Důležité součásti pro účinné chlazení motoru

Chladič vody je ústřední součástí chladicího systému dieselového motoru. Zajišťuje odvod přebytečného tepla a zabraňuje přehřátí motoru i při vysokém zatížení.

V tomto článku vám podrobněji představíme princip fungování chladicího okruhu a nejdůležitější součásti. Zároveň vám poskytneme přehled o úkolech a vlastnostech chladiče, chladicí kapaliny, termostatu, vodní pumpy a hadic chladicí kapaliny.

Chladicí okruh v dieselovém motoru

Chladicí okruh – nazývaný také okruh chladicí kapaliny – je komplexní, ale nepostradatelný systém pro správnou funkci motoru. Pomáhá motoru rychle dosáhnout provozní teploty a chrání jej před přehřátím během provozu.

Stavba a součásti:

Chladič
Termostat
Vodní čerpadlo
Chladicí plášť v bloku motoru a hlavě válců
Lopatky ventilátoru
Vyrovnávací nádrž

Fungování vodního okruhu:

Při nastartování motoru proudí chladicí kapalina nejprve pouze v malém chladicím okruhu (zkrácený okruh). Cirkuluje přitom pouze mezi vodním čerpadlem a motorem. Tím motor rychleji dosáhne provozní teploty, což šetří palivo.

Jakmile se motor zahřeje, otevře se termostatický ventil a chladicí kapalina proudí velkým chladicím okruhem. Nyní cirkuluje mezi vodním čerpadlem, motorem, termostatem a chladičem. V chladiči se odvádí přebytečné teplo, než se chladicí kapalina vrátí zpět k čerpadlu.

Typy chladičů

Vodní chladič	Ve vodním chladiči cirkuluje jako chladicí kapalina směs chladicí kapaliny a vody. Chladicí kapalina pohlcuje teplo z motoru a odvádí jej přes chladič. Kromě toho má chladicí kapalina mazací účinek a chrání motor před mrazem, korozí a přehřátím. Díky tomu se motor během provozu udržuje v optimálním teplotním rozmezí přibližně 80–95 °C.
Olejové chladič	Motorový olej maže motor a přitom pohlcuje teplo. Chladič oleje zabraňuje tomu, aby se olej příliš zahřál a ztratil svou mazací schopnost. Chladič oleje je v závislosti na konstrukci přímo nebo nepřímo propojen s vodním okruhem. Motorový olej protéká chladičem oleje a přitom odvádí teplo.
Chladič plnicího vzduchu	Chladič plnicího vzduchu ochlazuje nasávaný vzduch stlačený turbodmychadlem. Díky nižší teplotě se do motoru dostává více kyslíku a zvyšuje se jeho účinnost.

Vodní Chladiče

Zobrazit

Olejové chladiče

Zobrazit

Chladič plnicího vzduchu

Zobrazit

Vodní chladič

Chladič plní v okruhu chladicí kapaliny zásadní úlohu: prostřednictvím svých lamel předává teplo proudícímu vzduchu a snižuje tak teplotu chladicí kapaliny. U chladičů je důležité, aby měly dostatečně velký průřez, aby měl vzduch dostatek času a plochy pro účinné chlazení.

Chladiče lze rozdělit podle směru proudění chladicí kapaliny skrz chladicí mřížku. Rozlišuje se mezi sestupným proudem (chladicí kapalina proudí shora dolů) a příčným proudem (chladicí kapalina proudí vodorovně z jedné strany na druhou).

Konstrukční typy vodních chladičů

Hliník s plastem:
+ Současný standard v moderních vozidlech
+ Nízká hmotnost a vysoká odolnost proti korozi
+ Možnost levnější výroby

- Nižší tepelná vodivost než u mědi
- Opravy jsou obtížně proveditelné
Měď:
+ Používá se ve všech starších modelech
+ Lepší tepelná vodivost než hliník
+ Velmi dlouhá životnost a snadnější opravy

- Vyšší hmotnost a náchylnost ke korozi
- Vyšší cena materiálu

Konstrukce chladiče

1) Horní nádrž na vodu:
Přijímá horkou chladicí kapalinu z motoru a rovnoměrně ji rozvádí do chladicích trubek – nazývaných také stoupací potrubí nebo vodní kapsy.

2) Dolní nádrž:
Shromažďuje ochlazenou chladicí kapalinu a odvádí ji zpět k vodní pumpě, resp. k motoru.

3) Stoupací trubky/vodní kapsy:
Stoupací trubky neboli vodní kapsy jsou kanály v chladiči, kterými proudí chladicí kapalina. Čím více jich je, tím větší je plocha, přes kterou může být teplo odváděno do okolního vzduchu. Platí tedy: Čím více stoupacích trubek neboli vodních kapes, tím vyšší je chladicí výkon.

4) Chladicí síť:
Chladicí mřížkou se označuje část chladiče, která se skládá ze stoupacích trubek (trubek) a lamel uspořádaných mezi nimi. Lamely přispívají k lepšímu odvodu tepla ze stoupacích trubek do okolního vzduchu a tím k rychlejšímu ochlazení chladicí kapaliny. Podle vzdálenosti mezi lamelami se chladicí sítě dělí na sítě s jemnou mřížkou (malá vzdálenost mezi lamelami) a sítě s hrubou mřížkou (velká vzdálenost mezi lamelami).

