ΣΥΣΤΗΜΑ ΨΥΞΗΣ ΙII

Οι υπόλοιποι παίκτες

Είδαμε πως η θερμική ενέργεια παράγεται μέσα στα εσώψυχα του κινητήρα, αναλύσαμε τι ρευστό μέσο ακριβώς χρησιμοποιούμε για να απορροφήσουμε αυτήν την ενέργεια και να την μεταφέρουμε παραπέρα και επίσης παρακολούθησαμε πως με τη σειρά του το ψυκτικό μέσο θα αποβάλει την θερμότητα της μάζας του στο περιβάλλον μέσω του παρακείμενου δροσερού αέρα. Με άλλα λόγια, ακολούθησαμε την πορεία του κυκλώματος ψύξης μέσω των βασικών δομικών συνιστωσών του, που είναι οι επιφάνειες ανταλλαγής θερμότητας του κινητήρα, το ψυκτικό υγρό και το ψυγείο του. Το ψυκτικό, ωστόσο, δεν βολτάρει μόνο του ανεξέλεγκτο γύρω γύρω από χιτώνια / κεφαλή και ψυγείο. Αφενός υπάρχουν ένα κάρο εξωτερικές και εσωτερικές σωληνώσεις και δίοδοι, που αποτελούν τις «λεωφόρους» του κυκλώματως και αφετέρου η ροή, τόσο ως παροχή ποσοτικά, όσο και ως κατεύθυνση (πόσο υγρό και προς τα που πάει αντίστοιχα δηλαδή), πρέπει με κάποιο τρόπο να ελεγχθεί και να κουμανταριστεί από τους κατάλληλους «τροχονόμους» και «εργάτες».

Εκεί λοιπόν έρχονται τα δύο επιμέρους υποσυστήματα του μηχανισμού ψύξης να κάνουν την βρώμικη δουλειά και τα οποία εντέχνως αφήσαμε έξω στις προηγούμενες συνέχειες, ώστε να μπορούμε να έρθουμε σήμερα στο τρίτο και τελευταίο μέρος να τα εξερευνήσουμε «σόλο» με την ησυχία μας: ο θερμοστάτης (βλ τροχονόμος) και η αντλία νερού (βλ. εργάτης). Επίσης θα δούμε τι ρόλο βαράει ένα άλλο σύστημα του αυτοκινήτου, το οποίο με μία πεταχτή θεώρηση στα μάτια του ανυποψίαστου μπορεί να μην συσχετίζεται με το κύκλωμα ψύξης (αφού σκοπός του είναι να... ζεσταίνει), εντούτοις όχι μόνο πρέπει να θεωρηθεί αναπόσταστο μέρος του, αλλά και πολύτιμος βοηθός στα... δύσκολα: μιλάμε για το γνωστό μας καλοριφέρ. Αλλά, αν σκοπός του τελευταίου είναι να μας ζεστάνει τις κρύες νύχτες του χειμώνα, υπάρχει και ένα άλλο υποσύστημα που σκοπό έχει να ζεστάνει τις (πολύ κρύες νύχτες και μέρες του χειμώνα) όχι εμάς, αλλά τον κινητήρα, ακόμα και όσο είναι σβηστός. Ως Έλληνες οδηγοί μπορεί να μην το έχετε ξανακούσει καν (γιατί πολύ απλά ποτέ δεν αγοράσατε αυτοκίνητο που να το διέθετε), αλλά από κάποιο γεωγραφικό πλάτος και βόρεια είναι... εκ των ουκ άνευ. Με τόσους συμπατριώτες μας δυστυχώς να μεταναστεύουν τελευταία, καλό είναι να ξέρετε πέντα πράγματα και αχρείαστα να ‘ναι. Ποτέ δεν ξέρεις που θα σε βρει η επόμενη ημέρα...

Τρόμπαρε το το τιμημένο...

