W minionych latach w okresie poprzedzającym zimę przeprowadzano ogólną kontrolę chłodziwa, aby upewnić się, że układ chłodzenia został napełniony odpowiednią ilością i właściwym roztworem zapobiegającym zamarzaniu, aby woda w silniku nie zamarzła, nie rozprężyła się i nie spowodowała uszkodzeń elementów silnika. Dzisiaj sytuacja jest bardziej złożona. Po pierwsze, nie jest już najlepszą praktyką, aby wymieniać chłodziwo jedynie na podstawie porównania koloru. W dalszej części tekstu wyjaśnimy wszystko na temat nowoczesnych technologii chłodziwa i obsługi układu chłodzenia, ponieważ nieprawidłowe lub zanieczyszczone chłodziwo może spowodować wewnętrzną erozję silnika i układu chłodzenia lub inne uszkodzenia.
Nowoczesne technologie chłodziwa
Jaka jest funkcja chłodziwa?
Chłodziwo używane w przemyśle motoryzacyjnym ma trzy główne zadania. Po pierwsze, zapobiegać zamarzaniu płynów w silniku i układzie chłodzenia. Po drugie, chronić silniki spalinowe i ich elementy układu chłodzenia przed korozją. Po trzecie, zapewnić właściwości smarne oleju, a także ograniczać rozszerzalność silnika pod wpływem ciepła. Ostatecznie silniki spalinowe spalają paliwa kopalne w celu wytwarzania energii lub mocy, ale tylko około jednej trzeciej tej energii jest w rzeczywistości wykorzystywane do przemieszczania pojazdu. Pozostałe dwie trzecie zamieniane są w nadmiar ciepła. 50% tego ciepła ulatnia się przez układ wydechowy do atmosfery, a pozostałe 50% ogrzewa elementy silnika. W związku z tym do pochłaniania nadmiaru ciepła zatrzymywanego w silniku potrzebny jest płyn transferujący ciepło. Ten płyn przepływa przez układ chłodzenia, w którym ciepło jest przekazywane do chłodnicy, która rozprasza ciepło przez żeberka chłodzące do atmosfery.
Wymiana ciepła
Co znajduje się w chłodziwie silnika?
Chłodziwo lub płyn zapobiegający zamarzaniu jest na ogół produkowany przy użyciu: wody (50%), płynu bazowego (45%) i dodatków (5%).
1. Woda
Woda jest bardzo skutecznym płynem do przenoszenia ciepła. Mimo to stwarza potencjalne problemy: temperatura jej zamarzania wynosi 0°C, a temperatura wrzenia 100°C, nie ma właściwości smarnych i nie zapewnia ochrony przed korozją.
Nie należy nigdy używać twardej wody w układzie chłodzenia. Najczęściej woda z kranu zawiera chlorek, który może powodować korozję, a także wapń i magnez, które mogą się osadzać, co prowadzi do zatorów w chłodnicach, przewodach, a także może być przyczyną awarii pompy wodnej. Z tego względu zaleca się stosowanie wyłącznie wody destylowanej, demineralizowanej lub dejonizowanej w układzie chłodzenia pojazdu.
2. Płyn bazowy
Płyn bazowy zwykle składa się z glikolu etylenowego lub propylenowego. Glikol ma dobre właściwości smarne, co jest szczególnie korzystne dla uszczelnienia mechanicznego pompy wodnej i zaworu termostatu. Stężony glikol ma temperaturę krzepnięcia wynoszącą około -12°C i temperaturę wrzenia wynoszącą 196°C. Mieszanka 50/50 wody i glikolu obniża temperaturę krzepnięcia roztworu do około -37°C, podczas gdy temperatura wrzenia mieszaniny, około +129°C, jest znacznie wyższa niż w przypadku czystej wody. W zależności od klimatu można również stosować proporcje mieszania takie jak 40/60, 30/70 i 35/65. Należy zawsze przestrzegać proporcji zalecanych przez producenta chłodziwa podanych na opakowaniu.
3. Dodatki lub inhibitory
Istnieje wiele różnych pakietów dodatków lub inhibitorów, które mają na celu ochronę silnika i układu chłodzenia przed korozją, erozją, kawitacją i osadzaniem się kamienia. Dodatki pomagają buforować roztwór chłodziwa od pH kwaśnego do pH zasadowego.
