• Układ chłodzenia jest odpowiedzialny również za szybkie osiągnięcie żądanej temperatury pracy silnika.
• Oprócz termostatu znajdują się w nim zawory, a także dość często pompa o zmiennej wydajności.
• Diagnozowanie układu termicznego wymaga dziś użycia dodatkowych narzędzi takich, jak urządzenie diagnostyczne.
• Jeśli chcesz być na bieżąco z najważniejszymi wiadomościami z branży – zapisz się na nasz newsletter.

 

Wyznacznikiem osiągnięcia i utrzymania „optymalnej temperatury” przez jednostkę napędową stały się czynniki podyktowane ekologicznymi przesłankami komplikując w znacznym stopniu obsługę serwisową układów chłodzenia. Zrozumienie przez warsztat niezależny strategii zarządzania temperaturą nowoczesnego silnika pozwoli nie tylko rozwiązać problemy techniczne, jak również wyjaśnić klientowi nowe funkcje układu chłodzenia.

 

Jeszcze u schyłku XX wieku inżynierowie projektujący silniki spalinowe nie przywiązywali aż tak znaczącej roli do bardziej efektywnego wykorzystania układu chłodzenia i „zagospodarowania ciepła” traconego w cylindrze. Prawdziwy przełom nastąpił wraz z pojawieniem się bardziej rygorystycznych norm emisji spalin, gdy zauważono iż wydajnie zaprojektowany układ chłodzenia jest w stanie znacznie ograniczyć tarcie, obniżyć zużycie paliwa – a więc skutecznie zmniejszyć ilość emitowanych spalin.

Pierwsza dekada XXI w. zapoczątkowała u wielu producentów prace nad opracowaniem nowej strategii zarządzania układem chłodzenia wprowadzając specjalne programy nadzorujące funkcjonowanie czujników i podzespołów wykonawczych. W koncernie Volkswagena, niemieccy inżynierowie zaprojektowali tzw. Engine Thermal Management Program (z ang. Program Zarządzania Temperaturą Silnika). Podczas realizacji tego typu programu sterownik jednostki napędowej szczegółowo analizuje sygnały z czujników temperatury umieszczonych w wielu miejscach: głowicy, termostacie, turbosprężarce jak i na wyjściu lub wejściu do/z chłodnicy. Dokładny monitoring poszczególnych obszarów silnika pozwolił na prawidłową realizacje programu ETMP i umożliwił krótki czas rozgrzania silnika zapewniając wysoki komfort termiczny dla kierowcy i pasażerów. Dzięki zastosowaniu czujników temperatury o krótkim czasie reakcji sterownik jednostki napędowej mógł znacznie szybciej uruchomić procedurę obniżenia temperatury reagując w ten sposób na chwilowe obciążenie silnika.

Oczywiście by wydajnie zarządzać temperaturą silnika i uzyskać krótki czas osiągnięcia „optymalnej temperatury” potrzebne były też zmiany w konstrukcji samego silnika (ilustracja nr 1).

 

 

Nowoczesne metody obróbki pozwoliły na znacznie bardziej przestrzenne rozbudowanie „płaszcza wodnego” zarówno w części samej głowicy jak i bloku silnika. Co do termostatu, to został w wielu rozwiązaniach zintegrowany w moduł termiczny (np. m.in. silniki VW, BMW lub Mercedesa) który zawiera w swojej obudowie zawory pozwalające na dokładnie rozdzielenie strumienia cieczy chłodzącej (ilustracja nr 2). Wspomniane zawory są uruchamiane silnikiem elektrycznym za pośrednictwem przekładni zębatej lub pasowej. Kątowe położenie zaworów jest monitorowane przez sensory Halla, co umożliwiło zadanie odpowiedniego położenia tychże zaworów i osiągnięcie żądanego przepływu płynu chłodzącego. Kilka słów należy napisać o roli jaką odgrywa pompa cieczy chłodzącej, a uściślając o dodatkowych funkcjach tego komponentu. Otóż u wielu producentów – np. u Volkswagena, BMW, czy w Mercedesie – pompa cieczy chłodzącej została skonstruowana tak by temperatura jednostki napędowej była osiągana w jak najkrótszym czasie. Zastosowanie różnego rodzaju przysłon czy zaworów, pozwala kontrolować wydajność pompy i płynnie regulować przepływ płynu chodzącego. W fazie tzw. „zimnego startu”, specjalna przysłona ogranicza swobodną cyrkulacje płynu co wpływa bezpośrednio na szybki wzrost temperatury silnika. Zauważmy że proces ten wpływa korzystnie nie tylko na obniżenie zużycia paliwa czy spadek emisji spalin – on ogranicza także zużycie samego silnika.