...το παραφλού! Και για να το τρομπάρεις θες, τι άλλο, μία τρόμπα. Αλλά δεν είχαν από πάντα τα υγρόψυκτα μοτέρ τρόμπα: οι πρώτοι εκπρόσωποι του είδους στηρίζονταν στην «παλαιολιθική»  μέθοδο της φυσικής ροής, μέσω μετακίνησης των μαζών του υγρού λόγω διαφοράς θερμοκρασίας καθ’ ύψος της μάζας του ρευστού, δηλαδή ως «θερμο-σιφώνι». Το καυτό ψυκτικό από το άνω μέρος του κινητήρα κατρακύλαγε με σωλήνωση στο ψυγείο όπου, αφού έπεφτε η θερμοκρασία του (η πυκνότητα του ψυχρού νερού είναι μεγαλύτερη από του θερμού και το αραιότερο ρευστό πάντα ωθείται προς τα πάνω λόγω άνωσης, ο ίδιος λόγος που ο θερμός αέρας έχει ανοδικές τάσεις προς το «ταβάνι» και ο ψυχρός προς το «πάτωμα»), ξαναδιοχετευόταν στο κάτω μέρος του μπλοκ από την φυσική αυτή ροή. Καθώς οι αποδόσεις ισχύος αυξάνονταν, το ίδιο συνέβαινε και με τις ανάγκες ψύξεως, οπότε μία πιο εξαναγκασμένη ροή ήταν απαραίτητη, καλωσορίσατε αντλίες νερού. Οι πρώτες εφαρμογές αντλιών νερού όμως, μόνο από αξιοπιστία και σωστή λειτουργία δεν συνοδεύονταν: τα προβλήματα στεγανοποίησης στον άξονα τους λόγω ανεπαρκών στεγανοποιητικών τσιμουχών και φλαντζών καθώς και γραφιτούχων γράσων που απλά δεν επαρκούσαν για την δουλειά (και είχαν τις ρίζες τους στις ατμομηχανές), απλά σήμαιναν πως μεγάλες ποσότητες νερού δραπέτευαν εκτός κυκλώματος (σε μορφή ατμού, οπότε εντοπιζόταν ακόμα πιο δύσκολα) και δωσ’ του το συμπλήρωμα και οι υπερθερμάνσεις. Από κάποιο σημείο και μετά οι απώλειες δεν έπετρεπαν στην αντλία να σπρώξει αρκετή ποσότητα ψυκτικού στην κορυφή του ψυγείου, η ροή πρακτικά σταμάταγε και ξεκίναγε ο Βρασμός Κυρίου στην άκρη του δρόμου. Επειδή μάλιστα, με το άνοιγμα του καπακιού του κυκλώματος και την έξοδο του υπέρθερμου ατμού ούτως ή άλλως χανόνταν μεγάλη μάζα ψυκτικού, πολλές φορές αποκρυπτόταν η πραγματική αιτία του βρασμού, που δεν ήταν άλλη από την διαρροή της αντλίας νωρίτερα.

Τα πράγματα σταδιακά βελτιώθηκαν μέσω της βελτίωσης των στεγανοποιητικών υλικών και των μεθόδων κατεργασίας που επέτρεπαν μικρότερες ανοχές μεταξύ εξωτερικού κελύφους, μπλοκ, φτερωτής και άξονα της τελευταίας, και φτάσαμε στην σημερινή μορφή των αντλιών που, ναι μεν είναι πολύ πιο αξιόπιστες από ότι περιγράψαμε για παλαιότερα, αλλά σε καμία περίπτωση «απροβλημάτιστες», όπως θα δούμε και παρακάτω. Περνώντας στο σήμερα, ας ξεκίνησουμε από το πιο βασικό: μιλάμε συνήθως για «αντλία» ή «τρόμπα» νερού, στην πραγματικότητα όμως, με αυστηρά ρευστομηχανικά κριτήρια αυτός ο... κρυψίνους του μηχανοστασίου (που ανάλογα με την εφαρμογή είτε «εφάπτεται» καμουφλαρισμένος στο κάτω μέρος του χυτού του κινητήρα, είτε «φωλιάζει» μέσα σε αυτό), περισσότερο πρόκειται για «κυκλοφορητή νερού». Και αυτό διότι σκοπός της «αντλίας» είναι απλά να κυκλοφορήσει το υγρό με μία ορισμένη (μικρή) ταχύτητα, αναπληρώνοντας μόνο τις ολικές απώλειες πίεσης του κυκλώματος (δηλαδή τις γραμμικές όσο το ψυκτικό διαρρέει τις ευθείες των σωληνώσεων και τις εντοπισμένες στο... στροφιλίκι της ροής) και όχι να αυξήσει την ολική-στατική πίεση του υγρού στο βαθμό ενός impeller μίας «πραγματικής» υδραντλίας. Με άλλα λόγια, η τρόμπα νερού του μοτέρ, ως αρχή και σκοπός λειτουργίας, είναι πιο κοντινός συγγενής του κυκλοφορήτη του καλοριφέρ που έχετε στο υπόγειο σας, παρά της αντλίας που θα βαλθεί να το αδειάσει αν αυτό πλημυρίσει.

