Události

Produkty / 8. června 2012 / Zdroj: PETROLmagazín / Autor: Jan Skolil

Chladicí kapaliny pro osobní automobily

Jako nejčastější příčina problémů s motorem se kromě potíží s palivem uvádí selhání jeho chlazení. Přesto se nemrznoucí kapaliny do chladicích systémů vozidel prodávají tak nějak samy a platí to obzvlášť v segmentu čerpacích stanic. Jejich současný vývoj nám přichystal několik záludností a prodejci by o nich měli vědět, aby uměli zákazníkům při jejich nákupu poradit.

Zkorodovaný chlad. systém

Chladicí systém při použití nevhodné (vlevo) a správné (vpravo) chladicí kapaliny.

Před použitím naředit

Chladicí kapaliny pro osobní automobily se prodávají nejčastěji jako nemrznoucí koncentrát (pokud není na etiketě uvedeno jinak) a před použitím do systému je nutné je naředit vodou. Jednak si zákazník může zvolit požadovaný bod tuhnutí a také se tím snižují náklady, neboť si uživatel nekupuje vodu, kterou má obvykle bez problémů k dispozici. Voda přináší k nemrznoucí vlastnosti koncentrátu (glykolu) několik výhod, jako je snížení viskozity, zvýšení tepelné kapacity, ale i paradoxně snížení bodu tuhnutí k nižším záporným hodnotám, neboť až s určitým obsahem vody (okolo 40-50 %) dosahuje koncentrát chladicí kapaliny (glykol) maximální nezámrzné teploty pod -40 °C. Nelze opomenout i ekologický přínos vody po naředění směsi, kdy se z nemrznoucího koncentrátu - glykolu - doposud hořlaviny IV. kategorie, stává díky zvýšení teploty vzplanutí a pěnivosti nehořlavá kapalina. Navíc voda zvyšuje dávku potřebnou k vzniku otravy po požití jinak zdraví škodlivého ethan-1,2-diolu.

Látka Teplota Hustota Bod vzplanutí Dynamická viskozita Tenze par Tepelná kapacita při 20°C v J/K*g
varu ve °C při 20°C v kg/m3 ve °C při 20°C v mPa*s při 25°C v Pa
Ethan-1,2-diol 197 1114 115 16,1 6 2,41
Voda 100 998 - 1,0 2330 4,18

Odpařování a úniky

Nejčastější koncentrace chladicí kapaliny, která se používá, je s bodem tuhnutí mezi -20 °C až -35 °C, což je přibližně 30-50 % glykolu v kapalině. Zbytek kapaliny činí voda, v procentech a v menší koncentraci pak jsou přítomny inhibitory koroze, odpěňovadlo, stabilizátor tvrdosti vody a barvivo.
Kapalina může unikat ze systému dvojím způsobem. Jednak tepelné namáhání v chladicím systému způsobuje odpařování směsi a jednak společně se stárnutím (korozí) dochází ke vzniku netěsností a médium uniká do okolního prostředí nebo do olejové náplně. Ve druhém případě nám mizí logicky směs v té koncentraci, v jaké je naředěna. Naproti tomu v prvním případě oproti názorům laické veřejnosti se neodpařuje koncentrát chladicí kapaliny, tedy glykol, ale zejména voda! Žádná těkavější látka než voda se v chladicím systému nevyskytuje. Jak dokládá tabulka, voda má jak nižší teplotu varu, tak i výrazně vyšší tlak nasycených par než ethan-1,2-diol. Hlavně tyto parametry rozhodují o tom, jaká látka bude z roztoku mizet rychleji.

Dolévat vodu, nebo koncentrát?

