Napriek neustálemu predlžovaniu výmenných intervalov chladiacich kvapalín a tvrdeniam niektorých výrobcov automobilov o ich "doživotnosti" (pre prvého majiteľa vozidla), výmena chladiacej kvapaliny v modernom osobnom automobile sa stáva záležitosťou pre odborný servis. Chladiaci systém motora je neoceniteľnou súčasťou, ktorá zabezpečuje jeho správne fungovanie.
Typy chladiacich kvapalín
Súčasné najpredávanejšie typy chladiacich kvapalín sú zelenomodrá kvapalina (typ C = G11, G48) a červenoružová kvapalina (typ D, F = G12). Ružová nemrznúca zmes má odlišné zloženie antikoróznej ochrany, ktoré funguje na báze aktívneho vyhľadávania kritických miest inhibítormi, na rozdiel od komplexnej ochrany povrchu, čo vedie k rýchlejšiemu spotrebovaniu. Je dôležité si uvedomiť, že dlhý výmenný interval chladiacich kvapalín platí len pri dodržaní kombinácie hliníkového chladiaceho systému a správne zvolenej nemrznúcej kvapaliny.
V poslednej dobe sa môžeme stretnúť s najmodernejšou fialovou kvapalinou typ J, G13, ktorú po roku 2010 začal používať Volkswagen Group v koncernových vozidlách. 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! 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.
Zloženie chladiacich kvapalín
Nemrznúca zložka všetkých chladiacich kvapalín (skratka typu EKO) je Etylénglykol (Ethan-1,2-diol). Pre chladiace kvapaliny spĺňajúce normu VW TL 774 (obsah vody <3 hm.%) vždy platí, že bod tuhnutia vodného roztoku 1:1 je -38°C a 1:2 -18°C (+/- 2°C = presnosť merania). Ak na etikete nájdete iné hodnoty (nižšie) ako tieto dva údaje, je pravdepodobné, že produkt je nariedený vodou viac, ako je predpísané. A naopak (vyššie hodnoty), je jednoznačné že údaje zveličuje viac, ako je fyzikálne možné.
Fyzikálne limity chladiacich kvapalín
Antifreeze (akákoľvek chladiaca kvapalina) -80°C? Fyzikálne je nemožné, aby chladiaca kvapalina na báze Ethylénglykolu (MEG), v koncentrovanom stave, zniesla bod tuhnutia -80°C. A pokiaľ - ako v prípade propylénglykolu - bola by tak hustá, že by vysokou viskozitou a nízkym prenosom tepla podstatne poddimenzovala svoju schopnosť chladenia (prenosu tepla).
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Chladiaca kvapalina sa z viac ako 90% skladá z Etylénglykolu, to sú dva kyslíky a dva uhlíky v jednej molekule, ktorá vznikne oxidáciou Etylénu. Základné látky tiež pre výrobu polymérov HDPE a LDPE = polyetylénu. Etylén sa vyrába z ropy a to je dôvod, prečo sa ceny chladiacich kvapalín odvíjajú od cien základovej suroviny.
Funkcia a princíp chladenia vodou
Motor spaľuje palivo a vytvára trenie, aby dal automobilu energiu, ktorú potrebuje, čo spôsobuje veľké množstvo tepla. Preto majú motory vstavané, viacdielne chladiace systémy. Patrí sem výfukový systém, ktorým môže unikať teplo, a olej, ktorý premieňa časti motora a znižuje množstvo trenia. Termostat na prednej strane motora detekuje, kedy motor dosiahne neprijateľnú teplotu. Táto kvapalná kombinácia zachytáva teplo vzniknuté trením motora a spáleným palivom a potom sa vracia späť do samotného radiátora. Plocha je dostatočne veľká, aby chladiaca kvapalina bola v chlade. Navyše ventilátor umiestnený v blízkosti pomáha chladenie chladiacej kvapaliny ďalej. Vzduch z vonkajšej strany vozidla je dodávaný cez vetracie otvory, čo zabezpečuje ďalší chladiaci výkon.
Radiátor zohráva dôležitú úlohu pri odstraňovaní tepla z motora - čím sa zabezpečí správne fungovanie motora bez rizika náhlej poruchy. Teplo je nutné odvádzať vzhľadom k obmedzenej tepelnej odolnosti piestov, valcov, hlavy valcov, turbodúchadla a mastiaceho oleja. Chladením sa u zážihových motorov znižuje sklon k detonačnému spaľovaniu. Pri plnom zaťažení motora sa musí chladením odviesť 20-30% tepla, ktoré sa uvoľňuje pri spaľovaní.
Komponenty chladiaceho systému
Chladiaci systém sa skladá z viacerých komponentov, ktoré spolupracujú na udržaní optimálnej teploty motora:
- Chladič: Odvádza teplo z chladiacej kvapaliny do vzduchu. U automobilov s automatickou prevodovkou sa chladičom odvádza i teplo prevodovky. Existujú chladiče s pozdĺžnym a priečnym prúdením.
- Čerpadlo chladiacej kvapaliny: Zabezpečuje cirkuláciu chladiacej kvapaliny v systéme. Pohon čerpadla je obvykle klinovým remeňom od kľukového hriadeľa. Existujú čerpadlá s pevným a variabilným pohonom.
