Blog Eksperta - Porady dotyczące Olejów Samochodowych

Układ chłodzenia - budowa i działanie.

Działanie układu chłodzenia w samochodzie

Układ chłodzenia silnika samochodowego zaczyna działać zaraz po uruchomieniu silnika. Pompa cieczy chłodzącej, napędzana przez układ rozrządu (może to być pasek lub łańcuch, w zależności od konstrukcji), wprawia płyn chłodniczy w ruch, umożliwiając jego krążenie w układzie chłodzenia. Na początku płyn chłodniczy przepływa tylko przez zamknięty obieg, omijając chłodnicę, co pozwala na szybkie rozgrzanie silnika. W tym czasie ciecz chłodząca pochłania ciepło z silnika i szybko się nagrzewa. Gdy temperatura płynu chłodniczego osiągnie odpowiedni poziom, termostat otwiera się, umożliwiając przepływ płynu przez chłodnicę, czyli tzw. duży obieg.

Od tego momentu układ chłodzenia utrzymuje optymalną temperaturę pracy silnika, zapobiegając jego przegrzaniu.

Układ chłodzenia ma jednak więcej funkcji niż tylko chłodzenie silnika. Poprzez nagrzewnicę, ciepło jest przekazywane do wnętrza pojazdu, co pozwala na ogrzewanie kabiny pasażerskiej.

Aby układ chłodzenia działał prawidłowo, musi być szczelny i wypełniony odpowiednią ilością płynu chłodniczego, który spełnia określone wymagania. Płyn ten powinien być odporny na zamarzanie i przegrzewanie, gdyż współczesne silniki osiągają wysokie temperatury. Ponadto, płyn chłodniczy powinien chronić metalowe elementy układu przed korozją, a gumowe uszczelki przed przedwczesnym zużyciem.

Jak działa chłodnica w samochodzie?

Podczas jazdy pęd powietrza przepływający przez chłodnicę chłodzi jej kanaliki, co powoduje, że płyn chłodniczy oddaje zgromadzone ciepło. W efekcie temperatura płynu chłodniczego spada, a temperatura powietrza wokół chłodnicy wzrasta. Przepływ powietrza jest precyzyjnie kierowany dzięki specjalnie zaprojektowanym wlotom powietrza znajdującym się w atrapie chłodnicy i zderzaku pojazdu.

Wentylator chłodnicy zamontowany jest po stronie silnika. Kiedy pojazd stoi, znajduje się w korku lub porusza się z małą prędkością, przepływ powietrza jest niewystarczający do schłodzenia płynu w chłodnicy. W takich sytuacjach wentylator włącza się automatycznie, kiedy płyn chłodniczy osiągnie zbyt wysoką temperaturę. Wentylator może być napędzany silnikiem elektrycznym lub sprzęgłem wiskotycznym, które przekazuje napęd bezpośrednio z silnika. W przypadku wentylatora elektrycznego jego działanie jest kontrolowane przez czujnik temperatury płynu chłodzącego, który uruchamia wentylator, gdy płyn osiągnie zbyt wysoką temperaturę.

Płaszcz wodny to system metalowych kanalików i rurek, przez które przepływa płyn chłodzący, absorbując nadmiar ciepła z silnika i zapobiegając przegrzaniu oleju silnikowego.

Pompa płynu chłodniczego, często nazywana pompą wody, to mechanizm, który jest zazwyczaj napędzany przez pasek rozrządu lub łańcuch rozrządu (rzadziej przez pasek wieloklinowy). Pompa składa się z metalowego wirnika, uszczelnień, łożysk i przyłączy. Po uruchomieniu silnika, pompa wprowadza płyn chłodzący w ruch w całym układzie, zapewniając jego odpowiednie ciśnienie.

Termostat w starszych modelach samochodów to prosty zawór z czujnikiem temperatury, który otwiera się, gdy temperatura płynu chłodzącego osiągnie wartość od 90 do 110 stopni Celsjusza, w zależności od silnika. Umożliwia to krążenie płynu chłodzącego po tzw. dużym obiegu, obejmującym chłodnicę. W nowszych pojazdach termostaty są sterowane elektronicznie przez jednostkę sterującą silnika, co pozwala na precyzyjne zarządzanie temperaturą płynu chłodzącego, w zależności od obciążenia silnika.