Σε κάθε περίπτωση, και τιμής ένεκεν κρατώντας τον χαρακτηρισμό ανλτία-τρόμπα νερού, έχουμε να κάνουμε με μία υδροδυναμική διάταξη ακτινικής-φυγοκεντρικής κατηγορίας φτερωτής (δηλαδή impeller που, αφού δεχτεί το υγρό, το φυγοκεντρίζει ώσπου να φτάσει στην έξοδο κάπου στην περιφέρεια), η οποία αντλεί ενέργεια έμμεσα από τον στρόφαλο μέσω, ανάλογα με την εφαρμογή, είτε του κυρίου ιμάντα χρονισμού, είτε του βοηθητικού ο οποίος περιστρέφει τον άξονα μέσω τροχαλίας στην εξωτερική πλευρά του. «Γεωγραφικά», κατά κανόνα (αλλά όχι απόλυτα) την αντλία νερού την συναντάμε στην είσοδο του μπλοκ που προσλαμβάνει την ροή του ψυκτικού από την σωλήνωση εξόδου του ψυγείου και από εκεί και μετά η «τρομπαρισμένη» ροή οδηγείται κατά σειρά στους αγωγούς ψυκτικού του μπλοκ και των χιτωνίων και στη συνέχεια στους αντίστοιχους της κεφαλής. Ο ρυθμός περιστροφής της παραδοσιακής «μηχανικής» τρόμπας νερού ακολουθεί επομένως το στροφάρισμα του κινητήρα, αυξάνοντας την παροχή (και τις απώλειες για την κίνηση της) όταν πραγματικά χρειάζεται (υψηλές στροφές – μεγάλη ισχύς – μεγάλη παραγωγή θερμότητας) και μειώνοντάς την όταν οι ανάγκες πέσουν (μικρό στροφάρισμα – μικρή ισχύς – μικρότερη παραγωγή θερμότητας). Αυτό όμως είναι αρκετά... χονδροειδές σαν προσέγγιση εξισορρόπησης των αναγκών, και δυστυχώς σε μία εποχή που οι κατασκευαστές κοιτάνε να γλιτώσουν ακόμα και το τελευταίο milliliter κατανάλωσης καυσίμου, «χονδροειδείς» προσεγγίσεις δεν χωράνε: τελευταία, στους νέας εσοδείας κινητήρες, είναι της μόδας όλο και πιο πολύ οι ηλεκτρικές αντλίες νερού που κόβουν τον ομφάλιο λώρο της κλασικής τρόμπας από το στρόφαλο. Με αυτό τον τρόπο, η ECU σε κλειστό πλέον βρόγχο, μπορεί να αποφασίζει ανά πάσα στιγμή το «πότε» και «πόση» παροχή ψυκτικού χρειάζεται ο κινητήρας ανάλογα με την «target» και την «actual» θερμοκρασία λειτουργίας.

Πέραν του τρόπου περιστροφής της ωστόσο, η αντλία νερού μπορεί να αποτελέσει τον αδύναμο κρίκο του κυκλώματος και αργά ή γρήγορα να χρειαστεί να την αντικαταστήσουμε. Πως η αντλία μπορεί να μας οδηγήσει σε ζημιά και πόσο συχνά θέλει έλεγχο-αντικατάσταση? Η συνήθης («πιάτσας») τακτική είναι να την αλλάζουμε μαζί με τον ιμάντα, γύρω στα 60.000-90.000km, γλιτώνοντας έτσι τα εργατικά αφού ούτως ή άλλως η αφαίρεση της τρόμπας-τροχαλίας θα απαιτήσει εξαγωγή του ιμάντα. Αλλά αυτό είναι καθαρά προληπτικό: πολλοί κατασκευαστές δεν αναφέρουν καν στάνταρ διαστήματα αλλαγής, υπονοώντας πως «την αλλάζεις όταν αστοχήσει, κάτι που θα πάρει πολλά, πολλά χρόνια». Ας το δούμε πιο τεχνικά το ζήτημα. Η αντλία νερού εσωτερικά διαθέτει δύο κύρια στεγανοποιητικά-τσιμούχες: ένα περιστρεφόμενο με τον άξονα, το κινητό μέρος του εδράνου και την φτερωτή και ένα σταθερό στο στατικό μέρος του εδράνου. Μεταξύ τους, μέσω προφόρτισης ελάσματος, εξασφαλίζεται η απαραίτητη στεγανότητα από την διαρροή ψυκτικού. Στο κελυφος της αντλίας υπάρχουν δύο μικρές τρυπούλες, οι οπές εξαέρωσης-αποστράγγισης, μία στο πάνω μέρος και μία στο κάτω: κύριος σκοπός της πρώτης είναι η διοχέτευση ατμοσφαιρικής πίεσης προς το εσωτερικό της αντλίας (προς καλύτερο «πάντρεμα» των δυο τσιμουχών) και αποβολής της υγρασίας που δεν θέλουμε να συσσωρευτεί στο έδρανο του άξονα. Η κάτω οπή επιτρέπει την δίοδο ψυκτικού εκτός του κελύφους, αλλά εδώ μπαίνουν δύο σενάρια στο παιχνίδι. Μία (πολύ μικρή) ποσότητα ψυκτικού είναι απολύτως φυσιολογικό να υπάρχει ορατή στην οπή αυτή, αφού μία (μικρή) ποσότητα αντιψυκτικού προβλέπεται να περνάει ανάμεσα στις δύο εσωτερικές τσιμούχες για την λίπανση της συναρμογής τους. Επομένως μία (επαναλαμβάνουμε μικρή!) διαρροή εκεί, δεν σημαίνει ότι απαιτείται αντικατάσταση της τρόμπας, κάτι που συχνότατα στα συνεργεία φυσικά δεν «βολεύει» να γνωρίζουν οι πελάτες: η φράση «έλα να δεις κακομοίρη πελατάκο την αντλία σου που δάκρυσε και θέλει αλλαγή» πάει σύννεφο. Από την άλλη όμως, η οπή αυτή όντως έχει και σκοπό να μας προειδοποιήσει ότι απαιτείται άμεση αλλαγή τρόμπας: αν η διαρροή εκεί είναι πράγματι μεγάλη (με το καιρό μπορεί να έχουν σχηματιστεί εντυπωσιακού μεγέθους και εκπληκτικού σχήματος «κοράλια», ροζ, πράσινα κτλ. ανάλογα με το υγρό), τότε η μηχανικός δεν θέλει να σας εξαπατήσει και η τρόμπα σας όντως φωνάζει «άλλαξε με τώρα που κοστίζω λίγο, γιατί μετά θα είναι αργά και θα σου κοστίσει ολόκληρο το μοτέρ». Η μεγάλη διαρροή φανερώνει πως οι τσιμούχες εσωτερικά έχουν φθαρεί τόσο πολύ μεταξύ τους, που πλέον δεν μπορούν να συγκρατήσουν υγρό ανάμεσα τους και αν αυτό συνεχιστεί, τότε οι απώλειες θα είναι τέτοιες που σύντομα θα οδηγήσουν σε υπερθέρμανση.