- Termostat: Reguluje teplotu motora tým, že riadi prietok chladiacej kvapaliny do chladiča.
- Ventilátor: Zvyšuje prúdenie vzduchu cez chladič, čím zlepšuje jeho účinnosť. Existujú podtlakové a ejektorové (vysávačové) chladenia.
- Expanzná nádržka: Vyrovnáva tlak a objem kvapaliny pri jej zahrievaní a chladení.
- Tepelný spínač a snímač teploty: Monitorujú teplotu chladiacej kvapaliny a slúžia na ovládanie ventilátora a indikáciu teploty na prístrojovej doske.
Problémy s chladením a ich riešenia
Postupom času môžu rôzne problémy zabrániť správnemu fungovaniu chladiaceho systému. Jedným z bežných problémov je upchatý termostat.
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
- Netesný chladič: Oprava sa môže robiť spájkovaním, pri malých netesnostiach sa pridáva tesniaci prostriedok.
- Upchaný chladič: Pre vyčistenie sa používajú chemické prípravky.
- Chybný termostat: Neotvára malý a veľký chladiaci okruh.
- Nedostatočný prívod vzduchu ku chladiču: Spôsobujú ho rôzne ozdoby, ďalšia húkačka, prídavné reflektory a pod.
Údržba chladiaceho systému
Aby mohlo chladenie motora fungovať, nezabudnite 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.
Chladiace kvapaliny a ich vlastnosti
Preto, že sa automobily používajú aj v zime, čistá voda na celoročné používanie nevyhovuje. V súčasnosti sa do chladičov dáva nemrznúca zmes a aby jej strata odparovaním nebola veľká, používajú sa uzavreté chladiace systémy. Súčasné nemrznúce zmesi sa vyrábajú na báze glykolu a riedia sa destilovanou vodou.
Kontrola termostatu
Termostat sa kontroluje tak, že sa demontuje a vloží sa do ohrievanej vody. Teplota sa sleduje teplomerom.
Klimatizácia a jej princíp
Klimatizáciou je už vybavené prakticky každé moderné auto a stala sa jednou zo základných požiadaviek zákazníkov pri kúpe auta. V autách máme automatické dvoj, troj či dokonca štvorzónové klimatizácie. Keďže problematika klimatizácií sa týka nás všetkých, mali by sme im venovať patričnú pozornosť. V prvom rade je zaujímavé vedieť, ako klimatizácia vlastne funguje a na základe týchto poznatkov je už potom pochopenie správnej starostlivosti o klimatizáciu hračka.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense
Po stlačení tlačidla na zapnutie klimatizácie si najprv elektronika rýchlo overí, či sú splnené všetky podmienky na činnosť a či je klimatizačný systém schopný začať pracovať. Následne zapne srdce celej klimatizácie - kompresor. Ten je poháňaný klinovým remeňom motora, čo je dôvod, prečo pri zapnutej klimatizácii pociťujete menší pokles výkonu motora.
Chladivo v klimatizácii
Spomínaným chladivom klimatizácie v aute je chemická zlúčenina - buď 1,1,1,2-tetrafluóretán (toto chladivo sa označuje ako R134a) alebo 2,3,3,3-tetrafluórpropén (toto sa zas označuje ako R1234yf). Chladivo R134a už nájdeme väčšinou len v starších autách, keďže od roku 2017 platí novela zákona, ktorá hovorí, že klimatizácie v autách už nesmú byť plnené skleníkovými plynmi, ktoré chladivo R134a obsahuje.
Po zapnutí klimatizácie je plynné chladivo nasávané do kompresora, ktorý ho stláča na približne 1,6 MPa, čím sa jeho teplota zvýši na 60-90 stupňov. Stlačené chladivo následne putuje do kondenzátora, kde sa opätovne schladí a skvapalní. Pri kondenzácii sa chladivo prirodzene ochladí, keďže odovzdá svoje teplo okoliu. Skondenzované chladivo putuje v klimatizačnom okruhu ďalej, do filtra a dehydrátora, ktoré sú súčasťou zásobníka kvapalného chladiva. Dehydrátor je dôležitá súčasť okruhu, stará sa o to, aby chladivo neobsahovalo žiadnu nežiadúcu vlhkosť zo systému, ktorá by mohla narušiť chod klimatizácie.
Stále kvapalné chladivo následne postupuje do expanznej nádržky, ktorá reguluje množstvo chladiva, ktoré sa dostane opäť na začiatok okruhu - do výparníka. Vo výparníku sa deje jednoduchá fyzika - chladivo v kvapalnom skupenstve pod vysokým tlakom sa dostane do výparníka, kde jeho tlak prudko poklesne. Pri teplote -28 stupňov sa začne vo výparníku odparovať, pričom odoberá teplo zo vzduchu, ktorý je v okolí výparníka, z vonkajšej strany. Vzduch okolo výparníka sa tak ochladzuje a takto ochladený vzduch je ventilátorom vháňaný do interiéru auta.
