Alumínium vagy réz hűtőt válasszunk?

aug. 2015

Alumínium vagy réz hűtőt válasszunk?

By Tamas Címke: Autóhűtő javítás, autóhűtő szerviz, hűtő tuning, hűtőfolyadék szivárgás, hűtőközeg, iszap a vízhűtőben | 0 comments

Gyakran felteszik nekünk a kérdést, melyik anyagból készült vízhűtőt érdemesebb választani? Vajon a réz, vagy az alumínium előnyösebb?

A kérdés megválaszolásához fontos megérteni, mi is a különbség a kettő között, vizsgáljuk tehát meg, hogy milyen a felépítése egy jó hűtőnek, mitől hűt jól? Ehhez meg kell vizsgálnunk a konstrukcióból adódó különbségeket, a korróziós hajlamot, a karbantartási igényt, s végül – de nem utolsó sorban – az árát.

A hűtők gometriája hogyan befolyásolja a hő leadását? Itt fontos tudatában lenni egy közönséges autó vízhűtő működésének. Ez tulajdonképpen egy folyadék-levegő hőcserélő, a hűtőfolyadék (“fagyálló”) hőjét adja le a környezet levegőjének.

Felépítésüket tekintve 3 fő részük van:

Vízterek (vízzsák)
Gyűjtő lemezek: ez köti össze a vízteret a tömbbel
Tömb: lapos fémcsövek és a hozzájuk forrasztott lamellákból álló egység

Mikor a forró hűtő folyadék átáramlik a tömb lapos csövein, a hőt átadja a cső falának, majd a forrasztáson keresztül a lamelláknak, végezetül pedig a levegőnek. A lamellák feladata, hogy megnövelje a hő leadó felületet, de ezek sajnos a levegő áthaladását is gátolják, ha túl közel vannak egymásoz. A szélesebb csövek nagyobb felületen vezetik a hőt a lamellákhoz, amely jobb hő áramlást eredményez.

Mindezeket átgondolva megállapíthatjuk, hogy a hűtő geometriáját tekintve 3 fő tényező határozza meg a hűtő teljesítményt:

A csövek szélessége
A lamellák sűrűsége
A légáramlat intenzitása

Az ideális hűtőnek széles csövei vannak, ennek ellenére egy átlagos hűtő 2-3 esetleg 4 soros. Vajon mi indokolja ezt?

Különbség a szilárdságban:

Egy átlagos réz hűtő csövének szélessége 1/2 inch, míg egy alumínium hűtője ennek duplája, vagy még több. Viszont ha a szélesebb cső jobb, akkor miért nem gyártják a réz csöveket is szélesebbre? Ennek egyszerűen az az oka, hogy a réz lágyabb, a cső szélesítésével növelni kéne a falvastagságot, így a hűtő súlya nagyon nagy lenne. De miért is kell növelni a falvastagságot? A hűtőrendszerben a hűtőfolyadék nyomás alatt van, hogy magasabb legyen a forráspontja, így több hőt képes szállítani. Egy réz hűtő nem képes ezt a megnövelt nyomást normál falvastagság mellett elviselni. Ezzel szemben az alumínium erősebb, és vastag falak esetén sem jelentős a súlya, (kb. 40-60 százalékkal könnyebb mint a réz). Márpedig, ahogy már említettük, a szélesebb cső jobban átadja a hőt a lamelláknak.

Egy átlag alu hűtő 2 db 1 inch széles csőből áll, míg ugyanez rézből 4 soros. A csövek között kis távolságot is illik hagyni, így a réz hűtő eleve vastagabb lesz, mint az alumínium párja.

Persze erre mondhatjuk: jó-jó, de hát a réz jobban vezeti a hőt mint az alumínium!

Ez így igaz, csupán egy a bökkenő: a réz hűtőknél forrasztó ónnal rögzítik a lamellákat!

A réz és az alumínium hővezetése:

Az alumíniumból készült hűtő felépítése homogénebb, mivel hegesztéssel állítják össze. Ezzel szemben a réz hűtő esetén idegen anyaggal: ónnal forrasztják össze az alkotó részeket, márpedig ez eléggé rossz hővezető. A rezet is lehet persze hegeszteni, de ez túl drága lenne.

Adott tehát egy 2 soros alu, vagy egy 4 soros réz hűtő. Miért is lényeges annyira a csövek száma? Vessünk egy pillantást ismét a kettőt összehasonlító fenti képre:

Mivel az alumínium cső sokkal nagyobb felületen érintkezik a lamellákkal, így sokkal több hőt is képes szállítani. Tehát hiába jobb vezető a réz, a kisebb érintkező felület, valamint a rossz hővezető forrasztó ón ezt lerontja. Ha összevetjük az előnyöket, és hátrányokat, megállapíthatjuk: A 2 soros alumínium és a 4 soros réz hűtőnek megközelítőleg azonos a hőleadó képessége!

