Víčko chladiče po varu kapaliny: funkce, kontrola a hledání příčiny přehřívání

Víčko chladiče není pouze obyčejný kryt plnicího hrdla. Je zodpovědné za udržování ideálního tlaku v chladicím systému motoru, za omezení úniku chladicí kapaliny a za správnou spolupráci s expanzní nádobkou při zahřívání a ochlazování motoru.

Pokud motor mizí chladicí kapalinu, dostává se k červenému poli, kapalina vystříkla z expanzní nádobky nebo jsou části chladiče výrazně rozdílně teplé, může být problém ve víčku chladiče, ale také ve vodní pumpě, termostatu, chladiči, hadicích, ventilátoru nebo v těsnění pod hlavou válců.

Jakou úlohu má víčko chladiče

Objem chladicí kapaliny se mění v závislosti na její teplotě. Tyto změny v uzavřené přetlakové chladicí soustavě zachycuje vyrovnávací (expanzní) nádobka.

Víčko chladiče bude regulovat tlak v systému chladiče tak, aby byl dosažen správný tlak a byl úměrný objemu motoru.

U uzávěru chladiče je tomu však jinak. Tato součást je zodpovědná za udržování ideálního tlaku v chladicím systému motoru, nejen za zamezení rozlití chladiče/chladicí kapaliny.

Přetlakový ventil umožňuje zvýšit tlak v chladicí soustavě. Díky vyššímu tlaku se zvyšuje bod varu chladicí kapaliny a kapalina může pracovat při teplotách nad 100 °C, aniž by okamžitě začala vřít.

Co se děje při zahřívání motoru

U kapalinového chlazení je přebytečné teplo z motoru odváděno kapalinou, proudící dutinami vytvořenými v hlavě a bloku válců.

Chladicí kapalina se od horkých stěn motoru ohřívá. Přes soustavu potrubí a spojovacích hadic se dostává do chladiče, kde je ochlazována vzduchem proudícím přes chladič.

Proudění neboli cirkulaci chladicí kapaliny podporuje obvykle oběhové čerpadlo a proudění chladícího vzduchu přes chladič ventilátor chlazení.

Při zahřívání kapalina zvětšuje svůj objem a v systému roste tlak. Jakmile tlak dosáhne hodnoty, na kterou je víčko nastavené, přetlakový ventil se otevře a část kapaliny nebo páry je vytlačena do expanzní nádobky.

Je důležité, aby se chladicí kapalina v chladiči nerozlila.

Správně fungující víčko tedy nepouští kapalinu do expanzní nádobky „příliš brzy“, ale až po dosažení předepsaného tlaku. Pokud se ventil otevírá při příliš nízkém tlaku, může kapalina unikat do expanzní nádobky předčasně a motor může začít pracovat s nedostatečnou rezervou proti varu.

Co se děje při ochlazování motoru

Při ochlazování, tj. při poklesu teploty motoru, se objem chladicí kapaliny zmenšuje.

Při ochlazování vytlačený objem par a vzduchu uvnitř chladicí soustavy chybí.

Podtlakový ventil ve víčku musí umožnit nasátí kapaliny zpět z expanzní nádobky do chladiče. Pokud tento ventil nefunguje, kapalina může zůstat v expanzní nádobce a chladič se po vychladnutí nenaplní.

Vadný podtlakový ventil může způsobit také deformaci a zborcení tenkých stěn chladiče.

Typickým příznakem může být expanzní nádobka plná nebo přeplněná, zatímco v chladiči po vychladnutí kapalina chybí. Samotná hladina v expanzní nádobce proto nemusí dokazovat, že je celý chladicí systém správně naplněný.

Jaké hodnoty tlaku může víčko mít

V dostupném materiálu je pro přetlakový ventil uveden rozsah 50 až 200 kPa. U moderních motorů bývá přetlakový ventil nejčastěji nastaven na maximální tlak 140 kPa a snese pracovní teplotu cca 120 °C.

Hodnoty 0,8 až 1 MPa, tedy 800 až 1000 kPa, jsou výrazně vyšší než uvedený rozsah 50 až 200 kPa. Víčko proto není vhodné tlakovat na odhadovanou hodnotu. Správný tlak musí odpovídat konkrétnímu motoru a být ověřen podle označení víčka, servisní dokumentace nebo údajů výrobce.

Víčko chladiče se nemá nahrazovat víčkem s vyšším tlakem jen proto, aby se problém dočasně neprojevoval. Vyšší tlak může zatížit chladič, hadice, těsnění a spoje a může urychlit vznik úniku.

