• Podzespoły układu chłodzenia, które w przeciągu ostatnich lat zostały zmodyfikowane lub dostosowane do rosnących wymogów związanych z wydajnością silników spalinowych.
• Tester diagnostyczny stosowany przy sprawdzaniu poprawności działania układu chłodzenia – poznaj funkcje, przebieg wybranych testów. 
• Innowacyjne rozwiązania stosowane w nowoczesnych modelach samochodów: 2 oddzielne termostaty w Audi, elektryczne pompy cieczy chłodzącej w BMW, moduł termiczny w Volswagenie.
• Jak dostosować układ chłodzenia do współpracy z automatyczną skrzynią biegów? Case study wprost z warsztatu. 

Poszczególne rozwiązania zastosowane w zmodyfikowanych układach chłodzenia mogą różnić się budową ze względu na specyfikę danego producenta, jednak w wielu przypadkach koncepcja oraz zasada działania pozostają takie same. Dodatkowo w tekście przy każdym podzespole objaśniono działania, jakie można wykonać z użyciem testera diagnostycznego.

Termostat

W wielu współczesnych układach chłodzenia coraz częściej stosuje się już 2 termostaty. Takie rozwiązanie pozwala bowiem na lepszą regulację obiegów cieczy chłodzącej, a także na zmniejszenie czasu potrzebnego na osiągnięcie temperatury roboczej jednostki napędowej. W benzynowych silnikach 1.4 TFSI, które są stosowane w Audi, termostaty są zamknięte we wspólnej obudowie. Dwa indywidualne obiegi płynu chłodzącego są oddzielone od siebie specjalną przepustnicą – taki podział zapewnia szybsze ogrzanie bloku silnika przy jednoczesnym utrzymaniu niższej temperatury głowicy.

Specyficzna budowa układu chłodzenia jednostki 1.4 TFSI i zastosowanie oddzielnych termostatów pozwoliło na osiągnięcie znacznej różnicy temperatur między blokiem a głowicą silnika. Dodatkowo sam układ podzielono na obiegi podrzędne, co spowodowało rozbudowanie obiegu płynu chłodzącego oraz konieczność jego napełniania i odpowietrzania za pomocą urządzenia diagnostycznego. Obecność zaawansowanych programów zarządzania temperaturą silnika spowodowała konieczność zastosowania termostatów, które są kontrolowane za pośrednictwem sygnału ze sterownika silnika. Tego typu termostaty, zwane fazowymi, mają zintegrowany rezystor grzewczy, który jest zespolony z parafinowym elementem termorozszerzalnym (ilustracja 1).

źródło: M. Leśniewski

Ilustracja 1. Budowa termostatu fazowego.

Prąd doprowadzany jest do rezystora przy większym obciążeniu silnika, lub gdy prędkość obrotowa jednostki napędowej przekracza zakres 3000 obr/min – 4000 obr/min, powodując wcześniejsze otwarcie termostatu. Dzięki regulacji termostatu bazującej na sygnale ze sterownika, schłodzenie silnika do wymaganej temperatury jest znacznie szybsze niż w przypadku tradycyjnego termostatu.

W przypadku termostatu za pomocą testera diagnostycznego można:

• napełnić i odpowietrzyć rozbudowany układ chłodzenia,
• przeprowadzić test funkcjonowania termostatu fazowego,
• odczytać kody usterek dotyczące termostatu fazowego.

Pompa cieczy chłodzącej

W nowoczesnym silniku może być ona napędzana mechanicznie za pomocą paska zębatego lub paska wieloklinowego, a w niektórych jednostkach wielocylindrowych (V6, V8) – za pośrednictwem przekładni zębatej. Pompy cieczy o napędzie elektrycznym wykorzystuje się powszechnie do wspomagania funkcji obiegu chłodzenia w pojazdach z napędem zarówno klasycznym, jak i hybrydowym oraz jako pompy główne układu chłodzenia.

Mechaniczny napęd, wykorzystujący pasek zębaty, jest w wielu silnikach realizowany przez pasek rozrządu. Już więc wymiana zestawu rozrządu może wymagać przeprowadzenia procedury napełnienia układu chłodzenia z wykorzystaniem testera diagnostycznego. Natomiast w przypadku napędu hybrydowego, z pompą elektryczną pełniącą rolę głównej pompy cieczy chłodzącej (nie jest podzespołem wspomagającym obieg cieczy), następuje integracja ze specjalnym sterownikiem, który odpowiada za nadzór nad mocą pompy i prędkością obrotową. Jak już nadmieniono, pompy cieczy o napędzie elektrycznym pełnią funkcję wspomagającą w układzie chłodzenia. 

