Układ chłodzenia do ciężarówek, autobusów i vanów MAN / Mercedes

Układ chłodzenia jest kluczowy dla niezawodności i trwałości każdej ciężarówki, autobusu i samochodu dostawczego MAN lub Mercedes. Silniki spalinowe osiągają wysoką wydajność przy dużym obciążeniu, jednak wiąże się to ze znacznym wydzielaniem ciepła. Układ chłodzenia zapewnia kontrolowane odprowadzanie tego ciepła, dzięki czemu silnik i powiązane podzespoły pracują w bezpiecznych granicach temperatur. Gdy układ chłodzenia nie działa prawidłowo, szybko dochodzi do poważnych uszkodzeń silnika oraz nieoczekiwanych przestojów. W Braem znajdziesz szeroki asortyment części chłodniczych, dzięki którym obsługa i naprawy mogą być wykonywane profesjonalnie i trwale.

Funkcja układu chłodzenia w pojeździe

Układ chłodzenia reguluje temperaturę pracy silnika, odprowadzając ciepło powstające w wyniku spalania. W przeciwnym razie ciepło to uszkodziłoby silnik poprzez przegrzanie. Podczas spalania w cylindrach powstają wysokie temperatury. Bez chłodzenia elementy takie jak głowica cylindrów, tłoki, wał korbowy oraz blok silnika mogą ulec odkształceniu. Przy zbyt wysokiej temperaturze pracy olej silnikowy traci swoje właściwości smarne, co może doprowadzić do zatarcia silnika. Zatarcie powoduje poważne uszkodzenia i często jest nieodwracalne.

Współpraca z silnikiem oraz ogrzewaniem kabiny

Wymiana ciepła to proces, w którym energia cieplna jest przenoszona z ciała lub ośrodka o wyższej temperaturze do ciała lub ośrodka o niższej temperaturze, aż do osiągnięcia równowagi termicznej. Technicznie może się to odbywać trzema mechanizmami. Przez przewodzenie (po angielsku conduction) ciepło jest transportowane przez materiał w wyniku bezpośredniego kontaktu. Metalowy pręt ogrzewany z jednej strony przewodzi ciepło na drugą stronę, aż temperatura pręta się wyrówna. Wymiana ciepła może zachodzić także przez konwekcję (po angielsku convection). Wtedy ciepło jest przenoszone przez przepływające medium, takie jak ciecz lub gaz. Trzeci sposób to promieniowanie (po angielsku radiation). W tym przypadku ciepło jest przekazywane za pośrednictwem fal elektromagnetycznych. Nie wymaga to kontaktu ani medium — energia przemieszcza się bezpośrednio w przestrzeni. Najlepszym przykładem jest słońce. Podsumowując, ciepło zawsze przepływa z wyższej temperatury do niższej. Zdolność przenoszenia ciepła zależy od różnicy temperatur, rodzaju i powierzchni materiału oraz właściwości medium. Układ chłodzenia silnika wykorzystuje przede wszystkim przewodzenie i konwekcję do przenoszenia ciepła, z niewielkim udziałem promieniowania.

Przewodzenie: Blok silnika jest wyposażony w kanały chłodzące, przez które może przepływać płyn chłodzący. Pompa wody zamontowana na bloku silnika tłoczy płyn chłodzący przez kanały chłodzące, dzięki czemu ciepło z gorących elementów silnika jest przekazywane do płynu chłodzącego. W efekcie silnik się schładza. Jest to przenoszenie ciepła poprzez bezpośredni kontakt między metalowymi powierzchniami a płynem chłodzącym.

Konwekcja: Podgrzany płyn chłodzący jest przez pompę wody tłoczony przewodami i wężami płynu chłodzącego do chłodnicy płynu chłodzącego. Chłodnica ta jest zamontowana przed silnikiem w pojeździe. Gdy pojazd jedzie, powietrze z atmosfery jest napierane na chłodnicę zgodnie z kierunkiem jazdy. Powietrze przepływa wzdłuż cienkich żeber chłodzących i cienkich metalowych rurek, z których zbudowana jest chłodnica, i odbiera ciepło od płynu chłodzącego pochodzącego z silnika. W ten sposób ciepło z płynu chłodzącego przejmowane jest przez strumień powietrza, a płyn ulega schłodzeniu. Schłodzony płyn chłodzący jest następnie poprzez pompę wody i przewody tłoczony z powrotem do silnika, dzięki czemu proces przewodzenia opisany powyżej może rozpocząć się ponownie.

