artikel

Oók koelvloeistof moet op tijd ververst worden

Werkplaats & Onderhoud Premium 3248

Het koelsysteem zorgt ervoor dat de motor snel op temperatuur komt en dat deze op de juiste werktemperatuur blijft. De koelvloeistof is daarbij verantwoordelijk voor het transport van de warmte. Goed om te weten: er zijn verschillende soorten koelvloeistof, en die hebben niet het eeuwige leven…

Oók koelvloeistof moet op tijd ververst worden
Elk merk heeft meerdere koelvloeistoffen in huis. Ze verschillen voornamelijk door de toegepaste dopes. Elke soort heeft zijn eigen kleurcodering, het is belangrijk met de juiste koelvloeistof bij te vullen.

De tijd dat een koelsysteem alleen maar motorwarmte moest afvoeren ligt ver achter ons. Tegenwoordig praten we eigenlijk niet over koelsystemen, maar over temperatuurmanagementsystemen. Natuurlijk is het afvoeren van de verbrandingswarmte nog een belangrijke taak: ongeveer 30 procent van de warmte die bij de verbranding vrijkomt wordt nuttig gebruikt, de rest verdwijnt ofwel in de uitlaat of trekt in de cilinderwanden, de cilinderkop en de zuigerbodem. Dat zou zonder koeling een aantal problemen opleveren.

Het eerste is dat het benzine-luchtmengsel spontaan, en dus op het verkeerde moment, zou ontbranden als de verbrandingskamer te heet wordt. Een tweede probleem is dat aluminium, waarvan zuigers, motorblokken en cilinderkoppen zijn gemaakt, uitzetten en vervormen als ze heet worden, bij 660 graden zal aluminium zelfs smelten. En dan zijn er de emissies: NOx ontstaat bij hoge temperaturen, dus die moet het koelsysteem voorkomen.

Koken en bevriezen

Het koelsysteem van moderne auto’s kan tamelijk veelomvattend zijn.

Voor de koeling van het motorblok wordt water gebruikt. Dat is een bijna ideaal koelmiddel, omdat het een hele hoge warmtegeleidingscoëfficiënt heeft, een hoge soortelijke warmte en een lage viscositeit. Met andere woorden: het neemt snel warmte op, kan veel warmte opslaan en is lekker dun, waardoor het snel door het koelsysteem kan worden gepompt. Nadeel is dat het bij 100 °C kookt en bij 0 °C bevriest. Daarom wordt er antivries aan het water toegevoegd.

Meestal MEG

Het hoofdbestanddeel van antivries is doorgaans mono-ethyleenglycol, ook wel 1,2 ethaandiol of etheenglycol genoemd. Soms wordt mono-propyleenglycol gebruikt, omdat ethyleenglycol giftig is. Dat heeft echter een lagere warmtecapaciteit, vandaar dat ethyleenglycol favoriet is.

De koelvloeistof koelt niet alleen de motor, maar heel vaak ook de EGR en inlaatlucht. Koelers zijn ook niet meer van koper, zoals vroeger, maar veelal van aluminium.

Ethyleenglycol behoort tot de familie van alcoholen. De chemische formule is C2H6O2. Ethyleenglycol heeft een hoog kookpunt (197 °C). Gemengd met 50 procent water ligt het kookpunt nog altijd op 135 °C. Dat heeft dus een gunstige invloed en maakt het mengsel prima geschikt om een motor te koelen. Minstens zo belangrijk is de vorstbeveiliging. Vreemd genoeg heeft pure ethyleenglycol een vriespunt van -13 °C. Het bevriest dus vrij snel. Gemengd met water daalt het vriespunt echter. Een mengsel van 30 procent ethyleenglycol en 70 procent water heeft een vriespunt van -15 °C, bij een 50/50-verhouding daalt dat tot -38 °C. Toch biedt meer antivries niet nog meer bescherming tegen vorst; vanaf 70 procent ethyleenglycol stijgt het vriespunt weer.

