Hladnjak je centralna komponenta sistema za hlađenje vozila. Njegova primarna funkcija je nadgledanje i regulacija temperature motora u vozilu i sprečavanje pregrevanja motora. Pogledajmo kako u celini funkcioniše sistem za hlađenje motora…

Iako je konstrukcija benzinskih motora znatno napredovala, oni još uvek nisu naročito efikasni u pretvaranju hemijske energije u mehaničku snagu. Najveći deo energije goriva (blizu 70%) pretvara se u toplotu, a posao rashladnog sistema je da se pobrine da se ta toplota efikasno rasporedi između motora i okoline. Zvuči neverovatno, ali sistem hlađenja u automobilu koji se kreće auto-putem rasipa dovoljno toplote da zagreje dve kuće srednje veličine! Jasno je zato da je najvažniji zadatak rashladnog sistema – sprečavanje pregrevanja motora, kao i da obezbedi adekvatno zagrevanje i održavanje idealne radne temperature (podsetimo se: kada je motor hladan, komponente se brže troše, a motor je manje efikasan i uzrokuje veće zagađenje okoline).

Veći deo toplote nastale sagorevanjem goriva odvodi se putem izduvnog sistema, ali izvesnu količinu upija motor koji se na taj način zagreva. Idealna radna temperatura motora, odnosno rashladne tečnosti, je oko 93 stepeni Celzijusa. Na ovoj temperaturi:

• Komora za sagorevanje je dovoljno topla da potpuno ispari gorivo, pružajući bolje sagorevanje i smanjenu emisiju štetnih produkata;
• Ulje koje se koristi za podmazivanje motora ima manju viskoznost, tako da se pokretni delovi motora lakše kreću, a motor troši manje energije;
• Metalni delovi se manje habaju.

Postoje dve vrste rashladnih sistema u automobilima: tečni i vazdušni. U sistemu hlađenja kod automobila sa tečnim hlađenjem cirkuliše tečnost kroz sistem cevi izvan i unutar motora. Rashladna tečnost prolazi kroz motor, upija toplotu i hladi ga. Kada napusti motor, tečnost ona prolazi kroz izmenjivač toplote (hladnjak, eng. radiator), koji prenosi toplotu iz tečnosti u vazduh koji cirkuliše kroz izmenjivač. S druge strane, neki stariji automobili (kao što je, na primer, Folksvagenova „Buba“), kao i retki noviji modeli, hlade se vazduhom. U ovom slučaju blok motora je prekriven aluminijumskim rebrima koja odvode toplotu od cilindra. Snažni ventilator usmerava vazduh preko ovih rebara, koji hladi motor prenoseći toplotu na vazduh.

Komponente sistema za hlađenja automobila

U motoru malog automobila koji se kreće auto putem brzinom od 80 km/h u svakoj minuti proizvodi se oko 4000 eksplozija. Ovo sagorevanje, uz trenje pokretnih delova proizvodi veliku količinu toplote koja se koncentriše na jednom mestu. Bez efikasnog sistema hlađenja, motor bi se progresivno zagrevao i prestao da funkcioniše u roku od samo nekoliko minuta.

U nekoliko rečenica pokušaćemo da objasnimo funkciju pojedinih elemenata sistema za hlađenje.

Vodovodni sistem

Sistem za hlađenje u automobilu se zasniva na cirkulaciji rashladne tečnosti. Pumpa za vodušalje tečnost u blok motora, gde prolazi kroz kanale u motoru raspoređene oko cilindara. Zatim se vraća kroz glavu motora. Termostat se nalazi tamo gde tečnost napušta motor. Sistem oko termostata šalje tečnost direktno nazad na pumpu ako je termostat zatvoren. Ako je otvoren, tečnost prvo prolazi kroz hladnjak, a zatim nazad do pumpe. Postoji i poseban krug za sistem grejanja, koji uzima tečnost iz glave cilindra i propušta je kroz jezgro grejača kabine, a zatim nazad do pumpe. Na automobilima sa automatskim menjačima obično postoji i poseban krug za hlađenje tečnosti za prenos.