Promieniowanie: W mniejszym stopniu nagrzane elementy silnika emitują ciepło do otoczenia poprzez swoją powierzchnię. Promieniowanie odgrywa niewielką rolę w porównaniu z przewodzeniem i konwekcją.

Woda rozszerza się pod wpływem ogrzewania, przez co zajmuje więcej miejsca. Zbiornik wyrównawczy zamontowany na górze chłodnicy kompensuje rozszerzanie i kurczenie się płynu chłodzącego przy zmianach temperatury, dzięki czemu ciśnienie w układzie chłodzenia pozostaje bezpieczne i stałe.

Ogrzewanie kabiny działa głównie na zasadzie konwekcji. Ciepły płyn chłodzący pochodzący z silnika jest przez przewody, które stanowią część obiegu płynu chłodzącego silnika, tłoczony przez tę samą pompę wody do nagrzewnicy. Powietrze z zewnątrz jest zasysane przez silnik ogrzewania (który w rzeczywistości jest wentylatorem) przez filtr kabinowy, oczyszczający powietrze zewnętrzne, a następnie przepychane przez nagrzewnicę. Płyn chłodzący oddaje ciepło temu powietrzu, które jest następnie wdmuchiwane do kabiny. W ten sposób temperatura w kabinie wzrasta. Aby umożliwić regulację tej temperatury, w obiegu płynu chłodzącego zamontowany jest zawór nagrzewnicy. Jest on sterowany przez układ sterowania w kabinie. Zawór nagrzewnicy określa w ten sposób wymagany przepływ ciepłego płynu chłodzącego potrzebny do uzyskania zadanej temperatury.

Najważniejsze elementy układu chłodzenia powietrza doładowującego i układu klimatyzacji

Zasada wymiany ciepła jest wykorzystywana jeszcze w 2 innych procesach.

Układ powietrza doładowującego i wpływ na moc silnika

W wyniku sprężania mieszanki paliwo zapala się dzięki wysokiej temperaturze sprężonego powietrza podczas suwu pracy silnika. Moc silnika zależy od ilości paliwa, jaką można spalić w określonym czasie. Im więcej powietrza znajduje się w cylindrach, tym więcej paliwa można efektywnie spalić. Stopień napełnienia pokazuje, ile powietrza faktycznie trafia do cylindrów w porównaniu z maksymalną objętością. Jeśli możemy zwiększyć ten stopień napełnienia, możemy podnieść moc silnika. Działanie sprężające turbosprężarki powoduje wzrost stopnia napełnienia. Aby jeszcze bardziej zoptymalizować stopień napełnienia, powietrze pochodzące z turbosprężarki jest schładzane przez intercooler. Schłodzone powietrze kurczy się objętościowo. Dzięki temu do cylindrów może i faktycznie trafia więcej powietrza. Zasysane powietrze pochodzące z obudowy filtra powietrza jest sprężane przez turbosprężarkę i tłoczone przewodami powietrza doładowującego do intercoolera. Intercooler jest zamontowany przed chłodnicą płynu chłodzącego. Gdy pojazd jedzie, powietrze z atmosfery jest napierane na intercooler zgodnie z kierunkiem jazdy. Powietrze przepływa wzdłuż cienkich żeber chłodzących i cienkich metalowych rurek, z których zbudowany jest intercooler, i odbiera ciepło od powietrza pochodzącego z turbosprężarki. Po schłodzeniu powietrze jest transportowane przewodami i elastycznymi łącznikami do kolektora dolotowego, skąd trafia do cylindrów silnika.

Układ klimatyzacji to układ chłodzenia powietrza, w którym ciepło z kabiny jest przenoszone do powietrza zewnętrznego.

