Motor auta pracuje neustále pod vysokou záťažou a bez fungujúceho chladenia by sa veľmi rýchlo prehrial. Kľúčovým systémom je preto chladenie, konkrétne chladič, ktorý udržiava ideálnu teplotu a pomáha motoru fungovať. Chladiaci systém automobilu má jedinú úlohu, a to udržať motor v optimálnej teplote. Chladením sa má udržiavať správna prevádzková teplota motora.
Chladiaci systém automobilu je rozdelený na chladenie vzduchom a chladenie vodou. Vzduch ako chladiace médium sa nazýva vzduchový chladiaci systém a chladivo ako chladiace médium sa nazýva vodný chladiaci systém.
Hlavné komponenty vodného chladiaceho systému
Systém vodného chladenia sa zvyčajne skladá z čerpadla, chladiča, chladiaceho ventilátora, termostatu, vyrovnávacej nádoby, vodného plášťa v tele motora a hlavy valcov a ďalších pomocných zariadení. Celý chladiaci systém je tvorený niekoľkými časťami. Základom je chladič, v ktorom sa horúca kvapalina ochladzuje vzduchom. Chladič patrí do chladiaceho systému automobilu.
V automobilovom chladiacom systéme medzi hlavné komponenty chladiča patria: jadro chladiča, vstupná komora, výstupná komora a hlavná časť. Chladič vo vodnom chladiacom systéme motora sa skladá zo vstupnej komory, výstupnej komory, hlavnej dosky a jadra chladiča.
Princíp a mechanizmus chladenia
Pri práci motora vzniká obrovské teplo, ktoré zvyšuje teplotu chladiacej kvapaliny. Funkcia chladiacej kvapaliny spočíva v chladení častí motora, ktoré sú zahrievané plameňom a horúcimi plynmi. Jedná sa predovšetkým o hlavu valcov, ventily, piesty a steny valcov. Táto kvapalná kombinácia zachytáva teplo vzniknuté trením motora a spáleným palivom.
Chladič ochladzuje motor núteným obehom vody, je zariadením na výmenu tepla, ktorý zabezpečuje nepretržitú prevádzku motora v rámci normálneho teplotného rozsahu a je v aute nevyhnutný. Horúca chladiaca kvapalina sa ochladzuje, keď odvádza teplo do vzduchu, zatiaľ čo studený vzduch sa ohrieva absorbovaním tepla emitovaného chladiacou kvapalinou. Horúca chladiaca kvapalina dosahuje účel chladenia nepretržitým odvádzaním tepla do okolitého vzduchu, zatiaľ čo studený vzduch sa sám zahrieva v dôsledku absorpcie tepla emitovaného chladiacou kvapalinou. Motorový chladič je výmenník tepla typu kvapalina-vzduch. Chladič umožňuje čo najefektívnejšie ochladzovanie chladiacej kvapaliny vzduchom prúdiacim cez chladič. Výmena tepla prebieha v chladiacej mreži chladiča.
Plocha chladiča je dostatočne veľká, aby chladiaca kvapalina bola v chlade. Navyše ventilátor umiestnený v blízkosti pomáha chladeniu chladiacej kvapaliny ďalej. Vzduch z vonkajšej strany vozidla je dodávaný cez vetracie otvory, čo zabezpečuje ďalší chladiaci výkon. Ochladená kvapalina sa vracia do bloku motora, kde sa zahreje a vracia sa späť do chladiča.
Princíp činnosti chladiča auta je taký, podľa teploty vody, zaťaženia motora, signál sa prenáša do počítača. Počítač motora riadi relé vysokých a nízkych otáčok ventilátora a je tiež ovplyvnený tlakom klimatizácie. Motor dostane signál, že sa môže otvoriť, ovládať kompresor a ovládať sanie relé ventilátora, keď sa tlak klimatizácie zvýši prostredím a vlastným vplyvom. Počítač motora dostane signál počítača klimatizácie, reguluje vysoký ventilátor - sacie relé rýchlosti a vysokorýchlostná prevádzka ventilátora. Termostat na prednej strane motora detekuje, kedy motor dosiahne neprijateľnú teplotu. Na vyrovnanie tlaku a objemu kvapaliny pri jej zahrievaní a chladení zas slúži expanzná nádržka.
