自動車のラジエーターは、インレットチャンバー、アウトレットチャンバー、ラジエーターコアの3つの部分で構成されています。冷却水はラジエーターコアの内側を流れ、空気はラジエーターの外側を通過します。熱い冷却剤は空気に熱を放散することで冷却され、冷たい空気は冷却剤が放出する熱を吸収することで加熱されます。
要約する
ラジエーターは自動車冷却システムに属し、エンジン水冷システムのラジエーターは、入口室、出口室、メインプレート、ラジエーターコアの3つの部分で構成されています。
ラジエーターは高温になった冷却水を冷却します。ラジエーターのチューブやフィンが冷却ファンから発生する空気流や車両の走行により発生する空気流にさらされると、ラジエーター内の冷却水が冷えます。
選別
ラジエーター内の冷却水の流れの方向に応じて、ラジエーターは縦流と横流の 2 つのタイプに分類できます。
ラジエターコアの構造は大きく「管板型」と「管ベルト型」の2つに分けられます。
材料
車のラジエーターには主にアルミ製と銅製の2種類があり、前者は一般乗用車用、後者は大型商用車用となります。
自動車用ラジエーターの材料と製造技術は急速に発展しています。アルミニウム製ラジエーターは材料の軽量化に明らかな利点があり、自動車や軽自動車の分野では徐々に銅製ラジエーターに取って代わられ、同時に銅製ラジエーターの製造技術とプロセスが大幅に開発され、乗用車、建設機械、重機などの銅ろう付けラジエーターが使用されています。トラックやその他のエンジンラジエーターの利点は明らかです。外国車のラジエーターは主に環境保護の観点からアルミラジエーターが主流です（特に欧米）。欧州の新車では、アルミニウム製ラジエーターの割合は平均 64% です。中国の自動車用ラジエーター生産の発展の観点から、ろう付けによって生産されるアルミニウムラジエーターが徐々に増加しています。ろう付け銅ラジエーターは、バス、トラック、その他のエンジニアリング機器にも使用されています。
構造
自動車用ラジエーターは、軽量化、高効率化、経済的化が進む自動車の水冷エンジン冷却システムに欠かせない部品です。自動車のラジエーター構造も常に新しい開発に適応しています。
自動車用ラジエーターの最も一般的な構造形式は、DC タイプとクロスフロー タイプに分類できます。
ラジエーターコアの構造は大きく「管板式」と「管ベルト式」の2つに分けられます。チューブラーラジエーターの中心部は多数の細い冷却チューブとヒートシンクで構成されており、冷却チューブは空気抵抗を減らし伝熱面積を増やすために平らな円形断面が主に採用されています。
ラジエーターのコアには、冷却剤が通過するのに十分な流路面積が必要であり、冷却剤によってラジエーターに伝達された熱を奪うために十分な量の空気が通過するのに十分な空気流路面積も必要です。 [1]
同時に、冷却剤、空気、ヒートシンク間の熱交換を完了するために十分な放熱面積も必要です。
管状ベルトラジエーターは、波形の熱分布と冷却パイプを溶接によって相互に配置して構成されています。
チューブラーラジエーターと比較して、チューブラーラジエーターは同じ条件下で放熱面積を約12％増加させることができ、放熱ベルトは同様の窓シャッター穴で空気の流れが乱されて開き、流れる空気の接着層を破壊します。分散ゾーンの表面に熱を放出し、放熱能力を向上させます。
車のラジエーターは一般に水冷と空冷に分けられます。空冷エンジンの放熱は、空気の循環によって熱を奪い、放熱効果を実現します。空冷エンジンのシリンダーブロックの外側は緻密なシート構造に設計・製造されており、それにより放熱面積が増加し、エンジンの放熱要件に応えます。空冷エンジンは、最も多く使われている水冷エンジンに比べて軽量でメンテナンスが容易という利点があります。
水冷はラジエーターです。ラジエーターはエンジンの高温になった冷却水を冷却する役割を果たします。ポンプの役割は、冷却システム全体に冷却剤を循環させることです。ファンの動作は周囲温度を利用してラジエーターに直接風を送り、ラジエーター内の高温の冷却水を冷却します。冷却液の貯蔵には、冷却液の循環を制御する状態の貯蔵タンクが使用されます。
車の走行中、ラジエーターの表面には塵や木の葉、破片がたまりやすく、冷却ブレードが目詰まりしてラジエーターの性能が低下します。この場合、ブラシを使って掃除するか、高圧エアポンプを使ってラジエーターのゴミを吹き飛ばすことができます。
動作原理が詳しく説明されています
冷却システムの主な仕事は、熱を空気中に放散してエンジンの過熱を防ぐことですが、冷却システムには他にも重要な役割があります。車のエンジンは、適切な高温で最もよく機能します。エンジンが冷えると、コンポーネントの磨耗が促進され、エンジンの効率が低下し、汚染物質の排出量が増加します。したがって、冷却システムのもう 1 つの重要な役割は、エンジンをできるだけ早く加熱して一定の温度に保つことです。
自動車の冷却システムには 2 つのタイプがあります。
液冷と空冷。液体冷却 水冷車両の冷却システムは、エンジン内のパイプやチャネルを通して液体を循環させます。液体が高温のエンジン内を流れると熱を吸収し、エンジンの温度が下がります。液体はエンジンを通った後、熱交換器（またはラジエーター）に流れ、液体中の熱が熱交換器を通って空気中に放散されます。空冷 初期の車には空冷技術を使用するものもありましたが、最近の車ではこの方法はほとんど使用されていません。この冷却方法は、エンジン内に液体を循環させるのではなく、エンジンブロックの表面に貼り付けたアルミシートを通してシリンダーの熱を放散させます。強力なファンがアルミシートを空中に吹き飛ばしてエンジンを冷却します。ほとんどの車は液冷を使用しているため、車内の冷却システムには多くのパイプがあります。
