Układ chłodzenia silnika – budowa, działanie, awarie i czyszczenie

Działanie układu chłodzenia w samochodzie

Układ chłodzenia sprawia, że silnik samochodowy pracuje w odpowiedniej temperaturze, która wynosi od 90°C do 100°C. Jednostka napędowa jest chroniona zarówno przed przegrzaniem, jak i niedogrzaniem. Ciepło generowane przez silnik jest odbierane przez ciecz chłodzącą, które oddaje je do otoczenia, przepływając przez wymiennik ciepła (chłodnicę). Układ chłodzenia wpływa także na ogólną eksploatację pojazdu, m.in. zużycie paliwa, odparowywanie szyb, ogrzewanie kabiny pasażerskiej – nagrzewnica należy do elementów opisywanego układu.

Silnik pracujący we wspomnianym zakresie temperatur może osiągnąć najwyższą wydajność, ograniczając spalanie do minimum. Jeśli jednostka napędowa zostanie pozbawiona sprawnego układu chłodzenia, nie pracuje prawidłowo, więc jest narażona na uszkodzenie. Kiedy urządzenia, przewody i inne elementy układu zawodzą, stabilność termiczna zostaje utracona, co może skutkować m.in. pogorszeniem właściwości smarnych oleju i usterkami podzespołów silnika. Nie jest on w stanie sprostać intensywnej i długotrwałej pracy, więc może dojść do zatarcia.

Budowa układu chłodzenia silnika

Wyróżniamy dwa rodzaje układów chłodzenia – pośrednie i bezpośrednie, chociaż we współczesnych autach stosuje się przede wszystkim układ pośredni, na którym skupia się ten artykuł. W układzie bezpośrednim za chłodzenie odpowiada powietrze, które krąży pomiędzy podzespołami. W wariancie pośrednim, jak sama nazwa wskazuje, pośrednikiem między silnikiem a powietrzem jest płyn chłodzący.

Jakie są najważniejsze elementy układu chłodzenia silnika?

• Chłodnica – wymiennik ciepła. Odprowadza ciepło z płynu docierającego z silnika. Ciecz przepływa przez kanały, które są owiewane chłodnym powietrzem.
• Wentylator chłodnicy – wspomaga chłodnicę w obniżaniu temperatury cieczy, przyspieszając przepływ powietrza. Jest napędzany elektronicznie lub mechanicznie. Łopatki wentylatora intensyfikują cyrkulację powietrza, kiedy m.in. samochód zwalnia lub nagle się zatrzymuje. W niektórych pojazdach mogą znajdować się dwa wentylatory – jeden podstawowy i drugi dodatkowy. 
• Pompa płynu chłodzącego – nazywana także pompą wody. Wymusza ruch cieczy w układzie.
• Termostat – reguluje przepływ płynu chłodzącego, pilnując, aby po pierwsze – silnik uzyskał jak najszybciej właściwe warunki do działania, po drugie – płyn chłodził się w odpowiednim momencie, chroniąc silnik przed przegrzaniem, lecz nie obniżając zanadto jego temperatury pracy.
• Zbiornik wyrównawczy – jak sama nazwa wskazuje, wyrównuje poziom płynu w zależności od objętości cieczy.
• Nagrzewnica – odbiera ciepło z płynu za pomocą wentylatora, którego zadaniem jest skierowanie gorącego powietrza do kabiny pasażerskiej.

W tym miejscu należy wyróżnić dwa obiegi w układzie chłodzenia – mały i duży. Mały obieg dotyczy krążenia płynu wyłącznie między silnikiem a nagrzewnicą, duży – w całym układzie, czyli także przez chłodnicę. W miejscu połączenia tych obiegów znajduje się wspomniany termostat, który kieruje przepływem cieczy tak, aby była adekwatnie schładzana bądź podgrzewana.

Najczęstsze awarie układu chłodzenia w aucie

Najczęstszą przyczyną awarii układu chłodzenia jest uszkodzenie mechaniczne bądź naturalne zużycie jednego z elementów, wskutek czego dochodzi do przegrzania bądź niedogrzania silnika. Najpopularniejsze usterki są opisane w dalszej części artykułu. 

Płyn chłodniczy a awaria układu chłodzenia

Kierowca powinien czujnie obserwować wskaźnik lub kontrolkę, która alarmuje o zbyt wysokiej temperaturze płynu chłodzącego. Objawem awarii układu chłodzenia jest także wyciek płynu. Ogólnie jego duże wahania w zbiorniku wyrównawczym, który określa poziom minimalny i maksymalny płynu, powinny wzbudzić niepokój kierowcy. 