Štruktúra a materiály chladiča
Štruktúra jadra radiátora je rozdelená hlavne do dvoch kategórií: typ rúrkového pásu a typ rúrkovej dosky. Rúrkový pásový radiátor sa skladá z vlnitej rúrky na odvod tepla a chladiacej rúrky usporiadanej zváraním, ako sú uzávery. Pás na odvod tepla má tiež malý otvor rušivého prúdenia vzduchu, ktorý sa používa na zničenie adhéznej vrstvy prúdiaceho vzduchu na povrchu zóny odvádzania tepla, zväčšuje plochu odvádzania tepla a zlepšuje kapacitu odvádzania tepla.
Materiály a výrobné technológie automobilových chladičov sa rýchlo vyvíjajú. Radiátory zahraničných automobilov sú prevažne hliníkové, hlavne z pohľadu ochrany životného prostredia (najmä v Európe a USA). V nových európskych automobiloch je podiel hliníkových chladičov v priemere 64 %. Materiál chladiča automobilu je hlavne hliník alebo meď. Chladič býva najčastejšie vyrobený z hliníka.
Z pohľadu rozvoja výroby automobilových chladičov v Číne postupne pribúda hliníkových chladičov vyrábaných spájkovaním. Spájkované medené radiátory sa používajú aj v autobusoch, nákladných autách a iných strojárskych zariadeniach. Vodná rúrka a chladič sú vyrobené z hliníka, hliníková vodná rúrka je vyrobená do plochého tvaru, chladič je zvlnený. Je potrebné dbať na výkon odvádzania tepla, smer inštalácie je kolmý na smer prúdenia vzduchu, aby sa dosiahol malý odpor vetra a vysoká účinnosť chladenia.
Dôležitosť udržania optimálnej teploty motora
Váš radiátor zohráva dôležitú úlohu pri odstraňovaní tepla z vášho motora, čím sa zabezpečí správne fungovanie motora bez rizika náhlej poruchy. Bez správnej regulácie teploty môže dôjsť k závažným problémom. Pri nedostatočnom ochladení zážihových motorov sa zápalná zmes môže vznietiť sama. Olejová vrstva, ktorá sa nachádza na stenách valcov, sa rýchlo vysúša, v dôsledku čoho sa začnú piesty zadierať a krúžky zapekať. Teplota, pri ktorej sa olej rozkladá, je asi 250 °C.
Nadmerné chladenie vyžaduje veľkú spotrebu paliva. Zápalná zmes sa nespaľuje úplne. Časť paliva sa zráža a steká po stenách valcov do kľukovej skrine, kde zrieduje olej a zhoršuje jeho mazivosť, následkom čoho sa súčiastky motora viac opotrebúvajú. Najnižšia teplota stien valcov nemá klesnúť pri prevádzke pod 75 °C.
Chladiace kvapaliny: Zloženie, typy a správne použitie
Voda a destilovaná voda
Na chladenie kvapalinou sa spočiatku používala čistá mäkká voda. V automobilových motoroch sa často používa destilovaná (demineralizovaná) voda. Skúsení motoristi používajú pre tieto účely len destilovanú vodu. Môže sa použiť i voda dažďová alebo riečna, bez nečistôt. V literatúre sa používa výraz demineralizovaná voda (demi voda). Použitím takejto vody sa vylučuje vznik vodného kameňa. Ak sa používa tvrdá voda, v chladiči a v chladiacom priestore motora sa usadzuje vodný (kotolný) kameň, ktorý veľmi znižuje účinnosť chladenia.
