O znaczeniu wzorowo utrzymanego układu chłodzenia silnika w codziennej eksploatacji maszyn rolniczych nikomu nie trzeba mówić. Konieczność częstego czyszczenia chłodnicy i dbania o optymalny poziom cieczy w układzie chłodzącym zweryfikował okres intensywnych prac polowych, który zbiegł się z dość wysokimi, jak nasz klimat temperaturami powietrza.
Układ chłodzenia silnika
Sam układ chłodzenia nie jest zbyt rozbudowany. Jego głównym elementem jest pompa, chłodnica, układ przewodów prowadzących ciecz oraz termostat. W przypadku większości pojazdów rolniczych stosowany jest wymuszony układ chłodzenia silnika. Oznacza to, że przepływ w całym systemie zachodzi z wykorzystaniem pompy, która zasilana jest czy to za pomocą pasków klinowych czy też bezpośrednio z wału korbowego silnika.
Cieczowy układ chłodzenia jednostek napędowych może pracować w jednym dwóch obiegów: małym oraz dużym. Pierwszy z nich wykorzystywany jest w przypadku pracy silnika w zakresie niższych temperatur. Ciecz krąży wówczas w obiegu z pominięciem chłodnicy cieczy. Po nagrzaniu cieczy do wartości około 80°C następuje otwarcie zaworu termostatycznego i uruchomienie dużego obiegu, w którym pracuje również chłodnica. Pełne otwarcie zaworu następuje dopiero po osiągnięciu przez czynnik chłodzący temperatury 90°C.
Sama chłodnica pełni w tym przypadku rolę wymiennika ciepła pomiędzy cieczą a powietrzem. Stopień wymiany ciepła regulowany jest głównie poprzez powierzchnię wymiany ale również przez ilość przepływającego przez nią powietrza. Stąd obecność przy chłodnicy wentylatorów, które w przypadku nowoczesnych maszyn rolniczych napędzane są z wykorzystaniem układu sprzęgła wiskotycznego (zapewnia ono możliwość bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej wentylatora).
Głównym zadaniem opisanego układu jest zatem utrzymanie optymalnej temperatury pracy silnika. Ta zaś w przypadku silników diesla powinna wahać się w granicy 97- 105 °C. Jest to przedział wartości pomiędzy którymi silnik uzyskuje najwyższą sprawność spalania, zapewnione jest optymalne smarowanie silnika, a emisja szkodliwych substancji nie jest podwyższona.
Woda, jedynie 100°C?
Sam przedział wartości optymalnej temperatury pracy silnika w zasadzie wyklucza możliwość zastosowania wody w układzie chłodzenia silnika. Właściwości fizyczne wody sprawiają, ze zamarza ona w temperaturze 0°C, wrze zaś po osiągnięciu 100°C.
Ze względu na zastosowanie pompy w układzie chłodzenia, a co za tym idzie osiąganie wymuszonego przepływu z pewnym ciśnieniem, temperatura wrzenia wody w układzie chłodzenia silnika jest o kilka (2-6) stopni wyższa.
Mimo to, stosując wodę znacznie ograniczamy temperaturowy zakres pracy jednostki napędowej, a w zasadzie wykluczamy możliwość pracy silnika w zakresie maksymalnych wartości temperatury optymalnej.
Co z zimą? Niestety dolna granica zamarzania wody, nie ulega znacznemu przesunięciu. Stąd po spadku temperatury poniżej 0°C, możemy spodziewać się skrzepnięcia wody w układzie, a co za tym idzie jego uszkodzenia. W większości przypadków pierwszym z elementów, który ulega uszkodzeniu ze względu na dość delikatną konstrukcję jest chłodnica. Koszt jej wymiany w przypadku najmniejszych maszyn rolniczych rozpoczyna się od około 300 zł.
Nie tylko ze względu na właściwości
Istotą prawidłowej pracy układu chłodzenia silnika jest jego szczelność oraz czystość. Przez obecność nagarów na przewodach i w chłodnicy znacznie ogranicza się stopień wymiany ciepła z otoczeniem, a co za tym idzie sprawność pracy układu, która w skrajnych przypadkach może doprowadzić do "przegrzania" elementów silnika.Same nagary powstają również w przypadku stosowania płynów chłodniczych. Ich obecność wynika bowiem z korozji samych kanałów. Jednak ze względu na właściwości chemiczne (m.in. zdolność do utleniania), woda znacznie przyśpiesza ten proces.
Płyn chłodniczy
Właściwości fizykochemiczne płynów chłodniczych są różne, a sama oferta tego typu cieczy jest naprawdę bogata. Najtańsze płyny kupić możemy już za około 6 zł/litr. W kwocie tej otrzymujemy ciecz, która krzepnie gdzieś w okolicy -37°C, do wrzenia dochodzi zaś w granicach 115-120°C. W przypadku droższych płynów oczekiwać możemy temperatury wrzenia w zakresie nawet do 160°C.
Współcześnie produkowane płyny powstają głównie na bazie glikoli etylenowych i propylenowych. Właściwości chemiczne płynów są jednak zmieniane co najmniej kilkunastoma dodatkami. Ich zadaniem jest m.in. zapobieganie powstawaniu nagarów, ograniczenie pienienia cieczy, zapewnienie odpowiedniego stanu elementów gumowych układu oraz utrzymanie właściwości płynu przez pewien okres (nawet do 5 lat).
Warto zatem zastanowić się nad wymianą wody na płyn chłodniczy, zanim okaże się, że układ chłodzenia naszego pojazdu wymaga kosztownego remontu.
Komentarze