Omdat ethyleenglycol zwaarder is dan water – het weegt 1,11 g/cm3 – kun je aan de hand van het soortelijk gewicht met een ‘antivriesweger’ vrij gemakkelijk bepalen wat de mengverhouding is en dus wat de vorstbeveiliging is.

Koeladvies

Op de sites van de koelvloeistoffabrikanten staan vaak adviesprogramma’s waarmee je de juiste koelvloeistof voor een auto kunt vinden. Zie bijvoorbeeld http://www.eurol.com/en/37-products/54-advisor.html en http://www.kroon-oil.com/nl/. Liqui Moly heeft er onlangs een gratis Android en IOS-app voor ontwikkeld, downloadbaar via de Google Play Store of de Apple App store.

Meer dan vorstbeveiliging

Vorstbeveiliging is niet de enige functie van antivries. De koelvloeistof moet de waterpomp en andere bewegende delen een beetje smeren, het moet sludgevorming voorkomen en het mag niet schuimen, want dat zou cavitatie veroorzaken, vooral in de waterpomp. Cavitatie is een effect dat optreedt als luchtbelletjes door drukverandering ineens ineenklappen. Bij dit imploderen ontstaan drukgolven die zelfs stukjes uit metalen kunnen rukken.

Om koelvloeistof te verbeteren, worden er dopes of additieven aan toegevoegd. Er zijn dopes om sludgevorming tegen te gaan, om schuimvorming te voorkomen en om de smerende eigenschappen te verbeteren.

Corrosie voorkomen

Je ziet veel kunststof, maar pompwielen van waterpompen zijn ook vaak van gevouwen blik gemaakt.

Nog belangrijker zijn de anti-corrosiedopes. Water en metalen zijn geen vrienden van elkaar. Metalen lossen een beetje op in water, het ene doet dat sneller dan het andere. De verschillen in ‘neiging’ om op te lossen geven een soort batterijwerking. Tussen de verschillende metalen ontstaat een elektrische spanning. Zijn de verschillende metalen geleidend met elkaar verbonden, en meestal is dat zo, dan ontstaat er een stroomkringetje waarbij een van de twee metalen corrodeert. Dat gebeurt sterker als het water door onzuiverheden ook zouten of zuren bevat, die het geleidend maken.

Dat is een van de redenen dat er tegenwoordig meestal kant-en-klare koelvloeistof wordt gebruikt. Die is vervaardigd met gedemineraliseerd water, waarin geen onzuiverheden zitten. Maar daarmee is het probleem niet uit de wereld, want antivries zelf is ook corrosief voor metalen. Daarom worden er aan antivries ook anti-corrosiedopes toegevoegd.

‘De verversingstermijnen worden vaak overschreden’

Geen eeuwig leven

Oorspronkelijk waren dopes, die aan koelvloeistof werden toegevoegd, vervaardigd op basis van fosfaten, boraten, amines en nitrieten, maar die waren slecht voor de gezondheid en beschermden aluminium niet. Daarom worden de dopes tegenwoordig van silicaten gemaakt. Deze minerale anti-corrosiedopes vormen een beschermlaagje op het metaal. Dat is op zich gunstig, alleen wordt het laagje naar verloop van tijd dikker, waardoor het de warmteoverdracht bemoeilijkt.

Bovendien zijn de silicaten na verloop van tijd allemaal ‘verbruikt’. Ook de andere dopes raken uitgewerkt, waardoor de koelvloeistof op den duur zijn beschermende werking verliest. Conventionele antivries moet daarom elke twee jaar of 50.000 km worden vervangen. Vaak worden verversingstermijnen overschreden, of er wordt helemaal niet ververst.

Hierdoor kan de automobilist op termijn geconfronteerd worden met hoge reparatiekosten door een niet goed functionerend koelsysteem. Veel voorkomende defecten zijn: lekkage van de waterpomp, lekkende afdichtingen en pakkingen, verstopte radiateur, defecte thermostaat en afzettingen op de wanden van het koelsysteem.