Jak z výše uvedených informací vyplývá, měl by si každý uživatel motorového vozidla nebo jeho servis v případě poklesu hladiny ve vyrovnávací nádržce chladicího systému nejprve překontrolovat bod tuhnutí obsažené směsi a teprve pak se rozhodnout, zda dolévat vodu, naředěnou směs nebo ve výjimečných případech i koncentrát. Tomuto trendu nyní odpovídá i zvýšený zájem zákazníků o ředěné verze chladicích kapalin na čerpacích stanicích, tzv. "ready tu use" produkty. Nejčastěji v koncentraci s bodem tuhnutí -30 °C.
V tomto případě bude dobré, pozastavit se nad kvalitou vody použité k ředění nemrznoucí směsi. Pomiňme zimní kapaliny do ostřikovačů, jejichž kvalita je různorodá a tvrdá voda použitá k jejich ředění může vodní kámen vylučovat. Ačkoliv se v kuloárech traduje spíše opak, v případě chladicích kapalin lze použít k ředění každou kvalitní vodu, jež není extrémně tvrdá, nebo nemá vysoký obsah chloridů a síranů, jež by mohly přispívat ke korozi. Drtivá většina nemrznoucích chladicích kapalin na trhu má v sobě obsaženy látky, jež si s negativním vlivem tvrdosti vody poradí a účinnost vápenatých iontů eliminují.

Kvalita vody

V této souvislosti je nutné zmínit například požadavky normy Volkswagen pro chladicí kapaliny - TL 774 v platném znění z roku 2009. Ta definuje mimo jiné i v deseti parametrech kvalitu vody, která je vhodná pro ředění moderní nemrznoucí směsi. Možná bude překvapením, že tou nejlepší volbou není voda destilovaná, pokud ji tak můžeme nazvat, ale spíše voda měkká, nezbavená veškerých iontů, jež by do sebe mohla po přítomnosti v systému znovu vstřebávat a nejenom tak snižovat účinnost obsažených inhibitorů koroze, ale přímo ke korozi i přispívat. Výhradní používání destilované vody tak bude lepší přenechat kapalinám do ostřikovačů, žehličkám nebo ještě lépe k doplnění autobaterií, kde požadavek na extrémně nízkou měrnou elektrickou vodivost je obzvlášť důležitý. Bohužel tento parametr není jednoduché stanovit, a zůstává tak na uživateli, jaké značce vody dá v tomto případě přednost. Obtížnější to má tím spíš, že většina destilovaných vod, vyskytujících se na trhu vůbec neprošla varem - tedy destilací, ale pouze byla zbavena iontů. Jde tedy o vody demineralizované, obvykle takové, které podstoupily jen reverzní osmózu, jež je levnější než destilace. Zůstává pouze na výrobcích těchto vod, že termínem "destilovaná" někteří z nich zákazníka klamou.
Typu použité vody však nelze přikládat až takovou důležitost, jak by se mohlo zdát. Pokud nepoužijete k ředění vodu ze studny nebo jinak znečištěnou či extrémně tvrdou vodu, můžete toho zkazit jen málo. Mnohem důležitější je vybrat si vhodnou a hlavně kvalitní chladicí kapalinu, odpovídající požadované normě nebo typu vozidla.

Různé inhibitory koroze

Pokud zůstaneme u vozového parku osobních automobilů, jsou odlišnosti v typech chladicích kapalin dány složením inhibičního systému a, v případě základní nemrznoucí složky, i ekologií. Zákazníkovi se může nabídnout typ na bázi neškodlivého propan-1,2-diolu, tzv. kapaliny "Eko", pro nějž ovšem musí sáhnout hlouběji do peněženky. Z tohoto důvodu je spíše důležitější rozdělení podle odlišných inhibitorů koroze, resp. materiálů teplosměnného systému, do kterého jsou určeny. Současný trend výrobců automobilů ve snižování jejich hmotnosti, jež mimo jiné přispívá k snížení provozních nákladů - spotřeby paliva, vede k stále většímu nahrazování železa a jeho slitin jako konstrukčního materiálu hliníkem a jeho deriváty. Do staršího vozového parku tak patří chladicí kapaliny, jež jsou určeny pro železné kovy a v omezené míře pro hliník. Naopak do nových vozů pak náleží kapaliny určené hlavně pro automobily, jejichž konstrukčním materiálem je hliník v kombinaci s hořčíkem, mědí a křemíkem.