W przypadku wycieku możesz uzupełnić ubytek płynu chłodniczego za pomocą wody destylowanej – nie stosujemy wody z kranu. Po pierwsze – gorzej absorbuje ciepło w porównaniu z płynem, po drugie – może spowodować korozję wskutek gromadzenia się kamienia kotłowego, po trzecie – nie zawiera takich dodatków jak płyn chłodniczy, po czwarte – szybciej zamarza, nie wytrzymując ekstremalnych warunków.

Kiedy temperatura płynu chłodniczego gwałtownie wzrośnie, zatrzymaj samochód i spróbuj zweryfikować, co się stało. Nie możesz się zatrzymać? Wyłącz klimatyzację i włącz ogrzewanie, co pozwoli nieco opóźnić przegrzanie silnika. Po zatrzymaniu się poczekaj minimum kilkanaście minut i dopiero wtedy unieś maskę samochodu w poszukiwaniu usterki.

Obawiasz się, że nie zidentyfikujesz problemu na własną rękę? W takiej sytuacji przyda Ci się ubezpieczenie assistance w wariancie zapewniającym pomoc po awarii. Możesz oczekiwać odholowania auta do warsztatu i wypożyczenia pojazdu zastępczego na czas naprawy Twojego samochodu.

Płyn chłodniczy powinien być wymieniany co około dwa lata lub rzadziej, w zależności od jego rodzaju i deklaracji producenta. „Przeterminowany” płyn traci stabilność chemiczną i swoje właściwości – przestaje chronić układ przed rdzewieniem, łatwiej zamarza i osiąga temperaturę wrzenia.

Awaria termostatu w układzie chłodzenia

Termostat może zablokować się w pozycji zamkniętej lub pozycji otwartej. 

Kiedy termostat pozostaje w pozycji zamkniętej, płyn chłodniczy krąży wyłącznie w małym obiegu, przez co nie dopływa do chłodnicy. Stąd prosta droga do niebezpiecznego przegrzania silnika. W przypadku tej awarii górny wąż wyprowadzający ciecz z chłodnicy jest zimny. Na tę usterkę termostatu może wskazywać także osłabione działanie ogrzewania w samochodzie. 

Zanim wymienisz zepsuty termostat na nowy, możesz zastosować rozwiązanie doraźne. Tymczasowo zdemontuj ten element, aby umożliwić swobodne krążenie płynu chłodniczego. Oczywiście to spowoduje niedogrzanie silnika, więc nie sprawdzi się na dłuższą metę, zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym.

Możesz mieć do czynienia także z odwrotną sytuacją – nieprawidłowym domykaniem się termostatu, który pozostaje w pozycji otwartej. Wtedy płyn chłodniczy krąży bez przerwy w dużym obiegu, opóźniając osiągnięcie temperatury roboczej lub wręcz uniemożliwiając uzyskanie optymalnej temperatury jednostki napędowej. Usterka wywołuje niedogrzanie silnika, który zaczyna spalać większe ilości paliwa i szybciej zużywa ruchome podzespoły, więc skraca swoją żywotność. 

Awaria termostatu w pozycji zamkniętej jest o wiele groźniejsza ze względu na przegrzanie silnika, które może skutkować nie tylko jego zatarciem, ale także uszkodzeniem uszczelki pod głowicą. Jak wspominam w dalszej części artykułu, to generuje dość spory koszt naprawy.

Podczas wymiany termostatu sprawdź poziom płynu chłodniczego i wyrównaj go w razie potrzeby. 

Awaria chłodnicy w układzie chłodzenia

Awaria chłodnicy sprzyja wyciekowi płynu chłodniczego. Przyczyną usterki może być rozszczelnienie chłodnicy, np.  wskutek zardzewienia. Ten element jest narażony także na nawarstwianie się zabrudzeń, które mogą znacznie ograniczać przepływ powietrza, uniemożliwiając skuteczne obniżanie temperatury cieczy. 

Na wypadek nieszczelności chłodnicy warto wozić ze sobą specjalny płyn do uszczelniania. O ile jego użycie pozwoli dojechać do celu podróży lub do mechanika, o tyle nie naprawi chłodnicy, która nadaje się do wymiany. Koszt nowej to maksymalnie kilkaset złotych.

Alternatywą dla wspomnianego specyfiku jest tzw. kit hydrauliczny, czyli klej naprawczy epoksydowy, który uszczelnia instalacje wodno-kanalizacyjne, grzewcze i chłodnicze. Dwuskładnikowy klej charakteryzuje się plastelinową konsystencją. Produkt powinien być odporny na oddziaływanie płynów eksploatacyjnych, benzyny, rozpuszczalników.

Również przewód chłodniczy jest narażony na pęknięcie. Oczywiście trzeba go wymienić, ale zanim to zrobisz, może uratować Cię kolejne doraźne rozwiązanie – zaklejenie nieszczelności taśmą elektroizolacyjną samowulkanizującą. 