Γιατί φθείρονται οι τσιμούχες? Οι υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας σε συνθήκες ατμοποίησης του νερού (τα έδρανα της αντλίας λειτουργούν τότε «στεγνά», γι’ αυτό έπειτα από εμφάνιση υπερθέρμανσης λόγω άλλου προβλήματος του κυκλώματος πέραν της αντλίας, καλό είναι να αλλάζουμε μαζί και την αντλία) και οι τριβές είναι δύο παράγοντες, το πολυκαιρισμένο υγρό στο κύκλωμα είναι ένας άλλος: όλα αυτά τα αντιοξειδωτικά πρόσθετα που είδαμε τον προηγούμενο μήνα μιλώντας για παραφλού, με τον καιρό μέσα στο μοτέρ «δηλητηριάζονται» με αποτέλεσμα να κάνουν το υγρό πιο όξινο (pH<7), γεγονός με άκρως αρνητική επίδραση στις τσιμούχες. Συχνότερη αλλαγή του ψυκτικού υγρού μας λοιπόν (μην ψαρώνετε από τα 150.000km ή 10 χρόνια που σας λέει το εργοστάσιο, κάντε το νωρίτερα), αυτόματα σημαίνει και μεγαλύτερη μακροζωία για την τρόμπα μας. Η διαρροή οπτικά είναι ο ένας τρόπος διάγνωσης μίας προβληματικής τρόμπας νερού, ο άλλος είναι ο θόρυβος. Αυτός μπορεί να προέρχεται από διάφορες αιτίες: σπασμένα ή φθαρμένα πτερύγια που με τη σειρά τους επηρεάζουν και τον άξονα λόγω κακής ζυγοστάθμισης, φθαρμένη συναρμογή μεταξύ πλύμνης φτερωτής και άξονα, κακή ζυγοστάθμιση χτυπημένης/στραβής τροχαλίας από κακό χειρισμό ή τοποθέτηση, λάθος τάση σφιξίματος του ιμάντα η οποία οδηγεί σε καμπτική καταπόνηση τον άξονα και άλλα. Σε κάθε περίπτωση το αυτί και όχι το μάτι θα είναι ο σύμβουλος σας.