Inhibitory chłodziwa chronią części układu
Istnieją trzy główne klasy technologii chłodziwa: technologia dodatków nieorganicznych (kwasowych) — I.A.T., technologia dodatków organicznych (kwasowych) — O.A.T. i technologia dodatków hybrydowych organicznych (kwasowych) — H.O.A.T.
Trzy główne klasy technologii chłodziwa
- Technologia dodatków nieorganicznych (kwasowych) I.A.T.:
- Zalecany okres eksploatacji: dwa lata lub 30 000 do 40 000 mil (48 280 do 64 373 kilometrów).
- Nie są to kwasy, ale sole kwasów nieorganicznych, w tym krzemianów, fosforanów, amin i azotynów.
- Są to tradycyjne inhibitory korozji, zapewniające skuteczną ochronę wszystkich metali i mogące pokrywać elementy układu chłodzenia warstwą ochronną.
- Technologia dodatków organicznych (kwasowych) O.A.T.:
- Zalecany okres eksploatacji: pięć lat lub 100 000 mil (160 934 kilometry).
- Ponownie nie są to kwasy, ale sole kwasów organicznych, w tym karboksylany, sebacyniany i 2-EHA (kwas 2-etyloheksanonowy).
- Te inhibitory korozji zapewniają specyficzną ochronę metali żelaznych i stopów aluminium. Nie chronią one żółtych metali, takich jak mosiądz, które wykorzystują połączenia lutowane. O.A.T. nie jest bezpieczny w użytkowaniu w starszych systemach zawierających mosiądz.
- Hybrydowa technologia dodatków organicznych (kwasowych) H.O.A.T.:
- Zalecany okres eksploatacji: 5 do 10 lat lub 150 000 mil (241 401 kilometrów).
- Takie rozwiązanie obejmuje połączenie I.A.T. i O.A.T.
Dodatki nieorganiczne są wykorzystywane do ochrony układu chłodzenia: tworzą grubą warstwę zabezpieczającą, która jednak kurczy się z czasem. Nie są również selektywne, co oznacza, że pokrywają wszystkie powierzchnie niezależnie od materiału, z jakiego zostały wykonane. Dodatki organiczne tworzą wiązania chemiczne z delikatnymi powierzchniami, zapewniając cienką, ale niezwykle stabilną warstwę na obszarach wymagających ochrony.
Najlepsze praktyki w zakresie obsługi: na co zwracać uwagę
1. Nie mieszać różnych rodzajów chłodziwa
Koniec z dopasowywaniem koloru
Dawniej dominowały czynniki zapobiegające zamarzaniu w kolorze zielonym i niebieskim, a ogólną zasadą było zastąpienie zielonego nowym zielonym płynem, a niebieskiego - niebieskim. Jednak obecnie nie zaleca się wymiany chłodziwa jedynie poprzez dopasowanie koloru. Dzisiaj producenci chłodziwa stosują wiele różnych kolorów, ale nie wskazują one na rodzaj technologii chłodziwa stosowanej w układzie chłodzenia pojazdu.
Brak uniwersalnego systemu barwienia chłodziwa
Konsekwencje mieszania
Mieszanie różnych rodzajów chłodziwa z różnymi pakietami dodatków może być niebezpieczne. Na przykład można zaobserwować kontrastowe efekty krzemianów i boranów na aluminium:
Niebezpieczeństwo związane z mieszaniem technologii chłodziwa
Niewłaściwe wymieszanie chłodziwa może doprowadzić do wyczerpania inhibitorów, uwolnienia krzemianu, zanieczyszczenia metalem lub pojawienia się rdzy i korozji w układzie cieczy, co prowadzi do uszkodzenia komponentu. Najczęstsze formy korozji aluminium są znane jako wżery i utlenianie, natomiast w przypadku żelaza i stali jest to rdza.
