Maluch był chłodzony powietrzem, stare Porsche też. Ale co to zmienia?
Systemy chłodzenia silnika w samochodach osobowych można podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy – i obecnie popularniejszy – sposób to chłodzenie cieczą. Drugi – już właściwie nie spotykany sposób – to chłodzenie powietrzem. Gdzie leży różnica i jakie są zalety chłodzenia powietrzem? Tego dowiecie się z tego wpisu.
Ale zacznę od wprowadzenia odrobiny zamieszania
Uwaga: każdy silnik jest chłodzony cieczą i każdy silnik chłodzony jest powietrzem. Różnica jest w cieczy, która chłodzi oraz w elemencie, który odpowiada za wymianę ciepła.
Teraz to już zupełnie nie rozumiecie o co chodzi i skąd wynika ta różnica, prawda? No to teraz to wyjaśnię.
"Volkswagen Karmann Ghia nie ma chłodnicy..."
„Wiadomo, że nie, niektóry woli wentylator.”
Gratuluję znajomości niepotrzebnych sequeli jeśli kojarzycie ten cytat.
W każdym razie – to fakt, Karmann Ghia chłodnicy nie ma, podobnie z resztą jak Typ 1 i Typ 2 czyli kolejno Garbus i Transporter T1 z którymi dzieli platformę i silniki. Nie są to jednak jedyne samochody, które nie mają chłodnicy, do tego klubu zaliczyć możemy także stare Porsche 356 czy 911 do generacji 993 włącznie, Fiata 500 i 126, wszelkiego rodzaju Tatry lub Chevroleta Corvair – to to już w ogóle jest dziwny wóz, ale nie o tym dziś.
Jak to, auto bez chłodnicy?
No normalnie. Albo raczej – obecnie już nie normalnie, ale kiedyś to był normalny stan rzeczy, że niektóre auta radziły sobie kompletnie bez chłodnicy i wszystko działało jak powinno.
Z resztą, samochody chłodzone powietrzem obchodziły się nie tylko bez chłodnicy, ale właściwie całkowicie bez układu chłodzenia i płynu chłodniczego. I nie, to nie znaczy, że te samochody przegrzewały się w 5 minut jak miałoby to miejsce w przypadku obecnych aut, które pozbawilibyśmy tych elementów.
Cała sztuczka polegała na umiejętnym wykorzystaniu oleju silnikowego oraz zarządzaniu ciepłem. Samochody chłodzone powietrzem wykorzystują olej silnikowy zarówno jako środek smarny jak i chłodziwo. Oznacza to, że samochody chłodzone powietrzem zwykle mają więcej oleju, po to by poprawić rozprowadzanie ciepła. Dodatkową, szybko zauważalną zmianą jeśli spojrzeć na silnik chłodzony powietrzem, to inna budowa bloku silnika, który wygląda podobnie do kaloryfera z bloku – to jest budynku mieszkalnego. Innymi słowy, pełen jest „radiatorów” czyli dodatkowych, metalowych, płaskich elementów, które wystają na zewnątrz by zwiększyć powierzchnię, którą blok odprowadza ciepło.
Wiele aut chłodzonych powietrzem ma także dodatkowy wentylator, często napędzany paskiem osprzętu lub rozrządu, którego zadanie jest podobne jak w przypadku układów chłodzonych cieczą czyli po prostu wdmuchiwanie do komory silnika zimnego powietrza z zewnątrz.
Jakie zalety ma chłodzenie powietrzem?
Cóż, największą zaletą takiego układu chłodzenia jest jego prostota – cały układ chłodzenia sprowadza się do wentylatora i wyżłobień w bloku, nie trzeba więc kombinować z przewodami płynu chłodniczego, chłodnicą, zbiornikiem na chłodziwo, termostatem czy jego sterowaniem. Dodatkową zaletą prostoty tego rozwiązania jest fakt, że jest on po prostu tańszy w produkcji, dlatego tak wiele tańszych aut do lat 80′ było chłodzonych powietrzem, to pozwalało utrzymać ich cenę zakupu oraz koszta eksploatacji na niższym poziomie co bardzo cieszyło niezbyt zamożnych klientów.