Jemné:
- Velmi dobrý odvod tepla při vysokém průtoku vzduchu
- Náchylnější k znečištění hmyzem, prachem a nečistotami

Typické oblasti použití: chladiče osobních automobilů, kondenzátory klimatizace, závodní vozidla
S hrubými oky:
- Vysoká spolehlivost při nízkém průtoku vzduchu i při znečištění
- Nižší maximální tepelný výkon na jednotku plochy

Typické oblasti použití: zemědělské a lesní stroje, terénní vozidla a stavební stroje

Poznámka: Aby chladič mohl podávat plný výkon, je třeba jej pravidelně proplachovat stlačeným vzduchem ze strany motoru.

V případě silného znečištění lze použít také vysokotlaký čistič s úhlovou tryskou (nízký tlak). Není-li k dispozici vysokotlaký čistič, lze chladič propláchnout také vodní hadicí, pokud možno v horizontální poloze.

Vyrovnávací nádrž pro chladicí kapalinu

Během provozu stoupá teplota chladicí kapaliny a ta se roztahuje. Tím se zvyšuje tlak v chladicím systému na přibližně 1,0 až 1,5 baru. Tento přetlak zajišťuje, že chladicí kapalina začne vřít až při teplotách kolem 120 °C nebo vyšších.

Chladicí kapalina je pod vysokým tlakem vtlačována do vyrovnávací nádrže a odtud proudí zpět do chladicího okruhu. Pokud tlak příliš stoupne, otevře se přetlakový ventil v uzávěru a pustí ven přebytečný vzduch. Při ochlazování motoru klesá teplota i tlak v chladicím systému. Chladicí kapalina tak opět proudí zpět do okruhu, zatímco podtlakový ventil v uzávěru vpouští vzduch, aby vyrovnal tlak v systému.

⚠️	Upozornění: Nikdy neotvírejte uzávěr horkého chladiče – chladicí systém je pod tlakem! Při otevření uzávěru může dojít k náhlému poklesu tlaku. Může přitom uniknout horká chladicí kapalina nebo horká pára a způsobit vážné popáleniny.

Chladicí kapalina

Chladicí kapalina pohlcuje teplo z motoru a odvádí jej přes chladič. Chladicí systém má mazací účinek a chrání motor před mrazem, korozí a přehřátím.

Chladicí kapaliny mají v závislosti na výrobci různé zabarvení a skládají se ze směsi vody a nemrznoucí směsi (glykol/ethanol). Mohou být obohaceny o přísady, jako jsou silikáty, antioxidanty a prostředky proti pěnění, které zlepšují vlastnosti chladicí kapaliny a dodatečně chrání součásti chladicího systému.

Další informace, jakož i správný výběr a typy chladicích kapalin či nemrznoucích směsí do chladiče, najdete v našem článku z rubriky „užitečné informace“ s názvem "Bezpečný zimní provoz traktoru“.

Termostat chladicí kapaliny

Termostaty regulují teplotu motoru a chladicí kapaliny. Rozlišujeme mezi mechanickými termostaty a elektronicky řízenými termostaty s charakteristickou křivkou. Oba typy pracují s voskovým prvkem, který se v závislosti na teplotě roztahuje a tím řídí průtok chladicí kapaliny.

Princip činnosti

Při studeném motoru zůstává termostat uzavřený, takže chladicí kapalina cirkuluje pouze v malém chladicím okruhu. Díky tomu motor rychleji dosáhne provozní teploty. Od předem stanovené teploty (cca 80 °C) termostat otevře velký chladicí okruh a nasměruje chladicí kapalinu také přes chladič. S rostoucím zatížením motoru se tento průtok neustále zvyšuje, až nakonec celý průtok chladicí kapaliny prochází velkým chladicím okruhem.

Speciální typy

Termostaty s charakteristikou jsou elektronicky řízeny řídicí jednotkou motoru. Díky tomu reagují rychleji na změny teploty a umožňují vyšší účinnost, nižší spotřebu paliva a nižší emise škodlivin.

Termostaty jsou k dispozici s odvětrávacím zářezem nebo bez něj. Při výměně je třeba dbát na správný typ. Po výměně musí být chladicí systém pečlivě odvzdušněn. Tím lze zabránit vzniku vzduchových bublin, přehřátí a poškození motoru.

Vodní čerpadlo

Vodní čerpadlo zajišťuje, aby chladicí kapalina v motoru zůstávala neustále v pohybu. Pouze tak je zaručeno, že teplo z motoru může být účinně odváděno do chladiče a motor je chráněn před přehřátím.

Důležité informace o diagnostice závad vodních čerpadel a o odborné montáži nového vodního čerpadla najdete v našem článku z rubriky "užitečné informace“ s názvem „Správná montáž vodních čerpadel traktorů“.

Vodní hadice

Jednotlivé součásti chladicího okruhu jsou propojeny odolnými hadicemi na vodu, resp. chladicí kapalinu. Ty jsou vyrobeny z robustní gumy, aby dokázaly vyrovnávat vibrace motoru. Zároveň však musí být tvarově stabilní, aby nedošlo k poškození v důsledku velkých teplotních výkyvů a tlaku chladicí kapaliny.

⚠️	Důležité: Hadice chladiče nesmí být používány k jiným účelům! Použitý materiál není zpravidla odolný vůči oleji a je určen výhradně pro použití s chladicí vodou nebo chladicí kapalinou.