Pozwalają na przepływ płynu do wielu podzespołów silnika wtedy, gdy wydajność głównej pompy jest niewystarczająca lub pompa nie działa (silnik spalinowy jest wyłączony). Tego typu pompy mogą być wykorzystywane do obniżenia temperatury:

• głowicy,
• turbosprężarki,
• chłodnicy powietrza doładowującego
• lub oleju w automatycznej skrzyni biegów.

Elektryczna pompa układu chłodzenia może pełnić również funkcje pompy głównej jak to ma miejsce np. w niektórych benzynowych jednostkach BMW (silniki N20, N52, N54, N63) i pracować niezależnie od prędkości obrotowej silnika. Wracając jednak do pomp cieczy o napędzie mechanicznym, czyli tych powszechnie stosowanych w układach chłodzenia silników spalinowych, warto zwrócić uwagę na konstrukcje pomp, które mogą pracować ze zmienną wydajnością.

Zaadaptowanie funkcji, która pozwala na kontrolowanie wydajności pompy, polega na zastosowaniu specjalnej przysłony wirnika pompy. Ruch posuwisto-zwrotny przysłony, który odbywa się w osi wirnika, jest kontrolowany przez sterownik silnika, a w fazie rozgrzewania jednostki napędowej pozycją przysłony steruje specjalny elektromagnetyczny nastawnik. Natomiast kiedy silnik jest zimny, przysłona wirnika pompy ogranicza cyrkulację płynu chłodzącego, co powoduje skrócenie czasu potrzebnego na rozgrzanie silnika. Następnie, wraz ze wzrostem temperatury silnika nastawnik przesuwa przysłonę, całkowicie odsłaniając wirnik, co wiąże się z pełnym przepływem płynu chłodzącego w pompie.

Tester diagnostyczny sprawdza działanie pompy cieczy 

W przypadku pompy cieczy chłodzącej za pomocą testera diagnostycznego można:

• sprawdzić poziom napięcia zasilania nastawnika pompy cieczy o zmiennym wydatku,
• odczytać w sterowniku silnika pamięć diagnostyczną, która dotyczy sekcji obiegowych pomp elektrycznych,
• uruchomić funkcje testujące elektryczną pompę obiegową.

Moduł termiczny w układzie chłodzenia

Coraz częściej konstruktorzy silników spalinowych łączą poszczególne podzespoły układu chłodzenia we wspólnej obudowie kompaktowego modułu termicznego. Przykładem są turbodoładowane silniki benzynowe o wtrysku bezpośrednim (jednostki TFSI o pojemnościach 2.0 i 1.8) koncernu Volkswagena. Niemiecki producent powszechnie stosuje w nich moduły termiczne, które zawierają pompę cieczy chłodzącej, zawory suwakowe, termostat i siłownik napędu zaworów (ilustracja 2).

źródło: M. Leśniewski

Ilustracja 2. Budowa modułu termicznego stosowanego w układach chłodzenia silników 1.8/2.0 TFSI koncernu VW.

Zastosowanie takiego modułu – wraz z odpowiednim przystosowanym obiegiem płynu chłodniczego w bloku i głowicy – pozwoliło zredukować czas osiągnięcia temperatury roboczej silnika oraz aktywowanie programów, które zapobiegają przegrzaniu się głowicy lub turbosprężarki. Praca modułu termicznego jest kontrolowana przez sterownik jednostki napędowej, który nie tylko realizuje zapisany program termicznej regulacji silnika. Uwzględnia także sygnały z poszczególnych czujników temperatury silnika, dostosowując położenie zaworów suwakowych, które sterują przepływem cieczy chłodzącej.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Wyposażenie warsztatów

Pierwsze kroki z testerem Boscha: KTS 560

Dynamiczny rozwój motoryzacyjnych technologii i postępująca cyfryzacja elektronicznych systemów w pojazdach stawia przed warsztatem wielomarkowym szczególne warunki w kwestii obsługi serwisowej pojazdu. 

