Двигател с течно охлаждане

Двигателят с течно охлаждане управлява интензивната топлина от горенето, като циркулира течна охлаждаща течност през канали, излети в двигателя, отвеждайки тази топлина към радиатор, където тя се предава на въздуха. Горенето поражда температури, далеч по-високи от тези, които който и да е материал на двигателя би издържал без помощ, а голям дял от енергията на горивото се превръща в отпадна топлина, която трябва да се отвежда непрекъснато, за да не заклини, деформира или детонира двигателят. На практика всеки модерен автомобилен двигател използва този метод, който почти изцяло измести въздушно охлажданите конструкции, някога обичайни при по-старите и по-прости превозни средства.

Сърцето на системата е мрежа от вътрешни канали, известна като водна риза, обграждаща цилиндрите и преминаваща през главата на цилиндъра около горещите клапани и горивните камери. Ремъчно или електрически задвижвана водна помпа изтласква охлаждащата течност през тези канали, където тя поглъща топлина, и нататък към радиатора — матрица от тънки тръбички и ребра в предната част на автомобила. Въздухът, преминаващ през радиатора, увличан от движението на колата и от термостатично управляван вентилатор, охлажда течността, преди помпата да я върне в двигателя, за да повтори цикъла.

От централно значение за контрола над всичко това е термостатът — чувствителен към температурата клапан в охлаждащия кръг. Когато двигателят е студен, той стои затворен, блокирайки потока към радиатора, така че двигателят бързо да загрее до ефективната си работна температура; щом тя бъде достигната, той се отваря, за да допусне пълна циркулация и да задържи двигателя в тесен диапазон. Тази прецизна регулировка е едно от главните предимства на течното охлаждане, защото двигател, който работи при стабилна, оптимална температура, изгаря горивото по-чисто, износва се по-бавно и отделя по-малко вредни вещества от такъв, чиято температура се колебае с натоварването и времето.

Течното охлаждане разпределя топлината и далеч по-равномерно, отколкото въздушното може. Тъй като охлаждащата течност облива всеки цилиндър и достига до най-горещите кътчета на главата, горещите точки, които иначе биха причинили неравномерно разширение, деформация или местна детонация, се държат под контрол, позволявайки по-висока и по-постоянна мощност. Течащата течност освен това заглушава механичния шум, така че двигателите с течно охлаждане обикновено работят по-тихо от въздушно охлажданите си събратя, чиито оребрени цилиндри излъчват както топлина, така и звук.

Самата охлаждаща течност не е чиста вода, а смес, обикновено с антифриз на основата на етилен- или пропиленгликол, която понижава точката на замръзване, повишава точката на кипене и носи инхибитори на корозията, за да предпази металните части. Целият кръг е под налягане от капачката на радиатора, за да се повиши точката на кипене още повече. Изящна вторична полза е, че същата гореща охлаждаща течност се насочва през малък топлообменник — радиатора на парното — зад арматурното табло, за да загрее купето, така че отпадната топлина на двигателя служи и за отопление на интериора. На практика системата изисква умерена поддръжка — охлаждащата течност се разгражда с времето и трябва да се подменя, а течове или повреден термостат, помпа или радиатор могат да доведат до прегряване — но в замяна предлага стегнатия температурен контрол, на който разчитат модерните, ефективни двигатели с вътрешно горене.