Warto okresowo sprawdzać elastyczność przewodów. Jeśli wydają się stwardniałe, mogą mieć tendencję do pękania lub kruszenia. Wtedy koniecznie trzeba je zastąpić nowymi! Kontrolując przewody, sprawdź też króćce i opaski zaciskowe. Może się okazać, że niewłaściwe zamocowanie przewodu jest powodem wycieku płynu. Ponadto opaski mogą rdzewieć i pękać, więc nie będą odpowiednio przytrzymywać przewodów.

Uszkodzenie wentylatora w układzie chłodzenia 

Tę usterkę możesz podejrzewać, kiedy wzrosła temperatura płynu chłodniczego, ale nie widzisz ani wycieku cieczy, ani nieszczelności chłodnicy. Awaria wentylatora zasilanego elektrycznie może być spowodowana spaleniem jego silniczka, usterką termowłącznika lub zerwaniem przewodu zasilającego. W przypadku wentylatorów napędzanych paskiem klinowym może nie domagać sprzęgło. Zdarzają się także usterki polegające na zabrudzeniu wentylatora, przez co nie porusza sprawnie łopatkami.

Awaria pompy cieczy chłodzącej

Awaria tzw. pompy wody jest jedną z najgroźniejszych dla silnika. Powoduje zatrzymanie płynu chłodniczego, co sprawia, że silnik podnosi temperaturę w dość szybkim tempie. Stąd już niedaleka droga do przegrzania i trwałego uszkodzenia jednostki napędowej. 

Przyczyną usterki pompy cieczy chłodzącej może być:

• zużycie łożysk,
• brak profilaktycznej wymiany pompy podczas wymiany rozrządu,
• awaria modułu elektrycznego w przypadku pompy zasilanej elektrycznie w nowych modelach samochodów,
• niepoprawny montaż pompy,
• urwany pasek klinowy, pasek bądź łańcuch rozrządu w zależności od zastosowanej konstrukcji,
• korozja jako skutek uszkodzonej uszczelki pod głowicą, używania wody zamiast płynu chłodzącego lub płynu, który powinien być już dawno wymieniony, więc nie wykazuje pożądanego działania antykorozyjnego,
• gromadzenie się osadu,
• wyciek płynu z pompy,
• używanie pompy z drugiej ręki, np. pochodzącej z demontażu samochodu,
• używanie zanieczyszczonego płynu chłodzącego.

Jakie są objawy uszkodzenia pompy? Oprócz szybkiego wzrostu temperatury płynu chłodzącego, jego ubytków w zbiorniku wyrównawczym i plam pozostawionych przez wyciek, możesz spodziewać się nieprzyjemnego hałasu dobiegającego spod maski samochodu. Alarmujące powinny być także zanieczyszczenia na pompie.

Uszkodzenie uszczelki pod głowicą w układzie chłodzenia

Główną przyczyną uszkodzenia uszczelki pod głowicą jest przegrzanie silnika, które może być skutkiem m.in. wspomnianych awarii, zbyt niskiego poziomu płynu chłodniczego, stosowania zwykłej wody zamiast płynu, niewłaściwej eksploatacji silnika. Kluczowa jest także jakość samej uszczelki. Ta usterka stanowi potężny problem, bo generuje horrendalnie drogą wymianę.

Objawy uszkodzenia uszczelki pod głowicą to m.in.:

• zmniejszenie mocy silnika,
• zmieszanie się płynów eksploatacyjnych,
• nadmiar płynu chłodniczego w zbiorniku wyrównawczym,
• pęcherzyki powietrza z olejem w zbiorniku wyrównawczym, 
• nadmierne ciśnienie w układzie chłodzenia,
• przedostawanie się płynu chłodzącego do oleju, wskutek czego powstaje specyficzna maź.

Po wymianie uszczelki wszelkie resztki oleju silnikowego muszą zostać usunięte z układu chłodzenia.

Zapowietrzony układ chłodzenia

Zbędne powietrze w układzie chłodzenia utrudnia prawidłowe krążenie płynu, więc może doprowadzić nawet do przegrzania silnika. Jeżeli układ jest zapowietrzony, ilość przepływającej cieczy może być niewystarczająca do utrzymania optymalnej temperatury jednostki napędowej. Kierowca może obserwować m.in. niepokojące skoki temperatury. Na szczęście sprawdzenie, czy masz do czynienia z zapowietrzeniem, jest jedną z łatwiejszych czynności.

Jak odpowietrzyć układ chłodzenia?

Odpowietrzenie układu chłodzenia jest niezbędne po każdej całkowitej wymianie płynu chłodzącego. 

FAQ – najczęściej zadawane pytania o układ chłodzenia silnika