Jak często wymieniać płyn chłodniczy?

Stojący na poboczu drogi samochód, w którym spod otwartej maski silnika buchają kłęby pary to obrazek, który często kojarzy się z awarią auta. Rzeczywiście „zagotowanie wody” w chłodnicy przydarza się co jakiś czas wielu kierowcom, a problemy z układem chłodzenia mogą skutecznie unieruchomić każdy samochód. Choć w takich przypadkach na ogół winę ponosi występująca w którymś miejscu nieszczelność, a w dzisiejszych czasach nikt raczej nie używa już wody, która ma zbyt niską temperaturę wrzenia, to znaczenie używanego chłodziwa jest bardzo duże. Odpowiedni dobór środka chłodniczego i dbanie o jego właściwy poziom oraz stan będzie ważnym czynnikiem wpływającym na stan pojazdu. Warto pamiętać, że właściwe chłodzenie jednostki napędowej ma duże znaczenie nie tylko dla ewentualnych kłopotów w trasie, ale także żywotności silnika i jego osprzętu. Użytkownik auta nie powinien też, zapominać, że żaden płyn eksploatacyjny nie jest „wieczny”, niezbędna będzie więc także okresowa wymiana płynu chłodniczego. Przyjrzyjmy się bliżej roli układu chłodzenia w działaniu auta i zobaczmy, jakie są rodzaje płynów chłodniczych oraz przekonajmy się, jak często trzeba je zmieniać na nowe.

Jak działa układ chłodniczy w samochodzie?

Każdy silnik spalinowy wytwarza podczas pracy znaczną temperaturę. Wynika ona w dużej mierze z samego procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, a częściowo z ruchu poszczególnych elementów jednostki napędowej i pojawiającego się w niej tarcia. Część ciepła generowanego we wnętrzu silnika jest odbierana przez olej i przekazywania do pozostałych części korpusu, a następnie odprowadzana z całej jego powierzchni, pozwala to jednak na pozbywanie się stosunkowo niewielkiego ułamka powstającej energii. Ciepło z bloku silnika musi być więc dodatkowo odbierane i wyprowadzane na zewnątrz. Funkcję tę pełni chłodziwo przepływające przez znajdujące się w bloku silnika kanały.

Sieć kanałów znajdujących się w silniku jest wykonana w taki sposób, by ciecz chłodząca mogła przepływać w sąsiedztwie najbardziej rozgrzanych części silnika, są one zatem umieszczone bezpośrednio przy cylindrach. W celu zapewnienia odpowiedniego przepływu i uniknięcia ryzyka zatkania mają one na ogół dość dużą średnicę. Kanały cieczy chłodzącej mogą znajdować się albo w pewnym oddaleniu od tulei cylindrów, co oznacza jednak gorsze odprowadzanie ciepła, ponieważ nagrzaniu musi ulec dość gruba warstwa metalu, albo bezpośrednio wokół tulei – jest to tzw. układ z mokrymi tulejami cylindrowymi. Poza chłodzeniem cylindrów istotne jest obniżanie temperatury okolic zaworów dolotowych i wylotowych w głowicy silnika. Nie można zapominać, że w nowoczesnych samochodach silnik nie jest jedynym podzespołem, który musi być sprawnie chłodzony. Ciepło trzeba odprowadzać także z automatycznej skrzyni biegów – w tym przypadku najczęściej chłodzony jest wykorzystywany w nich olej, ponieważ w tym przypadku istotne jest pozbywanie się za jego pośrednictwem ciepła z nagrzewających się elementów ruchomych, czyli pracujących kół zębatych i wałków. W nowoczesnych jednostkach napędowych wyposażonych w turbiny konieczne bywa chłodzenie samego urządzenia, jak i dla poprawy warunków spalania również powietrza dolotowego, co najczęściej odbywa się w specjalnej chłodnicy powietrznej nazywanej intercoolerem.

Układ chłodzenia poza kanałami rozprowadzającymi czynnik chłodniczy w elementach, których temperatura ma być obniżona, składa się z chłodnicy, w której płyn przepływa niewielkimi kanalikami tak, by mógł oddawać ciepło powietrzu opływającemu charakterystyczną kratkowaną strukturę. Chłodnice są montowane w przedniej części auta i projektowane w taki sposób, by na ich powierzchnię trafiała odpowiednia część strumienia powietrza opływającego auto. Za transport płynu chłodzącego między chłodnicą a chłodzonymi elementami odpowiada specjalna instalacja wodna (choć woda jest obecnie używana tylko jako składnik rozcieńczający koncentrat lub w sytuacjach awaryjnych), składająca się z elastycznych rur o właściwej średnicy oraz pompy wodnej, która gwarantuje odpowiedni przepływ. Za optymalny w danych warunkach przepływ chłodziwa oraz uruchamianie zamontowanego na chłodnicy wiatraka wspomagającego w razie potrzeby naturalny ruch powietrza podczas jazdy odpowiada termostat reagujący na wzrost temperatury silnika.

Warto wspomnieć, że poza głównym obiegiem chłodziwa istnieje też tzw. mały obieg chłodniczy, który jest wykorzystywany jako źródło ciepła do ogrzewania wnętrza pojazdu. Jest on wyposażony w zawór otwierający w razie potrzeby przepływ płynu oraz wymiennik ciepła będący znacznie mniejszą wersją chłodnicy. W tym przypadku rolą układu jest ogrzewanie powietrza przepływającego przez nagrzewnicę za sprawą oddzielnego wentylatora, a ogrzane powietrze następnie trafia do kabiny.