Chłodzenie klimatyzacją działa zgodnie z zasadą przenoszenia ciepła i przemian fazowych czynnika chłodniczego. Układ przenosi energię z cieplejszej strefy (u nas w kabinie) do chłodniejszej strefy (u nas na zewnątrz) poprzez zamknięty obieg chłodniczy. Sprężarka klimatyzacji spręża gazowy czynnik chłodniczy, przez co rosną jego ciśnienie i temperatura. W wyniku różnic ciśnień czynnik chłodniczy przemieszcza się przewodami klimatyzacji do skraplacza, który jest zamontowany z przodu pojazdu przed intercoolerem. Gdy pojazd jedzie, powietrze z atmosfery jest napierane na skraplacz zgodnie z kierunkiem jazdy. Powietrze przepływa wzdłuż cienkich żeber chłodzących i cienkich metalowych rurek, z których zbudowany jest skraplacz, i odbiera ciepło od gorącego sprężonego gazu czynnika chłodniczego. W rezultacie gaz czynnika chłodniczego skrapla się do postaci cieczy. Następnie zawór rozprężny zamontowany w obiegu czynnika powoduje gwałtowny spadek ciśnienia i temperatury czynnika chłodniczego. Czynnik ten przepływa do parownika, który jest zamontowany przy kabinie lub w kabinie. Silnik ogrzewania (wentylator) przepycha ciepłe powietrze znajdujące się w kabinie przez parownik, dzięki czemu krążący w nim czynnik chłodniczy pochłania ciepło i odparowuje do postaci gazu. W efekcie temperatura w kabinie spada. Gaz niskociśnieniowy wraca do sprężarki klimatyzacji i cykl może rozpocząć się ponownie.

Chłodnica płynu chłodzącego https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/koelvloeistof-radiator/koelvloeistof-radiator, intercooler https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/intercooler/intercooler, skraplacz https://www.braem.com/nl/vrachtwagen-onderdelen/koelsysteem/airco-systeem/condensor oraz przepływy powietrza

Dla prawidłowego działania chłodnicy płynu chłodzącego, intercoolera i skraplacza powietrze musi przepływać przez nie poprzecznie. Gdy pojazd jedzie z określoną prędkością, dzieje się to automatycznie. Jednak gdy pojazd jedzie zbyt wolno lub pracuje na biegu jałowym, przepływ powietrza jest zbyt mały, aby wystarczająco chłodzić silnik. Spada stopień napełnienia silnika, przez co nie można już zagwarantować żądanej mocy. Układ klimatyzacji nie działa optymalnie. W takim przypadku drugi przepływ powietrza jest wytwarzany przez wentylator zamontowany między chłodnicą płynu chłodzącego a silnikiem, który podczas pracy wymusza przepływ powietrza przez wymienniki ciepła. W silnikach ciężarówek jest on zazwyczaj montowany na silniku za pomocą sprzęgła wiskotycznego. To sprzęgło poślizgowe reguluje prędkość obrotową wentylatora w zależności od zapotrzebowania na chłodzenie. Osłona wentylatora zamontowana z tyłu chłodnicy płynu chłodzącego kieruje powietrze do komory silnika.

Typowe zużycie i rozpoznawalne problemy w różnych układach chłodzenia

Chłodzenie silnika

Przy źle działającym chłodzeniu silnika może dojść do przegrzania lub zatarcia silnika. Chłodnica płynu chłodzącego może się zapchać, tracić płyn chłodzący przez nieszczelności oraz rdzewieć. Wraz z przepływem powietrza kurz i piasek mogą powodować zapychanie chłodnicy. Węże połączeniowe oraz przewody mogą pękać i twardnieć, przez co uszczelnienie przestaje spełniać swoją funkcję. Wentylatory mogą się odkształcać pod wpływem ciepła silnika. Sprzęgło wiskotyczne traci swój płyn lub ulega wewnętrznemu zużyciu.

Układ powietrza doładowującego

Rdzeń intercoolera wykazuje pęknięcia, nieszczelności i rdzę. Węże i przewody intercoolera przeciekają. Wraz z przepływem powietrza kurz i piasek mogą zapychać intercooler.

