Articles

Getting it wrong: Błędna diagnoza problemu z układem chłodzenia

Pomogłem ostatnio przyjacielowi w problemie z układem chłodzenia w jego BMW 2002 z 1974 roku. Było to jedno z tych doświadczeń, gdzie wszystko wydawało się proste, a jednak doszliśmy do dokładnie błędnych wniosków. Warto zrozumieć dlaczego.

Byliśmy na wycieczce drogowej na imprezę BMW w Greenville, w Południowej Karolinie. Samochód mojego przyjaciela i jego niedawno odbudowany silnik sprawował się bez zarzutu podczas tysiącmilowej podróży. Ale kiedy dotarliśmy do Greenville i zamieszkaliśmy w naszych oddzielnych hotelach, wysłał mi SMS-a, że samochód się przegrzewa, a wskaźnik temperatury wzrasta do czerwonego podczas rozgrzewania, postoju lub jazdy. Poczuł dolny wąż chłodnicy i stwierdził, że jest zimny, co wskazuje na to, że termostat się nie otwiera. Pozyskał inny termostat, pojechał samochodem ostrożnie do pobliskiego sklepu NAPA, kupił płyn chłodzący i zbiornik, i wymienił termostat na parkingu, ale to nie rozwiązało problemu.

We've all been taught that if the lower radiator hose is cold, the thermostat isn't opening, and it's true, but there can be more to it than that.
Wszystkich nas uczono, że jeśli dolny wąż chłodnicy jest zimny, termostat się nie otwiera, i to prawda, ale może być w tym coś więcej. Rob Siegel

Po pierwsze, ustalmy trochę terminologii. Słowo „przegrzanie” sugeruje jedną z dwóch rzeczy. Może to oznaczać, że wskaźnik temperatury jest na czerwono, ale system jest nadal zamknięty i pod ciśnieniem, lub że właściciel zignorował znaki ostrzegawcze i kontynuował jazdę samochodem, a płyn chłodzący wydostał się spod korka chłodnicy, tworząc klasyczną parującą komorę silnika. Na każdym samochodzie z aluminiową głowicą, naprawdę chcesz uniknąć tej ostatniej sytuacji, ponieważ jest prawdopodobne, aby spowodować głowicę do wypaczenia lub pęknięcia, więc zatrzymując się, gdy temperatura pocałował czerwoną strefę, mój przyjaciel zrobił dokładnie to, co powinien był zrobić, aby zapobiec katastrofie.

Następnie, pozwól mi wyjaśnić różnicę między przegrzaniem, jak opisano powyżej, i gorący bieg. Jeśli system chłodzenia jest w zasadzie działa (nie wyciek anty-zamarzanie, termostat otwarcia, pompa wody toczenia, wentylator dmuchanie), a temperatura biegnie około w środku miernika, gdy samochód jest prowadzony z prędkością na autostradzie, ale głowy do czerwonego w gorącej pogody, gdy samochód jest w ruchu, problem jest prawie zawsze spowodowane albo częściowo zatkany chłodnicy, wentylator chłodzący, który jest zbyt mały lub zbyt wolny, lub oba.

Ale jeśli samochód jest przegrzanie we wszystkich sytuacjach, jest to zwykle spowodowane przez jedną z sześciu rzeczy. Termostat może być zamknięty. Chłodnica może być bardzo zatkana, co często maskuje się jako zatkanie termostatu. Wirnik z tyłu pompy wody może nie poruszać płynem chłodzącym, ponieważ jest odłamany lub mocno skorodowany. Może być powietrze, które musi być wydmuchiwane z układu chłodzenia. Może być ograniczenie w jednym z przejść płynu chłodzącego w silniku. Or the head gasket could be blown.

An example of a water pump whose impeller is so corroded that its ability to move coolant is seriously compromised.
An example of a water pump whose impeller is so corroded that its ability to move coolant is seriously compromised. Rob Siegel

