Vroeger werd het koelsysteem in de aanloop naar de winterperiode doorgaans gecontroleerd om ervoor te zorgen dat het koelsysteem gevuld was met de juiste hoeveelheid van een antivriesoplossing met de juiste kleurcode, zodat het water in de motor niet zou bevriezen, uitzetten en schade zou veroorzaken aan de motoronderdelen. Tegenwoordig is de situatie complexer. Om te beginnen is het niet langer een best practice om koelvloeistof te vervangen door simpelweg de kleur af te stemmen. Hieronder leggen we alles uit over moderne koelvloeistoftechnologieën en het onderhoud van het koelsysteem, omdat het gebruik van onjuiste of verontreinigde koelvloeistof interne erosie van de motor en het koelsysteem of andere schade kan veroorzaken.
Moderne koelvloeistoftechnologieën
Wat doet motorkoelvloeistof?
Koelvloeistof die in de auto-industrie wordt gebruikt, heeft drie belangrijke taken. Ten eerste voorkomt de koelvloeistof dat vloeistoffen in de motor en het koelsysteem bevriezen. Ten tweede beschermt ze verbrandingsmotoren en hun koelsysteemcomponenten tegen corrosie. En ten derde zorgt ze ervoor dat de olie zijn smeerspecificaties behoudt en de expansie van de motor door warmte wordt beperkt. Een verbrandingsmotor verbrandt immers fossiele brandstoffen om energie of vermogen op te wekken, maar slechts ongeveer een derde van deze energie wordt daadwerkelijk gebruikt om het voertuig te verplaatsen. De overige twee derde wordt omgezet in overtollige warmte. 50% van deze warmte ontsnapt via het uitlaatsysteem naar de atmosfeer, terwijl de resterende 50% de motoronderdelen verwarmt. Daarom is er een warmtegeleidende vloeistof nodig om deze overtollige warmte die in de motor achterblijft, te absorberen. Deze vloeistof wordt door het koelsysteem gecirculeerd, waar de warmte wordt overgedragen naar de radiator, die de warmte via koelvinnen afvoert naar de atmosfeer.
Warmteoverdracht
Wat zit er in motorkoelvloeistof?
Koelvloeistof of antivriesmiddel wordt meestal geproduceerd met water (50%), basisvloeistof (45%) en additieven (5%).
1. Water
Water is een zeer effectieve vloeistof om warmte over te dragen. Toch treden er mogelijke problemen op: water heeft een vriespunt van 0°C en een kookpunt van 100°C, heeft geen smeereigenschappen en biedt geen bescherming tegen corrosie.
Gebruik nooit hard water in uw koelsysteem. Het meeste leidingwater bevat chloride, dat corrosief is, evenals calcium en magnesium die zich kunnen afzetten, wat kan leiden tot verstoppingen in de radiatoren van het koelsysteem en de radiatorslangen van de verwarming, en mogelijk ook een storing van de waterpomp kan veroorzaken. Daarom wordt aanbevolen om alleen gedestilleerd, gedemineraliseerd of gedeïoniseerd water te gebruiken in het koelsysteem van een voertuig.
2. Basisvloeistof
De basisvloeistof bestaat gewoonlijk uit ethyleen of propyleenglycol. Glycol heeft goede smeereigenschappen, wat met name gunstig is voor de mechanische afdichting en de thermostaatklep van de waterpomp. Geconcentreerde glycol heeft een vriespunt van ongeveer -12°C en een kookpunt van 196°C. Een mengsel van 50/50 water en glycol verlaagt het vriespunt van de oplossing tot ongeveer -37°C, terwijl het kookpunt van het mengsel bij ongeveer +129°C aanzienlijk hoger ligt dan dat van zuiver water. Afhankelijk van het klimaat kunnen ook mengverhoudingen zoals 40/60, 30/70 en 35/65 worden gebruikt. Houd u altijd aan de door de fabrikant van de koelvloeistof aanbevolen mengverhoudingen, die op de verpakking zijn afgedrukt.