Układ klimatyzacji

Sprężarka klimatyzacji to pompa z łożyskowaniem. Jest podatna na zużycie i przeciążenia. Wraz z przepływem powietrza kurz i piasek mogą zanieczyszczać skraplacz. W wyniku problemów z kondensacją parownik może rdzewieć. Węże i przewody klimatyzacji ulegają nieszczelnościom.

Zużycie ogólne

Wszystkie elementy chłodzenia są narażone na uszkodzenia wibracyjne. Wskutek ciągłego rozszerzania się pod wpływem ogrzewania lub kurczenia podczas chłodzenia elementy podlegają zmęczeniu cieplnemu. Powoduje to powstawanie pęknięć i rys. Przepływ powietrza sprawia, że błoto, piasek i inne zanieczyszczenia brudzą wymienniki ciepła, przez co się zapychają i tracą swoją efektywność.

Typowe sygnały ostrzegawcze przy nieprawidłowo działających procesach

Wiele parametrów różnych układów chłodzenia jest mierzonych przez czujniki. Wyniki są widoczne na desce rozdzielczej poprzez kontrolki ostrzegawcze. Przy przegrzaniu silnika wskaźnik temperatury rośnie zbyt wysoko i zapala się kontrolka ostrzegawcza. Silnik traci moc i zużywa więcej paliwa. Może też pracować nierówno. Może przejść w tryb awaryjny lub nawet zgasnąć. Płyn chłodzący może wyciekać, tworząc zielone, różowe lub niebieskie kałuże pod pojazdem. Wtedy spada poziom płynu chłodzącego i zaczyna świecić odpowiednia kontrolka na desce rozdzielczej. Wyciekający płyn chłodzący ma silny, słodki zapach. Źle działające ogrzewanie dmucha zimnym powietrzem do kabiny, mimo że silnik jest ciepły. Silnik ogrzewania nie włącza się lub pracuje bez przerwy. Źle działająca klimatyzacja nie chłodzi wystarczająco. Słychać klikający dźwięk przy włączaniu, a zapach jest stęchły. Źle działający układ intercoolera daje przede wszystkim objawy związane z osiągami i zachowaniem silnika.

Znaczenie terminowej i profilaktycznej obsługi układu chłodzenia

Zapobiega kosztownym uszkodzeniom silnika spowodowanym przegrzaniem. Zmniejsza ryzyko unieruchomienia. Zapewnia stałą temperaturę silnika, także w korkach, przy dużym obciążeniu i w upalne dni. Wydłuża żywotność silnika. Zwiększa niezawodność pojazdu, a tym samym bezpieczeństwo w ruchu drogowym i na placu budowy. Zapobiega wewnętrznej korozji oraz osadzaniu się kamienia i szlamu w elementach chłodzenia. Gwarantuje wydajność wymienników ciepła.

Naprawa lub wymiana elementów chłodzenia

Elementy chłodzenia są naprawiane lub wymieniane w zależności od rodzaju usterki, niezawodności po naprawie oraz bilansu kosztów i korzyści. Naprawa ma sens, jeśli element jest konstrukcyjnie nadal sprawny, a naprawa jest niezawodna i trwała. Elementy wymagają wymiany, gdy są podatne na zużycie, wykazują usterki wewnętrzne oraz gdy naprawa nie daje gwarancji niezawodności.

Układy chłodzenia dostosowane do ciężkich zastosowań

Im większe i dłuższe obciążenie, tym solidniej musi być wyposażony układ chłodzenia. W gorącym klimacie i przy ciężkiej pracy stosuje się większą chłodnicę, co zwiększa wydajność chłodzenia. Termostat silnika reguluje temperaturę pracy silnika, sterując przepływem płynu chłodzącego. Termostat ten sprawia, że silnik szybko osiąga temperaturę roboczą, utrzymuje silnik w stałej i optymalnej temperaturze. Zapobiega zarówno przegrzaniu, jak i zbyt chłodnej pracy silnika. Termostat jest zaprojektowany na wybraną temperaturę, nazywaną także temperaturą otwarcia. Gdy w wyniku pracy silnika płyn chłodzący nagrzeje się do tej wybranej temperatury, termostat otwiera inne obiegi chłodzenia. Uruchamia to przepływ płynu chłodzącego do obwodów dodatkowych, dzięki czemu chłodzenie jest realnie zwiększane. W ciężko obciążanych ciężarówkach stosuje się dlatego termostat o niższej temperaturze otwarcia, aby zwiększone chłodzenie było uruchamiane szybciej.