Nemrznúca zmes a chladiace kvapaliny
V zimnom období sa v chladiacich sústavách používa nemrznúca zmes. Mnohí poznajú nemrznúcu zmes Fridex, ktorá sa kedysi používala. Nemrznúca zmes sa môže používať aj celý rok. Uzavreté systémy, ktoré nie je možné opraviť, ako napríklad chladiaci systém spaľovacieho motora, zvyčajne používajú špeciálnu chladiacu kvapalinu na boj proti vodnému kameňu, peneniu a korózii a na mazanie pohyblivých častí, ako sú čerpadlo chladiacej kvapaliny a termostat. A „chladiaca voda“ môže zamrznúť. A na to máme nemrznúcu zmes. Nemrznúca kvapalina znižuje bod mrazu chladiacej kvapaliny (a zvyčajne tiež spôsobuje vyššiu teplotu varu).
Chladivo je hotový výrobok. Chladiaca kvapalina aj nemrznúca kvapalina vďačí za svoju ochranu za studena etylénglykolu. Aplikácia sa však líši. Chladiaca kvapalina je hotový výrobok, ktorý sa používa neriedený a bol špeciálne vyvinutý pre chladenie bloku motora. Nemrznúca kvapalina je lacnejšia, musí sa riediť, ale môže spôsobiť koróziu. Kvalitná chladiaca kvapalina poskytuje ochranu pred mrazom do -40 ° C. Lacnejšie typy idú menej ďaleko, ale zvyčajne postačujú na použitie v Beneluxe.
Chladiaca kvapalina, ktorá sa pri plnení chladiacej funkcie zahrieva pri bežnej prevádzke na teploty 88 - 95 °C sa využíva spravidla pri vykurovaní priestoru pre cestujúcich. V niektorých prípadoch sa chladiaca kvapalina po zahriatí využíva na iniciáciu zapojenia či funkciu karburátora. V dnešnej dobe nie je pre výrobcov chladiacich kvapalín problém vyrobiť akúkoľvek farebnú chladiacu kvapalinu, ktorú si zákazník praje. Takže všeobecné rozlišovanie kvality chladiacich kvapalín podľa sfarbenia je nedostatočné! Správne zvolená a nariedená kvapalina tiež zabraňuje usadzovaniu korózie v chladiacich systémoch. Chladiace kvapaliny sú dnes väčšinou sfarbené, takže je zreteľne vidieť ich množstvo v nádrži.
Špecifikácie a miešanie kvapalín
Každý výrobca používa pri výrobe rôzne technológie a chemikálie a takto vyrobené chladiace kvapaliny spĺňajú či nespĺňajú koncernové normy, ktoré bývajú uvedené na obale chladiacich kvapalín. Akú chladiacu kvapalinu používa vaše auto nájdete v manuáli, prípadne v servisnej knižke. Laicky ich rozlišujeme podľa farby na žltú, modrú (fialovú), červenú alebo modrozelenú. Aká kvapalina je v aute použitá, býva napísané priamo na nádobke (typ B, C, D, G11, G12, G12 ++, G48 a ďalšie).
Staršie autá v minulosti používali kvapalinu G10 so slabšou ochranou proti korózii, ktorú postupne nahradila kvapalina G11 na silikátovej báze, ktorá je vhodná pre liatinové a hliníkové motory. Pre novšie generácie motorov je určená kvapalina G13 s glycerínom, je ekologickejšia a vhodná aj pre motory s turbom. Na trhu existujú aj produkty ako ACSA či Stabil. ACSA je určená pre špecifické aplikácie, kde treba prispôsobiť zloženie podmienkam či materiálom. Stabil sa používa ako univerzálne riešenie pre viac druhov vozidiel.
Zásadne by malo platiť pravidlo, že chladiace kvapaliny rôznych výrobcov sa nesmú miešať. Dôvod je celkom prostý. Kvapaliny obsahujú rôzne inhibítory korózie, ktoré môžu navzájom zareagovať, a tým sa zničiť. Ďalším odporučením je nemiešať kvapaliny vyrobené na báze etylénglykolu (1,2-etándiolu) s kvapalinami obsahujúcimi propylénglykol. Chladiaca kvapalina sa dnes už spravidla používa len ako zmes destilovanej vody a nemrznúcej kvapaliny s podielom nemrznúcej kvapaliny od 40 do max. 60 %. Chladiaca kvapalina je celoročná, mieša sa s destilovanou vodou v koncentrácii približne pre mínus 20-30 stupňov Celzia. Pri výbere vhodnosti daného produktu by ste si mali všímať nie len informácie ako: „Určená pre všetky hliníkové systémy“, ale predovšetkým to, aké normy výrobcov vozidiel daná kvapalina plní. V druhom rade si treba dávať pozor aj na kvalitu, pretože nekvalitná chladiaca kvapalina môže rýchlo zdegradovať a znečistiť chladič a celý chladiaci systém automobilu.