Αμανάτι το θερμοστάτη

Η μεταβαλλόμενη παρόχη της αντλίας νερού και η ταχύτητα ροής του εισερχόμενου στο ψυγείο αέρα (ως συνάρτηση της ταχύτητας του οχήματος ή/και της λειτουργίας του ηλεκτρονικά ελεγχόμενου βεντιλατέρ), δεν είναι παράγοντες ισχυροί αρκετά ώστε να μπορούν να ρυθμίσουν σωστά την επιθυμητή θερμοκρασία  του ψυκτικού. Και θέλουμε πολύ να έχουμε έναν αξιόπιστο και ακριβή τέτοιο ρυθμιστή στο κύκλωμα ψύξης μας: θέλουμε αφενός ο κινητήρας να κρατάει μία θερμοκρασία λειτουργίας  (που στα σύγχρονα μοτέρ είναι αισθητά υψηλότερη και από τα παραδοσιακά μεγέθη που είχαμε συνηθίσει) μέσα σε ένα πολύ στενό εύρος και αφετέρου να φτάνει σε αυτή όσο τον δυνατόν γρηγορότερα κατά την κρύα εκκίνηση. Οι λόγοι είναι, τι άλλο, κυρίως για την μείωση των ρύπων και την αύξηση του βαθμού απόδοσης και τους αναλύσαμε ενδελεχώς στο Part I (απόδοση καταλύτη, συσσώρευση καυσίμου στα τοιχώματα που οδηγεί σε bore wash του λιπαντικού, θερμοδυναμικός βαθμός κ.α.). Η διάταξη αυτή που μας επιτρέπει να κάνουμε αυτή ακριβώς τη δουλειά, είναι ο θερμοστάτης. Είναι τόσο απλός στη λειτουργία του, αλλά ταυτόχρονα και τόσο σημαντικός για την καλή υγεία του κινητήρα, που ο συνδυασμός τον κάνει συναρπαστικό. Βρίσκεται κοντά στην έξοδο του ψυκτικού από τον κινητήρα-κεφαλή προς το ψυγείο (κοντά στο πιο θερμό σημείο του κυκλώματος δηλαδή), συχνά ως «κολλητός γείτονας» με την τρόμπα νερού και σκοπός του είναι να ρυθμίζεται η θερμοκρασία του ψυκτικού μέσω ρύθμισης της ποσότητας αυτού που θα περνάει ή δεν θα περνάει από το ψυγείο. Μιλάμε δηλαδή για μία μεταβλητή διάταξη «ροϊκού τροχονόμου» με μία βασική είσοδο και δύο βασικές εξόδους ροής που θα κατευθύνει την εισερχόμενη καυτή ροή, είτε προς το ψυγείο για να κρυώσει, είτε προς την είσοδο του κινητήρα (της τρόμπας) ξανά για να θερμανθεί περαιτέρω. Φυσικά η λειτουργία του θερμοστάτη δεν είναι on-off / άσπρο-μαύρο ως προς την λειτουργία του και υπάρχουν άπειρα ενδιάμεσα στάδια συνένωσης της ζεστής και κρύας ροής που μόλις προαναφέραμε για να επιτευχθεί η ιδανική θερμοκρασία που επιθυμούμε. Πιο συγκεκριμένα, σε χαμηλές θερμοκρασίες η έξοδος προς το ψυγείο είναι (σχεδόν) τελείως κλειστή και (σχεδόν) όλο το ψυκτικό μένει να κυκλοφορεί γύρω και μέσα από τον κινητήρα. Όταν η θερμοκρασία του φτάσει σε κάποιο καθορισμένο-προσχεδιασμένο σημείο (διαφέρει ανάλογα με τα ειδικά χαρακτηριστικά του θερμοστάτη, αλλά συνήθως βρίσκεται στο φάσμα 80-90 ^oC), ο θερμοστάτης σταδιακά αρχίζει να ανοίγει και να επιτρέπει ποσό ροής να διοχετευτεί προς το ψυγείο, ενώ από κάποια θερμοκρασία και μετά, ανάλογα με τα χαρακτηριρικά του πάλι (μετά τους 90-95 βαθμούς), ανοίγει εντελώς αφήνοντας το μάξιμουμ της δυνατής παροχής να περάσει προς το ψυγείο. Στα ενδιάμεσα στάδια λειτουργίας ο θερμοστάτης μεταβάλλει συνεχώς το άνοιγμα του όταν υπάρχει ερέθισμα του εσωτερικού του στοιχείου (μεταβολές θερμοκρασίας) ώστε τελικά να καταφέρνει να αποσβέσει αυτές τις μεταβολές κρατώντας το ψυκτικό σε όσο το δυνατόν σταθερότερη θερμοκρασία (υπό κανονική θερμοκρασία λειτουργίας μένει κατά κανόνα ανοιχτός κατά το ήμιση περίπου και υπό νορμάλ συνθήκες ποτέ ένας θερμοστάτης δεν πρέπει να είναι κολλημένος στην εντελώς ανοικτή ή κλειστή θέση του).

