Od 100% proizvedene toplotne energije dobijene sagorijevanjem goriva u motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem iskoristi se samo 1/3. Druga se prenosi na okolinu sa izduvnim gasovima i direktnim zračenjem motora, a preostalu trećinu mora da preuzme sistem za hlađenje motora, odnosno rashladna tečnost i motorno ulje. Ako izuzmemo male dvotaktne i četvorotaktne motore kosilica za travu, motornih testera, motocikala i neke starije modele automobila, koji se hlade vazduhom, svi savremeni motori koji su ugrađeni u putničke automobile i komercijalna vozila, opremljeni su sistemima za hlađenje tečnim fluidima. Kao tečni fluid u sistemima za hlađenje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem najveću primjenu ima voda zbog brojnih prednosti: jeftina je, neotrovna, nezapaljiva, ima visoke vrijednosti specifične toplote i provodljivosti toplote, ima nisku viskoznost. Voda ima i određene nedostatke kao što su: visoka tačka mržnjenja (0 °C) i visoka vrijednost koeficijenta širenja prilikom prelaska u čvrsto stanje (kada se zamrzne), kao i niska temperatura ključanja (100 °C)… Voda dobro rastvara soli i gasove koji u sistemu za hlađenje izazivaju pjenjenje, koroziju i nastajanje kamenca i ostalih naslaga. Za hlađenje veoma opterećenih motora Formule 1, koji imaju veliku specifičnu snagu, koristi se skoro čista voda, gdje s obzirom na uslove rada nedostaci vode ne do1aze do izražaja. Međutim, motorna vozila koja se koriste u toku cijele godine, odnosno motori sa unutrašnjim sagorijevanjem kod kojih je sistem za hlađenje stalno napunjen rashladnom tečnošću moraju biti zaštićeni od negativnih uticaja vode kroz duži vremenski period i u svim uslovima eksploatacije vozila.

Za hlađenje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem kao tečni rashladni fluid koriste se rastvori glikola (najčešće monoetilen glikol ili monopropilen glikol), vode i inhibitora. U zavisnosti od odnosa glikol - voda, dobijaju se različite temperature mržnjenja i ključanja rastvora. Važno je znati da čist glikol (monoetilen glikol) ima tačku mržnjenja na minus 12°C, a tačku ključanja na 197°C. Dodavanjem glikola u vodu temperatura mržnjenja rastvora opada i dostiže minus 60°C kod odnosa 60% glikola i 40% vode, a zatim povećavanjem udjela glikola ponovo raste do tačke mržnjenja čistog glikola od minus 12°C. Prema tome, pripremom mješavine glikola i vode u odgovarajućem odnosu možemo postići zaštitu od mržnjenja sve do minus 60°C - objasnio nam je profesor dr Pero Dugić, sa Tehnološkog fakulteta u Banjoj Luci i dodao da rashladna tečnost u motoru ima puno više funkcija od njegovog rashlađivanja i zaštite od mržnjenja. Nažalost, na našem tržištu mnogi „antifrizi“ su upravo samo to što im samo ime kaže: „anti-friz“ - zaštita od mržnjenja. Sistemi za hlađenje motora sadrže elemente od različitih konstrukcionih materijala, kao što su čelik, mesing, sivi liv, bakar, aluminijum, legure za lemljenje (neki dijelovi hladnjaka su spojeni lemljenjem), a dijelovi rashladnog sistema povezani su gumenim cijevima. Takođe, rashladna tečnost je u kontaktu sa zaptivnim materijalima između bloka i glave motora. Zato tečni fluidi za hlađenje motora moraju biti kompatibilni sa svim navedenim materijalima, odnosno ne smiju izazivati koroziju istih niti smiju izazivati bubrenje ili skupljanje gumenih cijevi i sintetičkih zaptivnih materijala (zaptivača). Rashladni fluid mora da bude optimalno formulisan, odnosno da pruža potpunu zaštitu svim vrstama konstrukcionih materijala rashladnog sistema i to, ne kratkotrajno, nego permanentno u toku najmanje tri godine ili 100.000 km.