Nebezpečenstvo a manipulácia
Faktor sladkosti etylénglykolu ho robí najobľúbenejším nápojom mačiek a psov a iných chlpatých a okrídlených vecí. Pri manipulácii s chladiacimi kvapalinami je treba zaobchádzať veľmi opatrne, lebo väčšia časť je zaradená medzi tzv.
Údržba, problémy a ich riešenia
Pravidelná kontrola a prevencia
Chladiaci systém automobilu necháva väčšina vodičov bez povšimnutia. Moderné vozidlá vraj žiadnu údržbu nepotrebujú. Ale čo keď predsa? Naozaj bezúdržbová? Podľa výrobcov automobilov je dokonca dnes bezúdržbová celá chladiaca sústava. Moderné kvapaliny tvorené zmesou monoetylénglykolu a inhibítorov korózie majú vraj životnosť rovnakú ako samotné auto, teda asi 300 000 km. O tom však polemizujú skúsení praktici, ktorí pripomínajú, že pri starších automobiloch sa odporúčalo kvapalinu meniť preventívne po cca piatich rokoch. Stará, zle nariedená alebo znečistená kvapalina dokáže totiž aj dnes poškodiť tesnenie vodnej pumpy, ktorá tým pádom začne prepúšťať. Chladiaca kvapalina sa časom okyseluje a rozkladajú sa v nej látky zabraňujúce korózii. V horšom prípade to znamená napríklad poškodenie tesnenia pod hlavou a to už nie je najlacnejšia oprava.
Nie len to musí byť dôvod pre kontrolu hladiny chladiacej kvapaliny, či celkový stav chladiaceho systému. Letné horúčavy môžu pri zanedbávaných motoroch odhaliť závadu v chladení. Prehrievanie sa najčastejšie prejaví pri pomalej jazde v kolóne, kedy sa motor nestíha chladiť náporom vzduchu. „Ak nám bude z nádobky kvapalina ubúdať, je to väčšinou známka toho, že niečo nie je v poriadku. Určite odporúčam vykonať tlakovú kontrolu v servise," varuje Karel Starý, vedúci servisných služieb Škoda Auto Česká republika.
Ideálna hladina je medzi ryskami s maximálnou a minimálnou povolenú mierou," hovorí Karel Starý. „Ani minimálna, ani maximálna hladina nie je optimálna. Ak je minimálna, malo by dôjsť k doliatiu, prípadne kontrole úniku. Ak je maximálna, nie je to zase ideálne pre obeh kvapaliny v systéme," vysvetľuje Starý.
Kontrolka chladiacej kvapaliny: Ako rozpoznať problém a čo s ním urobiť
Nezabúdajte na pravidelnú výmenu chladiacej kvapaliny. Aj keď na prvý pohľad vyzerá čisto, po čase stráca svoje vlastnosti. Niektoré novšie typy s organickými prísadami vydržia aj dlhšie, no vždy je rozhodujúce odporúčanie výrobcu uvedené v servisnej knižke. Pri výmene sa odporúča celý systém prepláchnuť, aby sa odstránili usadeniny a zvyšky starého roztoku. Kvapalina by zároveň mala mať stále jasnú farbu bez hrdze alebo nejakých olejových stôp. Zabúdať by ste nemali ani na fyzickú kontrolu stavu hadíc, spojov a expanznej nádržky. Stvrdnuté a popraskané hadice, ale aj vlhké miesta či usadeniny na spojoch, to všetko signalizuje problémy. V každom prípade platí, že správna starostlivosť o chladiaci systém vám ušetrí starosti aj peniaze.
