Układ chłodzenia

W pracującym silniku spalinowym wydziela się bardzo dużo ciepła, zarówno w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, jak i tarcia pomiędzy jego elementami. Ciepło to musi zostać jak najszybciej odprowadzone do atmosfery, aby nie doprowadzić do przegrzania i zniszczenia silnika.

Silnik spalinowy jest maszyną cieplną, co oznacza, że jego rola polega na zamianie energii cieplnej, powstającej podczas spalania paliwa w energię kinetyczną. Jak każda maszyna, ma on pewną sprawność, czyli tylko część ciepła jest zamieniana na energię kinetyczną i pracę, reszta jest bezużyteczna. W ogromnej większości tłokowych silników spalinowych ta bezużyteczna część jest znacznie większa, niż część pożyteczna. We współcześnie produkowanych silnikach stosunek mocy użytecznej do mocy traconej zbliża się do 2/5. Tak więc co najmniej 60%, a w starszych silnikach nawet ponad 80% ciepła musi zostać wydalone do atmosfery. To zadanie spoczywa na układzie chłodzenia.

Powszechnie stosowane są dwa rodzaje chłodzenia: bezpośrednie, czyli powietrzne i pośrednie - cieczowe, zwane popularnie wodnym. Chłodzenie powietrzem stosuje się w silnikach samochodowych coraz rzadziej, między innymi z uwagi na trudności w utrzymaniu optymalnej temperatury pracy silnika, znacznie większą jego hałaśliwość niż silnika chłodzonego cieczą oraz na konieczność stosowania w jego konstrukcji wytrzymalszych materiałów, odpornych na pracę w temperaturze znacznie przekraczającej temperaturę wrzenia wody.

Tych wad nie ma system chłodzenia cieczą. Polega on na odbieraniu ciepła przez ciecz, przepływającą specjalnymi kanałami przez korpus silnika, a następnie przekazywania go przez tę samą ciecz do radiatora, dzięki któremu zostanie ono wypromieniowane do atmosfery. Tym radiatorem jest chłodnica. Część podgrzanej cieczy służy do ogrzewania wnętrza pojazdu.

Istnieje kilka różnych systemów chłodzenia cieczą silnika. Podstawowa różnica polega na sposobie odbierania ciepła od cylindrów. Są silniki, w których ścianki cylindra są chłodzone bezpośrednio przez opływającą je ciecz. Mówi się wówczas o mokrych tulejach cylindra. Innym rozwiązaniem są tuleje suche, od których ciepło odbiera chłodzony cieczą korpus silnika. Tuleje mokre są oczywiście lepiej chłodzone, niż suche. Ulegają one jednak zużyciu nie tylko wewnątrz, gdzie pracuje tłok, ale także po zewnętrznej stronie, mającej kontakt z cieczą chłodzącą. Zużycie to jest skutkiem kawitacji, czyli wybijania cząstek metalu przez ciecz.

Do utrzymania silnika we właściwej temperaturze służy termostat. W silnikach chłodzonych powietrzem steruje on różnymi przysłonami, zwiększając lub zmniejszając efektywność chłodzenia. W silnikach chłodzonych cieczą termostat otwiera lub zamyka przepływ cieczy do radiatora. Jego działanie z reguły nie jest zerowo-jedynkowe, a więc są stadia, w których jego otwarcie nie jest pełne, co zmniejsza przepływ cieczy przez radiator. Pozwala to na precyzyjniejsze utrzymywanie temperatury silnika.

Zobacz też: Chłodnica