Jak víčko chladiče zkontrolovat

Nejbezpečnější je provést kontrolu speciální zkoušečkou víček chladicí soustavy. Zkoušečka umožní ověřit tlak, při kterém se otevře přetlakový ventil, a také funkci podtlakového ventilu.

Tlaková zkouška celého okruhu může odhalit netěsnost hadic, chladiče, vodní pumpy, termostatu, těsnění nebo jiných spojů.

Samotné tlakování okruhu pumpičkou není vhodný způsob domácího určování správného tlaku víčka. Pumpičkou lze při nesprávném postupu vytvořit tlak, který neodpovídá provozním podmínkám a může poškodit součásti systému.

Víčko lze po demontáži prohlédnout, ale vizuální kontrola nemusí odhalit slabou pružinu, netěsné gumové těsnění ani zadrhávající ventil.

• Zkontrolujte, zda není těsnění popraskané, ztvrdlé nebo deformované.
• Zkontrolujte, zda není víčko zkorodované nebo mechanicky poškozené.
• Zkontrolujte, zda se ventil volně pohybuje.
• Ověřte tlak víčka zkoušečkou.
• Porovnejte naměřenou hodnotu s předepsanou hodnotou výrobce.
• Prověřte také funkci podtlakového ventilu.

Pokud je víčko staré, poškozené nebo jeho tlak neodpovídá předpisu, bývá jeho výměna jednodušší a levnější než hledání závady pouze podle projevů. Nové víčko však musí mít správný tlak a správný typ těsnění.

Bezpečný postup při kontrole

Nikdy nesundávejte víčko chladiče, pokud motor běží nebo je zahřátý.

Vypněte motor a počkejte, dokud nevychladne. Při snímání víčka chladiče dbejte maximální opatrnosti. Použijte látku a pomalu jím otáčejte proti směru hodinových ručiček až do první zarážky.

I když motor neběží, víčko chladiče nebo vypouštěcí zátku nesnímejte, pokud je motor a chladič horký.

Ventilátor může být v chodu, i když motor neběží, aby vás otáčející se listy ventilátoru nezranily.

Pokud se ukazatel teploty dostane do červené zóny během jízdy, bezpečně zastavte, vypněte klimatizaci, nechte motor chladnout a neotvírejte žádné víčko.

Pokud uniká pára, motor okamžitě vypněte.

V případě poruchy a většího úniku chladicí kapaliny by bylo velkou chybou okamžité doplnění studené vody do horkého, nebo dokonce přehřátého motoru a k tomu ještě za klidu motoru.

Takový postup může způsobit prasknutí litinové hlavy válců, spojené s nákladnou a někdy i neřešitelnou opravou.

Víčko chladiče a expanzní nádobka

Expanzní nádobka může být součástí uzavřeného systému, ve kterém víčko chladiče zůstává na plnicím hrdle chladiče, nebo může být sama vybavena tlakovým uzávěrem. Konstrukce se liší podle konkrétního vozidla.

U systému s víčkem na chladiči musí být hadice mezi chladičem a expanzní nádobkou průchodná a těsná. Pokud je hadice prasklá, ucpaná nebo netěsná, kapalina se nemusí správně přesouvat oběma směry.

Při zahřívání se kapalina přes přetlakový ventil dostává do nádržky. Při ochlazování se má vlivem podtlaku vracet zpět do chladiče.

Pokud kapalina do expanzní nádobky proudí, ale nevrací se zpět, je nutné prověřit víčko, hadici a případné netěsnosti. Příčinou však může být také vzduch v systému nebo tlak vznikající ve válcích motoru.

Rozdíl mezi vadným víčkem a těsněním pod hlavou

Vadné víčko může způsobit únik kapaliny, předčasné otevření přetlakového ventilu, špatné nasávání kapaliny z expanzní nádobky nebo přetlak v systému.

Podobné projevy ale může způsobit i těsnění pod hlavou válců. Spaliny pronikající do chladicí soustavy mohou vytlačovat kapalinu do expanzní nádobky, vytvářet bubliny, zvyšovat tlak v hadicích a způsobovat přehřívání.

Negativní výsledek jednotlivého testu nemusí vždy vyloučit závadu těsnění pod hlavou. Závada se může projevit pouze při zatížení, při určité teplotě nebo při delším provozu.

Při podezření na pronikání spalin je vhodné provést test přítomnosti CO₂ v chladicí soustavě, tlakovou zkoušku systému, kontrolu kompresních tlaků a podle potřeby také kontrolu těsnosti válců.

