął.
Co może się zepsuć w układzie chłodzenia? Może pojawić się nieszczelność w wyniku uszkodzeń mechanicznych, korozji układu lub uszkodzenia elementów z tworzywa i gumy. Może też dojść do „wydmuchania” uszczelki spod głowicy. Wtedy płyn chłodzący miesza się z olejem temperatura silnika rośnie, a moc spada. Z rury wydechowej wydobywa się para. W takiej sytuacji trzeba natychmiast oddać auto do warsztatu. Jazda w takich warunkach może skończyć się zniszczeniem silnika.
Czasem też dochodzi do sytuacji, w której wszystko jest w porządku, a auto się grzeje. Płyn jest, wentylator się włącza, a temperatura rośnie. O co chodzi? Najprawdopodobniej korek chłodnicy lub zbiornika wyrównawczego (zależy to od budowy układu) stracił szczelność. Jeśli w układzie nie jest zachowane odpowiednie ciśnienie, to płyn osiąga temperaturę wrzenia dużo wcześniej niż pod ciśnieniem. Wystarczy zmienić korek i wszystko wróci do normy.
403