Az alumínium hűtőnek van viszont egy előnye: vékonyabb. Márpedig azt tudni kell, hogy a vastagabb hűtőn rosszabbul áramlik keresztül a levegő. Ha kevés levegő áramlik a lamellák között, akkor rossz a hőleadás, márpedig a levegő úgy viselkedik mint egy folyadék: arra áramlik, amerre kisebb ellenállással találkozik!

Foglaljuk most ismét össze, miben is különbözik a 2 fém:

az alumínium erősebb mint a réz,
a tiszta réz jobban vezeti a hőt, mint a tiszta alumínium,
az alumíniumot saját anyaggal hegesztik össze, így egy egységes tömböt alkot, míg a réz esetén a forrasztó ón rontja a képet,
az alumínium esetén a szélesebb csövek jobb hőkontaktust adnak, mint a keskenyebb réz csövek,
az alumínium tömb vékonyabb, így jobban áramlik keresztül rajta a levegő, mint a vastagabb réz tömbön,
a réz lényegesen nehezebb, mint az alumínium.

Ha sikerülne gazdaságossá tenni a forrasztó ón nélküli hűtő gyártását az sokat javítana a hatásfokon, de az így gyártott tömb súlya akkor is gondot okozna. Folytatás:

…

Az előző lapon áttekintettük, hogy a hűtő anyaga és felépítése hogyan befolyásolja a teljesítményét, most nézzük, mi a helyzet a korrózióval?

Egy dolog bizonyos, bármennyire is gondosak vagyunk, az autó alkatrészei előbb vagy utóbb elhasználódnak, tönkremennek. Az alumínium és a réz tartóssága jelentősen különbözik, de most nézzük meg előbb a hasonlóságokat!

A sós környezet extra mértékben csökkenti egy autó hűtő élettartamát. Aki tengerpart közelében lakik, vagy ott, ahol sokat sózzák télen az utakat, az ne hagyja ki a tavaszi nagytakarítást.

Esetünkben a két fém teljesen másképp reagál az oxidációra, bár mindkettő kialakít az oxigén hatására egy védőréteget, s ez a “bőr” elvileg megvédi a további oxidációtól.
Nagy különbség ugyanakkor, hogy az alumínium védő rétege átlátszó, míg a rézé előbb barnás-vörös, majd később bezöldül. Ez utóbbi eléggé csúnya látvány, ezért a réz hűtőket befestik, ez viszont a festék típusától függően kisebb-nagyobb mértékben hőszigetel.

Mindegy, milyen típusú hűtőt választunk, a hűtőfolyadékra (fagyállóra) nagyon oda kell figyelnünk. Ez a folyadék számos összetevőt tartalmaz, mely tisztán tartja a rendszert, beállítja a ph értéket, és lassítja a korróziót.

Különbség a korrózió állóságban:

Alumínium oxid:
ez a védőréteg meglehetősen kemény. Vastagsága ugyan alig több mint 1 nanométer, mégsem engedi át a folyadékokat, és nagyon stabilan tapad az alapanyaghoz. Ha megkarcolódik, az oxid réteg szinte azonnal létrejön ismét a legtöbb környezetben.

Galván korrózió (gyakran elektrolízisnek is nevezik):
Először is tisztázzunk egy félreértést: a kettő nem ugyanaz, de az elektrolízis kifejezés már nagyon elterjedt a köztudatban.

Az elektrolízis: egy olyan eljárás, melyben árammal segítünk egy kémiai folyamatot, gyakran használják pl. egy fém kinyerésére egy ásványból. A hűtőrendszerben is létrejöhet, mikor egy áram alatt lévő szigeteletlen vezeték valahogy hozzáér a hűtő fém részéhez, de a galván korrózió sokkal gyakoribb a hűtő rendszerben.

Galván korrózió jön létre, ha egy anód és egy katód fém elektrolit jelenlétében összeér. Ilyenkor az anód anyaga elfogy, átvándorol a katódra. Így működik pl. egy ceruza elem, viszont a hűtő rendszerre rendkívül romboló hatása van. A hűtő folyadék ugyanis elektrolitként viselkedhet, amennyiben desztillált víz helyett csapvizet használunk, vagy a fagyálló adalékai már tönkrementek. Ezek az adalékok elvileg megvédik a fémet, de az élettartamuk nem végtelen.