Mísitelnost chladicích kapalin

Vyjdeme z předpokladu, že většina chladicích kapalin na trhu má z ekonomických důvodů základní nemrznoucí složku na bázi ethan-1,2-diolu. Pak nám vzájemnou kompatibilitu různorodých složek nemrznoucích kapalin při jejich smíšení ovlivní inhibitory koroze. Ty prošly v průběhu let značným vývojem jak z hlediska funkčnosti, tak z hlediska ekologického. Významnou roli v jejich výběru dále hrálo i materiálové složení motorů a chladicích systémů a také možnost vzájemného synergického působení. Tedy zvýšení jejich účinnosti kombinací různých látek o menší koncentraci, než zvýšením koncentrace některé z nich o mnohem větší dávku. Aby to zákazníci i prodejci chladicích kapalin měli zjednodušené, předepisují nám normy automobilek pro chladicí kapaliny různorodé zbarvení pro určité typy inhibičních systémů. To nám pomůže jak v určení, kterou kapalinu použít na doplnění, tak jaký typ je mísitelný s jakým. V tabulce je uveden přehled chladicích kapalin koncernu Volkswagen, jehož vozy tvoří přibližně 50 % registrovaných vozů v ČR.

Typy chladicích kapalin

Tabulka uvádí přehled chladicích kapalin koncernu Volkswagen za poslední dvacetiletí.

Označení chladicí kapaliny Zbarvení Obvyklé složení Nedovolené složky Výměnná lhůta
Typ B, - Není předepsáno, obvykle bezbarvé Soli anorganických kyselin Fosfáty, aminy 2-3 roky
Typ C, G11 Modrozelená Soli organických kyselin + silikáty Dusitany, fosfáty, aminy 2-3 roky
Typ D, G12 Červená Soli organických kyselin, triazoly Dusitany, fosfáty, aminy, silikáty, borax 5 let 
Typ F, G12+ Fialová/Růžová Soli organických kyselin, triazoly Dusitany, fosfáty, aminy, silikáty, borax 5 let 
Typ G, G12++ Fialová/Růžová Soli organických kyselin, triazoly + silikáty Dusitany, fosfáty, aminy, borax 5 let nebo 250 000 km

Díky tomu, že do něj patří i Škoda Auto, zahrnuje více jak 50 % vozů provozovaných v České republice. Z tohoto důvodu vychází označení typů chladicích kapalin hlavně z terminologie VW. Zatímco označení G11, G12 a podobně je zejména záležitostí samotné Škody Auto, jsou písmena abecedy (B, C, D a jiné) vyjádřením příslušnosti k danému typu verze normy TL 774. Platí to nejen pro česko-slovenský trh, ale i pro celou střední Evropu, kde tak najdete označení kapalin podle těchto písmen. Ta by měla vyjadřovat přítomnost či nepřítomnost jednotlivých inhibitorů v chladicí kapalině a implikovat její použití do nového či zánovního vozu. Bohužel, jak už to tak bývá, ne všechny produkty jsou označeny správně a nezbývá, než číst text etikety podrobně. Vyskytují se i takové nešvary, jako označení kapalin typem "D". Tento typ byl z normy TL 774 vyřazen již před více jak sedmi lety a v platnosti byl všehovšudy pár let, přesto se na trhu takto označené kapaliny vyskytují dodnes. Paradoxní je, že svým růžovým zbarvením jsou již vlastně typem dle verze "F", ale nikdo je takto bohužel neznačí.

Výměnná lhůta chladicích kapalin

Z tabulky je zřejmé, že složení první a poslední kapaliny v přehledu je značně odlišné. Ke smíšení takových kapalin by v žádném případě nemělo dojít ani na dojezd vozidla. V opačném případě by mohl chladicí systém vozidla dopadnout jako na obrázku vlevo. Ve všech ostatních případech je nouzová přítomnost směsi modrozelené a růžové kapaliny v chladicím systému možná, je ale nutno počítat s kratší výměnou lhůtou té které z nich.
Stejně tak není vhodné používání moderních chladicích kapalin do starších vozů. Materiál konstrukce systému se natolik změnil, že moderní organické inhibitory koroze by nemusely stačit na železné kovy a mosaz ve starším chladicím systému vozidla. Je to dáno i mnohem větším pronikáním kyselých zplodin ze spalovacího systému do chlazení u starých vozů než u vozů nových. Právě díky eliminaci tohoto jevu mají moderní vozy mnohem delší výměnou lhůtu nemrznoucí kapaliny, více jak pět let. Jednoduše řečeno: do nového vozu patří nový typ chladicí kapaliny, do staršího pak typově starší typ kapaliny!