Diagnostyka

Układ zapłonowy diagnozowany testerem BOSCHa

Elektroniczne układy zapłonowe współczesnych silników benzynowych nie wymagają już tak skomplikowanej obsługi serwisowej jak ich odpowiedniki z lat 70. i 80. ubiegłego wieku, czyli mechaniczne układy stykowe.

Diagnostyka

Bosch KTS 560 w warsztacie

Obsługa i naprawa zgodne ze specyfikacją producenta, inteligentne rozwiązywanie problemów serwisowych, efektywna diagnostyka sterowników i systemów pojazdu to możliwości, które doceni każdy warsztat, kiedy rozpocznie pracę z testerem Bosch KTS 560 i oprogramowaniem ESI[tronic] Evolution. 

Odpowiednie zaprogramowanie modułu pozwala na dostosowanie układu chłodzenia do współpracy z automatyczną skrzynią biegów. Dzięki temu możliwe stało się osiągnięcie optymalnej temperatury oleju w aucie z automatyczną skrzynią biegów (przy znacznie krótszym czasie rozgrzewania oleju). W przypadku modułu termicznego w układzie chłodzenia za pomocą testera diagnostycznego można:

• odczytać pamięć kodów usterek modułu termicznego,
• zweryfikować działanie modułu za pomocą dedykowanej funkcji, wykonując np. „test nastawnika zaworów suwakowych”, w którym sprawdzane jest działanie mechanizmu sterującego ruchem obrotowym zaworów,
• odpowietrzyć układ chłodzenia
• i wysterować zawory suwakowe, celem dokładnego napełnienia układu.

Żeby warsztat mógł skutecznie obsługiwać i naprawiać nowoczesny układ chłodzenia, musi posiadać profesjonalny moduł diagnostyczny. Możliwości testera nie mogą ograniczać się tylko do odczytu kodów usterek – musi on zapewnić pełne wsparcie techniczne i dostęp do procedur serwisowych, które przewiduje producent naprawianego pojazdu. Narzędziem, które umożliwi warsztatowi serwisowanie najbardziej zaawansowanych układów pojazdu (w tym nowoczesnych układów chłodzenia), może być moduł diagnostyczny firmy Bosch typu KTS 560. Dzięki funkcjonalności oprogramowania ESI[tronic] Evolution pozwala on przeanalizować wartości rzeczywiste poszczególnych parametrów i w przejrzysty sposób przedstawić je w postaci liczbowej lub graficznej (ilustracja 3).

źródło: M. Leśniewski

Ilustracja 3. Czytelność poszczególnych parametrów rzeczywistych podawanych przez tester diagnostyczny Bosch KTS 560 sprawia, że są łatwe do odczytania nawet w trakcie jazdy próbnej.

Podczas pracy z testerem Bosch KTS 560 szczególną uwagę zwraca wszechstronna funkcjonalność tego urządzenia. Urządzenie po skomunikowaniu się ze sterownikami diagnozowanego pojazdu jest gotowy do realizowania wszystkich procedur, które wiążą się z serwisowaniem układu chłodzenia. Mechanik nie musi manualnie wybierać poszczególnych podzespołów, których mają dotyczyć czynności obsługowe – tester robi to automatycznie.

Prześledźmy tę funkcję w oparciu o konkretny przypadek warsztatowy, który dotyczy pojazdu Audi Q5 z 2016 r., wyposażonego w silnik V6 3.0 TDI o mocy 180 KW. Audi z silnikiem 3.0 TDI i układem sterowania Bosch EDC17 ma specjalny zawór pneumatyczny obiegu płynu chłodniczego, który znajduje się między blokiem a głowicą. Jego zadaniem jest skrócenie czasu rozgrzania jednostki napędowej. Nie każdy mechanik wie o istnieniu takiego zaworu, więc może ten podzespół pominąć i dokonać błędnej diagnozy.

Oprogramowanie ESI[tronic] Evolution, na którym opiera się KTS 560, posługuje się jednak algorytmami, które identyfikują podzespoły układu chłodzenia wymagające realizacji funkcji testu oraz adaptacji pod kątem obsługiwanego pojazdu. W opisywanym przypadku, dotyczącym pojazdu Audi Q5, w zakładce „Diagnoza” programu ESI[tronic] Evolution dostępne są wszystkie zdefiniowane procedury – w tym procedura weryfikująca działanie nastawnika zaworu głowicy (ilustracja 4).