A galván korrózió létrejöttéhez 2 különböző fém kell, és ha visszaemlékszünk, a réz hűtőknél forrasztó ónt használnak, míg az alumínium hűtő kizárólag alumíniumból van.

Aki kicsit is jártas a kémiában, az nyilván tudja, hogy a réz nemesebb fém, mint az alumínium. A nemesség itt azt jelenti, hogy két fém közül, elektrolit jelenlétében melyik fog korrodálni. Esetünkben azonban ez kissé félrevezető. A réz ugyan nemesebb, mint az alumínium, de nem ez fog korrodálni, hanem a forrasztó ón, mivel ez kevésbé nemes, mint a réz. Ha a galván korrózió beindul, a tömb csöveit, gyűjtőlemezt, és a vízteret összekötő forrasz korrodál, porózus lesz, a hűtő folyadék csepegni kezd.

Egy mai modern autóban rengeteg az alumínium alkatrész, így alu hűtő esetén kicsi az esélye a galván korróziónak. Viszont ha valaki jobban szereti a réz hűtőket, és a meglévő alu hűtőjét lecseréli egy ilyenre, drága hibát követ el. A szép új réz hűtőjét biztosan nem veszélyezteti majd a galván korrózió, az egyéb alu alkatrészeket annál inkább. Mindennek egyszerű az oka: a réz nemesebb fém, mint az alumínium, így a hűtő ugyan biztonságban van, viszont a motoron költséges javításokkal nézhetünk majd szembe.

Összefoglaló:

A két fém hasonlóan áll ellen a korróziónak, de vannak jelentős különbségek is:
A hegesztéses technológiának köszönhetően az alu radiátor homogénebb, mint a réz.
Az alumínium oxid rétege nagyon ellenálló, és öngyógyuló, a réz oxid rétege gyengébb.
A modern autók sok alumínium alkatrész tartalmaznak, ami csökkenti a galván korrózió esélyét, réz alkatrészek viszont nincsenek.

A réz hűtőben fellelhető több féle fém jelentősen növeli a hűtőkörben a korrózió veszélyét. Még ha a hűtő maga nem is károsodik, a többi alkatrészben nagy károkat okozhat.

Az eddigiekben áttekintettük a réz és alu hűtők működését, felépítését, valamint korróziós hajlamát. Most vizsgáljuk meg, mi a különbség a karbantartás igényükben, és az árukban.

Elöregedett hűtőfolyadék: a leggyakoribb oka a hűtők meghibásodásának. A hűtő anyagától függetlenül, a fagyállót rendszeresen ellenőrizni, cserélni kell. A korróziót megakadályozni hivatott adalékok idővel lebomlanak, védő hatásukat elvesztik. Az, hogy a hűtő rendszer megfelelően működik, nem jelenti azt, hogy minden rendben. Figyeljünk a hűtőfolyadék rendszeres cseréjére, hogy megelőzzük a hűtő idő előtti meghibásodását. A fagyállót a színe alapján sem lehet minősíteni, mivel az adalékok elbomlásakor az nem változik meg.

Néhány dolog, amit érdemes észben tartani:

Cseréljük a fagyállót a gyártó előírásai szerint. Az új hűtőfolyadék betöltése előtt mossuk át a rendszert desztillált vízzel (a motort ne járassuk túl soká).
Hűtő csere után mindig cseréltessük le a fagyállót is, hogy lassítsuk a korróziót.
Ne gondoljuk, hogy a fagyálló elszíneződik, ha már cserélni kell!
Ha alacsony a hűtőfolyadék szintje, 50-50% fagyálló koncentrátum és desztillált víz keverékével pótoljuk!

Desztillált vagy csapvizet használjunk a hűtő feltöltéséhez?

Mindenképp a desztillált vizet javasoljuk, de ha valaki hígított fagyállót vesz, akkor persze ez a kérdés fel sem merül. A csapvízben és ásványvízben különféle ásványok is előfordulnak, melyek károsíthatják a hűtőt, felgyorsíthatják például a galván korróziót, vagy reakcióba léphetnek a fagyálló adalék anyagaival.

Az alumínium hűtő érzékenyebb a csapvízre, mint a réz. Ennek az az oka, hogy az alumínium kevésbé nemes fém mint a réz, így könnyebben lép reakcióba a vízzel, porózussá válik, csepegni kezd.

A réz hűtőnél ez a veszély ugyan nem fenyeget, de a vízből kicsapódó ásványi anyagok eltömíthetik a járatokat – tehát elvízkövesedik. A réz sokkal gyengébb anyag mint az alumínium, így az eltömődött járatok miatt fellépő nyomás növekedés a csöveket felfújja, elrepesztheti.