Foto: BASF
Zdroj: Norma VW TL 774, dokumenty BASF, Vohlídal, J. a kol. Chemické tabulky. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, n.p., 1982. 336 s.


Skolil 

Ing. Jan Skolil - již desátým rokem se věnuje problematice vývoje provozních kapalin, nejprve ve firmě Velvana a v současnosti ve společnosti Classic Oil a současně je součástí doktorandského programu VUT v Brně, fakulty chemické, v oblasti teplosměnných nemrznoucích kapalin.


NOVÁ CHLADICÍ KAPALINA OD ROKU 2011 PRO KONCERN VOLKSWAGEN

Po delším odkládání, které zapříčinilo opakované testování, se ve všech automobilkách koncernu Volkswagen na celém světě plní od loňského roku nová chladicí kapalina. Pro zákazníky ještě nemá označení (neoficiální je G13), odpovídá však nové verzi normy TL 774, typ J. Do koncernu ji dodává pouze několik jím schválených dodavatelů nemrznoucích kapalin pod svými obchodními názvy. Tato kapalina je revoluční v několika rovinách. Její použití si vyžádaly nové motory automobilů, které neustále zvyšují svůj výkon, při současném snižování své hmotnosti, velikosti, množství uvolňovaných škodlivých emisí a spotřeby paliva. Tato nová kapalina musí tak chránit před korozí, přehřátím a zamrznutím i při zvýšených požadavcích na operační teploty a použití nových konstrukčních prvků v automobilech. To je zaručeno díky inovované směsi organických inhibitorů v kombinaci s vysoce reaktivními silikonovými látkami. Po desetiletí výhradního používání glykolů jako základní nemrznoucí složky, došlo i k zásahu do složení těchto vícesytných alkoholů. Bližší informace o tom jak, však budeme muset nechat na zveřejnění výrobce těchto kapalin nebo samotný koncern.
Nová chladicí kapalina má nadále stejné zbarvení, protože podstata inhibitorů koroze zůstala nezměněna, a tak je možné, že většina nových uživatelů vozů koncernu VW její použití ani nezaznamenala. Výměnná lhůta zůstává stejná: pět let nebo ujetých 250.000 km podle toho, která varianta nastane dříve. Škoda Auto dokonce v některých svých materiálech uvádí doživotní výměnou lhůtu chladicí kapaliny - pro prvního majitele vozu.

Hodnocení článku

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
2,9 / 5

Odeslat článek


Komentáře k článku

Počet komentářů: 5 Přidat nový komentář Zobrazit komentáře
  • Sir_Jarek 18.9.2013 23:07

    Děkuji za zajímavý článek - článků tohoto druhu bývá žel relativně málo. Nevím, jestli s ohledem na datum uveřejnění bude ještě někdo reagovat, ale zajímala by mě vhodnost té které kapaliny pro konkrétní motory - a to Š Favorit/Felicia/Fabia1,4 a 1,0MPI - tedy motory shodné konstrukce - hliníková hlava, blok, litinové mokré vložky válců. Výrobce je totiž plnil rozdílnými kapalinami. Pominu-li ty nejstarší typy kapalin, došlo k významné změmě v průběhu výroby Š Felicia, kdy do 12/97 byla plněna kapalina TL-774C (G11 - výměnná lhůta 3 roky) a od 01/98 kapalina TL-774D (G12 - výměnná lhůta 5 let), která se následně používala i ve Fabiích až do náběhu plnění kapalinou TL-774F. Z uvedeného mi však vyplývá, že vhodnější by měla být protento typ motorů kapalina TL-774C (G11) - přesto ŠkodaAuto přešla na typ kapaliny nový (mimochodem jsem četl, že právě kvůli konstrukci motoru a s tím spojenými reakcemi v chladícím systému dochází u jinak spolehlivých motorů Fabia 1,4MPI a 1,0MPI k poruchám těsnění pod hlavou). Mohu-li se tedy zeptat: 1)Která kapalina je tedy vhodnější? 2)U těchto motorů, zejména starších, často pozoruji přítomnost mastnoty v chladícím systému, která chladící směs znehodnocuje - znehodnocuje starý i nový typ kapaliny stejně - a vjakém smyslu? Děkuji za případnou odpověď.