Oczywiście, jest jeszcze jedna możliwość – samochód nie jest w rzeczywistości gorący, a problem tkwi w mierniku lub czujniku. Często słyszy się „Sprawdź to za pomocą termometru na podczerwień”, ale to nie jest tak proste, jak wielu ludzi myśli, że jest. Większość termostatów otwiera się gdzieś w zakresie 160-200°F, a większość silników rozgrzewa się przy około 200°F, ale to nie znaczy, że zobaczysz te liczby na pistolecie na podczerwień. Jest kilka powodów dlaczego. Po pierwsze, czujnik temperatury samochodu jest zanurzony w płynie chłodzącym zamkniętego systemu, podczas gdy pistolet na podczerwień można skierować tylko na zewnątrz węża lub metalowego elementu, więc pistolet na podczerwień nigdy nie powie Ci rzeczywistej temperatury płynu chłodzącego. A na wężach gumowych, metalowych szyjkach chłodnic i obudowach termostatów można uzyskać znacznie różniące się odczyty. Po drugie, wskaźnik temperatury na desce rozdzielczej nie jest skalibrowany w stopniach, więc jeśli nie grzebałeś przy pistolecie na podczerwień, kiedy samochód pracował normalnie i nie dowiedziałeś się, że w połowie wysokości wskaźnika jest, powiedzmy, 200°F na chłodnicy, odczyt na pistolecie nie jest tak znaczący, jak by się wydawało. Gdy jesteś wokół samochodów na chwilę, „jeśli czuje się gorąco, to jest gorąco, a jeśli nie, to nie jest” seat-of-the-pants metryki może być bardziej znaczące niż gun.

Ale nawet jeśli używasz IR pistolet i ustalić, że nic nie jest naprawdę źle i że problem jest w wskaźniku, czy kiedykolwiek próbował jazdy samochodem na dużą odległość z pegged wskaźnik temperatury? Jest to niewiarygodnie stresujące. Wszystko, co można myśleć o jest „Co się stanie, jeśli coś naprawdę pójdzie nie tak, podczas gdy to jest pegged?”

Infrared temperature guns are popular, but you really need to use them before you have trouble in order to get a baseline on what the temperature should be. This is on the upper radiator tank of a barely warmed-up car.
Pistolety temperatury podczerwieni są popularne, ale naprawdę trzeba ich używać przed masz kłopoty w celu uzyskania linii bazowej na co temperatura powinna być. To jest na górnym zbiorniku chłodnicy ledwo rozgrzanego samochodu. Rob Siegel

Z tym, wróćmy do historii. Mój przyjaciel przywiózł swój rozgrzany samochód do mojego hotelu, zatrzymując się za każdym razem, gdy wskaźnik temperatury zbliżał się do czerwonego i czekając, aż ostygnie. Kiedy spotkałem go przy krawężniku, zweryfikowałem jego spostrzeżenia. Obserwowałem na własne oczy, jak samochód został uruchomiony i rozgrzany, i widziałem, jak wskaźnik temperatury systematycznie wzrasta od niebieskiego do środka, a następnie do czerwonego. Poczułem dolny wąż chłodnicy i rzeczywiście był zimny. Zgodziłem się, że wygląda to na podręcznikowe objawy samochodu, którego termostat się nie otwiera. Fakt, że wymienił termostat i to nie rozwiązało problemu było dziwne, ale w tym wieku globalizacji i części śmieci, znam ludzi, którzy mieli kilka złych termostatów w rzędzie.

Sprawdziłem, aby upewnić się, że pompa wody rzeczywiście porusza się chłodziwo. Jeśli termostat jest otwarty, zwykle można zobaczyć płyn chłodzący poruszający się przez zbiornik na górze chłodnicy, ale z zamkniętym termostatem, to nie będzie działać. Silnik z 2002 roku ma „rozdzielacz wody” przykręcony z boku głowicy. Do niego przykręcony jest czujnik temperatury płynu chłodzącego. Łatwo było odkręcić czujnik i sprawdzić, czy płyn chłodzący rzeczywiście się przez niego przemieszcza. I zarówno rozdzielacz wody jak i termostat były gorące w dotyku. Sięgnąłem do środka i włączyłem ogrzewanie, a ciepłe powietrze lało się z nawiewów na desce rozdzielczej. Na pewno wydawało mi się, że płyn chłodniczy się porusza.

The
„Rozdzielacz wody” z czujnikami temperatury. Odkręć któryś z nich i możesz obserwować przepływ płynu chłodzącego przez niego. Rob Siegel

Sprawdziłem funkcjonalność brutto czujnika i miernika poprzez odłączenie czujnika i sprawdzenie, czy miernik spadł do zera. Następnie uziemiłem przewód czujnika, a wskaźnik natychmiast ustawił się wysoko.

Więc, co jeszcze? To był świeżo odbudowany silnik. W chłodnicy nie było żadnych pęcherzyków powietrza ani oleju, co wskazywałoby na ewidentnie pękniętą uszczelkę lub pękniętą głowicę. Nie mogłem tego rozgryźć, ale jak to mówią w świecie medycyny: „Kiedy słyszysz stukot kopyt, myśl o koniach, nie o zebrach”. „Konie” to zatkany termostat lub zatkana chłodnica. „Zebry” byłoby jakieś dziwne ograniczenie gdzieś.