źródło: M. Leśniewski

Ilustracja 4. Lista nastawników układu chłodzenia Audi Q5 3.0 TDI – która wyświetla się w zakładce „Diagnoza” oprogramowania testera Bosch KTS 560 – jest kompletna i obejmuje nastawnik w głowicy silnika.

Nastawnik zaworu głowicy w Audi Q5 został tu wspomniany celowo, ponieważ wiele budżetowych testerów nie jest w stanie zidentyfikować tego podzespołu. Takie urządzenia mają więc znacznie ograniczoną funkcjonalność. Poza wspomnianą weryfikacją działania nastawnika zaworu głowicy z użyciem KTS 560 można przeprowadzić testy siłownika regulującego temperaturę silnika (czyli termostatu fazowego), wysterować wentylatory chłodnicy, uruchomić przekaźniki niskiego i wysokiego stopnia ogrzewania, a także zainicjować pracę elektrycznej pompy obiegowej (ilustracja 5).

źródło: M. Leśniewski

Ilustracja 5. Testy nastawników z użyciem urządzenia Bosch KTS 560 można wykonać w układach: zasilania, chłodzenia, doładowania, oczyszczania spalin, smarowania.

Wszystkie przedstawione powyżej testy pozwalają zweryfikować prawidłowe działanie podzespołów układu chłodzenia i skutecznie pomóc w diagnostyce. Jeśli jednak pojawiają się sytuacje, które wymagają dodatkowego wsparcia i uzupełnienia wiedzy technicznej, warto skorzystać z zakładki „Podręczniki”. Informacje zawarte w tym module pozwalają poznać:

• lokalizację poszczególnych komponentów,
• procedury ich demontażu
• i zasadę działania.

Co więcej, zakres funkcjonalności modułu „Podręczniki” docenią diagności samochodowi, ponieważ jego zawartość rozszerzono o przydatne wskazówki dotyczące techniki pomiarowej. W Audi Q5 3.0 TDI układ chłodzenia wspomagany jest elektrycznymi pompami obiegowymi. Jeżeli zajdzie konieczność przeprowadzenia pomiaru tych podzespołów, wystarczy w zakładce „Wyszukiwarka” wpisać hasło „pompa elektryczna”. Program ESI[tronic] Evolution wyświetli wszystkie zasoby związane z wyszukiwanym podzespołem, w tym dostęp do modułu „Podręczniki”, który zawiera takie dane (ilustracja 6). Informacje dotyczące techniki pomiarowej są rozszerzone o zestaw kodów usterek, które mogą być zarejestrowane przez sterownik silnika w przypadku awarii pompy.

źródło:  M.Leśniewski 

Ilustracja 6. Dane wyświetlane przez oprogramowanie testera Bosch KTS 560, które dotyczą badania elektrycznej pompy, zawierają wskazówki związane z pomiarami napięcia zasilania i sygnału masowego oraz rezystancji tego komponentu.

Reasumując, obsługa nowoczesnego układu chłodzenia bez wsparcia profesjonalnego modułu diagnostycznego staje się dziś praktycznie niemożliwa. Konsekwencje zignorowania procedur serwisowych mogą być bardzo poważne i w wielu wypadkach grozić ryzykiem zatarcia jednostki napędowej, spowodowanego jej przegrzaniem. Z użyciem urządzenia KTS 560 warsztat może zrealilizować prace, które pozwalają na kompleksową obsługę pojazdu (w tym układu chłodzenia) na poziomie ASO danej marki.

Dzięki dostępności stale aktualizowanych informacji serwisowych mechanik zyskuje możliwość wglądu do wszystkich niezbędnych procedur, które są wymagane przez producenta naprawianego pojazdu. Realizowanie tych procedur dzięki intuicyjnej strukturze programu ESI[tronic] Evolution odbywa się szybko, co pozwala zaoszczędzić cenny czas pracy warsztatu. Warto też pamiętać, że posiadanie profesjonalnego urządzenia do diagnostyki zwiększa konkurencyjność warsztatu oraz pozwala na wyrobienie dobrej marki, która przyciąga nowych klientów.

Źródło: Materiały redakcyjne