Jäähdyttimen tehtävänä on imeä tämä lämpö ja sitten haihduttaa se runkoon tai sen ulkopuolelle varmistaakseen, että tietokoneen osien lämpötila on normaali. Useimmat patterit imevät lämpöä koskettamalla lämmityskomponenttien pintaa ja siirtävät sitten lämmön kaukaisiin paikkoihin eri menetelmin, kuten rungon sisällä olevaan ilmaan. Runko siirtää sitten kuuman ilman kotelon ulkopuolelle täydentääkseen tietokoneen lämmönpoistoa.
Patterit lämmittävät huoneesi pääasiassa konvektiolla. Tämä konvektio vetää viileää ilmaa huoneen pohjasta ja kulkiessaan huilujen yli ilma lämpenee ja nousee ylös. Tämä pyöreä liike estää kylmän ilman pääsyn ikkunoistasi ja varmistaa, että huone pysyy paahteisena ja lämpimänä.
Nestejäähdytteisellä polttomoottorilla varustetuissa autoissa ja moottoripyörissä jäähdytin on kytketty moottorin ja sylinterinkannen läpi kulkeviin kanaviin, joiden kautta nestettä (jäähdytysnestettä) pumpataan. Tämä neste voi olla vettä (ilmastossa, jossa vesi ei todennäköisesti jääty), mutta se on yleisemmin veden ja pakkasnesteen seos ilmastoon sopivissa suhteissa. Pakkasneste itsessään on yleensä etyleeniglykolia tai propyleeniglykolia (pienellä määrällä korroosionestoainetta).
Tyypillinen autojen jäähdytysjärjestelmä sisältää:
· sarja moottorilohkoon ja sylinterinkanteen valettuja kulkureittejä, jotka ympäröivät palokammioita kiertävällä nesteellä lämmön kuljettamiseksi pois;
· jäähdytin, joka koostuu useista pienistä putkista, jotka on varustettu hunajakennolla evällä, joka haihduttaa lämpöä nopeasti ja joka vastaanottaa ja jäähdyttää kuumaa nestettä moottorista;
· vesipumppu, yleensä keskipakotyyppinen, jäähdytysnesteen kierrättämiseksi järjestelmän läpi;
· termostaatti, joka säätelee lämpötilaa muuttamalla jäähdyttimeen menevän jäähdytysnesteen määrää;
· tuuletin imemään viileää ilmaa jäähdyttimen läpi.
Polttoprosessi tuottaa suuren määrän lämpöä. Jos lämmön annettaisiin nousta hallitsemattomasti, tapahtuisi räjähdys ja moottorin ulkopuoliset komponentit pettäisivät liian korkean lämpötilan vuoksi. Tämän vaikutuksen torjumiseksi jäähdytysnestettä kierrätetään moottorin läpi, jossa se imee lämpöä. Kun jäähdytysneste imee lämmön moottorista, se jatkaa virtaamistaan jäähdyttimeen. Patteri siirtää lämpöä jäähdytysnesteestä kulkevaan ilmaan.
Jäähdytintä käytetään myös automaattivaihteiston nesteiden, ilmastointilaitteen kylmäaineen, imuilman ja joskus moottoriöljyn tai ohjaustehostimen nesteen jäähdyttämiseen. Jäähdytin asennetaan tyypillisesti asentoon, jossa se vastaanottaa ilmavirran ajoneuvon eteenpäinliikkeestä, esimerkiksi etusäleikön taakse. Jos moottorit on asennettu keskelle tai taakse, on tavallista asentaa jäähdytin etusäleikön taakse riittävän ilmavirran saavuttamiseksi, vaikka se vaatii pitkiä jäähdytysnesteputkia. Vaihtoehtoisesti jäähdytin voi imeä ilmaa ajoneuvon yläosan yli tai sivulle asennetusta säleikköstä. Pitkissä ajoneuvoissa, kuten linja-autoissa, sivuilmavirta on yleisin moottorin ja vaihteiston jäähdytyksessä ja yläilmavirta yleisin ilmastointilaitteen jäähdytyksessä.
Aikaisempi rakennustapa oli kennopatteri. Pyöreät putket puristettiin kuusikulmioiksi päistään, pinottiin sitten yhteen ja juotettiin. Koska ne koskettivat vain päistään, tämä muodosti itse asiassa kiinteän vesisäiliön, jonka läpi oli monia ilmaputkia.[2]
Jotkut vintage-autot käyttävät jäähdyttimen ytimiä, jotka on valmistettu kierreputkesta, mikä on vähemmän tehokas mutta yksinkertaisempi rakenne
Aikaisempi rakennustapa oli kennopatteri. Pyöreät putket puristettiin kuusikulmioiksi päistään, pinottiin sitten yhteen ja juotettiin. Koska ne koskettivat vain päistään, tämä muodosti itse asiassa kiinteän vesisäiliön, jonka läpi oli monia ilmaputkia.[2]
Jotkut vintage-autot käyttävät jäähdyttimen ytimiä, jotka on valmistettu kierreputkesta, mikä on vähemmän tehokas mutta yksinkertaisempi rakenne.
