Wykrywanie wycieków płynu chłodzącego w oleju silnikowym

Płyn chłodzący i olej regulują ciepło i tarcie w silniku, dzięki czemu może on pracować zgodnie z wymaganiami. Jednakże olej i płyn chłodzący muszą być od siebie oddzielone, w przeciwnym razie uszkodzą silnik. Około 40% wszystkich możliwych do uniknięcia, przedwczesnych awarii silnika można przypisać problemom związanym z układem chłodzenia, a wiele z nich jest spowodowanych mieszaniem oleju i płynu chłodzącego.

Gdy usterka mechaniczna lub korozja tworzy przejście między układem chłodzenia a olejem silnikowym, zmiany temperatury i ciśnienia będą przesuwać płyn chłodzący i olej tam i z powrotem przez otwór. Kiedy glikol chłodzący przedostaje się do oleju, reakcja chemiczna atakuje łożyska silnika i zagęszcza olej. Olej w płynie chłodzącym zaburza zdolność układu chłodzenia do odprowadzania ciepła z silnika, co może powodować powstawanie dodatkowych otworów. Problemy te będą się pogłębiać i ostatecznie silnik ulegnie awarii.

Analiza oleju może wykryć płyn chłodzący w oleju silnikowym nawet na bardzo niskim poziomie. Wczesne rozwiązanie problemu wycieków płynu chłodzącego zapobiegnie uszkodzeniu silnika, znacznie obniży koszty napraw i zapobiegnie nieoczekiwanym przestojom.

Co powoduje wewnętrzny wyciek płynu chłodzącego?

Istnieje kilka różnych sytuacji, w których może wystąpić wewnętrzny wyciek płynu chłodzącego.

• Przegrzanie silnika – często jest spowodowane wadliwym termostatem, wyciekiem płynu chłodzącego lub wadliwym elektrycznym wentylatorem chłodzącym. Gdy silnik się przegrzeje, rozszerzalność cieplna może zgnieść lub uszkodzić część uszczelki głowicy, umożliwiając przedostanie się płynu chłodzącego do silnika przez głowicę cylindra.

• Pęknięty płaszcz chłodzący - uszkodzenie głowicy cylindra i/lub bloku silnika umożliwia przepływ płynu chłodzącego do komory spalania i umożliwia przedostanie się gazów spalinowych do układu chłodzenia. Płyn chłodzący w komorze rozcieńczy olej do punktu, w którym nie jest on w stanie ochronić tłoka i pierścieni przed zużyciem. Wystarczająco duży wyciek płynu chłodzącego może spowodować zablokowanie silnika.

• Uszkodzona chłodnica oleju - płyn chłodzący przedostaje się do silnika przez chłodnicę oleju. Uszkodzona chłodnica oleju może doprowadzić do przedostania się znacznej ilości płynu chłodzącego do skrzyni korbowej i zaatakowania łożysk korbowodu i poprzecznych, co prowadzi do awarii łożysk i całkowitej wymiany silnika.

• Zużyte uszczelnienia - podobnie jak pęknięcia w płaszczu chłodzącym, zużyta uszczelka głowicy, uszczelnienie wewnętrzne cylindra lub uszczelnienie wtryskiwacza pozwolą na przepływ płynu chłodzącego do oleju silnikowego.

• Układ recyrkulacji spalin (EGR) - wyciek w układzie recyrkulacji spalin wprowadza płyn chłodzący do czystego powietrza wpływającego do cylindra, które przedostaje się do oleju silnikowego poprzez przedmuch. Ponadto płyn chłodzący może uszkodzić lub przylegać do zaworu układu recyrkulacji spalin i zakłócić jego działanie.

Jak mogę stwierdzić, czy mam wewnętrzny wyciek płynu chłodzącego?

Istnieje kilka sposobów analizy płynów, które zazwyczaj umożliwiają wykrycie płynu chłodzącego w oleju i odwrotnie:

• Spektrometria emisyjna plazmy sprzężonej indukcyjnie (ICP) za pomocą normy/metody ASTM D5185 - przyrządy ICP określają ilościowo stężenie określonych pierwiastków metalicznych w oleju, które mogą być wykorzystywane do wykrywania metali zużywalnych i dodatków w oleju. Metoda ta jest stosowana do wykrywania sodu i potasu, które są solami nośnymi inhibitorów chłodziwa. W przypadku obecności jednego lub obu elementów, może dojść do wycieku płynu chłodzącego. W przypadku obecności miedzi, ołowiu i/lub cyny wraz z sodem i potasem oznacza to, że płyn chłodzący atakuje łożyska. Zaleca się natychmiastowe badanie w celu zapobieżenia awarii silnika. Test ten jest wystarczająco precyzyjny, aby wykryć początkowe etapy wycieku płynu chłodzącego przed normalną diagnostyką.

• Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) za pomocą normy/metody ASTM E2412 – przyrządy FTIR wykrywają poziom glikolu obecnego w oleju poprzez pomiar światła podczerwonego pochłoniętego przez glikol. Jednakże wysoka obecność wody i/lub sadzy zniekształca wyniki i może wskazywać na wynik fałszywie dodatni lub fałszywie ujemny.

• Glikol według ASTM D2982 - ten podstawowy test glikolowy jest powszechnie stosowany do wykrywania glikolu poprzez wywołanie reakcji chemicznej, która zmienia barwę oleju/roztworu chemicznego, jeśli glikol jest obecny. Zazwyczaj uzyskuje się to poprzez dodanie tabletki do próbki oleju. Jednakże, wartości glikolu w oleju silnikowym mogą być fałszywie  ujemne, ponieważ silniki pracują w wysokich temperaturach, a glikol ma tendencję do wypalania się. Można uzyskać również wyniki fałszywie pozytywne w nowym oleju z powodu niewielkich ilości glikolowych produktów ubocznych obecnych w nieużywanym oleju.

• Chromatografia jonowa (IC) według ASTM D5827 - Zaawansowane testowanie płynu chłodzącego umożliwia wykrywanie obecności gazów spalinowych w płynie chłodzącym poprzez IC. Jeśli gazy spalinowe przedostają się do układu chłodzenia, płyn chłodzący również przedostaje się do oleju. Produkty uboczne spalania obniżają pH, powodując zakwaszenie płynu chłodzącego i korozję układu chłodzenia.

Kroki, które należy podjąć, jeśli analiza płynów określa, że w oleju znajduje się płyn chłodzący:

1. Jeżeli wyciek jest niewielki, należy obserwować spadek poziomu płynu chłodzącego i/lub wzrost poziomu oleju.

2. Przeprowadzić próbę ciśnieniową płynu chłodzącego, aby upewnić się, że nie występuje spadek ciśnienia płynu chłodzącego.

3. Jeśli diagnostyka wskazuje na wystąpienie problemu, może być to spowodowane nieszczelną uszczelką głowicy, pękniętą głowicą/blokiem, nieszczelną chłodnicą oleju, zużytymi uszczelkami wewnętrznymi cylindra lub nieszczelną uszczelką wtryskiwacza. Po ustaleniu przyczyny należy opróżnić i przepłukać system(y) przed wymianą niezbędnych części.

4. Sprawdzić układ chłodzenia, aby upewnić się, że posiadasz właściwy płyn chłodzący, termostat, węże i wentylator chłodzący. Należy również sprawdzić, czy zawór układu recyrkulacji spalin nie wymaga wymiany.

Autor zdjęcia: By Filipograf - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=35939664