4 Motor og motorsystem

Vi skal gjennomgå nokre av hovudkomponentane i kjølesystemet og sjå på korleis det verkar og korleis vi søkjer etter feil.

Eit tradisjonelt kjølesystem for ein vanleg 4-takts bilmotor består av:

• Topploket med kjølekanalar
• Kjølekanaler i motorblokka
• Termostat
• Vasspumpe
• Kjølevifte
• Radiatorlok med overtrykksventil
• Ekspansjonstank
• Kjøleribber og kanalar
• Radiator
• Kjølekanalar, eventuelt krane for kupé
• Kupéradiator/kupéselleverk
• Kupévifte

Eksempel på vasspumpe. Foto: Karl A. Wikse.

Nokre skilnader finst, men prinsippet er det same for alle kjølesystema. Skilnadene kan kan for eksempel vere at vasspumpa er driven av register eller kjølevifta er elektrisk.

Vi veit at kjølesystemet er driftsvarmt mellom 80 og 90 grader. Men kvifor kokar ikkje kjølevæska når temperaturen stig over 100 grader? Grunnen er trykket i systemet, om lag 1 bar. Det er ikkje vasspumpa som lagar dette trykket. Den får væska til å sirkulere utan å lage eit trykk. Det er temperaturstigninga som er årsak til trykket. Væske eller luft som blir oppvarma utvidar det seg. Er plassen avgrensa, aukar trykket. Slik er det også i eit kjølesystem. Trykket i systemet er på kring 1 bar, og derfor aukar kokepunktet til ca. 120 grader.

Dersom det går hol på for eksempel ein slange, fell trykket og vi får ei voldsom koking fordi temperaturen kan vere over 100 grader. Det kan skje svært fort. Derfor må vi også vere varsame med å ta av radiatorloket når motoren er varm.

Radiatorlok med ventil. Foto: Karl A. Wikse.

Inne i radiatorloket sit ein overtrykksventil som slepp ut luft dersom trykket stig over det kjølesystemtrykket som motorfabrikanten har sett. Vi ser fjøra på biletet til høgre. Når trykket i systemet blir høgare enn fjørpresset, trekkjer tettinga seg så mykje attende at luft kan sleppe ut. Når trykket kjem ned på rett nivå, stengjer ventilen igjen.

Kjølesystemet skal først og fremst kjøle ned motoren. Men det har også fleire andre oppgåver, for eksempel å få motoren fortast mogeleg driftsvarm og å transportere varmen rundt i motoren.

Korleis klarer kjølesystemet å få motoren fortast mogeleg driftsvarm? Ved å stengje termostaten kan kjølevæska berre sirkulere inne i primærkretsen som femner om motorblokk, topploket og kupéselleverket. Sirkulasjonen syter vasspumpa for. Det er i forbrenningskammeret at varmen blir produsert. Dersom det ikkje hadde vore sirkulasjon ville motoren blitt varmast mellom toppen og blokka, kring tennpluggen. Det blir 2000–2500 grader kring tennpluggen når bensin- og luftblandinga blir tend. Varmen må bort fort for at ikkje motoren skal bli for varm. Stål smeltar ved 1200 grader, så faren for havari uten skikkeleg kjøling er stor.

Hvis vi har kjølevæske i rørsle, vil varm væske transportere bort varme frå dei varmaste stadene og overføre varme til mindre varme stader. Det sikrar ein jamn temperatur på heile motoren.

Dei fleste metall er gode varmeleiarar. Blir for eksempel ein del av eit stålstykke varmt, blir etter kort tid heile stykket varmt. Har du prøvd å leggje ein del av ei stålstong inn i eit bål? Sjølv om berre ein firedel av stonga ligg i bålet vil du etter kort tid ikkje kunne ta i den delen som ligg utanfor bålet. Dette er ein av eigenskapene til metall. Tre har ikkje dei same eigenskapane. Legg du ein vedkubbe med ein firedel av kubben utanfor bålet, kan du utan problem ta i den delen av kubben som ligg utanfor bålet, sjølvnår resten av kubben er brend opp. Spesielt aluminium har svært god varmeleiingsevne. I kjølesystemet utnyttar vi den gode varmeleiingsevna til metalla. Radiatorane på bilar er laga av ein kombinasjon av stål, aluminium og plast. Plast leier ikkje mykje varme, men det veg lite.

Termostat. Foto: Karl A. Wikse.

Kjølesystemet er varmast øvst og kaldast nedst. I huset du bur er det varmast under taket og kaldast nede ved golvet. Slik er det alle stader der det er varmeutvikling. Sjølv med vasspumpe vil det vere temperaturskilnader i ein motor. Når termostaten føler at temperaturen er kring 85 grader, det varierer frå motor til motor, blir det opna for sirkulasjon ut til radiatoren. Varm kjølevæske går ut i radiatoren og går kring i små kjølekanalar som anten går vassrett eller loddrett. Til desse kanalane er det festa kjøleribber som «drar» varmen ut av kjølekanalen. Kjøleribbene blir avkjølte av fartsvinden på grunn av bilen si rørsle eller kjølevifta. Du har sikkert merka kor effektivt dette er dersom du har våte klede og står i vinden. Du blir fort kald.

