45. - 46. Chlazení kapalinou

Chlazení motorů kapalinou Poruchy a opravy chladící soustavy Význam chladící soustavy pro tepelný režim motoru, jeho výkon a spolehlivost jsme si vysvětlili v minulých hodinách. Vlastní chlazení, zvláště pak kapalinové je složitý a poruchový systém. Pohon čerpadla chladící kapaliny ( ventilátoru - dmýchadla ) Nejvhodnějším a nejjednodušším pohonem je pohon klínovým řemenem. Nejčastější příčinou snížené účinnosti chlazení je nedostatečné napnutí klínového řemenu. Po montáži nového řemenu dochází zpočátku k jeho přirozenému vytahování, sníží se přilnavost k řemenici a řemen prokluzuje. Řemen jako takový se znehodnocuje odíráním. Správně napnutý řemen se má prohnout palcem ruky asi o 15 mm. Změna napnutí řemenu se dosáhne vyklopením buď jiného agregátu ( zpravidla generátoru proudu ), nebo vodící kladky. Po každých 5000 až 10000 km bychom měli zkontrolovat napnutí řemenu a popřípadě vůli upravit. Je – li řemen málo nebo příliš napnutý, nebo je – li vyčerpána jeho životnost ( někdy již po 50 000 km i méně ), rozvrství se, obnaží vlákna, roztřepí se a nakonec se přetrhne. Nahradí ho pouze nový řemen. Čerpadlo chladící kapaliny Hlavní části čerpadla rozdělujeme na hydraulickou a mechanickou část. Hydraulická část je ve styku s kapalinou. Dochází ke vzniku usazenin, ale také k erozi materiálu. Nejčastější poruchou je ztráta těsnící schopnosti ucpávky. Zkorodovaný nebo obroušený rotor čerpadla, stejně jako hřídel neopravujeme, ale měníme za nový. Porucha ucpávky se nejdříve zjistí vytékáním kapaliny z drenážního otvoru nebo ložiska. Nemrznoucí chladící kapaliny obsahují přísady pro snížení korozivních vlastností celé chladící soustavy včetně čerpadla. Jejich celoročním používáním a včasnou výměnou ( po dvou letech nebo podle výrobce kapaliny ) se může životnost čerpadla i několikrát zvýšit. Poškození mechanické části se týká především ložisek. Pokud plní ucpávka svoji funkci a při úniku kapaliny není ucpán drenážní otvor, je životnost ložisek vysoká ( 50 000 km i více ). Nejlepší uložení hřídele zajišťuje dvojité zapouzdřené ložisko, které je smontováno výrobcem. Jeho životnost lze prodlužovat doplňováním kvalitní vazelíny otvorem pojišťovacího šroubu, kterým jsou některá čerpadla vybavena. Po opotřebení ložisek ( což lze poznat podle vůle v uložení nebo podle hlučnosti ) se celý hřídel a to s ložisky, případně i s rotorem a ucpávkou, vyměňuje za nový. Často je nejlepším řešením po vyčerpání životnosti vyměnit celé čerpadlo. Chladič Je to v podstatě choulostivé zařízení. Jeho chladící povrch je velký a počet pájených spojů je veliký. Pokud jsou chladiče vyrobeny z mosazného plechu, opravují se pájením cínovou pájkou. Chladiče z ocelových plechů lze rovněž pájet, ale s velkými obtížemi a malou nadějí na trvanlivost. Pro utěsňování malých netěsností se vyrábějí různé přípravky, jejichž trvanlivost bývá pouze dočasná. Těsnost chladiče zjišťujeme buď podle vytékající kapaliny ( horká nemrznoucí směs obvykle smyje i ochranný nátěr ) nebo po demontáži z vozu a ponořením do vody. Ucpeme všechny otvory až na jediný, kterým přivádíme do chladiče vzduch pod tlakem 0,03 až 0,04 MPa. Unikající bublinky prozradí netěsnost. Lze také použít mýdlovou nebo saponátovou vodu. Unikající vzduch vytváří velké bubliny a nepotřebujeme velkou vanu vody. První metoda je však spolehlivější. Vnitřní zanesení chladiče, obdobně jako celého chladícího systému způsobuje používání nedestilované vody. Nemrznoucí směsi tento nedostatek nemají. K odstranění usazenin lze použít speciálních přípravků. Dojde – li k prasknutí některé trubičky, lze ji z obou stran po odpojení van zaslepit. Nesmí jich však být více než 10% z celkového počtu. Termostat Nejprve zjišťujeme, zda vůbec pracuje. Po jeho vyjmutí z tělesa na motoru jej ponoříme do vody, kterou pomalu zahříváme. Zároveň dobrým teploměrem kontrolujeme, zda se ventil termostatu otvírá a zavírá při teplotách, uvedených výrobcem motoru. Některé termostaty lze v malém rozmezí nastavit na jinou teplotu otevírání, ale zpravidla je nelze opravovat. Proto při zjevném poškození termostatu jej vyměníme za nový. U vlnovcových termostatů sledujeme mimo vlastní funkci také unikání bublinek. Zjistíme – li, že je vlnovec netěsný, došlo již k úniku lehce odparné kapaliny a termostat je znehodnocen. Je to zařízení pro regulaci teploty motoru, který udržuje kapalinu na stanovené provozní teplotě mezi 85°- 110°C. Tepelný režim je tak řízen automaticky, protože termostat je umístěn v nejvyšší části chladícího systemu u kapalinou chlazených motorů. Tak nejlépe reaguje na změny tepelného režimu, probíhající ve spalovacím prostoru, který je nejblíže, nebo přímo v hlavě válců motoru. U vzduchem chlazených motorů slouží termostat k regulaci přiváděného vzduchu do prostoru motoru, nebo usměrňuje proud vzduchu do chladících