Diagnostika a riešenie bežných porúch
Postupom času samozrejme môžu rôzne problémy zabrániť správnemu fungovaniu chladiaceho systému. Jedným z bežných problémov je to, že termostat, z ktorého je chladiaca kvapalina uvoľnená do motora, sa upcháva. Ak ložiská či tesnenia vodnej pumpy zlyhajú, prestane tlačiť kvapalinu do obehu a motor sa prehreje. V prípade, ak sa pokazí termostat, ktorý má regulovať prietok kvapaliny podľa teploty, môže tiež prísť k prerušeniu jej cirkulácie. Pokiaľ ide o chladič, ten sa môže upchať nečistotami a koróziou, čím klesne jeho schopnosť odvádzať teplo.
Ak spozorujete tekutinu pod zaparkovaným vozidlom a máte podozrenie na únik, je dôležité, aby ste vozidlo okamžite prehliadli a opravili. Ak sa pri jazde rozsvieti kontrolka chladenia, odporúča sa pri najbližšej príležitosti zastaviť, vypnúť motor a opatrne skontrolovať stav chladiacej kvapaliny v expanznej nádržke. Opatrne preto, lebo pri horúcom motore je chladiaci systém pod tlakom a hrozí nebezpečenstvo obarenia horúcou parou. Nedostatočné množstvo chladiaceho koncentrátu je jednou z najčastejších príčin prehriatia pohonného ústrojenstva. Malé množstvo chladiacej kvapaliny môže byť spôsobené únikom/netesnosťou alebo mikro-trhlinami v chladiacom systéme.
Všimnúť si môžete aj zmenu výkonu kúrenia, ktoré funguje vďaka teplu z chladiaceho systému. Ak pocítite sladký zápach chladiacej kvapaliny, môže to značiť jej únik do priestoru motora. Olejové nečistoty, ktoré boli/sú spôsobené závadou napr. olejové a chladiace vedenie v bloku motora sa nachádzajú tesne pri sebe, vedú okolo spaľovacích komôr a do hlavy valcov, čiže aj cez tesnenie. Ak k poškodeniu dôjde v tejto oblasti, oba systémy už nie sú dostatočne oddelené a dochádza k zmiešaniu oleja a chladiacej kvapaliny. Typickým znakom sú stopy oleja v chladiacej kvapaline alebo naopak, chladiaca kvapalina v oleji. Pre kontrolu stačí otvoriť kapotu motora a otvoriť príslušný nalievací otvor. Ak sa v chladiacej kvapaline nachádza olej, na vnútornej strane viečka a v nádobke sa usadí svetlá penová alebo olejovitá emulzia.
Špeciálne prípravky pre údržbu
Radiator Stop Leak spoľahlivo utesňuje chladiče a výmenníky tepla, netesné vodné čerpadlá a ventily. Funguje na báze jemných a plochých keramických platničiek. Ak je v chladiacom systéme netesnosť, v systéme vzniká podtlak, pomocou ktorého si keramické platničky veľmi ľahko nájdu cestu k danej netesnosti a postupne sa veľmi jemne 'zarezávajú' do materiálu až do úplného zacelenia netesnosti. Je taktiež veľmi vhodný i na preventívne použitie. Zvyšuje sa tým prevádzková istota vozidla. Je vhodný pre všetky vodou chladené motory. Prípravok je miešateľný so všetkými dostupnými chladiacimi a nemrznúcimi kvapalinami.
Najmä v starších vozidlách sa časom v systéme mohol vytvoriť vodný kameň. Ten upcháva úzke hadičky, v dôsledku nedostatočného prietoku potom dochádza k slabej efektivite chladenia. Existujú na trhu rôzne čističe od vodného kameňa, avšak bežné čističe fungujú na princípe odvalovania vodného kameňa. Práve takýto odvalený kus vodného kameňa vám môže spôsobiť ešte väčšie problémy. Produkt Radiator Flush odstraňuje všetky usadeniny z celého chladiaceho systému, predovšetkým vodný kameň a hrdzu, a to na molekulárnej úrovni. Je vhodný pre všetky vodou chladené motory a je miešateľný so všetkými dostupnými chladiacimi a nemrznúcimi kvapalinami. Aplikácia je veľmi jednoduchá: pridajte produkt do chladiča, naštartujte motor a nechajte ho bežať cca 15 minút. Následne vypustite zmes z chladiaceho systému, napustite do chladiča čistú vodu a nechajte bežať aspoň 4 minúty, aby sa systém dôkladne prepláchol.