ポンプが液体をエンジン ブロックに送り込んだ後、液体はシリンダー周囲のエンジン チャネル内を流れ始めます。次に、流体はエンジンのシリンダーヘッドを通って、流体がエンジンから流出する地点のサーモスタットに戻されます。サーモスタットがオフになっている場合、液体はサーモスタットの周りのパイプを通ってポンプに直接戻ります。サーモスタットがオンになっている場合、液体はまずラジエーターに流れ、次にポンプに戻ります。
加熱システムには別のサイクルプロセスもあります。このサイクルはシリンダー ヘッドから始まり、液体をヒーター ベローズを通ってポンプに送り返します。オートマチックトランスミッションを装備した車の場合、通常、ラジエーターに組み込まれたトランスミッション液を冷却するための別のサイクルプロセスがあります。トランスミッション液は、ラジエーター内の別の熱交換器を介してトランスミッションによって引き込まれます。液体自動車は、摂氏 0 度をはるかに下回る温度から摂氏 38 度をはるかに超える温度までの広い温度範囲で動作できます。
したがって、エンジンの冷却にどのような液体が使用されるとしても、その液体は凝固点が非常に低く、沸点が非常に高く、多量の熱を吸収できる必要があります。水は熱を吸収するのに最も効率的な液体の 1 つですが、その凝固点は車のエンジンで使用するには高すぎます。ほとんどの車で使用されている液体は、不凍液としても知られる水とエチレングリコール (c2h6o2) の混合物です。エチレングリコールを水に添加すると、沸点が大幅に上昇し、凝固点が低下します。
エンジンが作動しているときは常にウォーターポンプが液体を循環させます。車に使われている遠心ポンプと同様、遠心力で液体を外側に運び、途中から連続的に液体を吸い込みます。ポンプの入口が中心に近い位置にあるため、ラジエーターから戻った液体がポンプブレードに到達することができます。ポンプブレードは液体をポンプの外側に送り、そこでエンジンに入ります。ポンプからの流体は、まずエンジン ブロックとシリンダー ヘッドを通って流れ、次にラジエーターに流れ、最後にポンプに戻ります。エンジン ブロックとシリンダー ヘッドには、液体の流れを促進するために鋳造または機械加工された多数のチャネルがあります。
これらのパイプ内の液体の流れがスムーズであれば、パイプに接触している液体のみが直接冷却されます。パイプを流れる液体からパイプに伝達される熱量は、パイプとパイプに接触する液体との温度差によって異なります。したがって、パイプに接触する液体が急速に冷却されると、伝達される熱が少なくなります。パイプ内に乱流を発生させ、すべての液体を混合し、パイプと液体の接触状態を高く保ち、より多くの熱を吸収することで、パイプ内のすべての液体を効率的に使用できます。
トランスミッションクーラーは、ラジエーター内のラジエーターと非常に似ていますが、空気と熱を交換する代わりに、オイルがラジエーター内の冷却剤と熱を交換する点が異なります。圧力タンクカバー 圧力タンクカバーによりクーラントの沸点を25℃上昇させることができます。
サーモスタットの主な機能は、エンジンを迅速に加熱し、一定の温度を維持することです。これは、ラジエーターを流れる水の量を調整することによって実現されます。低温では、ラジエーターの出口は完全にブロックされ、すべての冷却剤がエンジンを通して再循環されます。冷却液の温度が 82 ～ 91 °C まで上昇すると、サーモスタットが開き、液体がラジエーターを通って流れるようになります。冷却液の温度が93〜103℃に達すると、サーモスタットは開いたままになります。
冷却ファンはサーモスタットに似ており、エンジンを一定の温度に保つために制御する必要があります。前輪駆動車には通常、エンジンが横向きに取り付けられているため、つまりエンジンの出力が車の片側を向いているため、ファンが装備されています。
ファンはサーモスタット スイッチまたはエンジン コンピュータによって制御でき、温度が設定値を超えるとこれらのファンがオンになります。温度が設定値を下回ると、これらのファンは停止します。縦置きエンジンを搭載した後輪駆動車には通常、エンジン駆動の冷却ファンが装備されています。これらのファンにはサーモスタット制御の粘性クラッチが付いています。クラッチはファンの中心にあり、ラジエーターから出る空気の流れに囲まれています。この特定のタイプのビスカス クラッチは、全輪駆動車のビスカス カプラーに似ている場合があります。車がオーバーヒートした場合は、すべての窓を開け、ファンを全速力で回転させながらヒーターを作動させます。これは、暖房システムが実際には二次冷却システムであり、車の主冷却システムの状況を反映できるためです。
車の暖房用ベローズのダッシュボードにあるヒーター ダクト システムは、実際には小さなラジエーターです。ヒーターファンにより、空気が車の客室に入る前に加熱ベローズを通って流れるようになります。ヒーター ベローズは小さなラジエーターに似ています。ヒーター ベローズはシリンダー ヘッドから高温の冷却液を吸引し、それをポンプに戻すため、ヒーターはサーモスタットのオンまたはオフに関係なく動作できます。
