Chłodzenie na różne sposoby

Trochę „chłodnej” teorii

Czym jest chłodnica samochodowa? W największym skrócie jest to rodzaj wymiennika ciepła używanego do chłodzenia pracujących w nich silników. W przeważającej większości rozwiązań, ma on formę panelu złożonego z poziomych lub pionowych cienkich rurek oraz odprowadzającego ciepło ożebrowania z cienkiej blachy. Najczęściej stosowanym medium chłodzącym jest ciecz w postaci wodnego roztworu glikolu etylenowego. Dodatkowo przez panel chłodnicy przepływa powietrze – samoistnie w czasie jazdy, lub jego przepływ jest wymuszany za pomocą wentylatora podczas postoju pojazdu. Chłodnice dobiera się odpowiednio do pojemności silnika oraz jego konstrukcji. Chodzi o to, aby nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach zapewnić odpowiednią temperaturę cieczy chłodzącej (poniżej punktu wrzenia). Z drugiej zaś strony konstrukcja układu chłodzącego samochodu nie pozwala na nadmierne przechłodzenie silnika: poniżej temperatury 80 st. C termostat zamyka przepływ cieczy chłodzącej przez chłodnicę. Tyle teorii. Czas na przedstawienie zalet i wad najczęściej montowanych typów chłodnic samochodowych.

Mechanicznie i na okrągło

Jeszcze do niedawna najczęściej spotykane w popularnych samochodach, były mechanicznie składane chłodnice z okrągłymi rurkami. W opinii fachowców miały one tylko jedną zaletę, którą była ... ich niska cena. Poza tym wyliczają oni same wady, wśród których najistotniejszą stanowiła konstrukcja. Ze względu na okrągły przekrój rurek, powierzchnia chłodnic oddająca bezpośrednio ciepło jest bardzo mała. Poza tym ze względu na stosunkowo niewielką sztywność całej konstrukcji, mechanicznie składane chłodnice były narażone na niekontrolowane rozszczelnienia powodowane drganiami pochodzącymi od silnika. Poważny minus stanowiły również uszczelki rurek – wielu producentów stosowało tańsze materiały. Te ostatnie zaś, ze względu na przyspieszony czas starzenia, nie zapewniały odpowiedniej szczelności powodując, iż wycieki płynu chłodzącego były na porządku dziennym.

Mechanicznie, ale z owalem

Ten rodzaj chłodnic samochodowych, mimo iż również wytwarzanych mechanicznie, wykazuje się znacznie większą skutecznością w porównaniu z wyżej omówionymi odpowiednikami. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta. Dzięki zastosowaniu rurek o przekroju owalnym (spłaszczonych), znacznie zwiększyła się powierzchnia bezpośrednio oddająca ciepło. Niestety mechanicznie składane chłodnice, poza niezaprzeczalną zaletą w postaci zastosowanych w nich owalnych rurek, są obarczone również takimi samymi wadami jak ich odpowiedniki z rurkami okrągłymi. A zatem ich minus stanowi niewielka sztywność całej konstrukcji oraz kwestia odpowiedniego uszczelnienia rurek, czytaj: zastosowania nie starzejących się (zbyt szybko) elementów gumowych.

Spiekanie z o-ringiem

W przypadku tych chłodnic, owalne rurki są trwale zespolone z lamelami oraz aluminiowymi bokami. Te ostatnie stanowią swego rodzaju podstawy, do których montowane są plastikowe zbiorniki chłodnicy, do uszczelnienia zaś stosowane są uszczelki gumowe typu o-ring. Chłodnice spiekane cechuje również duża sztywność i wytrzymałość nawet na znaczne wibracje silnika, stąd też są one często montowane w samochodach z jednostkami wysokoprężnymi. Niestety pomimo wielu zalet mają również jedną poważną wadę – jest nią wysoki koszt ich wytwarzania. Do produkcji chłodnic spiekanych wymagane są bowiem drogie specjalistyczne urządzenia, które muszą być obsługiwane przez wykwalifikowanych, a przez to również lepiej opłacanych pracowników.

Aluminium, bez gumy i tworzyw

I wreszcie czwarty typ chłodnic samochodowych, które są wytwarzane z wysokogatunkowego aluminium bez użycia elementów wykonanych z gumy i tworzyw sztucznych. Charakteryzują się one zarówno wysoką zdolnością do oddawania ciepła, jak i znaczną sztywnością i wytrzymałością. Chłodnice aluminiowe są montowane fabrycznie w samochodach wysokich klas, najczęściej wyposażonych w bardzo wysilone silniki. Znajdziemy je np. w Audi A8 6.0 V12, z jednostką napędową generująca moc 450 KM. Nic zatem dziwnego, iż chłodnice aluminiowe znajdują się także w samochodach rajdowych. Do tych ostatnich są one wytwarzane w niewielkich seriach, a często wręcz „na miarę”, czyli pod zadaną moc silnika.