Płyny chłodnicze - skład, rodzaje i eksploatacja

Omawialiśmy już budowę i zasadę działania układu chłodzenia cieczą oraz typowe awarie i problemy z nim związane. Najważniejszemu składnikowi układu chłodzenia postanowiliśmy poświęcić osobny materiał. Pod lupę bierzemy płyny chłodzące.

Może dla niektórych będzie to ciekawostka, ale najlepszym możliwym do zastosowania czynnikiem chłodzącym jest woda. Jest skuteczniejsza od najlepszych płynów chłodniczych, 10-krotnie skuteczniejsza od olejów i 100-krotnie lepsza od powietrza, a przy tym wyjątkowo tania. Ma jednak wadę, która eliminuje ją z typowej eksploatacji. I nie jest nią wcale powstawanie korozji, tylko zdolność do zamarzania w temperaturach poniżej 0 stopni Celsjusza.

Woda sama w sobie jest kontrowersyjnym czynnikiem chłodzącym i trudno o jednoznaczną, dobrą opinię na jej temat. Nawet jeśli stosuje się we współczesnych koncentraty do chłodnic, które należy rozcieńczyć z wodą, trudno zdecydować, jaką wodę wybrać. Producenci zwykle zalecają destylowaną.

Zwykła wodociągowa zawiera duże ilości wapnia, które odkładają się na ściankach chłodnic, z kolei woda destylowana powoduje szybkie korodowanie ścianek. Najlepszą wodą do chłodnic jest woda uzdatniona z inhibitorami (środkami przeciwkorozyjnymi). To jednak tylko teoria, ponieważ w dzisiejszych czasach nikt nie używa czystej wody, ale warto o tym pamiętać, jeśli korzysta się z koncentratów.

Standardem jest dziś stosowanie specjalnie przygotowanych płynów chłodniczych z glikolami etylenowymi i propylenowymi. Zacznijmy od różnic między nimi.

Glikol etylenowy jest tańszy w produkcji i cechuje go nieco wyższa temperatura wrzenia i zapłonu oraz niższa lepkość. Jego temperatura zamarzania jest niższa (około -11,5 stopni Celsjusza). Tyle przewag. Do wad należą krystalizacja w niskich temperaturach, niższa zdolność przyjmowania ciepła i większa toksyczność. Glikol propylenowy jest droższy, ale za to mniej toksyczny i nie krystalizuje się, lecz gęstnieje wraz ze spadkiem temperatury aż do całkowitego braku płynięcia. Częściej stosuje się jednak glikole etylenowe.

Czy zwróciło Waszą uwagę to, że glikol etylenowy zamarza już przy stosunkowo niedużym mrozie? Jeśli tak, to już wyjaśniam, o co chodzi. Otóż ten rodzaj alkoholu ma specyficzną cechę, która sprawia, że wraz z rozcieńczeniem go temperatura zamarzania spada. Dlatego miesza się go z wodą.

Choć brzmi to nieco paradoksalnie, im więcej wody w glikolu, tym ten mniej chętnie zamarza. Oczywiście, wszystko ma swoje granice, dlatego nadmierne rozcieńczenie nie jest wskazane, tak samo jak zbyt małe. Możliwie najniższą temperaturę zamarzania uzyskuje się przy 68-procentowej zawartości glikolu w wodzie. Przekroczenie tej wartości w którąkolwiek stronę powoduje wzrost temperatury zamarzania.

Dodanie większej ilości glikolu jest nawet bardziej ryzykowne ze względu na obniżenie zdolności odbierania ciepła przez mieszaninę, co realnie grozi przegrzaniem silnika. W klimacie europejskim wystarczy jednak takie rozcieńczenie glikolu, by zamarzał on dopiero poniżej 35 stopni Celsjusza.

Skład płynu chłodniczego nie kończy się rzecz jasna na wodzie i alkoholu, a jego rola na niezamarzaniu. Płyn musi skutecznie znosić wysoką temperaturę. Czyste glikole osiągają ponad 180 stopni C., zanim zaczną wrzeć. Standardowe płyny chłodnicze mogą znieść od 105 do 110 stopni Celsjusza. Dodanie niedużej ilości glikolu spowoduje nieznaczny wzrost temperatury wrzenia.

Poza walką z temperaturą składniki płynów chłodniczych dbają o dobrą kondycję elementów metalowych w układach chłodzenia, połączeń gumowych, klejów i innych tworzyw sztucznych. Dodatki zwane inhibitorami zapobiegają nie tylko korozji, ale również pienieniu się płynu.

