車両のエンジン冷却システムは、エンジンを冷却するだけでなく、効率的でクリーンな動作を保証するのに十分な温度に保つのにも役立ちます。
システムコンポーネントには、熱を放散するラジエーター、ラジエーター冷却のための適切な空気の流れを確保するファン、目的の動作温度に達したときに開くサーモスタットバルブ、エンジンにクーラントを循環させるウォーターポンプ（またはクーラントポンプ）、ホースが含まれます。およびその他のコンポーネント。
現在、ほとんどの車両は、クーラントが高温時に冷却回路を膨張させて出て、車の電源を切ってエンジンが冷えると戻ることができる膨張タンクを採用しています。エンジンの熱が車内を暖めるために使用されるため、冷却システムにはキャビンの換気システムの要素も組み込まれています。
ほとんどすべての自動車は、エンジンに液体冷却システムを採用しています。典型的な自動車の冷却システムは次のもので構成されます：
ほとんどの内燃機関は、空気（気体流体）または空気で冷却された熱交換器（ラジエーター）を通過する液体冷却剤のいずれかを使用して流体冷却されます。冷却エンジンの水冷システムでは、シリンダーの壁とヘッドに、冷却液が循環できるジャケットが付いています。
内燃エンジンの冷却システムは、さまざまなエンジンコンポーネントを、長寿命で適切に機能するのに役立つ温度に維持するために使用されます。
冷却システムは、エンジンブロックとヘッドの通路に液体クーラントを送ることで機能します。クーラントがこれらの通路を通って流れるとき、それはエンジンから熱を吸収します。流体が冷却されると、エンジンに戻ってさらに熱を吸収します。
実際、自動車に見られる冷却システムには、液冷式と空冷式の2種類があります。
空冷エンジンは、オリジナルのフォルクスワーゲンビートル、シボレーコルヴェア、その他数台の古い車に搭載されています。現代のオートバイの多くは今でも空冷を使用していますが、ほとんどの場合、自動車やトラックは液冷システムを使用しているため、この記事ではこれに焦点を当てます。
冷却システムは、エンジンブロックとヘッドの通路に液体クーラントを送ることで機能します。クーラントがこれらの通路を通って流れるとき、それはエンジンから熱を吸収します。加熱された液体は、ゴムホースを通って車の前部にあるラジエーターに流れます。
高温の液体は、ラジエーターの細いチューブを通って流れるときに、車の前のグリルからエンジンルームに入る空気の流れによって冷却されます。
流体が冷却されると、エンジンに戻ってさらに熱を吸収します。ウォーターポンプには、この配管システムと隠された通路を通って流体を動かし続ける役割があります。
冷却システムの唯一の機能は、エンジンが作動する温度を調整することです。冷却システムまたはその中の部品が故障すると、エンジンが過熱し、多くの大きな問題が発生する可能性があります。
問題が十分に深刻な場合、過熱によりヘッドガスケットが吹き飛ばされ、エンジンブロックでさえひびが入る可能性があります。以下は、冷却システムの主要部分です。以下に説明するように、冷却システムの故障の兆候に常に注意を払ってください。
冷却システムの主要コンポーネントは、ウォーターポンプ、フリーズプラグ、サーモスタット、ラジエーター、冷却ファン、ヒーターコア、圧力キャップ、オーバーフロータンク、およびホースです。
冷却ファンは車両の最前部にあり、クーラント（これについては後で詳しく説明します）が熱くなり始めたときにオンになるように設計されています。クーラントの温度が下がると、再びオフになります。
ラジエーターは、ファンによってラジエーターを介して吹き付けられた空気と運転からの流入空気に冷却液を伝達することにより、冷却液から熱を取り除くために特別に設計されています。ラジエーターは、何年も使用すると漏れが発生しやすくなります。
ウォーターポンプは、エンジンを通して冷却液を推進するものです。ウォーターポンプが壊れていると、冷却システムが作動しなくなり、運転中にエンジンが過熱します。
サーモスタットは、冷却システムの動作、特にファンのオンとオフを制御するものです。
一連のゴムホースは、冷却液が流れるエンジンにラジエーターを接続します。これらのホースは、長年使用した後にも漏れ始める可能性があります。
冷却システムのパンとバターは冷却剤です。この甘い香りの明るい緑色の液体は、エンジンの通路を通って流れ、エンジンから熱を引き付けます。熱を集めてラジエーター内の外気に伝達します。