3. Additieven of remmers
Er zijn veel verschillende additievenpakketten of remmers die tot doel hebben de motor en het koelsysteem te beschermen tegen corrosie, erosie, cavitatie en kalkaanslag. Additieven helpen de koelvloeistofoplossing te bufferen van een zuur pH-niveau naar een alkalisch pH-niveau.
Koelvloeistofremmers beschermen componenten
Er zijn drie hoofdklassen van koelvloeistoftechnologie: anorganische (zure) additieventechnologie (I.A.T.), organische (zure) additieventechnologie (O.A.T.) en hybride organische (zure) additieventechnologie (H.O.A.T.).
Drie hoofdklassen van koelvloeistoftechnologie
- I.A.T.: anorganische (zure) additieventechnologie
- Aanbevolen levensduur: twee jaar of 30.000 tot 40.000 mijl (48.280 tot 64.373 kilometer).
- Dit zijn geen zuren, maar zouten van anorganische zuren, inclusief silicaten, fosfaten, aminen en nitrieten.
- Het zijn traditionele corrosieremmers, die een effectieve bescherming bieden voor alle metalen en een beschermende film over de componenten van het koelsysteem kunnen leggen.
- O.A.T.: organische (zure) additieventechnologie
- Aanbevolen levensduur: vijf jaar of 100.000 mijl (160.934 km).
- Dit zijn wederom geen zuren, maar zouten van organische zuren, inclusief carboxylaten, sebacaten en 2-EHA (2-ethylhexaanzuur).
- Deze corrosieremmers bieden specifieke bescherming voor ferrometalen en aluminiumlegeringen. Ze bieden geen bescherming voor gele metalen, zoals messing, waarbij gesoldeerde verbindingen worden gebruikt. O.A.T. is daarom niet veilig voor gebruik in oudere systemen die messing bevatten.
- H.O.A.T.: hybride organische (zure) additieventechnologie
- Aanbevolen levensduur: vijf tot tien jaar of 150.000 mijl (241.401 km).
- Deze aanpak omvat een combinatie van I.A.T. en O.A.T.
Anorganische additieven worden gebruikt om de oppervlakken in een koelsysteem te voorzien van een dikke, beschermende laag, die echter na verloop van tijd dunner wordt. Ze zijn niet heel selectief, wat inhoudt dat ze alle oppervlakken bedekken, ongeacht het materiaal waarvan deze oppervlakken gemaakt zijn. Organische additieven vormen chemische verbindingen met kwetsbare oppervlakken, waardoor een dunne, maar uitermate stabiele laag ontstaat op de gebieden die bescherming nodig hebben.
Best practices voor onderhoud: waar moet u op letten
1. Meng geen verschillende koelvloeistoftechnologieën
Geen kleurafstemming meer
Groene en blauwe antivriesmiddelen waren vroeger dominant en de algemene regel was om groen te vervangen door nieuw groen antivriesmiddel en blauw door blauw. Het is echter niet langer een best practice om koelvloeistof te vervangen door simpelweg de kleur af te stemmen. Tegenwoordig gebruiken koelvloeistoffabrikanten veel verschillende kleuren, maar deze kleuren geven niet het type koelvloeistoftechnologie aan dat in het koelsysteem van het voertuig wordt gebruikt.
Geen universeel kleurensysteem voor koelvloeistoffen
De gevolgen van mengen
Het mengen van verschillende koelvloeistoftechnologieën met verschillende additievenpakketten kan gevaarlijk zijn. Kijk bijvoorbeeld maar naar de contrasterende effecten die silicaat en boraat hebben op aluminium:
Gevaar van mengen van koelvloeistoftechnologieën
Koelvloeistoffen verkeerd mengen kan verschillende gevolgen hebben: uitputting van remmers, uitval van silicaat, metaalverontreiniging of het verschijnen van roest en corrosie in het vloeistofsysteem, wat kan leiden tot falende componenten. De meest voorkomende vormen van corrosie voor aluminium zijn putjes en oxidatie, terwijl dat voor ijzer en staal roest is.