Rashladna tečnost za motore sa unutrašnjim sagorijevanjem mora da obezbijedi:

- zaštitu od mržnjenja na niskim temperaturama okoline

- zaštitu od pregrijavanja kod maksimalno opterećenog motora i kod visokih temperatura okoline - zaštitu od korozije svih metala rashladnog sistema

- kompatibilnost sa gumenim cijevima i zaptivnim elementima - smanjenu mogućnost stvaranja pjene

- smanjenu mogućnost pojave kavitacije

- dug životni i radni vijek same rashladne tečnosti i svih elemenata rashladnog sistema

- mogućnost recikliranja.

- Na domaćem tržištu mogu se naći već pripremljene rashladne tečnosti (najčešće sa oznakom -40) koje predstavljaju rastvor glikola i vode u odnosu 1:1 sa odgovarajućim inhibitorima. Ove rashladne tečnosti se koriste direktno bez razblaživanja sa vodom i pružaju zaštitu od mržnjenja do minus 40°C. Sve rashladne tečnosti moraju obavezno da budu obojene (zeleno, plavo, crveno, ljubičasto…) u zavisnosti od kvalitetnog nivoa. Boju nekada propisuju i pojedini proizvođači motornih vozila), da bi se spriječilo neželjeno gutanje s obzirom da je glikol otrovan. Osim gotove rashladne tečnosti mogu se nabaviti i koncentrovane rashladne tečnosti (najčešće pored komercijalnog naziva stoji oznaka 100). Ove tečnosti se prije upotrebe moraju obavezno razblažiti sa demineralizovanom vodom na željenu koncentraciju prema tabeli miješanja koju proizvođači redovno daju na etiketi pakovanja proizvoda. Ove koncentrovane rashladne tečnosti sadrže veću koncentraciju inhibitora korozije i monoetilen-glikol, a sadržaj vode je ispod 5% - kazao je profesor dr Pero Dugić.

Zamjenu rashladne tečnosti treba vršiti redovno od dvije do pet godina u zavisnosti od kvalitetnog nivoa, u skladu sa preporukom proizvođača automobila. Za ponovno punjenje treba koristiti isključivo tip rashladne tečnosti koji preporučuje proizvođač motornog vozila kako ne bi došlo do oštećenja motora i pripadajućih dijelova rashladnog sistema. Nakon zamjene rashladne tečnosti stara tečnost se ne smije bacati u kanalizaju, odnosno vodotoke. Korišćena rashladna tečnost mora se predati organizacijama koje su osposobljene i registrovane za sakupljanje sekundarnih sirovina, a ove organizacije će staru rashladnu tečnost vratiti proizvođaču na recikliranje. Na taj način doprinosimo zaštiti naše okoline i štedimo prirodne resurse, koji će biti potrebni i budućim generacijama.

OZNAKE

Na našem tržištu su najzastupljenija vozila proizvođača iz grupacije Volkswagen/Audi/Seat i Škoda, a njihove oznake kvaliteta rashladnih tečnosti su:

- G11 (plavo-zeleni, VW TL 774C, OAT sa silikatima)

- G12 (crveni, VW TL 774D, OAT bez silikata)

- G12+ (pink, VW TL 774 F, OAT bez silikata)

- G12++ (pink, VW TL 774G, OAT sa sniženom koncentracijom silikata)

- G13 (ljubičasti, VW TL 774J, MEG-glicerol, OAT sa sniženom koncentracijom silikata, period zamjene četiri godine).

Rashladne tečnosti Gll i G12 se ne smiju miješati, a ostale mogu, ali će zaštita od korozije biti nešto slabija.

RASHLADNI SISTEM AUTOMOBILA

Rashladni sistem automobila sličan je ljudskom organizmu. Njegovo srce je centrifugalna pumpa, koža je termostat, ekspanziona posuda je stomak, a hladnjak su pluća. Savremeni rashladni sistemi motora sa unutrašnjim sagorijevanjem su zatvoreni sistemi sa prinudnom cirkulacijom, a srce tog sistema je centrifugalna pumpa najčešće pogonjena remenskim prenosom sa motora, tako da prati broj obrtaja motora, jer je sa povećanjem snage motora potrebno odvesti veću količinu toplote razvijene u motoru. Motori modernih putničkih automobila opremljeni su pumpama velikog kapaciteta, koje mogu da obezbijede protok rashladne tečnosti od 300 litara u minuti, uz najviši pritisak u sistemu do oko 1,3 bara. U praksi najčešće korišćeni odnos glikola i vode od 1:1 ima temperaturu ključanja između 110 i 112°C kod atmosferskog pritiska, dok u zatvorenom sistemu vladaju nešto viši pritisci. Istovremeno, tačka ključanja ove mješavine dostiže vrijednosti od oko 120 °C.