Lämpöpatterit käyttivät ensin alaspäin suuntautuvaa pystysuuntaista virtausta, jota ohjattiin yksinomaan termosifoniefektillä. Jäähdytysneste kuumenee moottorissa, muuttuu vähemmän tiheäksi ja nousee siten. Kun jäähdytin jäähdyttää nestettä, jäähdytysneste tihenee ja putoaa. Tämä vaikutus on riittävä pienitehoisille paikallaan oleville moottoreille, mutta riittämätön kaikille paitsi vanhimmille autoille. Kaikissa autoissa on useiden vuosien ajan käytetty keskipakopumppuja moottorin jäähdytysnesteen kierrättämiseen, koska luonnollisen kierron virtausnopeus on erittäin pieni.
Venttiili- tai ohjauslevyjärjestelmä tai molemmat on yleensä sisällytetty käyttämään samanaikaisesti pientä jäähdytintä ajoneuvon sisällä. Tätä pientä jäähdytintä ja siihen liittyvää puhallintuuletinta kutsutaan lämmittimen ytimeksi, ja se lämmittää ohjaamon sisätilaa. Kuten jäähdytin, lämmittimen ydin toimii poistamalla lämpöä moottorista. Tästä syystä autoteknikot neuvovat usein käyttäjiä kytkemään lämmittimen päälle ja asettamaan sen korkealle, jos moottori ylikuumenee, auttamaan pääjäähdyttimen.
Nykyaikaisten autojen moottorin lämpötilaa ohjataan ensisijaisesti vahapellettityyppisellä termostaatilla, venttiilillä, joka avautuu, kun moottori on saavuttanut optimaalisen käyttölämpötilansa.
Kun moottori on kylmä, termostaatti on kiinni pientä ohitusvirtausta lukuun ottamatta, jolloin termostaatti kokee muutoksia jäähdytysnesteen lämpötilassa moottorin lämmetessä. Moottorin jäähdytysneste ohjataan termostaatilla kiertopumpun tuloaukkoon ja palautetaan suoraan moottoriin jäähdyttimen ohittaen. Veden ohjaaminen kiertämään vain moottorin läpi mahdollistaa sen, että moottori saavuttaa optimaalisen käyttölämpötilan mahdollisimman nopeasti välttäen samalla paikallisia "kuumia kohtia". Kun jäähdytysneste saavuttaa termostaatin aktivointilämpötilan, se avautuu, jolloin vesi pääsee virtaamaan jäähdyttimen läpi, jotta lämpötila ei nouse korkeammalle.
Kun termostaatti on optimaalisessa lämpötilassa, se ohjaa moottorin jäähdytysnesteen virtausta jäähdyttimeen, jotta moottori jatkaa toimintaansa optimaalisessa lämpötilassa. Huippukuormitusolosuhteissa, kuten ajettaessa hitaasti jyrkkää mäkeä ylös raskaasti kuormitettuna kuumana päivänä, termostaatti lähestyy täysin auki, koska moottori tuottaa lähes maksimitehoa, kun ilmavirtauksen nopeus jäähdyttimen poikki on alhainen. (Lämmönvaihtimena jäähdyttimen poikki kulkevan ilman nopeudella on suuri vaikutus sen kykyyn hajottaa lämpöä.) Toisaalta, kun risteilyt nopeasti alamäkeä moottoritiellä kylmänä yönä kevyellä kaasulla, termostaatti on melkein kiinni. koska moottori tuottaa vähän tehoa ja jäähdytin pystyy haihduttamaan paljon enemmän lämpöä kuin moottori tuottaa. Liian suuren jäähdytysnesteen virtauksen salliminen jäähdyttimeen johtaisi siihen, että moottori jäähtyy liikaa ja toimii optimaalista alhaisemmassa lämpötilassa, mikä heikentää polttoainetehokkuutta ja lisää pakokaasupäästöjä. Lisäksi moottorin kestävyys, luotettavuus ja pitkäikäisyys vaarantuvat joskus, jos jotkin komponentit (kuten kampiakselin laakerit) on suunniteltu ottamaan huomioon lämpölaajeneminen, jotta ne sopivat yhteen oikeilla välyksillä. Toinen ylijäähdytyksen sivuvaikutus on matkustamon lämmittimen tehon heikkeneminen, vaikka tyypillisissä tapauksissa se silti puhaltaa ilmaa huomattavasti ympäristöä korkeammassa lämpötilassa.
