ラジエターの役割は何ですか？

ラジエーターの機能は、この熱を吸収し、シャーシの内外に放散して、コンピューター コンポーネントの温度を正常に保つことです。ほとんどのラジエーターは、発熱部品の表面に接触することで熱を吸収し、シャーシ内の空気などさまざまな方法で離れた場所に熱を伝えます。その後、シャーシは熱気をシャーシの外側に伝達して、コンピューターの放熱を完了します。

ラジエーターは主に対流を利用して部屋を暖めます。この対流は部屋の底から冷たい空気を引き込み、それが縦溝流路を通過するときに空気が加熱されて上昇します。この円運動により、窓からの冷気を遮断し、部屋を暖かく快適に保ちます。

水冷内燃エンジンを搭載した自動車やオートバイでは、エンジンやシリンダーヘッドを通る流路にラジエーターが接続され、液体（冷却液）が圧送されます。この液体は水（水が凍りそうにない気候の場合）である場合もありますが、より一般的には気候に適した割合で水と不凍液を混合したものです。不凍液自体は通常、エチレングリコールまたはプロピレングリコール（少量の腐食防止剤を含む）です。

一般的な自動車冷却システムは次の構成で構成されます。

・エンジンブロックとシリンダーヘッドに鋳造された一連のギャラリー。循環液体で燃焼室を囲み、熱を運び去ります。

・ラジエーターは、熱を急速に放散するためのハニカム状のフィンを備えた多数の小さなチューブで構成され、エンジンからの熱い液体を受け取って冷却します。

・冷却剤をシステム内に循環させるための、通常は遠心式の水ポンプ。

· ラジエーターに送られる冷却剤の量を変えることで温度を制御するサーモスタット。

· ラジエーターを通して冷気を取り込むファン。

燃焼プロセスでは大量の熱が発生します。熱が上昇するのを放置すると爆発が発生し、過剰な温度によりエンジンの外側のコンポーネントが故障する可能性があります。この影響に対処するために、冷却液がエンジン内を循環し、そこで熱を吸収します。冷却液はエンジンからの熱を吸収すると、ラジエーターへ流れ続けます。ラジエーターは、冷却剤から通過する空気に熱を伝達します。

ラジエーターは、オートマチック トランスミッション液、エアコンの冷媒、吸気を冷却するためにも使用され、場合によってはモーター オイルやパワー ステアリング液を冷却するためにも使用されます。ラジエーターは通常、フロントグリルの後ろなど、車両の前進による空気の流れを受ける位置に取り付けられます。エンジンが中央または後部に搭載されている場合、十分な空気の流れを確保するためにラジエーターをフロント グリルの後ろに取り付けるのが一般的ですが、これには長い冷却パイプが必要になります。あるいは、ラジエーターは、車両の上部を流れる空気や、側面に取り付けられたグリルから空気を取り込むこともあります。バスなどの長い車両の場合、エンジンとトランスミッションの冷却にはサイド エアフローが最も一般的で、エアコンの冷却にはトップ エアフローが最も一般的です。

以前の工法はハニカムラジエーターでした。丸いチューブの端を六角形にかしめ、積み重ねてはんだ付けしました。それらは端でしか接触していないため、これは事実上、多数の空気チューブを通した固体の水タンクとなったものを形成しました。

一部のヴィンテージカーはコイル状のチューブで作られたラジエーターコアを使用していますが、これは効率は劣りますが構造が単純です

以前の工法はハニカムラジエーターでした。丸いチューブの端を六角形にかしめ、積み重ねてはんだ付けしました。それらは端でしか接触していないため、これは事実上、多数の空気チューブを通した固体の水タンクとなったものを形成しました。

一部のヴィンテージカーでは、コイル状のチューブで作られたラジエーター コアが使用されていますが、これは効率は劣りますが構造が単純です。

ラジエーターは当初、熱サイフォン効果のみによって駆動される下向きの垂直流を使用していました。冷却水はエンジン内で加熱されて密度が低くなり、上昇します。ラジエーターが流体を冷却すると、冷却剤の密度が高くなり、落下します。この効果は、低出力の定置式エンジンには十分ですが、初期の自動車を除くすべての自動車には不十分です。自然循環では流量が非常に少ないため、長年にわたりすべての自動車はエンジン冷却液の循環に遠心ポンプを使用してきました。

通常、車両内の小型ラジエーターを同時に動作させるために、バルブまたはバッフル、あるいはその両方のシステムが組み込まれています。この小さなラジエーターとそれに付随する送風ファンはヒーターコアと呼ばれ、車室内を暖める役割を果たします。ラジエーターと同様に、ヒーターコアはエンジンから熱を奪う役割を果たします。このため、自動車技術者は、エンジンが過熱している場合には、メインラジエーターを補助するためにヒーターをオンにし、温度を高く設定するようオペレーターにアドバイスすることがよくあります。