冷却システムは3つの重要な機能を果たします。まず、エンジンから余分な熱を取り除きます。第二に、それはそれが最も効率的に働くエンジン作動温度を維持します。そして最後に、エンジンを適切な動作温度にできるだけ早く上げます。
次の理由により、ICエンジンに冷却システムが必要です。
一般に、冷却システムには2つのタイプがあり、それらは次のとおりです。
空冷は熱を放散する方法です。これは、表面積を拡大するか、冷却対象物上の空気の流れを増やすか、またはその両方によって機能します。ヒートシンクにフィンを追加すると、その総表面積が増加し、冷却効果が高まります。
前者の例は、冷却フィンを一体にするか、オブジェクトの表面にしっかりと取り付けることによって（効率的な熱伝達を確保するために）、オブジェクトの表面に冷却フィンを追加することです。後者の場合、冷却したい物体に空気を吹き込むファンを使用して行われます。
空冷で使用される冷却パッドには、ハニカムとエクセルシオールの2種類があります。
すべての場合において、空気は、熱を除去すると予想される物体または表面よりも冷たくなければなりません。これは、熱力学の第2法則によるもので、熱は高温のリザーバー（ヒートシンク）から低温のリザーバー（空気）にのみ自発的に移動するというものです。
高地や飛行機のキャビンなど、気圧が低い環境で操作する場合は、海面に比べて冷却能力を下げる必要があります。
経験則式1-（h / 17500）=ディレーティング係数。ここで、hは海抜の高さ（メートル単位）です。その結果、海抜指定の高さでの冷却能力を得るには、[W]の冷却能力を掛ける必要がある係数が得られます。
空冷エンジンは、エンジンを動作温度内に保つために、放熱フィンまたはエンジンの高温領域上で直接空気を循環させて冷却します。すべての燃焼エンジンで、発生した熱の大部分（約44％）は、空冷エンジンの金属フィン（12％）ではなく、排気口から逃げます。
熱エネルギーの約8％がオイルに伝達されます。オイルは主に潤滑を目的としていますが、クーラーを介した熱放散にも役割を果たします。空冷エンジンは、一般に液冷に適さない用途で使用されます。このような最新の空冷エンジンは、オートバイ、一般航空機、芝刈り機、発電機、船外機、ポンプセット、のこぎり台、および補助動力装置で使用されます。
空冷システムを使用する利点は次のとおりです。
空冷システムにもいくつかの欠点があり、それらは次のとおりです。
例 空冷エンジンの概要：
スクーター、オートバイ、トラクターで使用されています。
このタイプは、最も一般的に使用されるタイプのシステムです。
水冷システムでは、ウォータージャケットがエンジンシリンダーまたはライナーの周りに提供されます。これらのジャケット内の循環水はシリンダー表面から熱を吸収し、次に加熱された水はラジエーターを通過する空気によって冷却されます。
水冷システムは、ウォータージャケット、ウォーターポンプ、ラジエーター、サーモスタットバルブ、ファン、ベルト、プーリーなどで構成されています。ただし、水が最も一般的に使用される冷却剤ですが、腐食のない、より高い沸点なども市場で入手可能であり、より高いエンジン効率を得てマリーンするためにも推奨されます。
水は、ベルトによって駆動されるウォーターポンプの助けを借りて、希望の圧力と速度でウォータージャケット内を継続的に循環させられます。一般的に、送水ポンプは遠心式で、遠心力でポンプ出口から水を出すインペラ付きの水入口と出口で構成されています。
ポンプ入口は、ラジエーターから冷却液/水を引き出すために、下部のラジエーターに接続されています。エンジンが冷却されると、サーモスタットバルブは開いたままになり、同じ水/冷却液がウォータージャケットを循環します。
水/冷却液が加熱されるまでに、サーモスタットバルブが開いて水がラジエーターを通過し、ラジエーターを通過する空気と無傷で熱を放散します。
ラジエーターはトラクター/車両の前部にあり、水/冷却液タンク、チューブ、およびチューブの圧力キャップで構成されています。この圧力キャップは、水の蒸発を防ぎ、冷却システム内の圧力を上げるために使用されます。
ラジエーターの外気と水との温度差が大きく、水から空気への熱の放散が速くなります。空気はファンの助けを借りて、またトラクターの前進によって生成されます。