Az alumínium tehát rosszabbul viseli a csapvizet (és az ásványvizet) mit a réz, de mindkét fém esetén ragaszkodjunk a desztillált víz használatához.

A hűtők javítása:

A legjobban karbantartott hűtő is károsodhat, a motor rezgése, egy felpattanó kő a legerősebb hűtőt is megrongálhatja. Ekkor persze még nem feltétlen szükséges újat vásárolni, de a két anyag teljesen más javítási technológiát igényel.

A réz hűtő javítása:

A rézből készült hűtők gyenge pontja a forrasztó ón a csövek és a gyűjtő lemez között. A forrasz alacsony olvadáspontja egyszerű javítási technológiát tesz lehetővé, a szakszervizeknek ez nem okoz gondot. Arra viszont lelkileg felkészülhetünk, hogy a hűtőt egy másik helyen is hamarosan „cinezni” kell.

A másik nagy gond a réz radiátorokkal a forrasztó ón „kivirágzása”. A forrasz ugyanis kevésbé nemes fém mint a réz, így a galván korrózió a forrasztó ónt oldja, majd a rézcsövek belsejében rakja azt le. Ezt a lerakódást a vibráció fellazítja, a víz pedig a vékony csövek belsejében torlaszt épít belőlük. A fagyálló rendszeres cseréje ezt a folyamatot képes jelentősen lelassítani.

Az alumínium hűtő javítása:

Ez már egy lényegesen bonyolultabb feladat. Az alumínium csöveket csak hegeszteni vagy ragasztani lehet, ehhez azonban már kevesebben értenek.

Átlagos élettartam:

Egy autóhűtő élettartama sok tényezőtől függ, de a tapasztalatok szerint egy réz hűtő 6-10, egy alumínium hűtő 8-12 év működés után szorul cserére. Ez így első hallásra talán meglepő, de foglaljuk össze mégegyszer a különbségket:

Az alumíniumból készült hűtő felépítése homogén, 1 féle fémből készült, míg a réz hűtő egyéb fémeket is tartalmaz.
A réz sokkal gyengébb anyag mint az alu, érzékenyebb a túlnyomásra, sérülésekre.
Az alumínium sokkal könnyebb, így a felerősítési pontoknak sokkal kisebb a terhelése.
A réz hűtőknél a forrasztó ónnak gyenge a hővezetése, így ott egyfajta hőtorlódás lép fel, míg az alumíniumnál viszont nincs ilyen gond.

Az alumínium hűtő idő előtti korróziójának egyik oka lehet, ha valaki réz hűtőről vált, és nem mossa át a hűtő kört. Előfordulhat, hogy a hűtővíz korrózió gátló adalékai már lebomlottak, és a rendszer tele van az előzőekben elkorrodált réz és forrasztó ón maradványokkal. Ezek bárhol lerakódhatnak, ezzel dugulást és galván korróziót hozva létre.

Ár, és karbantartás igény:

Egy hűtő élettartamát számos körülmény befolyásolhatja, de mindezek közül a legfontosabb a fagyálló folyadék rendszeres cseréje.

az alumínium hűtő ára körülbelül a fele, mint a réz megfelelője.
az alumínium erősebb, ellenállóbb fém.
az alumínium jobban ellenáll a korróziónak.
az alumínium hűtő javítása nagyobb tapasztalatot igényel, míg a réz forrasztása egyszerűbb-de többször van rá szükség.

Egy alumínium hűtő ára nagyjából a fele, mint egy hasonló rézből készült darab, és hosszabb az élettartama. Ezekből logikusan következik a kérdés: akkor a rézhűtők korszaka teljesen leáldozott?

Az előző 3 lapon összeszedtük , hogy mi a különbség az alumínium és réz autóhűtők között, most ideje átgondolni, mikor melyiket érdemes választanunk! Előtte azonban foglaljuk össze még egyszer a különbségeket – s ehhez melegen ajánlott elolvasni az előző lapokat!

Előnyösebb konstrukció:

Az első lapon áttekintettük, hogy milyen a legelőnyösebb hűtő felépítés:

A széles csövek, melyek nagy felületen érintkeznek a lamellákkal jobb hőáramlást tesznek lehetővé.
A lamellák között áthaladó levegő minél kisebb légellenállásba ütközzön – légáramlat nélkül nincs hűtés! A vékonyabb hűtőnek kisebb a légellenállása!