Στην κλασική μορφή του πρόκειται για μία 100% μηχανική (και άρα θαυματουργή!) διάταξη και μία από τις δύο αμιγώς μηχανικές διατάξεις κλειστού βρόγχου (επανατροφοδότησης-ελέγχου) λειτουργίας που όλοι μας συναντάμε συνέχεια ως κρυφούς ήρωες της καθημερινότητας μας (η άλλη είναι το καζανάκι της λεκάνης!). Το μυστικό της απλοϊκής λειτουργίας του θερμοστάτη βρίσκεται σε ένα μικρό κυλινδράκι στο κέντρο του: το κυλινδράκι αυτό είναι γεμάτο με κερί (ναι, κερί, όπως λέμε ΚΕΡΙΝΟΣ) το οποίο πιέζει την άκρη ενός μικρού πείρου (ανάλογα με τον τύπο του θερμοστάτη είτε μέσω διαφράγματος, είτε μέσω ελαστικού χιτωνίου) στην άλλη άκρη του οποίου βρίσκεται η βαλβίδα του θερμοστάτη που ανοίγει την διόδο προς το ψυγείο. Καθώς το κερί λιώνει, καθώς δηλαδή περνάει από την στερεά μορφή στην υγρή, λόγω των φυσικών ιδιοτήτων του διαστέλεται και η αύξηση αυτή του όγκου του σπρώχνει το εμβολάκι, μαζί με την βαλβίδα στην άκρη του. Οι πρώτοι ιστορικά και περισσότερο αναξιόπιστοι θερμοστάτες από τους σημερινούς, είχαν διάταξη μετατροπής υγρού σε αέρια μορφή, κάτι που τους έκανε να επηρεάζονται όχι μόνο από την θερμοκρασία του ψυκτικού, που είναι το επιθυμητό, αλλά και από την πίεση στο κύκλωμα. Έχουμε εν πολλοίς, για να το κάνουμε πιο λιανά, μετατροπή θερμικής ενέργειας σε μηχανική. Εκτός από το κύριο by-pass δρόμο τώρα ενός θερμοστάτη, δηλαδή την διόδο προς τον κινητήρα/τρόμπα όσο αυτός είναι πλήρως κλειστός προς το ψυγείο, υπάρχει συχνά και μία μικρότερη οπή πάνω του η οποία επιτρέπει μία μικρή ποσότητα ψυκτικού να τον διαπερνά, ώστε να θερμανθεί και ο ίδιος γρηγορότερα κατά την κρύα εκκίνηση και επίσης να αφήνει τον εγκλωβισμένο  αέρα να περνά κατά την αρχική πλήρωση του κυκλώματος. Για να επανέλθουμε στα κεριά τώρα, η θερμοκρασία ανοίγματος (όπως και το ύψος-διάκενο που θα κινηθεί το εμβολάκι) είναι μεν σταθερή, αλλά καθορίζεται από την χημική σύσταση του εκάστοτε κεριού: το κερί που χρησιμοποιείται στους θερμοστάτες είναι εξειδικευμένης σύστασης για αυτήν την δουλειά και δεν είναι ίδιο με το κερί που ανάβετε όταν καλείτε σε ρομαντικό δείπνο την Σούζη με την μεγάλη... προίκα: σε αντίθεση με τα τυπικά κεριά παραφίνης, που περιέχουν μείγμα από ένα κάρο διαφορετικούς υδρογονάνθρακες διαφορετικών μηκών αλυσίδας μορίου, το κερί του θερμοστάτη έχει συγκεκριμένη επιλογή υδρογονάνθρακα προερχόμενου από αυστηρή διαδικασία χημικής κατεργασίας (διύλιση), ώστε να δίνει την προεπιλεγμένη πάντα συμπεριφορά απόκρισης σε συγκεκριμένη θερμοκρασία με την ελάχιστη δυνατή απόκλιση. Μπορεί να ακούσετε για θερμοστάτες μονής η διπλής βαλβίδας, η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια, με την διαφορά να βρίσκεται στο ότι, στους μεν μονής βαλβίδας απλά ελέγχεται με δισκοειδή βαλβίδα η διατομή του αγωγού προς το ψυγείο και η ροή του ζεστού υγρού προς την είσοδο πάλι του κινητήρα είναι ελεύθερη, στους δε διπλής υπάρχει και μία δεύτερη δισκοειδής βαλβίδα που ταυτόχρονα κλείνει την διόδο by-pass προς την τρόμπα. Οι πλειοψηφία των σύγχρονων θερμοστατών ανήκει  στην κατηγορία διπλής βαλβίδας, αφού έτσι μπορεί να ρυθμιστεί η θερμοκρασία λειτουργίας σε ακόμα στενότερο εύρος. High-tech θερμοστάτες, τελευταίας λέξης της τεχνολογίας έχουμε? Και από αυτό έχουμε: το μαγαζί διαθέτει πλεόν και θερμοστάτες ηλεκτρονικά ελεγχόμενους από την ECU, που μέσω θερμίστορ πετάνε το κερί στο χρονοντούλαπο της ιστορίας. O καιρόc γαρ εγγύc…

Και το καλοριφέρ στο παιχνίδι!

Το καλοριφέρ? Σε Know How για το σύστημα ψύξης? Τι δουλειά έχει? Απάντηση: μεγάλη! Αρκεί να δει κάποιος την διάταξη για να το καταλάβει: το καλοριφέρ αποτελείται από ένα μικρό ψυγείο, μικρογραφία αυτού του κυρίως κυκλώματος ψύξης, όπως το είδαμε στο Part II, το οποίο βρίσκεται αντιδιαμετρικά του μοτέρ (μέσα/κάτω από το ταμπλό). Αποτελείται και αυτό από σωλήνες αγώγιμου μετάλλου (αλουμίνιο ή χαλκός) και πτερύγια-σερπαντίνα για μεγιστοποίηση της απαγωγής θερμότητας. Μέσα σε αυτό το μικρό ψυγείο κυκλοφορεί ψυκτικό υγρό το οποίο το κλέβουμε από το κύριο κύκλωμα ψύξης του κινητήρα: από συγκεκριμένο σημείο του κυρίως κυκλώματος (συνήθως είτε από την κεφαλή, είτε από την έξοδο της τρόμπας) και ανεξαρτήτως αν ο θερμοστάτης είναι ανοικτός ή κλειστός, απομαστεύουμε (και στη συνέχεια επιστρέφουμε πίσω στο κυρίως κύκλωμα, μέσω αντίστοιχης παράλληλης σωλήνωσης επιστροφής) μία μικρή ποσότητα θερμού υγρού ώστε να οδηγηθεί στο προαναφερθέν «μίνι ψυγείο». Τοποθετούμε και ένα αντίστοιχο μικρό βεντιλατέρ πίσω από το ψυγείο και voila: μέσω ενός λαβύρινθου από σωλήνες και κλαπέτα μπορούμε να στείλουμε τον θερμό αέρα οπουδήποτε στην καμπίνα ή το παρμπρίζ. Ενώ δηλαδή στο κανονικό ψυγείο το ρεύμα αέρα του βεντιλατέρ το θέλουμε απλά για να μας κρυώσει το ψυγείο και μετά ο αέρας αυτός ας πάει στην ευχή της παναγίας, εδώ αντιστρόφως, δεν μας νοιάζει τόσο το κρύωμα του υγρού/ψυγείου (με την εξαίρεση που θα πούμε πιο κάτω), αλλά η οδήγηση του άερα που παίρνει τη θερμότητα αυτή. Παρόλο που η θερμοκρασία του ψυκτικού του κυρίως κυκλώματος σε φάση λειτουργίας είναι πρακτικά σταθερή πλέον σε ένα σύγχρονο μοτέρ, η θερμοκρασία και η παροχή του αέρα που τελικά μπαίνει στην καμπίνα τώρα μπορεί να ελεγχθεί με διαφορετικούς τρόπους: μπορεί να υπάρχει μία βαλβίδα/πεταλούδα που μεταβάλει την ποσότητα του θερμού ψυκτικού που φτάνει στο ψυγείο του καλοριφέρ, μπορεί να υπάρχει ένα μεταβαλλόμενο κλαπέτο που εμποδίζει την ροή να φτάσει στο ψυγείο ή κάνει τον αέρα από τον ανεμιστήρα να το παρακάμπτει μερικώς ή ολικώς, ενώ σε κάποια αυτοκίνητα έχουμε συνδυασμό των δύο. Στα πιο παλιά μοντέλα ο οδηγός έχει άμεσο έλεγχο της βαλβίδας ή του κλαπέτου αυτού κουνώντας χειροκίνητους περιστρεφόμενους ή γραμμικούς διακόπτες, που με τη σειρά τους αυτά μέσω ντιζών ή μοχλών μετέφεραν την κίνηση. Σιγά σιγά αυτά τα συστήματα έδωσαν τη θέση τους σε ηλεκτρονικά συστήματα που απλά δίνουν εντολή σε ηλεκτρονικούς ενεργοποιητές. Αυτοκίνητα με διζωνικό κλιματισμό μπορεί να έχουν το ψυγείο του καλοριφέρ χωρισμένο σε δύο μισά, με διαφορετικές ποσότητες υγρού μέσα τους ανά πάσα στιγμή και άρα και διαφορετική θερμοκρασία προς τα δύο νοητά μισά της καμπίνας.