Nieuwe motoren, nieuwe eisen

Moderne koelsystemen hebben meerdere koelers en meerdere temperatuurzones.

In de laatste decennia is er veel veranderd in de motorenbouw. Veertig jaar geleden waren motorblokken meestal van gietijzer. De radiateur, waarin het water werd afgekoeld, was van koper dat met tin was gesoldeerd. Koppakkingen waren van asbest met koperen randjes. Tegenwoordig wordt er veel meer aluminium en kunststof gebruikt, soms ook magnesium. Radiateurs zijn niet meer van koper, pakkingen zijn vaak van staal, waterslangen van siliconenrubber, waterpomprotors van kunststof of blik en er is een veelvoud aan koelers gemonteerd. Denk aan EGR-koelers, transmissiekoelers en inlaatluchtkoelers. Motoren krijgen meer vermogen, moeten meer warmte afvoeren en moeten dat vaak met minder koelvloeistof doen.

Nieuwe dopes

Conventionele anti-corrosiedopes blijken vaak niet in staat om de combinaties van verschillende metalen afdoende te beschermen. Bovendien kunnen ze in bepaalde omstandigheden schurende poeders vormen, die waterpompen razendsnel kunnen eroderen.

In een moderne motor worden veel verschillende materialen gebruikt. De dopes in de koelvloeistof zorgen ervoor dat die materialen in het koelsysteem niet met elkaar kunnen reageren.

Ook kunnen ze veranderen in een gel die koelkanaaltjes verstopt, of ze kunnen bepaalde kunststoffen verharden, waardoor deze kunnen barsten. Om die reden is er een nieuwe generatie koelvloeistoffen ontwikkeld, waarin dopes zitten die zijn gemaakt van organische carboxylzuren. Deze stoffen vormen geen ‘afdeklaagje’ om de metalen te beschermen, maar reageren ermee en vormen op die manier een beschermende laag. Die laag blijft dun, omdat de dopes die het metaal niet raken er ook niet mee reageren. De beschermende werking van deze vloeistoffen is dus veel duurzamer.

Vandaar dat deze koelvloeistoffen vaak wel vijf jaar of 150.000 km kunnen blijven zitten. De hogere kostprijs ervan is dus relatief; door de langere levensduur verdien je dat terug, terwijl er ook minder reparaties ten gevolge van een slecht functionerend koelsysteem te verwachten zijn.

‘Niet verversen kan leiden tot lekkages, verstoppingen, defecten en afzettingen’

Kies een geschikt moment

Kort gezegd moet conventionele koelvloeistof dus elke twee jaar of elke 50.000 km worden vervangen, koelvloeistof met organische dopes mag in principe langer blijven zitten. Al moet je je realiseren dat er op den duur wel vervuiling in terecht komt via zwetende pakkingen, slijtage van de waterpomp en de eroderende werking van een waterstroom. Die vuildeeltjes zorgen voor meer slijtage.

Het is dus verstandig om ook bij auto’s die met de moderne, organische koelvloeistof zijn afgevuld, van tijd tot tijd de koelvloeistof te verversen, bijvoorbeeld als de waterpomp wordt vervangen. Het is dan in elk geval beter om afgetapte koelvloeistof niet te hergebruiken, maar te verversen. Uiteraard is het dan belangrijk dat de juiste, door de autofabrikant voorgeschreven koelvloeistof erin gaat. In principe kun je een conventionele koelvloeistof vervangen door een organische, omgekeerd kan niet.

Kleurcodes

Voor bijvullen geldt bijna hetzelfde: een traditionele koelvloeistof kun je bijvullen met een organische koelvloeistof. Omgekeerd mag dat ook, maar je doet dan wel de voordelen van de organische vloeistof teniet. Om de verschillende vloeistoffen uit elkaar te houden, zijn organische koelvloeistoffen vaak rood, geel of oranje, de traditionele koelvloeistoffen zijn meestal blauw of groen.

Reageer op dit artikel