Termostaatti liikkuu siksi jatkuvasti koko alueellaan ja reagoi ajoneuvon käyttökuorman, nopeuden ja ulkolämpötilan muutoksiin pitääkseen moottorin optimaalisessa käyttölämpötilassa.
Vanhoissa autoissa voi olla paljetyyppinen termostaatti, jossa on aallotettu palkeet, jotka sisältävät haihtuvaa nestettä, kuten alkoholia tai asetonia. Tämäntyyppiset termostaatit eivät toimi hyvin jäähdytysjärjestelmän paineissa, jotka ovat yli noin 7 psi. Nykyaikaiset moottoriajoneuvot käyvät tyypillisesti noin 15 psi:n paineella, mikä estää paljetyyppisen termostaatin käytön. Suoralla ilmajäähdytteisissä moottoreissa tämä ei ole huolenaihe paljetermostaatille, joka ohjaa ilmakanavien läppäventtiiliä.
Muut tekijät vaikuttavat moottorin lämpötilaan, mukaan lukien jäähdyttimen koko ja jäähdyttimen tuulettimen tyyppi. Jäähdyttimen koko (ja siten sen jäähdytyskapasiteetti) valitaan siten, että se pystyy pitämään moottorin suunnittelulämpötilassa äärimmäisissä olosuhteissa, joita ajoneuvo todennäköisesti kohtaa (kuten kiipeämällä vuorelle täyteen kuormitettuna kuumana päivänä) .
Ilmavirran nopeus jäähdyttimen läpi vaikuttaa suuresti sen haihtuvaan lämpöön. Ajoneuvon nopeus vaikuttaa tähän, karkeasti suhteessa moottorin tehoon, antaen näin karkeaa itsesäätelypalautetta. Jos moottori käyttää ylimääräistä jäähdytystuuletinta, se seuraa myös moottorin nopeutta samalla tavalla.
Moottorikäyttöisiä puhaltimia säädellään usein vetohihnalta tulevalla tuulettimen kytkimellä, joka luistaa ja laskee tuulettimen nopeutta alhaisissa lämpötiloissa. Tämä parantaa polttoainetehokkuutta jättämällä tuhlaamatta tehoa tuulettimen käyttämiseen tarpeettomasti. Nykyaikaisissa ajoneuvoissa jäähdytysnopeuden lisäsäätö saadaan aikaan joko vaihtuvalla nopeudella tai pyörivillä jäähdyttimen tuulettimilla. Sähkötuulettimet ohjataan termostaattikytkimellä tai moottorin ohjausyksiköllä. Sähköpuhaltimien etuna on myös hyvä ilmavirtaus ja jäähdytys alhaisilla moottorin kierroksilla tai paikallaan, kuten hitaasti liikkuvassa liikenteessä.
Ennen viskoosikäyttöisten ja sähköisten puhaltimien kehittämistä moottoreissa oli yksinkertaiset kiinteät tuulettimet, jotka vetivät ilmaa jäähdyttimen läpi koko ajan. Ajoneuvot, joiden suunnittelu vaati suuren jäähdyttimen asentamista raskaaseen työskentelyyn korkeissa lämpötiloissa, kuten hyötyajoneuvot ja traktorit, käyvät usein viileänä kylmällä säällä kevyillä kuormilla, jopa termostaatin ollessa läsnä, koska suuri jäähdytin ja kiinteä tuuletin aiheutti nopean ja merkittävän jäähdytysnesteen lämpötilan laskun heti, kun termostaatti avautui. Tämä ongelma voidaan ratkaista asentamalla jäähdyttimeen jäähdyttimen säle (tai jäähdyttimen suojus), jota voidaan säätää estämään osittain tai kokonaan ilmavirran jäähdyttimen läpi. Kaihdin on yksinkertaisimmillaan materiaalirulla, kuten kangas tai kumi, joka on auki jäähdyttimen pituudelta peittämään halutun osan. Joissakin vanhemmissa ajoneuvoissa, kuten ensimmäisen maailmansodan aikaisissa yksimoottorisissa S.E.5- ja SPAD S.XIII -hävittäjissä, on sarja ikkunaluukkuja, joita voidaan säätää kuljettajan tai ohjaajan paikalta käsin hallinnan takaamiseksi. Joissakin nykyaikaisissa autoissa on sarja ikkunaluukkuja, jotka moottorin ohjausyksikkö avaa ja sulkee automaattisesti jäähdytyksen ja aerodynamiikan tasapainottamiseksi tarpeen mukaan.