Και φτάνουμε στο σημείο που δείχνει περισσότερο γιατί μιλάμε για καλοριφέρ εδώ σήμερα: αφού το κύκλωμα του καλοριφέρ είναι ουσιαστικά μία διάταξη τύπου «αγάπη μου συρρίκνωσα το σύστημα ψύξης», αν το κυρίως σύστημα παρουσιάσει κάποια βλάβη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτό στη θέση του ως προσωρινό, βοηθητικό back-up: έστω και με αυτή την μικρότερη ικανότητα θερμοαπαγωγής του, το ψυγείο του καλοριφέρ μπορεί να κάνει σημαντική διαφορά αν το πρόβλημα μπορεί να «σωθεί» κρυώνοντας κάποια από τη μάζα του ψυκτικού. Εξού και η συμβουλή που συχνά ακούτε «αν ανεβάσει θερμοκρασία ο κινητήρας ανοίξτε το καλοριφέρ στο φουλ ζεστό»: υπό προϋποθέσεις μπορεί και ο φαινομενικά «αστείος» διακόπτης του καλοριφέρ να σώσει το πολύτιμο μοτέρ σας. Κουφό, αλλά αληθινό. Φυσικά και το κύκλωμα του καλοριφέρ μπορεί να παρουσιάσει αντίστοιχα θέματα αξιοπιστίας με το κυρίως κύκλωμα: διαρροές, οξειδώσεις, βουλώματα, και μάλιστα προβλήματα που δεν είναι τόσο εύκολα επιλύσιμα από πλευράς «εργατοωρών», αφού σε αντίθεση με το εμπρός ψυγείο, το μεγαλύτερο μέρος του δεν είναι άμεσα προσβάσιμο και θέλει ξύλωμα του ταμπλό και του μισού σαλονιού...

Και με τα αερόψυκτα μοτέρ παρεπιπτόντως τι γίνεται? Αφού δεν έχουμε ψυκτικό, δεν έχουμε και καλοριφέρ? Οι ιδιοκτήτες των παλιών VW/Porsche πέφτουν κάτω από το κρύο ένας ένας το χειμώνα?! Όχι: μία μεθοδολογία είναι να περάσεις αέρα γύρω από την καυτή πολλαπλή εξαγωγής (μέθοδος δυνητικά... θανάσιμη, αν η πολλαπλή έχει διαρροή, βλ. μονοξείδιο άνθρακα και άλλα όμορφα μέσα στη καμπίνα) ρυθμίζοντας την θερμοκρασία του αέρα μέσω ανάμιξης του με αέρα περιβάλλοντος , μία άλλη είναι να παίξεις καθαρά ηλεκτρικά με θερμαινόμενα σύρματα εν είδει αερόθερμου.

Σε άλλες κρύες χώρες, μακριά από εδώ...