Proč mohou být části chladiče rozdílně teplé

Pokud je jedna část chladiče studená a druhá velmi horká, může být příčinou problém s prouděním chladicí kapaliny.

Uvedený stav, kdy byla pravá půlka chladiče u pumpy studená a druhá horká, vede k podezření na vodní pumpu, omezenou průchodnost chladiče nebo vzduch v systému.

Vodní čerpadlo chladicí kapaliny je provedeno jako odstředivé nebo diagonální čerpadlo a je umístěno na bloku motoru.

Sací kanály čerpadla jsou spojeny jednak se spodní komorou tělesa termostatu a současně také pomocí pryžové hadice s dolní komorou chladiče.

Čerpadlo tlačí kapalinu do bloku motoru, kde kapalina prochází chladicími dutinami hlavy válců a bloku.

Pokud je oběžné kolo pumpy poškozené, uvolněné nebo opotřebované, může být průtok nedostatečný. Motor se pak při zatížení přehřívá, i když při klidné jízdě může teplota vypadat normálně.

Stejný projev může vzniknout při zanesení vnitřních trubek chladiče. Chladič potom není rovnoměrně využitý a některé části zůstávají studené.

Úloha termostatu

Chladicí kapalina při studeném motoru proudí pouze takzvaným malým okruhem.

Malý okruh vede chladicí kapalinu přes chladicí dutiny hlavy válců a může ji využívat také k vytápění kabiny vozidla.

Termostat řídí přechod z malého okruhu do velkého okruhu.

Po zahřátí termostatu se začne otevírat hlavní ventil a chladicí kapalina začne protékat také přes chladič.

Po zahřátí na teplotu, při které má termostat již plně otevřen hlavní ventil, přibližně při 95 °C, se také uzavře spodní ventil termostatu.

Chladicí kapalina již protéká pouze velkým okruhem přes chladič.

Termostat pak průběžně během chodu motoru za normálních podmínek obvykle udržuje teplotu chladicí kapaliny na výstupu z hlavy válců motoru na 90-95 °C.

Termostat, který zůstane zavřený, může způsobit rychlé přehřátí motoru, zatímco chladič zůstane studený. Termostat, který zůstane otevřený, naopak způsobí pomalé zahřívání motoru a nízkou provozní teplotu.

Pokud byl termostat nuceně vyjmut, může motor při běžné jízdě zůstávat příliš studený, ale při velkém zatížení nemusí být chlazení dostatečné. Samotné vyjmutí termostatu proto není spolehlivou opravou.

Vodní pumpa a její kontrola

Motor oběhne chladicí soustavou desetkrát až patnáctkrát za minutu.

Otáčky oběžného kola čerpadla bývají větší než otáčky motoru.

Nejčastěji se k pohonu čerpadla používá řemenový pohon - jednoduchý klínový, vícenásobný klínový, vícedrážkový nebo ozubený řemen.

Při pohonu rozvodů ozubeným řemenem jím také bývá nejčastěji poháněno i čerpadlo chlazení.

• Zkontrolujte, zda z oblasti pumpy neuniká chladicí kapalina.
• Prověřte stav a napnutí řemene pohonu čerpadla.
• Poslouchejte, zda pumpa nevydává neobvyklý hluk.
• Prověřte vůli ložiska, pokud je pumpa přístupná.
• Zkontrolujte průtok kapaliny po otevření termostatu.
• U pumpy s plastovým nebo lisovaným oběžným kolem ověřte, zda není oběžné kolo poškozené nebo uvolněné.

Kontrola průtoku se provádí pouze bezpečným postupem podle konstrukce konkrétního motoru. Nikdy neotvírejte horký tlakový systém.

Ventilátor a průchodnost chladiče

Chladič plní funkci výměníku tepla voda → vzduch.

Ventilátor chlazení zajišťuje proudění vzduchu přes chladič zejména při nízké rychlosti jízdy nebo při stání.

U větších motorů osobních automobilů, užitkových a nákladních automobilů, traktorů a samojízdných strojů se obvykle používají mechanicky poháněné ventilátory, ovládané prostřednictvím spojky ventilátoru.

Ventilátor může být poháněn elektricky, elektromagnetickou spojkou, viskózní spojkou nebo jiným systémem podle konstrukce motoru.

U viskózní spojky je v tělese spojky zásobní a pracovní prostor. Při studeném motoru je otvor ovládacího ventilu uzavřen.

Po zahřátí tělesa spojky a bimetalového elementu na nastavenou pracovní teplotu se ovládací ventil otevře a silikonový olej začne proudit do pracovního prostoru.