Rashladna tečnost

Tečnost koja se koristi za hlađenje motora mora imati vrlo nisku tačku smrzavanja, visoku tačku ključanja i kapacitet da zadrži puno toplote. Tečnost koju koristi većina automobila je mešavina vode i etilen-glikola (C₂H₆O₂), a poznata je i kao antifriz. Dodavanjem etilen-glikola u vodu, tačke ključanja i smrzavanja znatno se poboljšavaju. Međutim, temperatura rashladne tečnosti može ponekad dostići i više od 130 °C. Čak i ako se doda etilen-glikol, ove temperature bi prokuvale rashladnu tečnost, pa se mora koristiti i povišeni pritisak koji će dodatno podići tačku ključanja rashladne tečnosti. Antifriz takođe sadrži aditive za otpornost na koroziju.

Važno je napomenuti da je antifriz vrlo otrovan i posebno treba voditi računa da ne bude dostupan deci i životinjama koje će ga, zbog slatkog ukusa, verovatno popiti. Kada se proguta, etilen-glikol formira kristale kalcijum-oksalata, što može da dovede do bubrežne insuficijencije i smrti.

Vodena pumpa

Pumpa za vodu je jednostavna centrifugalna pumpa koju pokreće kaiš povezanim sa radilicom motora. Pumpa cirkuliše tečnost kad god motor radi. Tečnost koja napušta pumpu teče prvo kroz blok motora i glavu cilindara, zatim u hladnjak i na kraju nazad do pumpe.

Motor

Blok motora i glava cilindra imaju brojne prolaze koji usmeravaju rashladnu tečnost u najkritičnija područja motora. Temperature u komori za sagorevanje motora mogu dostići i 1300 °C, tako da je hlađenje zona oko cilindara od ključne važnosti. Prostori oko izduvnih ventila su posebno važni, a gotovo sav prostor unutar glave cilindra i oko ventila koji nije potreban za konstrukciju ispunjen je rashladnom tečnošću. Ako se motor dugo ne hladi, metalne komponente se mogu toliko zagrejati da se klip zavari („zakuca“) za cilindar. To obično znači potpuno uništavanje motora.

Hladnjak

Hladnjak motora je vrsta izmenjivača toplote i dizajniran je za prenos toplote iz vruće rashladne tečnosti koja kroz njega protiče na vazduh koji kroz njega prodire pasivno tokom vožnje ili aktivno radom ventilatora. Većina modernih automobila koristi aluminijumske hladnjake koji su napravljeni lemljenjem tankih aluminijumskih rebara na spljoštene aluminijumske cevi. Rashladno sredstvo teče od ulaza do izlaza kroz mnoštvo cevi montiranih u paralelnom rasporedu. Rebra provode toplotu iz cevi i prenose je u vazduh koji teče kroz hladnjak.

U cevi hladnjaka ponekad se umeću specifična peraja, tzv. turbulatori koji povećavaju turbulenciju tečnosti koja protiče kroz cevi. Na taj način se povećava efikasnost prenosa toplote.

Poklopac hladnjaka

Poklopac hladnjaka povećava tačku ključanja rashladne tečnosti za oko 25 °C, tako što hermetički zatvara hladnjak i time utiče na povećanje pritiska u sistemu (princip sličan ekspres loncu). Poklopac je zapravo ventil za otpuštanje pritiska, a na automobilima je obično podešen na 15 psi. Kada se tečnost u sistemu za hlađenje zagreje, ona se širi i izaziva rast pritiska. Pritisak otvara ventil, omogućavajući rashladnoj tečnosti da izađe iz sistema za hlađenje. Ova rashladna tečnost teče kroz prelivnu cev na dno prelivnog rezervoara, a kada se hladnjak ohladi, u rashladnom sistemu se stvara vakuum koji otvara drugi ventil sa oprugom, usisavajući vodu sa dna prelivnog rezervoara.