TERMOSTAT

U okviru rashladnog sistema veoma bitan dio je termostat. To je bimetalom regulisani ventil koji je u početku rada motora zatvoren i ne dozvoljava rashladnoj tečnosti da protiče kroz hladnjak kako bi se što prije postigla radna temperatura motora. Kada temperatura rashladne tečnosti u samom motoru (u kanalima oko cilindara i u glavi) dostigne odgovarajuću vrijednost (najčešće 80°C), termostat se postepeno otvara i uspostavlja cirkulacija kroz hladnjak, odnosno kroz kompletan rashladni sistem motora. Korištenjem nekvalitetne rashladne tečnosti usljed korozije i formiranih naslaga na pokretnim dijelovima termostata mogući su problemi u njegovom radu.

- Neotvaranje ili prekasno otvaranje ventila termostata izaziva pregrijavanje motora

- Ako termostatski ventil ostaje stalno u otvorenom položaju motor radi veoma dug vremenski period ispod optimalne radne temperature i pri tome se troši više goriva. Dio goriva nepotpuno izgara i prodire u uljno punjenje pri čemu dolazi do razređenja ulja (sniženje viskoznosti ulja)

EKSPANZIONA POSUDA

Zadatak ekspanzione posude u rashladnom sistemu je da kompenzuje promjene zapremine rashladne tečnosti do kojih dolazi usljed promjene temperature i da održava pritisak u sistemu u zadatim vrijednostima preko sigurnosnog ventila sa dvostrukim djelovanjem (pritisak-vakuum) u čepu posude.

HLADNJAK

Hladnjak, čija je osnovna konstrukcija sačinjena od metala koji su dobri provodnici toplote (bakar, mesing, aluminijum), smješten je na prednjem dijelu vozila i preko velike kontaktne površine predaje toplotnu energiju struji vazduha, a ohlađena rashladna tečnost se vraća u kanale za hlađenje motora i preuzima novu količinu toplote.

ŠTETNA KOROZIJA

Osim opasnosti od mržnjenja, pri čemu može doći do pucanja bloka motora, rashladni sistem ugrožava i spor, ali veoma štetan proces, odnosno korozija. Voda i rastvoreni kiseonik iz vazduha su osnovni agensi koji izazivaju koroziju metala koja je, uglavnom, elektrohemijske prirode. S obzirom na to da se rashladni sistem sastoji od različitih metala kao što su: sivi liv, mesing, aluminijum, bakar, legura za lemljenje, nastaju višeelektrodni spregovi različitih vrijednosti potencijala, jer su svi metali u kontaktu preko elektrolita-rashladne tečnosti. Takođe glikol se postepeno hemijski razgrađuje, a nastali produkti degradacije su organske kiseline (glikolna, oksalna, ugljenična, mravlja), koje snižavaju pH-vrijednost rashladne tečnosti i pojačavaju koroziono djelovanje. Hloridi, sulfati i bikarbonati iz vode izazivaju koroziju dijelova rashladnog sistema koji su izrađeni od gvožđa, bakra i aluminijuma. Krajnji rezultat korozionog djelovanja rahladne tečnosti su pojave šupljina na pojedinim dijelovima sistema i gubitak rashladne tečnosti curenjem.

NEPOŽELJNA PJENA

Nastajanje pjene u rashladnom sistemu je nepoželjno jer gasovita faza ima mnogo manju provodljivost toplote i lošije hlađenje. Takođe, parna faza u rashladnoj tečnosti, usljed oštre promjene temperature, pritiska ili smicanja, pri kondenzaciji stvara ogromne lokalne pritiske koji izazivaju mikroskopska oštećenja površine (implozija mjehurića). Ova pojava se naziva kavitacija.