Kapalinou chlazený motor

Kapalinou chlazený motor zvládá intenzivní teplo spalování oběhem chladicí kapaliny kanály vylitými v motoru, která toto teplo odvádí do chladiče, kde je předáno vzduchu. Při spalování vznikají teploty mnohem vyšší, než by jakýkoli materiál motoru bez pomoci přežil, a značná část energie z paliva končí jako odpadní teplo, které je nutné průběžně odvádět, aby se motor nezadřel, nedeformoval či nezačal detonačně spalovat. Prakticky každý moderní automobilový motor používá tuto metodu, jež téměř zcela vytlačila vzduchem chlazené konstrukce kdysi obvyklé u starších a jednodušších vozidel.

Srdcem systému je síť vnitřních kanálů, takzvaný vodní plášť, obklopující válce a procházející hlavou válců kolem horkých ventilů a spalovacích prostorů. Čerpadlo poháněné řemenem nebo elektricky tlačí chladicí kapalinu těmito kanály, kde pohlcuje teplo, a dál do chladiče — soustavy tenkých trubiček a žeber v přední části vozu. Vzduch procházející chladičem, hnaný jízdou vozu a termostaticky řízeným ventilátorem, kapalinu zchladí, načež ji čerpadlo vrací zpět do motoru, aby se cyklus opakoval.

Klíčem k řízení celého procesu je termostat, teplotně citlivý ventil v chladicím okruhu. Když je motor studený, zůstává zavřený a brání průtoku do chladiče, aby se motor rychle zahřál na svou účinnou provozní teplotu; jakmile je této teploty dosaženo, otevírá se a uvolňuje plný oběh, čímž motor drží v úzkém pásmu teplot. Tato přesná regulace je jednou z hlavních předností kapalinového chlazení, protože motor pracující při stabilní, optimální teplotě spaluje palivo čistěji, opotřebovává se pomaleji a produkuje méně znečišťujících látek než motor, jehož teplota kolísá podle zátěže a počasí.

Kapalinové chlazení také rozvádí teplo mnohem rovnoměrněji než chlazení vzduchem. Protože chladicí kapalina obklopuje každý válec a dosahuje i do nejteplejších zákoutí hlavy, jsou potlačena horká místa, jež by jinak způsobovala nerovnoměrnou roztažnost, deformace nebo lokální klepání, čímž je umožněn vyšší a stabilnější výkon. Proudící kapalina navíc tlumí mechanický hluk, takže kapalinou chlazené motory bývají tišší než jejich vzduchem chlazené protějšky, jejichž žebrované válce vyzařují teplo i zvuk.

Chladicí kapalina sama není čistá voda, ale směs — obvykle s nemrznoucí složkou na bázi ethylenglykolu nebo propylenglykolu — která snižuje bod tuhnutí, zvyšuje bod varu a obsahuje inhibitory koroze chránící kovové vnitřnosti. Celý okruh je natlakován uzávěrem chladiče, čímž se bod varu posouvá ještě výše. Příjemným vedlejším přínosem je, že tatáž horká kapalina je vedena malým výměníkem tepla — topným tělískem — za přístrojovou deskou a vytápí kabinu, takže odpadní teplo motoru zároveň slouží jako vnitřní topení. V praxi vyžaduje systém mírnou údržbu — chladicí kapalina časem degraduje a musí se obměňovat a netěsnosti či porucha termostatu, čerpadla nebo chladiče mohou vést k přehřátí — výměnou však nabízí přesnou regulaci teploty, na níž moderní účinné spalovací motory spoléhají. Stav chladicího okruhu je rovněž jedním z bodů, které kontroluje STK (technická kontrola).