Rola i rodzaje płynów chłodniczych

Ważnym, choć nie zawsze docenianym elementem każdego układu chłodzenia jest używane w nim czynnik chłodzący. Choć z powodu zdolności do odprowadzania ciepła najbardziej wydajnym chłodziwem jest woda, to jej stosowanie nie jest dziś brane pod uwagę ze względu na jej szkodliwy wpływ na cały układ chłodzący. Problemem jest przede wszystkim jej działanie korozyjne – szczególnie aktywna jest woda destylowana – oraz wysoka zawartość związków wapnia, co prowadzi do gromadzenia się kamienia kotłowego zarówno wewnątrz kanałów, jak i w chłodnicy. Działanie to jest dodatkowo nasilone ze względu na to, że wysokie temperatury związane z pracą silnika wzmagają wytrącanie się wapnia i jego przemianę w formy nierozpuszczalne w wodzie. Zamiast czystej wody w układach chłodzenia stosowane są więc związki będące wodnym roztworem glikoli etylenowych lub propylenowych.

Glikol etylenowy jest związkiem, który ma wysoką temperaturę wrzenia wynoszącą niemal 200°C oraz niewielką lepkość – przy 20°C jest to jedynie 20 cP. Problemem jest jednak jego niska temperatura topnienia, czyli krystalizacji, zachodząca już przy –12°C, którą można obniżyć, zmniejszając jego stężenie, co jest przyczyną stosowania roztworu wodnego tej substancji. Najlepsze efekty pod tym względem można uzyskać, stosując 68% mieszaninę wody i glikolu etylowego. Jego największą wagą jest natomiast bardzo wysoka toksyczność.

Jeśli chodzi o glikol propylenowy, to charakteryzuje się on podobną temperaturą wrzenia wynoszącą 189°C oraz temperaturą krystalizacji, czyli zamarzania na poziomie –60°C, jest jednak znacznie droższy i przez to rzadziej wykorzystywany jako chłodziwo. Jego wielką zaletą jest bardzo niewielka szkodliwość w przeciwieństwie do glikolu etylowego.

Płyny chłodnicze są produkowane w różnych technologiach i mają rozmaite dodatki. Wśród możliwych rodzajów znajdują się płyny IAT (Inorganic Additive Technology) wykorzystujące dodatek związków nieorganicznych – głównie krzemianów, których zadaniem jest ochrona metali przed korozją. Inną możliwością są płyny OAT (Organic Acid Technology), w których używa się organicznych kwasów karboksylowych, chroniące układ cieńszą warstwą i osiągające lepsze rezultaty oraz mające dłuższą żywotność, niestety nie powinno się ich stosować w starszych pojazdach, gdzie do łączenia elementów chłodnicy stosowano luty ołowiowe, ponieważ mogą one ulec zniszczeniu. Płyny HOAT (Hybrid Organic Acid Technology) korzystają zarówno z krzemianów, jak i kwasów karboksylowych gwarantując dobre chłodzenie i ochronę antykorozyjną. Można z nich korzystać we wszystkich pojazdach i najczęściej mogą być użytkowane dłużej niż IAT czy OAT.

Jak dobierać i kiedy zmieniać płyn chłodniczy?

Płyn chłodniczy ma duże znaczenie dla prawidłowego odprowadzania ciepła z silnika, ze względu na sporą ilość powstającej energii cieplnej. Prawidłowy poziom płynu chłodniczego ma szczególne znaczenie latem, ponieważ przy wysokich temperaturach powietrza działanie chłodnicy jest mocno utrudnione, a jej efektywność gwałtownie spada. W takich warunkach niezwykle ważna będzie zarówno ilość chłodziwa, jak i jego stan. Warto pamiętać, że współczesne płyny są dość skomplikowanymi mieszankami zawierającymi wiele składników – już sama zmiana ich proporcji związana np. z odparowaniem części wody znacznie pogarsza ich właściwości. Nie można też zapominać, że duża liczba substancji używanych w płynach z czasem traci swoje właściwości ze względu na zachodzące reakcje chemiczne. Stary i zużyty płyn oznacza więc często nie tylko pogorszenie chłodzenia, ale również większe ryzyko korozji czy osadzania się w układzie znacznych ilości kamienia. Płyn o zmienionym składzie będzie też wiązał się ze wzrostem niebezpieczeństwa zamarznięcia chłodziwa zimą i nieodwracalnego uszkodzenia układu.

Okresy, w jakich powinno się wymieniać płyn chłodniczy, zależą od rodzaju zastosowanego preparatu i wskazówek jego producenta. Warto jednak pamiętać, że w większości przypadków rozsądnym rozwiązaniem będzie zastąpienie płynu nowym przynajmniej raz na dwa lata. Współczesne silniki są zwykle o wiele bardziej wysilone niż starsze konstrukcje, więc ich wymagania pod względem skutecznego odprowadzania ciepła są dużo wyższe. Koszty ewentualnych napraw są za to niewspółmiernie wysokie do ceny płynu i jego wymiany.

Podczas normalnej eksploatacji ewentualne ubytki płynu chłodniczego powinno się zastępować takim samym preparatem jak znajdujący się w układzie. Choć producenci zapewniają o możliwości ich mieszania, warto pamiętać, że każdy produkt będzie miał inne dodatki, więc uzyskane rezultaty nie zawsze będą odpowiednie. Warto także przestrzegać zaleceń producenta auta co do rodzaju używanego płynu – różne ich rodzaje będą miały odmienną lepkość i mogą nieco inaczej zachowywać się podczas pracy. Wymiana płynu na nowy powinna zawsze wiązać się z przepłukaniem układu.