 

 

By temat nowoczesnego układu chłodzenia został przynajmniej mocniej zarysowany, należy wspomnieć o roli jaką pełni elektryczna pompa płynu chłodzącego zwana najczęściej pompą obiegową. Zaadoptowanie jej w wielu przypadkach ma na celu wspomaganie obiegów chłodzenia automatycznej skrzyni biegów, turbosprężarki, chłodnicy powietrza doładowującego. W wielu wariantach stosuje się dwie lub nawet trzy tego typu pompy, które są uruchamiane sygnałem ze sterownika silnika. Oczywiście pompy te są w pełni diagnozowalne przez urządzenia diagnostyczne, co więcej niektóre typu posiadają sensory Halla pozwalające monitorować prędkość obrotową ich wirnika.

Przedstawione innowacje przyczyniają się do szybkiego osiągniecia żądanej temperatury pracy silnika oraz jej stabilizacji w zadanym przedziale obciążenia. Jest jednak druga strona medalu, widoczna wyraźnie w chwili gdy spojrzymy na przedstawione technologie z punktu widzenia warsztatu jak i posiadacza pojazdu. Otóż obsługa nowoczesnego układu chłodzenia skomplikowała się w znacznym stopniu, do tego stopnia iż w wielu przypadkach wytyczenie prawidłowej ścieżki diagnostycznej nie jest już takie łatwe. Dawniej do sprawdzenia czy termostat funkcjonuje prawidłowo, można było kierować się metodą weryfikacji temperatury przewodów na wejściu i wyjściu z chłodnicy. Dziś sprawdzenie termostatu obejmuje swoim zakresem procedury w których testowane są elementy wykonawcze modułu termicznego takie jak zawory, klapy kierujące strumieniem płynu chłodniczego. Więc, konieczność posiadania urządzenia diagnostycznego w celu weryfikacji poprawnego działania układu chłodzenia stała się faktem. Co więcej, tester pozwala zrealizować procedury napełniania/odpowietrzania układu, odczytać kody usterek które mogą być bezpośrednio związane z awarią układu chłodzenia.

Warto w tym momencie posłużyć się praktycznym przykładem jak wielkiego znaczenia nabiera wsparcie urządzenia diagnostycznego. Do warsztatu trafił Mercedes CLA 250e z 2020 roku (ilustracja nr 3) w którym właściciel zgłasza, że zauważył, iż od pewnego czasu silnik potrzebuje więcej czasu na rozgrzanie się, niż zwykle.

 

 

Odczytanie kodów usterek naprowadziło na dysfunkcję nastawnika sterującego żaluzją chłodnicy. Sama awaria okazała się prozaiczna, żaluzja została zablokowana drobinami kamieni w pozycji niemal otwartej, co spowodowało znacznie wydłużenie czasu rozgrzania silnika, więc pogorszenie komfortu termicznego kierowcy. Po usunięciu, i oczyszczeniu żaluzji należało wykonać test nastawników żaluzji, który potwierdził w pełni sprawność układu. Zauważmy jak przydatne okazały się wskazówki dotyczące interpretacji kodu usterki, jak i porady dotyczące sposobów jej usunięcia (ilustracja nr 4).