Termostaten stengjer igjen dersom temperaturen kjem under den temperaturgrensa den er bygd for. Termostaten er i dei fleste tilfelle heilt mekanisk, men det finst også nokre med en elektrisk tilkopling der motorcomputeren kan overstyre opning eller lukking av termostaten. Inne i termostaten er det voks som blir varma opp av kjølevatnet. Når voksen blir varm, utvidar den seg og pressar stempelet ut frå voksen og termostaten opnar seg. Og motsett dersom temperaturen går ned.

Kva symptom kan oppstå ved feil på termostaten?

Ein termostat som ikkje verkar kan gi nokre uheldige konsekvensar som ofte blir diagnostiserte til å være noko anna. Det gjeld spesielt dersom den ikkje opnar seg. Dersom termostaten ikkje opnar seg, slepp ikkje den varme kjølevæska ut i radiatoren for å kjøle seg ned. Då held temperaturen fram med å stige til kjølevæska begynner å koke. I slike tilfelle blir ofte problemet diagnostisert til å vere ein defekt toppakning, kjølevifte som ikkje startar eller liknande.

Derom vi køyrer motoren så varm at kjølevæska kokar, kan topp-pakninga ryke. For sjølv om motoren er bygd for å tåle høge temperaturar, er det ei grense for hvor mykje den tåler. Og når væska kokar, blir ikkje varmen transportert bort frå der det er varmast og over til kaldare stader. Då er faren stor for at topploket får ein varig deformasjon.

Dersom termostaten ikkje lukkar seg, bruker motoren svært lang tid på å bli varm. Bilen bruker meir drivstoff enn vanleg. Det blir gjerne oppfatta som et motorstyringsproblem, og vi begynner å feilsøkje der.

Korleis feilsøkje?

Måling med laser. Vi måler temperaturen før og etter termostaten. Foto: Karl A. Wikse.

Det er viktig for ein bilmekanikar å vere vaken og spørje kunden eller kundemottakaren om kva problemet er før vi startar å feilsøkje. Hvis vi ut frå det mistenkjer at det er feil med termostaten, er det ein enkel måte å kontrollere den utan å demontere noko. Vi kan bruke temperaturmålar som måler ved hjelp av laserstråle, slik det er vist på biletet. Vi startar kontrollen med kald motor og måler på begge sidene av termostaten. Dersom temperaturen stig like mykje på begge sideene, lukkar ikkje termostaten. Dersom temperaturen kjem opp i ca. 80 grader før temperaturen blir lik på begge sider, er den i orden. Held temperaturen fram med å stige på motorsida til over 90 grader utan at temperaturen stig på radiatorsida, klarer den ikkje å opne, og den må bytast. Så enkelt kan vi kontrollere ein termostat. Det finst fleire metodar å kontrollere termostaten, men dette er ein enkel og påliteleg metode.

Kjølevæska

Kjølevæska skal kjøle, reinse, smørje og hindre frost og rustdanning.

Det finst kjølevæske med fleire fargar, og det er viktig at vi ikkje blandar desse. Nokre bilmerke er meir kjenslevare enn andre når det gjeld innblanding av andre typar kjølevæske. Har vi feil type kjølevæske på motoren, er det fare for tæring, spesielt i toppen.  Er det for eksempel raud væske frå før, må vi ikkje fylle på med blå væske. Då kan det skje ein kjemisk reaksjon mellom væskene, og blandinga kan «ete opp» aluminium eller andre metall i kjølekanalane. Ta ingen sjansar når du fyller på kjølevæske, finn ut kva type du skal bruke før du fyller.

Kvifor finst fleire typar kjølevæske? På eldre bilar brukte ein stort sett blå kjølevæske. Den har eigenskaper som blir svekka over tid og bør bytast jamnleg, helst anna kvart år. Raud kjølevæske har lang levetid og treng ikkje bytast så ofte. Den er vanleg på nyare bilar.

Dei fleste bilfabrikantane har skiftintervall på kjølevæska, og då er det viktig at vi byter kjølevæska på rett måte. Dersom det er olje i kjølevæska, kan det vere teikn på at toppakningen er defekt, men det er ikkje sikkert. Vi bør ta fleire testar før vi konkluderer med defekt toppakning. Men uansett må olja ut av kjølesystemet, og då bruker vi eit rensestoff for å løyse opp olja før vi tappar kjølevæska frå motoren.

Tenk HMS, samle opp all væska du tappar av. 2 dl kjølevæske er nok til å ta livet ein vaksen mann. Fyll væska i dunkar i miljøkonteinaren på arbeidsplassen.

Når vi skal fylle på ny kjølevæske, må vi sjekke dokumentasjonen for å finne kva type væske som skal på bilen vi arbeider med. Hugs rett blandingsforhold.

Følg lufteprosedyrane. Nokre bilar har lufteskruer, andre har ikkje. Nokre bilar må vi løfte i fronten. Nokre skal luftast med turtal på ca. 2000 omdr. Nokre må ha ei trakt på påfyllinga for å tilføre væske etter kvart som den sig ned. Det finst mange ulike framgangsmåtar. Det er lurt å snakke røynde kollegaer for å få ei innføring, slik at det blir gjort på rett måte. Men éin ting er felles for alle bilmodellar: skru av aircondition. Hvis ikkje går viftene på låg hastigheit heile tida og motoren brukar lang tid på å bli varm. Set også varmen i kupéen på fullt, men utan at kupévifta bles. Dette for å sikre ei god lufting av kupéselleverket.

Filmen viser korkeis kjølesystemet på ein bil verkar:

Kjelde: YouTube, Automotive Basics.