To było coraz późno, więc wyciągnął mój samochód przyjaciela do garażu mojego hotelu i zaparkowany obok mojego własnego BMW 2002. Zabrałem go z powrotem do jego hotelu na noc.

Rano, odebrałem mojego przyjaciela i dostaliśmy więcej płynu chłodzącego. Sprawdziłem, że mój własny samochód dojechał do połowy wskaźnika i że jego dolny wąż chłodnicy był ciepły, więc najwyraźniej termostat w moim samochodzie otwierał się, a mój wskaźnik i czujnik działały prawidłowo. Po tym jak odpowietrzyliśmy jego system – co nie zrobiło żadnej różnicy – zacząłem wymieniać części układu chłodzenia z moim samochodem.

Zrobiłem najłatwiejszy pierwszy – czujnik temperatury płynu chłodzącego. Zapomniałem najpierw odkręcić korek chłodnicy, więc kiedy odkręciłem czujnik, wypłynął płyn chłodniczy, ale na szczęście nie był to płyn parzący. Zamieniłem czujniki i nie znalazłem żadnej zmiany; mój samochód nadal czytał w środku wskaźnika, ale jego nadal zaczął niski i pływa do czerwonego, jak się rozgrzał.

Następnie, zamieniłem termostaty. Zewnętrznie montowany 'stat z 2002 roku sprawił, że było to łatwe, choć niechlujne. Ale mój znany, dobry termostat nie miał żadnego wpływu na jego samochód; dolny wąż nadal się nie otwierał, a wskaźnik nadal zmierzał ku czerwieni.

The external thermostat on a BMW 2002 makes it easy to swap by undoing three hose clamps.
Zewnętrzny termostat w BMW 2002 ułatwia wymianę poprzez odkręcenie trzech opasek zaciskowych. Rob Siegel

Pytałem mojego przyjaciela o jego chłodnicę. Powiedział, że niedawno została ponownie skorodowana. Mimo to, wydawało mi się prawdopodobne, że to chłodnica jest problemem.

Miałem zamiar wymienić chłodnice (to dość proste; są one mocowane tylko czterema śrubami 10mm), ale zatrzymałem się i pomyślałem, że powinienem się wstrzymać, ponieważ następną najłatwiejszą rzeczą do zrobienia będzie zamiana zestawów wskaźników. Ponieważ tryb awaryjny wskaźnika temperatury w 2002 roku jest zwykle dla niego, aby być skoki lub natychmiast kołek wysoki (nigdy nie widziałem jeden zaczyna się zimny, rozgrzać, a następnie osiedlić się na nieprawidłowej wysokiej wartości), nie miałem powodu, aby podejrzewać wskaźnik temperatury, ale to było coś do skreślenia. I im dłużej się tym zajmuję, tym bardziej jestem świadomy, że za każdym razem, gdy myślę „Nie sądzę, że to to”, przyznaję, że mam ślepą plamkę przed „tym”.”

W tym momencie, czterech przyjaciół przeszło przez garaż, ludzie, których znam z Boston BMW Car Club of America od 30 lat. Zapytali, co robimy, a ja opowiedziałem im o wszystkim. Często pojawia się pewna irytacja, gdy ludzie mający dobre intencje udzielają rad na temat czegoś, nad czym spędziłeś już wiele godzin, ale ponieważ nie wiedziałem, co jest przyczyną problemu, starałem się być otwarty.

Jeden z przyjaciół, najstarszy i najbardziej doświadczony z grupy, położył ręce na chłodnicy i natychmiast powiedział: „Mówiłeś, że się przegrzewa? Ta rzecz jest ledwo ciepła.”

Zatrzymałem się i powiedziałem ostrożnie, „Nie jest przegrzany w sensie wydmuchiwania płynu chłodzącego, ale pracuje na czerwonym i nie mam powodu, aby wątpić we wskaźnik.”

„Gdyby ten silnik naprawdę pracował na czerwonym,” powiedział mój starszy przyjaciel, „byłby parzący. Nie mógłbyś się do niego zbliżyć. A kiedy odkręciłeś ten korek chłodnicy, wszędzie wydmuchałby płyn chłodniczy i poparzył cię.”