...οι εταιρίες που κατασκευάζουν διατάξεις όχι ψύξης, αλλά θέρμανσης του μοτέρ πριν καν ακόμα πάμε στο γκαράζ και το βάλουμε εμπρός, κάνουν χρυσές δουλειές. Πρόκειται για το σύστημα που ίσως έχει πάρουν τα αυτιά σας (αν έχετε κανένα ξάδερφο στη Λαπωνία) ως «θερμαντήρα» ή «θερμάστρα» μπλοκ/κινητήρα. Σκοπός αυτού του κινητήρα είναι να έρθει ο κινητήρας σε θερμοκρασία λειτουργίας σε συνθήκες κρύας (πολύ κρύας βασικά) εκκίνησης, γρηγορότερα από ότι θα ερχόταν αν τον είχαμε αφήσει μόνο σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, μέσω... «ηλεκτρικής κομπρέσας»: ο πιο συνηθισμένος τύπος θερμαντήρα θέλει διατάξη θέρμανσης με ηλεκτρικές αντιστάσεις να τοποθετείται είτε σε «ταπωμένη» οπή του μπλοκ (αποτελούν δικλείδες ασφαλείας διαφυγής ψυκτικού που αφήνουν στο χυτό του μπλοκ οι κατασκευαστές σε περίπτωση στερεοποίησης του υπό ακραία χαμηλές θερμοκρασίες, συχνά συμπίπτουν με τις αντίστοιχες οπές αφαίρεσης εναπομείνουσας άμμου καλουπιού κατά την χύτευση) είτε σε σειρά με κάποια από τις σωληνώσεις του ψυγείου (ή του καλοριφέρ). Το άλλο άκρο των αγωγών βγαίνει από την γρίλια της μάσκας μπροστά ως μπρίζα για να τοποθετηθεί σε εξωτερική πηγή τάσης (είτε οικιακή, είτε δημόσια όπως π.χ. σε μεγάλα πάρκινγκ κτλ. σε χώρες που τον δαγκώνεις), ενώ σε μοντέλα που προορίζονται για τόσο ψυχρά κλίματα, συχνά ο θερμαντήρας είναι μέρος του στάνταρντ εξοπλισμού του αυτοκινήτου, για παράδειγμα στο Toyota Prius έχουν άλλη «πατέντα»: μία ποσότητα θερμού ψυκτικού μένει αποθηκευμένη σε ένα a la «θερμός» δοχείο, ώστε να μπορεί άμεσα να τραβηχτεί από το κύκλωμα ακόμα και 2-3 μέρες μετά).

Θερμαντήρες που δεν στηρίζονται σε εξωτερική πηγή ρεύματος, αλλά καίνε καύσιμο από το ντεπόζιτο του ίδιου του οχήματος, επίσης υπάρχουν στο εμπόριο. Θερμαντήρες υπάρχουν και για το λάδι, όπου κρατάνε το ιξώδες του σε λογικά επίπεδα και δεν το αφήνουν να ανέβει τόσο που θα επηρέαζε την ροή του και τις λιπαντικές ιδιότητες κατά την κρύα εκκίνηση (κρατώντας επίσης ζεστό τον κινητήρα από πριν, βοηθάμε φυσικά και την απόδοση του καλοριφέρ, τόσο προς το παρμπρίζ όσο και προς τους επιβάτες). Μία τυπική τιμή αύξησης της θερμοκρασίας που προσφέρουν αυτά τα συστήματα είναι 20^οC και 5^οC για το ψυκτικό και το λάδι αντίστοιχα. Πιο «light» εκδοχές θερμαντήρων, είναι διατάξεις θέρμανσης που τοποθετούνται εφαπτομενικά του κάρτερ, στη θέση του δείκτη λαδιού ή ως θερμαινόμενες κουβέρτες που καλύπτουν ολόκληρο το μηχανοστάσιο.

Τα μάθαμε όλα  

Νομίζω ότι δεν πρέπει να έχετε κανένα παράπονο: τους τρεις τελευταίους μήνες αρπάξαμε το σύστημα ψύξης και του βγάλαμε τα μάτια έξω (ή πιο σωστά του κάψαμε τη φλάντζα!), αναλύοντας σε βαθμό φετιχισμού, τόσο τα επιμέρους κομμάτια του όσο και συνολικά το φάκελο λειτουργίας του. Κατά καιρούς στο παρελθόν είχαν γίνει σχετικές αναφορές σε διάφορα τμήματα του περιοδικού, αλλά ποτέ δεν είχαμε επικεντρώσει και εντρυφήσει τόσο πολύ βαθιά σε αυτό το αφιερωμένο στη ψύξη και μόνο σύστημα, μαζεύοντας μόνο ότι αποκλειστικά το αφορά και όχι π.χ. χιτώνια (που αφορούν περισσότερο το κομμάτι μπλοκ) ή ψυγεία λαδιού (που τα είδαμε στη σειρά περί λίπανσης). Τα πιο «θεωρητικά» αυτά Know How περί ψύξης, σε συνδυασμό με τα πιο «πρακτικά» αντίστοιχα κείμενα από τον προηγούμενο μήνα των φίλτατων συναδέλφων Γ. Φονσό και Δ. Καρταλαμάκη, νομίζω ότι σας έχουν κάνει εξπέρ στο θέμα. Μην δω κάνεναν με ανοικτό το καπό να ρίχνει «επιτραπέζιο Λουτρακίου» στο δοχείο, τον έφαγα!