Inna sprawa, że brak układu chłodzenia oznacza mniejszą masę pojazdu – co może nie interesowało klientów Fiata, ale inżynierów Porsche już jak najbardziej, bo te samochody sportowe były z zasady źle zrównoważone, więc brak dodatkowej masy spowodowanej układem chłodzenia był tylko dodatkową korzyścią.
Chłodzenie powietrzem miało jednak swoje wady
Zacznijmy od tych mniej istotnych, by potem przejść do wady na tyle istotnej, że w praktyce ten jeden problem wybił wszystkie chłodzone powietrzem silniki z eksploatacji.
Pierwszym, najmniej istotnym problemem silników chłodzonych cieszą jest generowany przez nie hałas. W tanich autach dźwięk nie miał znaczenia, bo dobrze, że jeździło, a w przypadku Porsche dodatkowe walory dźwiękowe nadawały autom „charakteru”.
Inną sprawą jest fakt, że chłodzone powietrzem silniki są bardziej wrażliwe na pogodę i niedomagania „układu chłodzenia” – jeśli jest naprawdę gorąco i zamiast się przemieszczać stoimy w korku silnik bez chłodnicy może zacząć się przegrzewać. Wiadomo, nie jest to codzienność, ale jeśli wentylator nie domaga lub są inne problemy z chłodzeniem to faktycznie, stanie w korku może doprowadzić do poważnej awarii.
Największą wadą silników chłodzonych powietrzem, patrząc z obecnej perspektywy, jest fakt, że mają one mniejszą efektywność cieplną. Oznacza to, że większa część energii pozyskanej z procesu spalania paliwa przerobiona jest na ciepło, a nie na moc niż w silniku chłodzonym cieczą. Niższa efektywność cieplna oznacza wyższe spalanie, wyższe spalanie oznacza mniej czyste spaliny i tak dochodzimy do…
Co zabiło silniki chłodzone powietrzem?
To samo co wszystkie fajne pomysły w motoryzacji – normy emisji spalin. Nie żartuję, te eko-przepisy zabrały nam wszystko co fajne – Sportowe wersje tatusiowych sedanów (jak Mondeo ST…), szalone silniki diesla (V12 TDi…) czy Wankle. Zostały 3 cylindry, hybryda, a do tego najlepiej CVT… Okej, ponarzekałem, wróćmy do tematu.
Obniżona efektywność cieplna oznaczała, że Porsche – czyli de facto ostatni duży producent aut bez chłodnicy – mocno walczyło, żeby zostać przy tradycyjnym dla siebie układzie chłodzenia. Finalnie jednak, nawet oni musieli pęknąć. Ze względu na podwyższone spalanie, Porsche 911 generacji 993 jest jednym z ostatnich liczących się aut, które powstało z myślą o chłodzeniu powietrzem. Kolejna generacja, czyli zaprezentowane w 1998 roku 911 996, już miało konwencjonalny układ chłodzenia. Dzięki temu nie tylko poprawiono jakość spalin, ale także podniesiono moc silnika. Owszem, wzrosła też masa, ale dzięki technologii udało się zachować sporą część charakteru Porsche, nawet jeśli wizualnie 996 było… no cóż, kontrowersyjne.
I owszem, nawet w XXI w. nadal zdarzały się auta bez chłodnicy, ale to były raczej niedobitki, które konstrukcyjnie nadal czerpały z lat 50′ i 60′, jak na przykład nieśmiertelny Volkswagen Transporter T2 później zwany Kombi albo Garbus, które na rynku Meksykańskim sprzedawane były aż do 2013 i 2003 roku. Tak, w momencie gdy Golf IV kończył swoją karierę, nadal były części świata gdzie można było kupić nowego Garbusa.
Najsłynniejsze samochody chłodzone powietrzem
Obecnie chłodzenie powietrzem to totalny anachronizm i właściwie nie ma na rynku producenta, który realnie rozważałby to rozwiązanie w nowych samochodach. Nie zmienia to jednak faktu, że w historii motoryzacji pojawiło się kilka wyjątkowych aut, które chłodnice widziały tylko u kolegów na parkingu.