Corrosie van aluminium (links) en ijzer (rechts)
Tot slot kan een dergelijke menging chemische reacties veroorzaken. Silicaten of fosfaten scheiden zich van of 'vallen uit' de koelvloeistofoplossing, waarbij een gelachtige stof in het koelsysteem wordt afgezet (zoals hieronder afgebeeld). Deze stof kan radiatoren, warmtewisselaars, waterpompen, watermantels van motoren en koelsysteemslangen beschadigen en blokkeren. Een vernauwing van slechts 2 mm in de smalle delen van het koelsysteem kan het systeemrendement tot 40% verminderen, vanwege de verminderde circulatie. Tot slot kan er een andere chemische reactie optreden, namelijk glycoldegradatie, wat leidt tot verlies van corrosiebescherming.
Gelachtige stof veroorzaakt door mengen van koelvloeistoffen
2. Controleer of de koelvloeistof niet zuur/alkalisch is geworden
Levensduur van koelvloeistof
Aangezien fabrikanten van moderne voertuigen verschillende soorten metaal zijn gaan gebruiken om onderdelen van motoren en koelsystemen te produceren, moest de koelvloeistoftechnologie evolueren om een passende systeembescherming te bieden. Naarmate de koelvloeistof veroudert, worden de beschermende remmers opgebruikt of 'vallen' ze 'uit' de oplossing. Hoe langer de koelvloeistof dus in het koelsysteem achterblijft, hoe groter de kans dat ze zuur wordt. En een zure oplossing zal uiteraard leiden tot interne erosie van de motor (en de metalen onderdelen ervan) en van het koelsysteem. Zuur reageert met metalen oppervlakken, waardoor zich afzettingen in het koelsysteem vormen. Deze afzettingen kunnen ook door het hele koelsysteem worden getransporteerd en afgezet, waardoor de stroming wordt beperkt en oververhitting wordt veroorzaakt.
Onopgemerkte lekkende koppakking
Bovendien is het niet voldoende om alleen de levensduur op de verpakking van de koelvloeistof in de gaten te houden. Deze levensduur kan worden verkort als gevolg van verschillende factoren, zoals een onopgemerkte lekkende koppakking. Verbrandingsgassen die uit de verbrandingskamer in de waterwegen van de motor lekken, vermengen zich met de koelvloeistof, waardoor ze zuur wordt. Daarom wordt het aanbevolen om regelmatig controles van de koelsysteemdruk uit te voeren tijdens gepland onderhoud, bijvoorbeeld met behulp van de Gates-druktester voor het koelsysteem 31367.
Gates-druktester voor het koelsysteem 31367
Verkeerd aardingspunt tussen motor en chassis
Een andere veel voorkomende oorzaak van voortijdige uitval of verlies van koelsysteemremmers is een slecht aardingspunt tussen de motor van het voertuig en het chassis. Slechte voertuigaardingspunten kunnen ervoor zorgen dat elektrische stroom een alternatieve route terug naar de accu neemt, bijvoorbeeld via de koelvloeistof in het systeem (die dan een geleidende elektrolyt wordt). Bij een dergelijke galvanische reactie worden de remmers snel opgebruikt uit de koelvloeistofoplossing, waardoor de vloeistof zuur wordt.
Een zichtbaar teken van een galvanische reactie in een koelsysteem is een donkere, ongelijkmatige verkleuring van de interne metalen oppervlakken van de waterpomp. Deze verkleurde oppervlakken geven een licht korrelig gevoel.
Verkleuring van waterpomp door galvanische reactie
Aangezien de schade echter niet altijd onmiddellijk zichtbaar is, moet u een multimeter gebruiken om de koelvloeistof op de aanwezigheid van spanning te testen.
- Wanneer de motor op normale bedrijfstemperatuur is, plaatst u de negatieve (-) sonde op een goed aardingspunt en de positieve (+) sonde rechtstreeks in de koelvloeistof boven in de radiator of het expansievat. Wees voorzichtig: het systeem staat onder druk wanneer het op bedrijfstemperatuur is.
- Zorg ervoor dat de positieve sonde geen metalen onderdelen (indien aanwezig) raakt.
- Verhoog het motortoerental tot ongeveer 2.000 tpm.