一般的に、エンジンは80 0 の温度範囲で効率的に動作します。 Cから90 0 Cであり、エンジン温度は、涼しい気象条件ではできるだけ早くこの温度に到達し、過度の暑い気象条件ではこの温度範囲にとどまることが常に望まれます。
サーモスタットは、ウォータージャケット内を循環する水/冷却剤の温度を調整することにより、この温度範囲を維持するように設計されています。
水冷システムには2つのタイプがあります。
このシステムにはポンプが取り付けられていません。温水と冷水の密度の違いにより、水の循環が行われます。
ただし、これらの冷却システムでは、冷却速度は遅くなります。現在、水を一定のレベルに保つ必要があるため、その使用は制限されています。構造がシンプルで安価です。
熱サイフォン冷却システムは、自然対流の原理に基づいて動作します。熱サイフォン水冷システムは、加熱すると水が軽くなるという事実に基づいており、
ラジエーターの上部と下部は、パイプの助けを借りて、それぞれシリンダーウォータージャケットの上部と下部に接続されています。ラジエーターは、空気をその上に流すことによって冷却されます。気流は、車両の動きまたは提供されるファンによって実現されます。
シリンダーウォータージャケット内の温水は軽くなり、上部接続パイプからラジエーターに移動し、上部タンクから下部タンクに移動し、移動中に熱を排除します。
下部タンクからのこの冷却水は、シリンダーウォータージャケットに送られ、プロセスのために再び循環されます。
このシステムの制限は、この冷却が温度のみに依存し、エンジン速度に依存しないことです。
この冷却システムでは、水の循環は遠心ポンプを提供することによって行われます。このポンプにより、水の流量が多くなります。そして、ポンプはクランクシャフトからのベルトによって駆動されます。
ここでは、ラジエーターは設計者の都合のよい場所に取り付けることができます。
このシステムでは、冷却水の流れの方向は、シリンダーヘッドからラジエーターの上部タンクに向かって上向きになり、次にラジエーターコアを通って下部タンクに向かって下向きになります。下部のタンクから、水を循環させるウォーターポンプの助けを借りて、下部のラジエーターホースを通ってシリンダーブロックのウォータージャケットに移動します。
水はポンプの入口側の中央からエンジンに入ります。循環ポンプはクランクシャフトからのベルトによって駆動されます。エンジン回転数が上がると、クーラントの流れが増えます。
圧力テストは、冷却システムの漏れをチェックし、ラジエーターキャップをテストするために使用されます。システムの範囲またはラジエーターキャップに示されている範囲まで、ゆっくりとシステムに圧力をかけます。システムは少なくとも2分間圧力を保持する必要があります。そうでない場合は、システムに漏れがないか確認してください。
圧力テストは、冷却システムの漏れをチェックし、ラジエーターキャップをチェックするために使用されます。最も一般的な圧力試験装置は、さまざまなサイズのキャップ用のアダプターとラジエーターのフィラーネックを備えたハンドポンプ装置です。
別のタイプの圧力テスターは、クーラントオーバーフローホースに接続された貯蔵空気を使用します。 3番目のタイプには、ラジエーターキャップを交換し、圧力または温度センサーを挿入できるようにするアダプターがあります。ショップエア、または単にクーラントシステムによって生成された圧力を使用して、圧力を測定し、漏れをチェックすることができます。
これらは水冷システムのいくつかの利点です：
水冷システムの欠点は以下のとおりです。
例 水冷エンジンの概要：
最近のすべてのエンジン（車、バス、トラックなど）は、現在このタイプの冷却システムを使用しています。
車両のエンジン冷却システムは、エンジンを冷却するだけでなく、効率的でクリーンな動作を保証するのに十分な温度を維持するのにも役立ちます。システムコンポーネントには、熱を放散するラジエーター、ラジエーター冷却のための適切な空気の流れを確保するファン、目的の動作温度に達したときに開くサーモスタットバルブ、エンジンにクーラントを循環させるウォーターポンプ（またはクーラントポンプ）、ホースが含まれます。およびその他のコンポーネント。