Korozja aluminium (po lewej) i żelaza (po prawej)
Ponadto takie mieszanie może wywołać reakcje chemiczne. Krzemiany lub fosforany oddzielają się lub „wypadają” z chłodziwa, odkładając się w układzie chłodzenia jako substancja podobna do żelu (jak pokazano poniżej). Ta substancja może uszkodzić i zablokować chłodnice, rdzenie nagrzewnicy, pompy wodne, płaszcze wodne silnika i przewody układu chłodzenia. Zwężenie o zaledwie 2 mm w wąskich częściach układu chłodzenia może zmniejszyć sprawność układu nawet o 40% z powodu zmniejszonej cyrkulacji. Kolejną możliwą reakcją chemiczną jest rozkład glikolu, która prowadzi do utraty ochrony antykorozyjnej.
Substancja podobna do żelu powstała w wyniku mieszania chłodziwa
2. Sprawdzić, czy chłodziwo nie stało się kwasowe / alkaliczne
Żywotność chłodziwa
Ponieważ producenci nowoczesnych pojazdów zaczęli stosować różne rodzaje metali do produkcji elementów silnika i układu chłodzenia, technologia chłodziwa musiała ewoluować, aby zapewnić odpowiednią ochronę układu. Gdy płyn chłodzący starzeje się, inhibitory ochronne są zużywane lub „wypadają” z roztworu. Im dłużej chłodziwo pozostaje bez weryfikacji w układzie chłodzenia, tym większe prawdopodobieństwo jego zakwaszenia. Roztwór kwasowy powoduje oczywiście erozję wewnętrzną silnika (i jego metalowych elementów) oraz układu chłodzenia. Kwas reaguje z powierzchniami metalowymi tworząc osady w układzie chłodzenia. Osady te mogą również być transportowane i odkładane w całym układzie chłodzenia, ograniczając przepływ i powodując przegrzewanie.
Niewykryta przeciekająca uszczelka głowicy
Ponadto nie wystarczy tylko obserwowanie żywotności wskazanej na opakowaniu chłodziwa. Żywotność ta może ulec skróceniu w wyniku działania różnych czynników, takich jak niewykryta przeciekająca uszczelka głowicy. Gazy spalinowe wyciekające z komory spalania do kanałów wodnych silnika mieszają się z chłodziwem, powodując jego kwasowość. Dlatego zaleca się przeprowadzanie regularnych kontroli ciśnienia w układzie chłodzenia podczas zaplanowanej obsługi, na przykład za pomocą testera ciśnienia układu chłodzenia 31367 firmy Gates.
Tester ciśnienia układu chłodzenia Gates 31367
Zły punkt uziemienia między silnikiem a podwoziem
Inną częstą przyczyną przedwczesnej awarii lub utraty inhibitorów układu chłodzenia jest zły punkt uziemienia między silnikiem pojazdu a podwoziem. Nieprawidłowe uziemienie pojazdu może spowodować, że prąd elektryczny będzie odprowadzany z powrotem do akumulatora, na przykład przez chłodziwo w układzie (które następnie stanie się elektrolitem przewodzącym). W przypadku takiej reakcji galwanicznej inhibitory są szybko pobierane z chłodziwa, przez co płyn staje się kwasowy.
Widoczne oznaki reakcji galwanicznej w układzie chłodzenia obejmują ciemne, nierównomierne odbarwienie wewnętrznych powierzchni metalowych pompy wodnej. Te odbarwione powierzchnie są lekko ziarniste.
Odbarwienie pompy wodnej spowodowane reakcją galwaniczną
Ponieważ uszkodzenie nie zawsze jest natychmiast widoczne, należy użyć multimetru do sprawdzenia chłodziwa pod kątem obecności napięcia.
- Gdy silnik osiągnie normalną temperaturę roboczą, umieść sondę ujemną (-) w dobrym punkcie uziemienia, a sondę dodatnią (+) bezpośrednio w chłodziwie w górnej części chłodnicy lub zbiornika wyrównawczego. Zachowaj ostrożność: przy temperaturze roboczej w układzie panuje ciśnienie.
- Nie pozwól, aby sonda dodatnia dotykała jakichkolwiek metalowych części (jeśli występują).
- Zwiększ prędkość obrotową silnika do około 2 000 obr./min.
- Jeśli odczyt na mierniku jest niższy niż 0,3 V, oznacza to, że chłodziwo jest w dobrym stanie.