    • Autor 23.9.2013 14:59

      Děkuji za dotaz i po tak dlouhé době. Pokusím se odpovědět co nejstručněji, což ovšem pro mne bude velmi těžké: 1. S hodnocením vývoje kapalin pro Škody Felicie máte naprostou pravdu. Během jedné vývojové řady se vyměnily tři druhy kapalin. Bohužel však na to nereagoval příslušně manuál k vozidlu, který byl určitě ve velké míře předtištěný nebo marketing neměl správné informace z technického oddělení – prvo-náplně vozidla. Kapalina dle 774D nebo 774F je kapalina s výhradně organickými inhibitory koroze, které jsou vhodné zejména pro hliník a jeho slitiny, zatímco kapalina G11 (dle 774C) je kapalina tzv. přechodná s anorganickými i organickými inhibitory včetně silikátů a boraxu, takže je vhodná i pro železné slitiny a jiné barevné kovy. Už kvůli vámi zmiňovaným potížím bych dal přednost vývojově staršímu typu chladicí kapaliny, tedy modrozelené G11. Hliník určitě ochrání, ale problémy s těsněním pod hlavou bych u ní neočekával. Pouze je nutné dát pozor na výměnnou lhůtu, nevím přesně, co se psalo v manuálu k vozu, ale po 2-3 letech je nutné tuto kapalina zkontrolovat na hodnotu pH a alkalickou rezervu. Pokud není v možnostech toto přeměřit, je nutné po této době kapalinu preventivně vyměnit. 2. Dle mého názoru se nedá úplně říci, že mastnota na hladině chladicí kapaliny souvisí jednoznačně s jejím vyčerpáním. Může to být drobný únik z olejové náplně, projev kyselých složek vznikajících spalováním paliva a vyčerpávajících inhibiční systém kapaliny, stejně jako degradační produkt oxidace glykolu na jiné látky kyselé povahy. Bezpochyby však mastnota znamená určité varování, že v chladicím systému není úplně vše v pořádku, že už něco „zažila“. Pokud se to však neprojevuje i jinak, lze s touto „estetickou“ vadou i nadále vozidlo provozovat. 3. Je nutné rozlišovat toxicitu pro vodní prostředí a vámi tázanou rozložitelnost. Oboje je ovlivněno typem použitých inhibitorů koroze, protože typ nemrznoucí složky – glykol – je jen jeden – ve všech typech nemrznoucích směsí - TL 774 B, C, D, F, G, tedy v G11, G12, G12+ a G12++. V této chronologické řadě jsou jako inhibitory používány čím dál méně škodlivé látky. Jsou zakázány dusitany, fosfáty a kromě „C“ se nesmí používat také bor a jeho sloučeniny. Z tohoto pohledu je na tom nejlépe kapalina G13, která obsahuje i biosložku, o něco hůře pak je na tom G12++ až G12 a nejhorší je G11. Ale ten rozdíl není velký. Nicméně třeba z hlediska akutní toxicity pro vodní organismy je na tom glykol (ve všech kapalinách stejný), pořád lépe než líh – ethanol. Alkohol je pro vodní organismy cca 20x toxičtější než glykol! Vámi uváděný údaj o ekologické odbouratelnosti nemohu potvrdit, ovšem záleží na metodice použitého testu. Dle normy OECD 301A se ethylenglykol (kterého obsahuje koncentrát chladicí kapaliny cca 90%) rozloží na vodu, oxid uhličitý a případně minerální látky za 10 dní z min. 90%.