žeber motoru. Nejpoužívanější jsou parafínové termostaty. Zvyšování teploty chladící kapaliny zahřívá i parafín v čepu termostatu. Jeho tlak otevírá plochý ventil. Při poklesu teploty chladící kapaliny chladne i parafín a vratná pružina tlačí ventil do sedla a tím uzavírá průchod kapaliny z hlavy válců do chladiče. Podle otevírací teploty jsou používány termostaty v rozsahu : ⦁ 68°- 73°C ⦁ 75°- 80°C ⦁ 85°- 90°C Zdvih ventilu termostatu je asi 13 ± 0,5 mm podle průřezu ventilu. Pro správnou funkci chlazení je důležité provádět kontrolu činnosti jednotlivých částí a celku. Při kontrole provádíme : ⦁ Kontrolu stavu termostatu ⦁ Kontrolu čidel teploty, která jsou odporová, termistorová. Odporová mění velikost odporu v závislosti na teplotě ( zvětšuje se hodnota Ohmu ), termistorové fungují na opačném principu ( stoupající teplota snižuje velikost odporu, např. při teplotě v rozsahu 40 – 120°C se odporová hodnota mění od 450 Ω na 53 Ω ). Do této kontroly patří i kontrola funkčnosti elektromagnetických nebo kapalinových spojek ventilátorů. Jejich spínání zajišťuje elektromagnetický tepelný spínač na chladiči. V závislosti na teplotě pak spíná nebo rozpíná elektrický obvod. Součástí je i červené světlo pro signalizaci přehřátého motoru. Spínače jsou nastaveny : ⦁ Snímání pro elektromagnet na teplotu okolo 90°C ⦁ Elektromotor ventilátoru na teplotu okolo 92°C ⦁ U červeného světla na teplotu kolem 95°- 100°C Hlavní kontrolou chladícího systemu je jeho celková těsnost. Těsnost chladiče zjišťujeme podle protékající kapaliny, nebo po demontáži ponořením do vodní lázně a natlakování vzduchem. V současnosti se používají diagnostické přístroje, které umožní bezdemontážní kontrolu těsnosti celého systemu natlakováním soustavy přetlakem 0,03 – 0,04 MPa. Únik kapaliny nebo netěsnost spojů se projeví poklesem tlaku na kontrolním manometru. Závadou může být i zanesení chladicí soustavy nečistotami nebo vodním kamenem v případě, že je používána obyčejná voda. Současné chladící systémy jsou celoročně naplněny nemrznoucí směsí, ředěnou destilovanou vodou na příslušný bod tuhnutí. Z tohoto důvodu se zanášení soustavy chlazení nejeví jako běžná závada. Moderně konstruované termostaty Nejsou montovány přímo do bloku motoru, tak jak to bylo zvykem u starších typů motorů. Současní výrobci motorů požadují, aby termostat byl namontován vně motoru, což vyžaduje výrobu samostatné skříně termostatu. Tato skříň je vyráběna buď jako odlitek z lehkých slitin nebo plechových výlisků u starších typů termostatů. Nejmodernější termostaty jsou usazovány do skříně termostatu vyrobené z odlehčených teplotě oddolávajících plastů. Pro servis a údržbu automobilu tak odpadla často velmi složitá demontáž a montáž termostatu v případě jeho poruchy. Z hlediska pořizovací ceny termostatu je zde nevýhoda pro uživatele, protože skříň termostatu s termostatem je podstatně vyšší. Výměna termostatu ze skříně je prakticky nemožná, protože se jedná o pevně uzavřený výlisek včetně těsnění a z hlediska oprav je termostatická jednotka brána jako spotřební materiál. Vlastní kontrola funkce termostatu tzv. vařením je velmi nepřesná a tedy neúčinná. Důvodem je skutečnost, že termostat pracuje za určitého vnitřního tlaku kapaliny v chladícím okruhu. V případě jeho vaření a sledování bodu teploty a jeho otevření mimo chladící okruh v okolí volného atmosférického tlaku je pak velmi nepřesné. Protože termostat hraje významnou roli v udržování potřebné teploty motoru a tím i v udržení optimálních provozních podmínek i s ohledem na správné spalování a množství emisních zplodin ve výfukových plynech, vznikla aktuální potřeba elektronické kontroly činnosti termostatu. Doposud byla teplota motoru kontrolována snímači teploty kapaliny a teploty a tlaku oleje. Zavedení centrálních řídících jednotek, ovlivňujících potřebnou součinnost jednotlivých agregátů vedlo konstruktéry k vývoji nového, elektronicky kontrolovaného termostatu. Přímo do skříně termostatu ( za termostat ) je zabudován snímač, který je schopen snímat teplotu chladící kapaliny, tlak a proudění. Údaje jsou předány řídící jednotce k vyhodnocení. Tím je nejen kontrolována správná funkce termostatu ( tedy otevírání a zavírání dle dosaženého stupně teploty ), ale i správný výkon vodního čerpadla. Kromě toho řídící jednotka na základě informací z dalších snímačů může optimálně vyhodnotit potřebu okamžitého zvýšení výkonu ventilátoru chladiče. V případě výpadku některého z komponentů chladícího okruhu hlásí řidiči přes displey palubního počítače závadu na daném konkrétním zařízení. Tím má řidič kompletní kontrolu nad stavem hladiny chladící náplně, výkonem ventilátoru, stavem celkové teploty a stavem termostatu a vodní pumpy. Tento typ termostatu byl vyvinut firmou WAHLER a používá se od začátku roku 2001 u nejmodernějších verzí motorů BMW.