Čím je více otevřen ovládací ventil, tím více je oleje v pracovním prostoru. Tím se zmenšuje prokluz mezi hnací lamelou a tělesem spojky až na přibližně 5 %.

Při ochlazení a uzavření ovládacího ventilu bimetalovým elementem se silikonový olej opět načerpá do zásobního prostoru a ventilátor není poháněn.

Vadný ventilátor nebo spojka ventilátoru může způsobit přehřívání především při stání, v kolonách a při pomalé jízdě. Při rychlé jízdě může být proudění vzduchu dostatečné i bez správné funkce ventilátoru.

Mechanicky poškozené nebo zanesené žebrování chladiče výrazně zhoršuje odvod tepla, přičemž řidič si toho nemusí všimnout, dokud nepřijde zátěžová situace.

U náporového chlazení údržba spočívá především v udržování čistoty chladicích žeber.

Pokud dojde k jejich znečištění, lze podle situace provést vyfoukání stlačeným vzduchem, odmaštění a následné opatrné očištění.

Při použití tlakové vody je nutné vhodným zakrytím zabránit vniknutí vody do elektrického zařízení a palivové soustavy.

Žebra chladiče se nemají čistit tak, aby došlo k jejich ohnutí nebo uzavření průchodů vzduchu.

Vzduch v chladicí soustavě

Pokud je chladicí soustava zavzdušněná, kapalina nemusí správně proudit přes motor, chladič ani topení.

Vzduch může vzniknout po úniku kapaliny, po opravě, po nesprávném doplnění nebo při netěsnosti, kterou systém při ochlazování nasává vzduch.

Vzduchová kapsa může způsobit lokální přehřátí, nepravidelné proudění, kolísání teploty a výkyvy hladiny v expanzní nádobce.

Odvzdušnění se musí provést postupem předepsaným výrobcem konkrétního motoru. Některé systémy mají odvzdušňovací šrouby, jiné vyžadují nastavení topení, specifickou polohu vozidla nebo postupné doplňování při stanovené teplotě.

Chybějící kapalinu při denní údržbě doplňujeme zásadně pouze kapalinou doporučenou výrobcem motoru.

Není přípustné u moderních motorů používat například v letním období jako chladicí kapalinu pouze čistou měkkou vodu.

Správná kapalina a interval výměny

Chladicí kapalinou byla původně voda, ale ta se musela za mrazu vždy vypustit, aby nedošlo k roztržení chladicího pláště motoru a chladiče.

Velkou výhodou vody je vysoká chladicí účinnost způsobená její velkou tepelnou kapacitou 4,187 kJ·kg⁻¹·K⁻¹.

Moderní chladicí kapalina však kromě přenosu tepla zajišťuje také ochranu proti zamrznutí, korozi a tvorbě usazenin.

Interval výměny kapaliny se řídí manuálem konkrétního vozu. Orientačně se silikátové kapaliny mění zhruba po dvou letech, zatímco long-life varianty mohou vydržet až pět let.

Není vhodné míchat různé typy chladicích kapalin bez ověření jejich kompatibility. Nesprávná směs může poškodit těsnění, vytvořit usazeniny nebo snížit ochranu proti korozi.

Pokud je nutné kapalinu doplňovat příliš často, nechte systém zkontrolovat v odborném servisu.

Nejčastější příčiny přehřívání

• vadné nebo nesprávně nastavené víčko chladiče;
• ucpaná nebo netěsná hadice mezi chladičem a expanzní nádobkou;
• nízká hladina chladicí kapaliny;
• únik přes hadice, spony, chladič, pumpu nebo těsnění;
• vzduch v chladicí soustavě;
• termostat, který se neotevírá nebo se otevírá pozdě;
• poškozené či opotřebované oběžné kolo vodní pumpy;
• zanesený vnitřek chladiče;
• znečištěné nebo ohnuté chladicí lamely;
• nefunkční elektrický ventilátor nebo jeho spínač;
• vadná viskózní nebo elektromagnetická spojka ventilátoru;
• netěsné těsnění pod hlavou válců;
• prasklá hlava válců nebo blok motoru.

Na základě svých znalostí konstrukce a činnosti chladicí soustavy je nutné pokusit se najít příčinu, například přetržení řemene, silné zanesení povrchu chladiče nečistotami, nesprávnou činnost termostatu, přetlakového uzávěru, spínače elektrického pohonu ventilátoru, viskózní spojky nebo čerpadla chladicí kapaliny.