    • Sir_Jarek 25.9.2013 01:04

      Děkuji za Vaši odbornou a srozumitelnou odpověď a za Váš tomu věnovaný čas. Vyplývá mi z vaší odpovědi celkem jednoznačně, že starší typ chladící kapaliny 774C je vhodnější i pro ty "hliníko-železné" motory (Felicie 1,3 ke konci výroby a Fabie 1,0 a 1,4MPI), které Škoda Auto plnila poněkud kontraproduktivně novějšími typy kapalin 774D. Samozřejmě jedině po opravdu důkladném proplachu chladícího systému. K bodu 2) chci jen poznamenat, že o mastnotě v chladícím systému jsem se zmínil proto, že v servisních manuálech varují před znečištěním čehokoli v chladícím systému - včetně pryžových hadic zvenku, kvůli schopnosti oleje prnikat dovnitř (ale zabraňte tomu u starší Škodovky:-) - z důvodu údajného znehodnocení chladící kapaliny motorovým olejem. Pochopil jsem - nevím zda správně - to tedy tak, že složky motorového oleje reagují s chladícími kapalinami a znehodnocují je. Pokud se mohu ještě zeptat - v servisních manuálech se setkávám s rozporuplnými informacemi o životnosti chladících kapalin: Zatímco u modrozelené G11 774C je jednotně uvedena (jak i píšete) lhůta pro výměnu 3 roky, u 774D G12, 774F G12+ je někde uvedeno 5 let, jinde je uvedena životnost po celou dobu životnosti vozidla (jakoby s tím výrobce počítal, protože vypustit všechnu kapalinu např. z motoru 1,2HTP, je bez rozebírání prakticky nemožné - z kohoutu vyteče sotva polovina, něco navíc ještě foukáním do vyrovnávací nádržky). Nevím tedy, čím je lépe se řídit. Moje zkušenost se servisem automobilů je jednoznačná - odbornou a kvalitní údržbou lze předcházet mnoha velmi běžným a zbytečně nákladným poruchám.

    • Autor 30.9.2013 00:12

      Dobrý den, myslím, že nejen můj názor, jste pochopil naprosto správně. Ta starší kapalina (774C) je univerzálnější, ale daní za to je její kratší výměnná lhůta a nepatrně horší „zelenost“. Zdrojů znehodnocování chladicí kapaliny může být několik od oxidace glykolu tepelnou námahou přes všechno, co se z materiálu chladicího systému do kapaliny uvolní po (zejména u starších vozidel) kyselé zplodiny ze spalování včetně některých složek z olejů. Výměnné lhůty: Vždycky musíte kombinovat dva údaje, co je v manuálu a co je na obalu kapaliny (u těch lepších je uveden doporučený interval výměny). A který z těchto údajů je kratší toho se musíte držet! Tím pádem žádná zelená kapalina G11 by neměla být používána déle jak tři roky a naopak růžová kapalina, pokud se dostane do železo-hliníkového systému, neměla by tam být déle jak tři roky. Pokud vím, ta životnost po celou dobu života, byla myšlena na prvního majitele vozidla a předpoklad, že déle jak cca 7let s tím jedním vozidlem jezdit nebude a nebo jiné vnější příčiny způsobí výměnu či doplnění kapaliny. Moderní kapaliny (G12++, G13) v moderním chladicím systému vydrží opravdu hodně (dlouho), jsou minimalizovány jejich ztráty, průniky ze spalování a podobně, ale více jak 10 let to opravdu být nemůže.

    • Pavel 6.5.2014 08:42

      Dobrý den, vím, že od sepsání tohoto velmi zajímavého článku uplynul už značný čas. Přesto bych rád autora článku poprosil o radu resp. o odpověď na mou otázku, která zní. Jakou byste mi doporučil chladící kapalinu do felicie I (1,3 MPi r.v. 1997) G11, nebo G13 ? Jen doplním, že v současnosti mám celý chladící systém prázdný, čistý po "generálce" a řeším co do něj "najít". Předem děkuji za Vaši odpověď.

    Reagovat na komentář

Aktuální vydání magazínu

Číslo: 2016-04AdBlue - kapalina budoucnostiObjednávka přeplatného

Hlavní partner PETROL.cz


MOL

Reklama

banner Autoshow Praha 2016


CardManager

Newsletter PETROL

Přihlásit / zrušit zasílání denního přehledu aktualit PETROL na Váš e-mail.

  

Akce Petrol

Partneři PETROL.cz

ColosseumEconomia