Termostat

Glavni zadatak termostata je da omogući da se motor brzo zagreje, a zatim da održava motor na konstantnoj temperaturi. To čini regulisanjem količine vode koja prolazi kroz hladnjak. Sve o termostatu možete pročitati u drugom članku na našem blogu.

Ventilator

Poput termostata, i ventilator hladnjaka koji usmerava vazduh ka rebrima hladnjaka mora se redovno kontrolisati. Ventilatorom se upravlja ili pomoću termostatskog prekidača ili putem računara motora i oni se uključuju kada temperatura rashladne tečnosti pređe zadatu vrednost. Ispravno funkcionisanje ventilatora je posebno važno u uslovima spore gradske vožnje, kada mala brzina kretanja vozila ne može da obezbedi adekvatnu cirkulaciju vazduha.

Sistem grejanja kabine

Verovatno ste čuli savet da, ako se motor automobila preterano greje, otvorite sve prozore i pustite grejač kabine da radi punom parom. To je zato što je sistem grejanja zapravo sekundarni sistem hlađenja koji potpomaže glavni sistem hlađenja. Jezgro grejača, koje se nalazi na instrument tabli, zaista je mali hladnjak sa ventilatorom kabine koji uduvava vazduh kroz jezgro grejača i u putnički prostor.

Kvarovi i održavanje hladnjaka

Motor se može pregrejati kad god radi po toplom vremenu. Međutim, rizik od pregrevanja višestruko raste ako je u hladnjaku malo rashladne tečnosti ili ako ona negde kontinuirano curi. Drugi mogući kvarovi uključuju neispravan rad termostata, mehanički problem sa ventilatorom ili neispravan poklopac hladnjaka koji ne može da obezbedi potreban pritisak u sistemu i dopušta prelivanje rashladne tečnosti.

Da bi izbegli skupe popravke, vlasnici automobila treba da budu svesni znakova kvara hladnjaka. Simptomi uključuju:

• Neobične oscilacije (porast i pad) merača temperature na instrument tabli;
• Vidljiva isparenja ili miris dima koji dolaze ispod haube automobila;
• Bilo koja količina obojene tečnosti (rashladne tečnosti ili antifriza) koja se sakuplja ispod vozila;
• Vizuelno evidentirana rđa na komponentama rashladnog sistema.

Profesionalni mehaničar treba da pregleda sistem hlađenja i hladnjak ako bilo koji od ovih simptoma postane očigledan.

Preventivno održavanje

Kao i bilo kojoj drugoj komponenti vozila, i hladnjaku je potrebno redovno održavanje kako bi se osigurala njegova dugotrajnost i ispravan rad:

1. Zamenite creva hladnjaka svake tri godine ili na otprilike svakih 50.000 pređenih kilometara. Pošto su creva gumirana i mogu se vremenom isušiti i slomiti, nikada ne bi trebalo da prelaze veću kilometražu od navedene.
2. Redovno proveravajte nivo rashladne tečnosti. Ako nivo tečnosti primetno opada između provera, verovatno je došlo do curenja u sistemu za hlađenje. Važno je pažljivo praćenje, jer se sporije curenje ponekad teško otkriva (proverite da li su stezaljke zarđale i uverite se da je poklopac hladnjaka u ispravnom položaju).
3. Promenite rashladnu tečnost na svakih 30.000 kilometara kako biste uklonili nečistoće iz hladnjaka i creva. Tako ćete spreči rđanje komponenata i omogućiti hladnjaku radijatoru da radi sa vrhunskim performansama tokom celokupnog životnog veka.
4. Uvek koristite odgovarajuću rashladnu tečnost. Koristite samo rashladne tečnosti specifične za vašu marku i model automobila, i ne mešajte rashladne tečnosti.