Kondenzácia vody pri klimatizácii
Pri zapnutej klimatizácii niekedy zo oblasti motorového priestoru auta kvapká na zem voda. Nie je to nič zlé, opäť len bežný prejav fungovania klimatizácie - vo vzduchu okolo výparníka, ktorý sa ochladzuje, taktiež kondenzuje voda. Tá steká do zbernej nádoby, z ktorej je následne odvádzaná von - kvapká zo spodnej časti auta. Preto je aj vzduch v aute pri zapnutej klimatizácii tak suchý - jeho vlhkosť totiž skondenzovala na výparníku.
Údržba klimatizácie
Za rok zmizne z okruhu klimatizácie okolo 10 - 12% chladiaceho média - jedná sa o bežné straty na tesneniach a súčastiach klimatizačného okruhu. Vyplýva z toho jediné - klimatizáciu treba pravidelne dopĺňať. Pred dopĺňaním klimatizácie je dôležité jej dôkladné vyčistenie - takzvané vákuovanie. Pomocou špeciálneho prístroja sa z výparníku odsajú všetky zbytky chladiva a nečistôt, až potom je natlakované nové chladivo.
Čistenie nevyžaduje len vnútro výparníka pred jeho doplnením, ale aj jeho vonkajšia časť. Na nej kondenzuje voda z okolitého vzduchu, časom sa na nej vplyvom vlhkosti začnú tvoriť rôzne plesne, riasy a iné nepríjemné povlaky, ktoré zapáchajú. Vonkajšiu časť výparníka by ste mali poriadne vydezinfikovať aspoň raz ročne, vyhnete sa tak nielen nepríjemnému zápachu, ale aj potenciálnym ochoreniam dýchacích ciest. Pri dezinfekcii výparníka je dobré rovno vymeniť aj peľový filter.
Klimatizáciu nikdy nenechávajte dlho bez zapnutia. Hovorím najmä o zimnom období, kedy veľa vodičov klimatizáciu nezapne aj niekoľko mesiacov vkuse. Takéto zaobchádzanie nerobí klimatizácii dobre - chladivo a olej, ktorý maže kompresor, pomaly degradujú, viaže sa na nich vlhkosť a tesnenia sú vystavené napospas osudu. Klimatizáciu by ste mali aspoň raz za dva týždne na pár minút zapnúť, nech sa celý okruh poriadne premaže, prevetrá a oživí.
Klimatizáciu vypnite vždy pár minút pred tým, ako vypnete motor auta. Ak ju vypnete skôr, skondenzovaná voda na výparníku sa stihne vysušiť.
Intercooler: Chladič stlačeného vzduchu
Intercooler je diel, ktorý je využívaný najmä pri výkonných a upravovaných vozidlách. Toto zariadenie, slúži ako chladič stlačeného vzduchu, ktorý vychádza z turbodúchadla. Chladnejší vzduch je hustejší - teda na rovnaký objem má vyššie množstvo kyslíku a tým priaznivo ovplyvňuje spaľovací proces. To samozrejme prináša zvýšenie výkonu motora, zníženie spotreby paliva, zníženie množstva emisií a zníženie tepelného namáhania agregátu.
Intercooler môže byť:
- Chladený vodou: Na chladenie stlačeného vzduchu využíva chladiacu kvapalinu. Bežné vozidlá využívajú pre toto chladenie chladiacu kvapalinu motora. Športové vozidlá zasa využívajú vlastný chladiaci okruh.
- Chladený vzduchom: Na odvádzanie tepla zo stlačeného vzduchu využíva hliníkové lamely na svojom povrchu.
Ďalej sa rozdeľujú anglickými skratkami podľa druhu umiestnenia. Najčastejšie je to skratka FMIC (Front Mounted Intercooler) pre intercooler umiestnený v prednej časti vozidla v strede pred chladičom. Skratka SMIC (Side Mounted Intercooler) zasa označuje umiestnenie v prednej časti vozidla na pravej alebo ľavej strane. Skratka TMIC (Top Mounted Intercooler) je najmenej používaným označením a vyskytuje sa najmä pri športových vozidlách.
Alternatívy chladenia: Vzduchové chladenie
Pri vzduchovom chladení sa odvádza teplo z horúcich častí motora prúdiacim vzduchom. Aby chladiaci účinok bol dostatočný, musia mať chladené časti (t.j. hlava a blok valcov) čo najväčšiu dotykovú plochu so vzduchom. Dosahuje sa to chladiacimi rebrami. Prúd chladiaceho vzduchu vytvára obvykle ventilátor. Ventilátor je najčastejšie poháňaný klinovým remeňom, od kľukového hriadeľa motora. Väčšina vzduchom chladených motorov nie je zabezpečená dokonalou reguláciou chladenia. Preto v zimnom období sa motory prechladzujú a naopak v horúcich letných mesiacoch prehrievajú, čím sa väčšmi opotrebúvajú.
Výhody vzduchového chladenia
- Jednoduchosť konštrukcie
- Nižšia hmotnosť motora
- Nenáročnosť na obsluhu a údržbu
- Veľká spoľahlivosť v prevádzke
- Teplota motora sa dostáva rýchlejšie na požadovanú výšku