Porsche 356 – Model 911 jest zdecydowanie tym bardziej popularnym, ale bez 356 nie byłoby Porsche w ogóle, więc warto więc o tym aucie wspomnieć. Wielu twierdzi, że 356 to tylko szybszy VW i jest w tym trochę prawdy, ale Garbus nigdy nie wyglądał tak dobrze, prawda?
Volkswagen Typ 1 „Garbus” – Oryginalny Volkswagen był bazą nie tylko dla Transportera, Karmanna i innych VW, ale także dla całej masy aut sportowych i kit-carów, które pozwalały wyróżnić się generacjom entuzjastów.
Fiat 126 – Z czystego, patriotycznego obowiązku, w wpisie o autach bez chłodnic, muszę umieścić Malucha. Nawet jeśli niektórzy określają go troglodytą, to pamiętać należy, że to ten samochodzik zmotoryzował Polskę i wielu Polaków to właśnie od niego zaczynało przygodę z motoryzacją.
Tatra 603 – W czasie gdy Polacy szukali metod na oszczędzanie, Czesi tworzyli najpiękniejsze i najszybsze limuzyny jakie widział świat. Były jednak na tyle trudne w prowadzeniu, że podczas okupacji niemieccy generałowie mieli kategoryczny zakaz prowadzenia aut tej marki w obawie przed wypadkiem.
Chevrolet Corvair – ten samochód to amerykańskie Porsche 911. 6-cylindrowy bokser umieszczony z tyłu i chłodzony powietrzem. To auto zyskało złą sławę, gdy została o nim wydana książka „Unsafe At Any Speed” (niebezpieczny przy każdej prędkości).
Citroen 2CV – Ten samochód z kolei również zyskał sławę poprzez rolę w dziele kultury, konkretnie chodzi o serię filmów z Żandarmem (Louis De Funés), w którym siostra zakonna zapieprzała tym Citroenem aż się kurzyło.
Porsche 917 – jedna z najbardziej udanych wyścigówek w dziejach również nie miała chłodnicy. Zamiast tego, płaski 12-cylindrowy silnik chłodzony był powietrzem za pomocą wielkiego wentylatora zamontowanego nad nim.
Czy powstaną jeszcze silniki chłodzone powietrzem?
Nie. Albo raczej – w samochodach na pewno nie.
Jeśli jednak zależy Wam na tym, by Wasz środek transportu nie miał chłodnicy, to duża część jednośladów nadal radzi sobie doskonale bez tego elementu. Nie powiem Wam jednak, jakie są to motocykle, bo o motocyklach wiem tyle, że chciałbym Suzuki Hayabusę, a ta akurat chłodnicę ma. Inna sprawa, że jest za duża na moje gabaryty, ale to kompletnie inna historia.
Co ciekawe, nawet samochody elektryczne nie są chłodzone powietrzem – te zwykle mają układy chłodzenia baterii, które często potrzebują płynu chłodniczego oraz chłodnic. Dlatego nawet Tesle czy Nissany Leaf mają z przodu niewielkie otwory wentylacyjne.
Wróćmy jeszcze do wprowadzonego przeze mnie zamieszania
Silniki chłodzone powietrzem są również chłodzone cieczą, tylko w ich przypadku jest to olej, który również pełni rolę smaru.
Silniki chłodzone cieczą z kolei są również chłodzone powietrzem, ponieważ przepływa ono przez chłodnicę i w ten sposób chłodzi płyn chłodniczy odpowiadający za utrzymanie właściwej temperatury jednostki napędowej.
Pomimo to, zwykło się mówić, że silniki chłodzone bez użycia płynu chłodniczego to te chłodzone powietrzem, a te, które płyn chłodniczy mają to silniki chłodzone cieczą.
I właściwie tyle musicie z tego całego wpisu zapamiętać. Reszta to informacje uzupełniające, którymi na pewno zaimponujecie jakiemuś właścicielowi garbusa lub Skody 105.