Melyik anyag az előnyösebb:

A két fémnek különböző tulajdonságai vannak, így a belőlük épített hűtők is különbözni fognak. Foglaljuk most ismét össze, miben is különbözik a 2 fém:

az alumínium erősebb mint a réz,
a tiszta réz jobban vezeti a hőt, mint a tiszta alumínium,
az alumíniumot saját anyaggal hegesztik össze, így egy egységes tömböt alkot, míg a réz esetén a forrasztó ón rontja a képet,
az alumínium esetén a szélesebb csövek jobb hőkontaktust adnak, mint a keskenyebb réz csövek,
az alumínium tömb vékonyabb, így jobban áramlik keresztül rajta a levegő, mint a vastagabb réz tömbön,
a réz lényegesen nehezebb, mint az alumínium.

Végső következtetésképp megállapíthatjuk: A 2 soros alumínium és a 4 soros réz hűtőnek megközelítőleg azonos a hőleadó képessége!

Korróziós hajlam, és karbantartás:

Mindegy, milyen típusú hűtőt választunk, a hűtőfolyadékra (fagyállóra) nagyon oda kell figyelnünk. Ez a folyadék számos összetevőt tartalmaz, mely tisztán tartja a rendszert, beállítja a ph értéket, és lassítja a korróziót.

A két fém hasonlóan áll ellen a korróziónak, de vannak jelentős különbségek is:
A hegesztéses technológiának köszönhetően az alu radiátor homogénebb, mint a réz.
Az alumínium oxid rétege nagyon ellenálló, és öngyógyuló, a réz oxid rétege gyengébb.
A modern autók sok alumínium alkatrész tartalmaznak, ami csökkenti a galván korrózió esélyét, réz alkatrészek viszont nincsenek.

Hosszú távú költségek:

Az alumíniumból készült hűtő felépítése homogén, 1 féle fémből készült, míg a réz hűtő egyéb fémeket is tartalmaz.
A réz sokkal gyengébb anyag mint az alu, érzékenyebb a túlnyomásra, sérülésekre.
Az alumínium sokkal könnyebb, így a felerősítési pontoknak sokkal kisebb a terhelése.
A réz hűtőknél a forrasztó ónnak gyenge a hővezetése, így ott egyfajta hőtorlódás lép fel, míg az alumíniumnál viszont nincs ilyen gond.

Mikor melyik hűtőt válasszuk?

Maradhatunk a réz hűtő mellett, ha az autóba eredetileg is azt építették, különösen igaz ez az oldtimerekre. Ezeknél nagyon fontos a korhű megjelenés, így egy alumínium hűtőre váltás szentségtörésnek számít! Más eset, ha valaki jelentősen növelni szeretné a motor teljesítményét, és ehhez limitált hely áll rendelkezésre.

Mindenképp alumínium hűtő választását javasoljuk az alábbi esetekben:

az eredeti hűtő is alumínium volt.
kevés hely van a motortérben.
problémás a kellő légáramlat biztosítása, avagy a motor hajlamos a túlmelegedésre.
egy nagyobb motort építettünk az autóba, vagy a réginek jelentősen megnöveltük a teljesítményét.
az autó súlya nagyon lényeges szempont, pl. a versenysportban.
az autó (vagy egyéb gép) különleges nehéz körülmények között üzemel, nagy a nyomás és/vagy magas a környezeti hőmérséklet.
ha valaki bizonytalan, hogy melyik fémből készült hűtőt válassza, akkor mindenképp az alumíniumra voksoljon.
Az alumínium hűtőnek több előnye van, a réz viszont szebb (bár ez izlés dolga).

Hűtő rendszerek javítása

Vízhűtő javítás

Személygépkocsi, teherautó, kamion, munkagép, stb. vízhűtő javítás, karambol utáni egyengetés, hűtősérülés javítás hegesztéssel, ragasztással .
Alumínium, réz, acél, műanyag hűtőalkatrészek hegesztése.
Külső-belső autóhűtő tisztítás, vízkőtelenítés, lamella egyengetés.
Műanyag víztér csere, tömítéscsere.
Erősen roncsolódott autóhűtő műanyag víztér cseréje egyedileg elkészített alumínium vagy réz víztérre.
Tömb csere: a nagymértékben roncsolódott, teljesen elvízkövesedett vízhűtő tömb (rácsos, lamellás része a hűtőnek) cseréje új gyári alkatrészre.
Oldtimer autóhűtő felújítása , egyedi tömbjének legyártása, beépítése
Veterán autó vízhűtő javítás , restaurálás
Fagyálló bemérés, feltöltés, csere, téli felkészítés
Hengerfej vizsgálat – égéstermék keresése a hűtőfolyadékban