Problémom je dostať práve olej z chladiacej sústavy. Práve produktom Radiator Oil Cleaner dokážete odstrániť olejové nečistoty a tiež nečistoty ako sú kal a vodný kameň. Počas čistenia chráni všetky kovové a gumové časti vďaka obsiahnutým mazacím zložkám. Ventilom, termostatu a vodnej pumpe vracia ich pôvodný výkon a zvyšuje sa životnosť celého chladiaceho systému. Aplikácia: Najskôr je nutné odstrániť závadu. Potom pridajte Radiator Oil Cleaner K1K2 do chladiaceho systému, naštartujte motor a nechajte bežať cca 15-40 minút (záleží od stupňa znečistenia). Následne vypustite chladiacu zmes a prepláchnite systém čistou vodou.
PRO-TEC ponúka produkt do chladiacej kvapaliny na ochranu celého chladiaceho systému. Radiator Conditioner zabraňuje elektrolýze a kavitácii, zlepšuje tepelnú výmenu medzi chladiacou kvapalinou a chladičom. Maže vodnú pumpu, termostat a ventily. Neutralizuje škodlivé kyseliny v chladiacej kvapaline a chráni tak systém pred hrdzou a koróziou.
Výmena chladiacej kvapaliny
Výmenu chladiacej kvapaliny odborníci odporúčajú každé dva roky, presný interval je však napísaný v návode k vozidlu alebo v servisnej knižke, prípadne vám poradia aj pri návšteve servisu. Pred zimnou sezónou je vhodné zmerať teplotu tuhnutia chladiacej kvapaliny a nechať si urobiť meranie, ktorým zistíme, či naša chladiaca kvapalina obsahuje tiež inhibítory korózie. Ide o veľmi jednoduché merania napr.
Ak sa rozhodnete doliať chladiacu kvapalinu (najpravdepodobnejšie vodu, radšej však destilovanú), počkajte, kým motor vychladne. Hrozí, že na vás variaca sa chladiaca kvapalina po odistení viečka nádržky pre dolievanie (viečko býva väčšinou modré) vystrekne a popáli vás. Pri vypúšťaní jednoducho nevypúšťajte starú chladiacu kvapalinu. Pri vypúšťaní chladiacej kvapaliny je dobré prekontrolovať, či sú otvorené ventily kúrenia.
Niektoré autodopravy používajú pre sezónne stroje alebo z úsporných dôvodov v dobe, keď nemrzne pitnú vodu, ktorú po skončení jazdy vypúšťajú. Korózia a uvoľnenie vodného kameňa sa môže pri vypúšťaní chladiaceho systému dostať k vypúšťaciemu kohútiku, otvoru pri chladiči, či bloku motora, takže nevytečie všetka voda. V dobe mrazov môže tak dôjsť k poškodeniu hláv valcov alebo bloku motora. Je vhodné počkať, až chladiaca kvapalina celkom vytečie, prípadne pomocou drôtikov uvoľniť otvory, kadiaľ vyteká.
Výhody a nevýhody vodného chladenia
Vzhľadom na veľkú tepelnú absorpciu vody je chladenie vodou zvyčajne účinnejšie ako vzduchové chladenie, pričom vzduch prúdi priamo cez povrch, ktorý sa má chladiť. Nevýhodou vodného chladenia v porovnaní s chladením vzduchom je, že pri vodnom chladení je potrebná oveľa väčšia, ťažšia a komplikovanejšia inštalácia, kde so vzduchovým chladením je už ventilátor (nútené chladenie vzduchom) dosť dobrý výkon. Okrem toho existuje riziko skratu v blízkosti elektrických komponentov. V prevádzke sa vyskytujú tri druhy chladenia, pri ktorých ako chladiace média vystupujú kvapalina (napr. kombinované, pri ktorom sa nevyužité teplo odoberá obidvoma spôsobmi).