Wymiennik ciepła, czyli nagrzewnica, to mniejszy element przypominający chłodnicę. Płyn chłodniczy, przepływając przez nagrzewnicę, nieznacznie się ochładza, podgrzewając jednocześnie powietrze wokół niej. Ciepłe powietrze jest następnie wdmuchiwane do wnętrza kabiny samochodu przez wentylator nawiewu.

Zbiorniczek wyrównawczy płynu chłodniczego służy do wyrównywania ciśnienia w układzie chłodzenia.

Zawór regulacji temperatury ogrzewania pozwala na kontrolę temperatury wewnątrz kabiny, umożliwiając dostosowanie jej do preferencji pasażerów.

Przewody gumowe i metalowe oraz przyłącza (króćce) są kluczowe dla zapewnienia szczelności układu i właściwego przepływu płynu chłodniczego.

Czujnik temperatury płynu chłodniczego monitoruje temperaturę płynu i przesyła te informacje do jednostki sterującej silnika.

Wskaźnik temperatury płynu chłodzącego na desce rozdzielczej informuje kierowcę o aktualnej temperaturze płynu chłodniczego, pomagając monitorować stan pracy silnika.

Jakie rozróżniamy układy chłodzenia?

Wyróżniamy kilka typów układów chłodzenia stosowanych w pojazdach, w zależności od konstrukcji silnika oraz specyficznych wymagań. Najbardziej powszechny jest układ chłodzenia wodnego, ale w użyciu są również inne systemy, takie jak układ chłodzenia powietrznego oraz specjalne układy stosowane w samochodach elektrycznych.

1. Układ chłodzenia wodnego

Układ chłodzenia wodnego to najczęściej stosowany system w samochodach z silnikami spalinowymi. Jest to rozwiązanie używane od wielu lat, a jego podstawowe zasady działania nie uległy większym zmianom. Modernizacje tego układu obejmują głównie poprawę wydajności, wprowadzenie elektronicznie sterowanych termostatów i zaawansowanych czujników, które pozwalają na bardziej precyzyjne sterowanie temperaturą silnika. Współczesne płyny chłodnicze, takie jak K2 Kuler, charakteryzują się dużą trwałością oraz odpornością na zamarzanie w ekstremalnie niskich temperaturach, jak i na przegrzewanie przy bardzo wysokich temperaturach pracy.

2. Układ chłodzenia powietrznego

Układ chłodzenia powietrznego jest stosowany w pojazdach o mniejszych pojemnościach silników, takich jak motocykle i niektóre skutery. W tym przypadku silnik jest chłodzony bezpośrednio przez strumień powietrza, który opływa go podczas jazdy. W klasycznych samochodach z silnikami chłodzonymi powietrzem, stosowano dodatkowo wentylatory, które generowały dodatkowy strumień powietrza skierowany na silnik, wspomagając jego chłodzenie. Wentylatory te mogły być zamontowane na przedłużeniu wału korbowego lub wałka rozrządu, co pozwalało na ich napędzanie bezpośrednio przez pracujący silnik.

3. Układ chłodzenia w samochodach elektrycznych

W samochodach elektrycznych także istnieje potrzeba chłodzenia, choć zasada działania jest nieco inna niż w pojazdach z silnikami spalinowymi. Układ chłodzenia w samochodach elektrycznych wykorzystuje płyn chłodzący o składzie podobnym do tego stosowanego w samochodach z silnikami spalinowymi. Główne zadania układu chłodzenia w pojazdach elektrycznych obejmują chłodzenie silnika elektrycznego oraz komponentów elektronicznych, takich jak falownik. Co więcej, układ chłodzenia jest odpowiedzialny za zarządzanie temperaturą baterii litowo-jonowych, zarówno ich chłodzeniem podczas pracy, jak i ogrzewaniem w niskich temperaturach zewnętrznych. Ogrzewanie baterii jest kluczowe w zimowych warunkach, aby zapewnić ich optymalną wydajność i zapobiec ich zamarzaniu lub zmniejszeniu pojemności.