Praktický diagnostický postup

1. Nechte motor zcela vychladnout.
2. Zkontrolujte hladinu kapaliny v expanzní nádobce.
3. Ověřte, zda hladina odpovídá ryskám minima a maxima.
4. Prohlédněte hadice, spony, chladič, pumpu a okolí termostatu.
5. Zkontrolujte, zda kapalina neuniká nebo nezanechává barevné či bílé usazeniny.
6. Prověřte stav a průchodnost hadice mezi chladičem a expanzní nádobkou.
7. Ověřte správný typ a stáří chladicí kapaliny.
8. Proveďte tlakovou zkoušku celého systému.
9. Proveďte zkoušku víčka chladiče na správný otevírací a podtlakový tlak.
10. Zkontrolujte termostat, vodní pumpu, ventilátor a průchodnost chladiče.
11. Při přetrvávajícím úbytku kapaliny proveďte test spalin v chladicí soustavě.

Správná hladina je nutná podmínka, ale není dostačující. I při správné hladině může být chladič ucpaný, čerpadlo poškozené, termostat nefunkční nebo systém přetlakovaný spalinami.

Jak interpretovat chování motoru při jízdě

Pokud teplota při běžné jízdě zůstává nízká, ale při zatížení rychle stoupá k červenému poli, může být problém v nedostatečném průtoku kapaliny nebo v omezeném odvodu tepla.

Pokud teplota po ubrání plynu rychle klesne, může být chlazení na hranici účinnosti, případně může docházet k nepravidelnému proudění přes termostat, pumpu nebo chladič.

Přehřívání při stání nebo pomalé jízdě více odpovídá závadě ventilátoru, jeho spínače, pojistky, relé nebo spojky.

Tvrdé hadice krátce po nastartování studeného motoru mohou ukazovat na pronikání spalin do chladicí soustavy, ale samotná tvrdost hadic není dostatečným důkazem.

Vystřikování kapaliny z expanzní nádobky může být způsobeno vadným víčkem, přehřátím, zavzdušněním nebo tlakem spaliny. Rozhodující je měření a kontrola celého systému.

Rizika pokračování v jízdě

Chladicí kapalina odvádí z motoru obrovské množství tepla. Jakmile její hladina klesne nebo kapalina ztratí účinnost, teplota v bloku motoru začne stoupat nekontrolovaně.

Olejový film, který chrání pohyblivé díly, se při extrémním teple rozpadá.

Písty se tepelně roztáhnou a začnou dřít o stěny válců.

Chladicí kapalina může proniknout do oleje nebo přímo do válců, ložiska ztrácejí mazání, motor klepe a ztrácí výkon.

Výměna těsnění pod hlavou válců často znamená čtyři až sedm hodin práce, rovnání deformované hlavy válců, výměnu oleje, chladicí kapaliny a čištění celého okruhu.

Generální oprava motoru po přehřátí vyjde v českých servisech na 45 000 až 140 000 Kč.

Když se poškodí samotná hlava motoru, specializovaný český servis AGM počítá s náklady v řádu několika desítek tisíc korun jen za díl.

Při opakovaném přehřívání proto není rozumné pokračovat v jízdě pouze s novým víčkem bez ověření, zda se problém skutečně odstranil.

Co kontrolovat před delší jízdou

Základní vizuální kontrola a doplnění kapaliny je v silách každého řidiče.

• Motor musí být studený.
• Hladina kapaliny má být mezi ryskami.
• Hadice nesmějí být popraskané nebo poškozené.
• Spony a spoje nesmějí prosakovat.
• Chladič nesmí být výrazně zanesený.
• Řemen pohonu pumpy musí být správně napnutý a nepoškozený.
• Ventilátor musí pracovat podle konstrukce systému.
• Chladicí kapalina musí odpovídat specifikaci výrobce.
• Po opravě musí být systém řádně odvzdušněný.

Honda u modelu CR-V doporučuje kontrolovat hladinu chladicí kapaliny při každém tankování.

Pro většinu řidičů je realistický minimální standard kontrola před letními vedry, před delší cestou a u auta staršího deseti let výrazně častěji.

Sledovat pracovní teploty chladicí kapaliny motoru a v případě zjištění nesprávné činnosti chlazení přerušit jízdu nebo pracovní činnost.

Na základě zjištění stavu je nutné rozhodnout, za jakých podmínek lze pokračovat v práci a jízdě, zda je možné provést úpravu pro dojetí, nebo zajistit odtah vozidla či stroje.

tags: #vicko #chladice #po #vareni #kapaliny