- Als de meter minder dan 0,3 V aangeeft, is de koelvloeistof in goede staat.
- Als de meter 0,3 V of meer aangeeft, zijn de remmeradditieven uitgeput en beschermen ze het koelsysteem niet langer.
- Zoek de oorzaak van de huidige spanning.
- Controleer en vervang defecte of beschadigde aardingsbanden of -leidingen.
- Zorg ervoor dat de aardingspunten schoon zijn en worden beschermd tegen de elementen.
- Spoel het koelsysteem met het Gates Power Clean-spoelapparaat 91002.
- Vervang de koelvloeistof onmiddellijk door het type koelvloeistof dat door de autofabrikant wordt aanbevolen.
Koelvloeistof controleren op aanwezigheid van spanning met een multimeter
Meet het pH-niveau om de aciditeit of de alkaliteit van de koelvloeistof te controleren
Er moeten ook een pH-testmeter of pH-teststrips worden gebruikt om de pH-waarde van de koelvloeistof te controleren om de toestand van het additievenpakket te monitoren.
pH-meter en pH-strips
De pH-waarde is een indicatie van de aciditeit of de alkaliteit van een vloeistof. Koelvloeistoffen hebben over het algemeen een pH-bereik van 8,5 tot 10,5. Als de pH-waarde te laag is, is de koelvloeistof zuur geworden en zal ze zowel aluminium als ijzerhoudende materialen, zoals ijzer en staal, gaan aantasten. Als de pH-waarde te hoog is, is de koelvloeistof te alkalisch en tast ze niet-ijzerhoudende materialen, zoals koper en aluminium, aan.
pH-diagram dat de aciditeit en de alkaliteit weergeeft
3. Controleer het vriespunt
Het vriespunt van de koelvloeistof moet ook regelmatig worden gecontroleerd, in het bijzonder tijdens onderhoudsintervallen. Hydrometers zijn niet langer de goedgekeurde apparatuur voor het testen van koelvloeistoffen. Er wordt nu een refractometer gebruikt: de Gates-refractometer (onderdeelnummer 91001) kan worden gebruikt voor zowel het testen van glycolconcentraties in koelsystemen als voor het meten van de oplaadstatus en de specifieke zwaartekracht van de elektrolyt in loodzuuraccu's.
Geschikt gereedschap voor het controleren van het vriespunt
4. Voer een volledige spoeling uit en vul bij
Bij het uitvoeren van reparaties aan het koelsysteem, moet u het volgende doen:
Spoel het systeem volledig met een Gates Power Clean-spoelapparaat (onderdeelnummer 91002).
Vul het systeem met de juiste koelvloeistof of het juiste antivriesmiddel. Verdun het juiste type koelvloeistof met water tot u een 50/50 mengsel krijgt of gebruik een voorverdund mengsel van de juiste koelvloeistof.
Ontlucht het systeem om ervoor te zorgen dat het volledig vrij is van lucht. (Moderne systemen kunnen diagnostische apparatuur vereisen om correct te ontluchten.)
Best practice
Dit is van cruciaal belang om verontreiniging en de hierboven besproken problemen te voorkomen. Houd er rekening mee dat de vervanging van de koelvloeistof goedkoper is dan de vervanging van componenten van het koelsysteem, zoals radiatoren of warmtewisselaars. Bovendien vermelden de meeste labels op de verpakkingen van koelvloeistoffen dat de gegarandeerde corrosiebescherming van vijf of tien jaar van de koelvloeistof alleen geldig is wanneer het koelsysteem volledig wordt gespoeld en gevuld.
Het belang van een schoon koelsysteem
Hoewel Gates geen fabrikant van koelvloeistoffen is, produceren en leveren we wel koelsysteemcomponenten die beschadigd kunnen raken door het gebruik van onjuiste of verontreinigde koelvloeistof. Tot slot willen we nog een overzicht geven van de voordelen van een schoon koelsysteem:
- Efficiëntere koeling van de motor
- Snellere opwarming van de motor
- Lager brandstofverbruik
- Langere levensduur van componenten
- Minder herhaalde garagebezoeken
- Meer vertrouwen van de klant