- Jeśli odczyt wskazuje 0,3 V lub więcej, inhibitory wyczerpały się i nie chronią już układu chłodzenia.
- Należy ustalić przyczynę przepływu prądu.
- Sprawdź i wymień wszelkie uszkodzone lub niesprawne taśmy uziemiające lub kable.
- Upewnij się, że punkty uziemienia są czyste i zabezpieczone przed działaniem czynników atmosferycznych.
- Wypłucz układ chłodzenia przy użyciu narzędzia Gates Power Clean Flush 91002.
- Niezwłocznie wymień chłodziwo na typ zalecany przez producenta samochodu.
Sprawdzanie za pomocą multimetru, czy w chłodziwie nie występuje napięcie
Mierzenie poziomu pH w celu sprawdzenia kwasowości lub zasadowości chłodziwa
Należy również użyć miernika pH lub pasków testowych pH do sprawdzania pH chłodziwa w celu monitorowania stanu pakietu dodatków.
Miernik pH i paski pH
Wartość pH wskazuje na kwasowość lub zasadowość cieczy. Chłodziwo ma zwykle zakres pH od 8,5 do 10,5. Jeśli pH jest zbyt niskie, chłodziwo staje się kwasowe i zaczyna oddziaływać zarówno na materiały aluminiowe, jak i żelazne, takie jak żelazo i stal. Jeśli pH jest zbyt wysokie, chłodziwo jest silnie zasadowe i będzie atakować materiały nieżelazne, takie jak miedź i aluminium.
Wykres pH przedstawiający stopnie kwasowości i zasadowości
3. Sprawdzić temperaturę zamarzania
Temperatura zamarzania płynu chłodzącego również powinna być regularnie sprawdzana, szczególnie w okresach między przeglądami. Hydrometry nie są już zatwierdzonym sprzętem do badania chłodziwa. Obecnie używany jest refraktometr: refraktometr Gates (numer części 91001) może być używany zarówno do badania stężenia glikolu w układach chłodzenia, jak i do pomiaru stanu naładowania i ciężaru właściwego elektrolitu w akumulatorach ołowiowo-kwasowych.
Odpowiednie narzędzie do sprawdzania temperatury zamarzania
4. Wykonać pełne przepłukanie i uzupełnić
Podczas wykonywania napraw układu chłodzenia należy:
Dokładnie przepłukać system za pomocą Power Clean Flush firmy Gates (numer części 91002).
Napełnić układ odpowiednim chłodziwem lub środkiem zapobiegającym zamarzaniu. Rozcieńczyć odpowiednią ilość chłodziwa wodą do uzyskania mieszaniny 50/50 lub użyć mieszaniny wstępnie rozcieńczonego właściwego chłodziwa.
Odpowietrzyć system, aby upewnić się, że jest całkowicie pozbawiony powietrza. (Nowoczesne systemy mogą wymagać użycia sprzętu diagnostycznego do prawidłowego odpowietrzania).
Procedura najlepszej praktyki
Ma to kluczowe znaczenie dla uniknięcia zanieczyszczenia i omówionych powyżej problemów. Należy pamiętać, że wymiana chłodziwa jest tańsza, niż wymiana elementów układu chłodzenia, takich jak chłodnica lub rdzenie nagrzewnicy. Ponadto większość etykiet na opakowaniach chłodziwa zawiera informację, że pięcio- lub dziesięcioletnia gwarancja ochrony antykorozyjnej jest ważna tylko w przypadku całkowitego przepłukania i napełnienia układu chłodzenia.
Znaczenie czystego układu chłodzenia
Firma Gates nie jest producentem chłodziwa, ale produkuje i dostarcza elementy układu chłodzenia, które mogą ulec uszkodzeniu na skutek użycia niewłaściwego lub zanieczyszczonego chłodziwa. Podsumowując chcielibyśmy przedstawić korzyści czystego układu chłodzenia, który umożliwia:
- bardziej efektywne chłodzenie silnika
- szybsze rozgrzewanie silnika
- zmniejszenie zużycia paliwa
- dłuższą żywotność komponentów
- ograniczenie liczby reklamacji
- większe zaufanie klientów