Zrozumiałem, że miał rację. Przecież kiedy wcześniej przez głupotę odkręciłem czujnik temperatury w moim samochodzie, puściło ciśnienie i wystrzelił płyn chłodniczy. Nagle okazało się, że zamiana zespołów wskaźników nie jest już ćwiczeniem akademickim. Mój przyjaciel wymontował zespół z samochodu, a ja wyciągnąłem ten z mojego. Włożyliśmy mój do jego i ku mojemu zaskoczeniu, temperatura wskazywała tylko około ćwierć drogi w górę wskaźnika. Więc może to był gauge.

„OK, niech umieścić swój klaster z powrotem w”, powiedziałem. „Powinniśmy znów zobaczyć wysoką temperaturę. Jeśli tak, to znaczy, że ją mamy.” Mój kolega wyważył klaster na kolumnie kierownicy i podłączył kabel z tyłu. Odczyt był prawidłowy. Podrapałem się po głowie.

„Teraz zainstaluj klaster naprawdę,” powiedziałem. „Podłącz wszystkie kable i dokręć wszystko.”

I właśnie wtedy znaleźliśmy główną przyczynę problemu.

Ponieważ zabytkowe BMW często mają niestabilne wskaźniki gazu i temperatury, powszechne jest prowadzenie dodatkowego przewodu uziemiającego z tyłu klastra do nadwozia samochodu. Niektórzy ludzie uziemiają metalową płytkę z tyłu klastra, ale niektórzy bezpośrednio uziemiają nakrętki z tyłu słupków zabezpieczających wskaźniki temperatury i paliwa. To jest to, co mój przyjaciel zrobił.

Ale przewody uziemiające nie były problemem. Dopiero gdy podłączył zacisk oczkowy do tylnej części wskaźnika temperatury, zauważył, że samo poruszanie nakrętką na tylnej części słupka zmienia odczyt na wskaźniku.

The nut on the threaded post holding in the temperature sensor.
Nakrętka na gwintowanym słupku mocującym czujnik temperatury. Rob Siegel

Zastanawiałem się nad tylną częścią miernika. Wydawało się, że to nie był problem z nakrętką jest luźna, ale był jakiś elektromechaniczne połączenie między słupkiem i samego miernika. Odkryłem, że po prostu przechylając słupek w jedną lub drugą stronę, mogę sprawić, że wskaźnik odczyta trzy różne rzeczy: niski (i najwyraźniej prawidłowy) odczyt temperatury, sztucznie wysoki, ale rozsądny odczyt, lub zawyżony. Metodą prób i błędów, udało mi się wszystko dokręcić, jednocześnie generując prawidłowy odczyt.

I w ten sposób nie tylko naprawiliśmy samochód, ale również zrekonstruowaliśmy nieprawidłową kryminalistykę. To fascynujące studium, jak się mylić. Podsumowując:

1) Właściciel samochodu, który niedawno zapłacił wysoki rachunek za instalację przebudowanego silnika, widzi, że wskaźnik temperatury zmierza ku czerwieni. Właściciel nie chce rozbić głowicy nowo odbudowanego silnika, więc przestaje jeździć.

2) Właściciel dotyka dolnego węża chłodnicy i stwierdza, że jest zimny. Dochodzi do wniosku, że termostat się nie otwiera, zdobywa inny termostat i montuje go. Bez zmian.

3) Właściciel jedzie samochodem do mojego hotelu, zatrzymując się za każdym razem, gdy wskaźnik zbliża się do czerwonego.

4) Sprawdzam to wszystko przy krawężniku.

5) Następnego dnia ponownie wymieniam termostat na dobry z mojego własnego samochodu, nadal bez zmian.

Więc jak to się stało, że tak się pomyliliśmy? Ponieważ samochód nigdy nie był prowadzony wystarczająco długo, aby się rozgrzał. Za każdym razem, gdy wskaźnik temperatury dotykał czerwonej kreski, wyłączaliśmy go. To dlatego termostat się nie otwierał.

Podążaliśmy za dekadami doświadczeń, że gorący wskaźnik + zimny dolny wąż chłodnicy = zablokowany termostat. Chłodna październikowa temperatura w Greenville i fakt, że chłodnica była niedawno ponownie skorodowana, sprawiły, że problem nie udawał problemu.

Wydatek był tani – kilka godzin czasu i koszt termostatu, kilka galonów płynu niezamarzającego i zbiornik. Mój przyjaciel był trochę zakłopotany, ale ja zrobiłbym to samo.

Żyj i ucz się.