Obecnie płyny chłodnicze produkuje się w jednej z trzech technologii:

• IAT – Inorganic Additive Technology
• OAT – Organic Acid Technology
• HOAT – Hybryd Organic Acid Technology

Pierwsza z nich (IAT) to technologia dodatków nieorganicznych. Płyny takie zawierają krzemiany i azotany, tworzące ochronną barierę na całej powierzchni układu chłodzenia od wewnątrz. Niestety, płyny produkowane według technologii IAT szybko tracą swoje właściwości, a długo niewymieniane tworzą złogi i osady powodujące blokowanie się kanałów wodnych. Doskonale sprawdzają się w silnikach z żeliwnym blokiem i głowicą z aluminium, ale pod warunkiem wymiany nie rzadziej niż co 2 lata.

OAT to technologia oparta na stosowaniu dodatków kwasów organicznych. Nie używa się w nich krzemianów, jak w IAT. Tworzą znacznie cieńszą warstwę ochronną, co nie znaczy, że mniej skuteczną. Dzięki temu łatwiej przyjmują i oddają ciepło niż IAT. Płyny OAT stosuje się w nowszych samochodach, w których chłodnicach nie ma lutów ołowiowych.

Kwasy organiczne działają na takie połączenia bardzo niekorzystnie i na dłuższą metę powodują ich zniszczenie, co skutkuje wyciekami. Poza tym, że nie można ich stosować w starych chłodnicach, mają same zalety w stosunku do IAT. Lepiej chłodzą, lepiej zabezpieczają i do tego wytrzymują znacznie dłuższą eksploatację, nawet do 5 lat.

HOAT to technologia hybrydowa z dodatkami organicznymi i środkami krzemianowymi. Dzięki temu można nimi zastąpić płyny IAT, zyskując lepszą ochronę przeciwkorozyjną i dłuższe przebiegi między wymianami.

Płyny chłodnicze zwykle mają postać kolorowych substancji. Najczęściej spotyka się czerwone, różowe, niebieskie i zielone. Kolory generalnie oznaczają technologię produkcji, ale nie jest to reguła. Nie można być zatem pewnym technologii, znając tylko kolor. Jednak większość płynów wykonanych w technologii IAT ma kolor zgniłozielony lub brudnoniebieski. Z kolei płyny wykonane w technologii OAT mają kolor czerwony, różowy, pomarańczowy lub fioletowy, a czasami są bezbarwne.

Bez względu na kolor czy markę współczesne płyny teoretycznie można ze sobą mieszać, o czym zapewnia producent na etykietach. Prawda jest jednak bardziej skomplikowana. Różne płyny mają różne składniki i nie wszystkie składniki chcą ze sobą przebywać w jednym płynie.

Najbardziej wrażliwe na zmianę towarzystwa są inhibitory, które w zależności od rodzaju działają skutecznie tylko w określonym współczynniku pH. Zmieszanie ze sobą nieodpowiednich płynów i zmiana środowiska pH mogą nie tylko pogorszyć zabezpieczenie antykorozyjne, ale nawet spowodować powstanie substancji agresywnej.

Dlaczego więc producenci piszą na etykietach o możliwości mieszania ze wszystkimi płynami? Producent płynu chłodniczego i tak nie weźmie na siebie odpowiedzialności za jakiekolwiek usterki, ponieważ ujawniają się one dopiero po dłuższej eksploatacji, a i tak nikt nie obwini płynu. Jednak łatwiej sprzedać płyn, który miesza się z każdym niż taki, który nie chce się mieszać.

Dlatego też w doborze i eksploatacji płynu chłodniczego warto stosować się do czterech kluczowych zasad:

• najlepiej używać płynu chłodzącego przygotowanego z myślą o danym układzie, zalecanego przez producenta,
• jeśli nie wiadomo, jaki płyn zalać przy wymianie, najlepszym rozwiązaniem będzie użycie płynu markowego, opartego na nowoczesnych technologiach, a do starszych konstrukcji markowego produktu w technologii IAT lub HOAT,
• przed każdą wymianą płynu na inny należy przepłukać układ chłodzenia,
• najlepiej nie mieszać płynów wcale, a gdy niezbędna jest dolewka (latem), lepiej dolać wody niż innego płynu, a później wymienić płyn na nowy lub dodać koncentratu tej samej marki, opartego na tej samej technologii. Zimą natomiast nawet spory ubytek płynu zwykle nie spowoduje grzania się układu, a jeśli jest konieczność uzupełnienia płynu innym, niż znajduje się w układzie, należy użyć markowego produktu, po czym przy najbliżej okazji wymienić płyn na nowy.