Najczęstsze awarie układu chłodzenia:

1. Awarie płynu chłodniczego:

   • Jeśli płyn chłodniczy jest stary, może stracić swoje właściwości ochronne, co może prowadzić do korozji metalowych elementów, takich jak chłodnica, aż do powstania w nich dziur.
   • Stare płyny mogą również powodować kruszenie gumowych elementów, takich jak uszczelki pompy cieczy chłodzącej, prowadząc do ich nieszczelności.
   • Płyn chłodniczy musi być odporny na zamarzanie, ponieważ zamarznięcie płynu w układzie może spowodować jego rozerwanie. Równie ważna jest odporność płynu na wysokie temperatury, aby skutecznie chronić silnik.

2. Awaria termostatu:

   • W przypadku klasycznych termostatów, które nie są sterowane elektronicznie, mogą wystąpić awarie, takie jak zablokowanie w pozycji zamkniętej, co prowadzi do przegrzania silnika i szybkiego osiągnięcia wysokiej temperatury.
   • Zablokowanie termostatu w pozycji otwartej może powodować trudności w osiągnięciu temperatury roboczej, co objawia się na desce rozdzielczej przez wskaźnik temperatury cieczy chłodzącej i może prowadzić do zwiększonego spalania paliwa.
   • W przypadku termostatów sterowanych elektronicznie, awaria jest zazwyczaj sygnalizowana błędem na diagnostyce pokładowej.

3. Awaria chłodnicy:

   • Najczęstsze problemy z chłodnicą obejmują nieszczelności spowodowane korozją lub uszkodzeniami mechanicznymi, na przykład po kolizji.
   • Chłodnica może się również zapchać kamieniem kotłowym, co zmniejsza przepływ płynu chłodniczego, często z powodu użycia wody zamiast odpowiedniego płynu chłodzącego.
   • Awaria korka chłodnicy, wynikająca z uszkodzenia uszczelnienia lub uszkodzeń mechanicznych.

4. Uszkodzenie wentylatora w układzie chłodzenia:

   • Wentylator chłodnicy jest kluczowy w sytuacjach, gdy samochód stoi w korku lub porusza się w upalny dzień z małą prędkością.
   • Awarie mogą wynikać z uszkodzenia sprzęgła wiskotycznego (w wentylatorach ze sprzęgłem wiskotycznym) lub uszkodzenia przewodów zasilających, awarii silnika, czy czujnika temperatury płynu chłodzącego (w wentylatorach elektrycznych).

5. Awaria pompy cieczy chłodzącej:

   • Pompa cieczy chłodzącej powinna być regularnie wymieniana, szczególnie przy każdej wymianie paska rozrządu.
   • Najczęstsze problemy z pompą to zatarcie łożysk, które objawia się hałasem podczas pracy, utrata szczelności przez uszczelnienia, oraz całkowite zablokowanie pompy, co może prowadzić do zerwania paska rozrządu.

6. Zapowietrzony układ chłodzenia:

   • Do zapowietrzenia układu może dojść podczas wymiany płynu chłodzącego. Zapowietrzenie obniża wydajność układu chłodzenia i może powodować przegrzewanie silnika.

7. Uszkodzenie uszczelki pod głowicą:

   • Awarie układu chłodzenia mogą prowadzić do wypalenia się uszczelki pod głowicą, co skutkuje jej nieszczelnością.
   • Przeciek oleju silnikowego do układu chłodzenia powoduje pojawienie się plam oleju w płynie chłodniczym, co obniża efektywność chłodzenia i niszczy uszczelnienia oraz gumowe przewody.
   • W niektórych przypadkach płyn chłodniczy może przedostać się do oleju silnikowego, powodując jego rozrzedzenie i podwyższenie poziomu oleju, co jest bardzo niebezpieczne dla silnika.

Jeśli już o chłodzeniu mówimy - płyny chłodnicze Tedex zostały zaprojektowane z myślą o zapewnieniu najwyższej ochrony silnika. W nowoczesnych pojazdach, które często pracują w ekstremalnych warunkach temperatury, wybór odpowiedniego płynu chłodniczego jest kluczowy. Produkty Tedex charakteryzują się odpornością na zamarzanie oraz wysoką temperaturę wrzenia, co sprawia, że są idealnym rozwiązaniem zarówno na mroźne zimowe poranki, jak i upalne letnie dni. Płyny te są również wzbogacone o dodatki antykorozyjne, które chronią metalowe komponenty układu chłodzenia, takie jak chłodnica i pompa wody, przed rdzewieniem i uszkodzeniami.