冷却システムには、（i）空冷システムと（ii）水冷システムの2種類があります。このタイプの冷却システムでは、エンジンの外部に伝導される熱は、大気から得られる空気の流れによって放射され、伝導されます。
典型的な自動車の冷却システムは、
で構成されています。冷却システムは、車のエンジンを冷却する役割を果たします。時速50マイルで走行する車のエンジンは毎分約4000回の爆発を引き起こします。これにより、1つの領域に大量の凝縮熱が発生します。冷却システムはこの熱を受け取り、安全な温度に冷却します。
冷却システムには、次の4つの主要な機能があります。エンジンから余分な熱を取り除き、一定のエンジン動作温度を維持し、コールドエンジンの温度をできるだけ早く上げ、ヒーター動作の手段を提供します（客室を暖めます）。
内燃機関は、エンジン冷却剤と呼ばれる液体をエンジンブロックとシリンダーヘッドに循環させて冷却し、ラジエーターを通過させて大気に熱を放出し、エンジンに戻すことで冷却されることがよくあります。エンジンクーラントは通常水ベースですが、石油の場合もあります。
大型燃焼エンジンのエンジンオイルは通常、SAE40鉱油または同様のものです。内燃機関で使用されるエンジンオイルは、モーターオイルまたは潤滑油とも呼ばれます。オイルの特性は、伝熱流体としてのオイルに記載されています。
内燃機関は、冷たい吸気、熱い排気ガス、および明示的なエンジン冷却によって廃熱を除去します。したがって、すべての熱機関は動作するために冷却する必要があります。高温はエンジンの材料や潤滑油に損傷を与え、暑い気候ではさらに重要になるため、冷却も必要です。
低粘度と密度;建設資材に対する化学的中性;耐薬品性と無害;低コストと可用性。
エンジンには、ウォータージャケットと呼ばれる内部中空構造が含まれています。クーラントはこれらを通ってエンジン内部を流れ、エンジンの熱を吸収します。次に、ホースを通ってラジエーターに移動し、そこで冷却されます。そこからエンジンに戻り、高温のクーラントを置換してプロセスを繰り返します。
ラジエーターは、薄い金属製のフィンを介して冷却液をバイパスするように機能します。これにより、熱が車の外の空気に流れやすくなります。本質的には、ラジエーターがクーラントを冷却し、次にエンジンを冷却します。
冷却システムの主要コンポーネントは、ウォーターポンプ、フリーズプラグ、サーモスタット、ラジエーター、冷却ファン、ヒーターコア、圧力キャップ、オーバーフロータンク、およびホースです。
一般的に、水は油よりも熱容量が高くなりますが、油の方が潤滑剤として優れています。可動部品からの摩擦により熱が発生するため、摩擦を少しでも減らすと熱が減少します。水はオイルに比べて潤滑剤が劣るため、十分な摩擦がある場所でオイルが使用されます。
高温のエンジンは熱をオイルに伝達し、オイルは通常、熱交換器（通常はオイルクーラーと呼ばれるタイプのラジエーター）を通過します。冷却されたオイルは高温の物体に逆流し、継続的に冷却されます。
冷却システムは、熱伝達の特性を使用してエンジンから熱を取り除きます。現代の車は液体冷却システムを使用しています。これらはエンジン内を循環する流体を使用し、それがエンジンからラジエーターにポンプで送られ、そこで熱が放出されます。
クーラントは水よりも熱容量が大きくなります。これは、水がはるかに少ないエネルギーで到達できるのと同じ温度に到達するために、より多くの熱エネルギーを必要とすることを意味します。クーラントの成分も沸点を上げ、エンジンでの操作をより安全にします。
水は最も一般的な冷却剤です。その高い熱容量と低コストにより、適切な熱伝達媒体になります。通常、腐食防止剤や不凍液などの添加剤とともに使用されます。
クーラント温度警告：この警告灯は、クーラントが不足しているためにエンジンが過熱していることを示します。このライトが点灯したら、すぐに車を止めて車の電源を切ります。
それは絶対にラジエーターなしで始めることができます。エンジンが過熱しない限り、損傷を与えることはありません。エンジンが熱くなりすぎるほど長く実行しなければ、問題にはなりません。
エンジンは多くの理由で過熱する可能性があります。一般的に、これは冷却システムに問題があり、熱がエンジンコンパートメントから逃げられないためです。問題の原因には、冷却システムの漏れ、ラジエーターファンの故障、ウォーターポンプの破損、クーラントホースの詰まりなどがあります。