Praktyczne wskazówki z doświadczenia przy obsłudze układu chłodzenia

Obieg płynu chłodzącego i powiązany układ ogrzewania

• Sprawdź jakość znajdującego się płynu chłodzącego. Jeśli płyn chłodzący nie spełnia wymagań, wymień go na nowy. W tym celu spuść stary płyn chłodzący, następnie przepłucz obieg i napełnij go nowym płynem chłodzącym. Odpowietrz obieg i upewnij się, że znajduje się w nim wystarczająca ilość płynu chłodzącego. Sprawdź szczelność wszystkich węży i przewodów połączeniowych, złączy oraz uszczelnień, aby płyn chłodzący nie mógł wyciekać z układu. W razie potrzeby wymień węże, przewody, złącza i uszczelnienia.
• Sprawdź zbiornik wyrównawczy pod kątem pęknięć i odkształceń. Sprawdź chłodnicę płynu chłodzącego oraz nagrzewnicę pod kątem zapchania. W razie potrzeby wymień je na nowe elementy. Sprawdź działanie termostatu, pompy wody, wentylatora oraz sprzęgła wiskotycznego. Sprawdź wypływ ciepła z ogrzewania wnętrza. Sprawdź, czy zawór nagrzewnicy prawidłowo otwiera się i zamyka w zależności od żądanej temperatury w kabinie.
• Obieg intercoolera
• Sprawdź szczelność wszystkich węży i przewodów połączeniowych, złączy oraz uszczelnień, aby powietrze nie mogło wyciekać z układu. W razie potrzeby wymień węże, przewody, złącza i uszczelnienia. W razie potrzeby wyczyść z zewnątrz łagodnym odtłuszczaczem. Wyczyść wnętrze obiegu powietrzem. Sprawdź, czy intercooler nie jest zapchany. Zrób to, mierząc spadek ciśnienia powietrza. Sprawdź, czy intercooler nie jest poprzecznie zapchany. Intercooler otrzymuje powietrze pochodzące z turbosprężarki. To powietrze doładowujące zawiera drobną mgłę olejową, która jest usuwana przez separator oleju. Sprawdź działanie tego separatora oleju.
• Obieg klimatyzacji
• Sprawdź szczelność wszystkich węży i przewodów połączeniowych, złączy oraz uszczelnień, aby czynnik chłodniczy nie mógł wyciekać z układu. W razie potrzeby wymień węże, przewody, złącza i uszczelnienia. Sprawdź ciśnienie i poziom czynnika chłodniczego. Sprawdź prawidłową cyrkulację czynnika chłodniczego poprzez pomiar i obserwację. Sprawdź poprzeczne zabrudzenie skraplacza i parownika. Wymień filtr kabinowy. Uzupełnij czynnik chłodniczy w prawidłowy sposób. Sprawdź poprawne działanie na podstawie strumienia zimnego powietrza w kabinie. Sprawdź działanie sprężarki klimatyzacji.

Wartość dodana Braem w zakresie części chłodniczych

Braem dysponuje rozbudowanym magazynem części chłodniczych do ciężarówek, autobusów i samochodów dostawczych MAN oraz Mercedes. Dzięki szybkiej dostępności i wiedzy technicznej naprawy mogą być wykonywane sprawnie.

Klienci wybierają Braem, ponieważ:

• Dobra jakość dzięki rzetelnej kontroli jakości
• Wsparcie techniczne przy demontażu i montażu
• Szybka dostawa w Europie i poza nią
• Przejrzyste warunki gwarancji i zwrotów

Niezawodny układ chłodzenia jest niezbędny do profesjonalnego wykorzystania pojazdu. Dzięki odpowiednim częściom i fachowej wiedzy silnik pozostaje chroniony przed przegrzaniem i pracuje wydajnie. Układ klimatyzacji zapewnia komfort kierowcy.