現代の自動車のエンジン温度は、主にワックスペレットタイプのサーモスタット、つまりエンジンが最適な動作温度に達すると開くバルブによって制御されています。

エンジンが冷えているときは、サーモスタットは少量のバイパス流を除いて閉じており、エンジンが暖まるにつれてサーモスタットが冷却水の温度に変化します。エンジン冷却液はサーモスタットによって循環ポンプの入口に送られ、ラジエーターをバイパスして直接エンジンに戻されます。水をエンジンのみに循環させることで、局所的な「ホットスポット」を回避しながら、エンジンをできるだけ早く最適な動作温度に到達させることができます。冷却液がサーモスタットの作動温度に達すると、サーモスタットが開き、ラジエーターに水が流れるようにして温度の上昇を防ぎます。

最適な温度になると、サーモスタットはラジエーターへのエンジン冷却液の流れを制御し、エンジンが最適な温度で動作し続けるようにします。暑い日に重い荷物を積んで急な坂道をゆっくりと登るようなピーク負荷条件では、ラジエーターを横切る気流の速度が遅い間、エンジンは最大に近い出力を生成するため、サーモスタットは全開に近づきます。 （熱交換器であるため、ラジエーターを横切る空気の流れの速度は、熱を放散する能力に大きな影響を与えます。）逆に、寒い夜の高速道路の下り坂を軽いスロットルで高速巡航している場合、サーモスタットはほぼ閉じています。エンジンが発生するパワーはほとんどなく、ラジエーターはエンジンが発生するよりもはるかに多くの熱を放散できるためです。ラジエーターへの冷却水の流れが多すぎると、エンジンが過剰に冷却され、最適温度よりも低い温度で動作することになり、結果として燃費が低下し、排気ガスが増加します。さらに、コンポーネント (クランクシャフト ベアリングなど) が熱膨張を考慮して適切なクリアランスに適合するように設計されている場合、エンジンの耐久性、信頼性、寿命が損なわれることがあります。過冷却によるもう 1 つの副作用は、キャビン ヒーターの性能低下です。ただし、一般的なケースでは依然として周囲温度よりもかなり高い温度の空気が送風されます。

したがって、サーモスタットはその範囲全体で常に動き、車両の動作負荷、速度、外部温度の変化に応答して、エンジンを最適な動作温度に保ちます。

ヴィンテージカーには、アルコールやアセトンなどの揮発性液体が入った波形の蛇腹を備えた蛇腹式サーモスタットが見られることがあります。これらのタイプのサーモスタットは、冷却システムの圧力が約 7 psi を超えるとうまく機能しません。現在の自動車は通常、約 15 psi で動作するため、ベローズ タイプのサーモスタットは使用できません。直接空冷エンジンでは、空気通路内のフラップ バルブを制御するベローズ サーモスタットについては問題ありません。

ラジエーターのサイズやラジエーター ファンの種類など、他の要因もエンジンの温度に影響します。ラジエーターのサイズ (およびその冷却能力) は、車両が遭遇する可能性が高い最も極端な条件 (暑い日に荷物を満載して山を登る場合など) でエンジンを設計温度に維持できるように選択されます。 。

ラジエーターを通る気流の速度は、ラジエーターが放散する熱に大きな影響を与えます。車の速度はエンジンの努力にほぼ比例してこれに影響を与えるため、粗雑な自主規制フィードバックが与えられます。追加の冷却ファンがエンジンによって駆動される場合、これも同様にエンジン速度を追跡します。

エンジン駆動のファンはドライブベルトからのファン クラッチによって制御されることが多く、低温時には滑りが発生してファンの速度が低下します。無駄なファンの駆動に電力を浪費することがなくなり、燃費が向上します。最新の車両では、可変速度または循環ラジエーター ファンによって冷却速度がさらに調整されます。電動ファンはサーモスタット スイッチまたはエンジン コントロール ユニットによって制御されます。電動ファンには、エンジン回転数が低いときや、低速の交通機関などの静止時に良好な空気の流れを与えて冷却できるという利点もあります。

ビスカスドライブと電動ファンが開発される前は、エンジンにはラジエーターから空気を常に取り込む単純な固定ファンが取り付けられていました。商用車やトラクターなど、高温での重労働に対処するために大型ラジエーターの設置が設計上必要な車両は、サーモスタットが存在していても、大型ラジエーターと固定式ヒーターとして寒い天候下で軽負荷で涼しく走行することがよくあります。サーモスタットが開くとすぐに、ファンにより冷却水の温度が急速かつ大幅に低下しました。この問題は、ラジエーターを通る空気の流れを部分的または完全に遮断するように調整できるラジエーター ブラインド (またはラジエーター シュラウド) をラジエーターに取り付けることで解決できます。最も単純なブラインドは、キャンバスやゴムなどの材料のロールであり、ラジエーターの長さに沿って広げて必要な部分をカバーします。第一次世界大戦時代の S.E.5 や SPAD S.XIII 単発戦闘機などの一部の古い車両には、運転席または操縦席から調整してある程度の制御ができる一連のシャッターが装備されています。一部の最新の車には、必要に応じて冷却と空力のバランスを提供するために、エンジン制御ユニットによって自動的に開閉される一連のシャッターが装備されています。