Un moteur produit beaucoup de chaleur quand il est en marche, et doit être refroidi en permanence pour éviter de s'endommager.
En général, cela s'effectue en faisant circuler le liquide de refroidissement et de l'eau mélangé avec une solution antigel à travers des passages de refroidissement spéciaux. Certains moteurs sont refroidis par circulation d'air sur des carters à ailettes.
La circulation du liquide de refroidissement
Un système typique de refroidissement avec un ventilateur est entraîné par le moteur. Le bouchon de pression sur le vase d'expansion comporte une soupape chargée par ressort qui s'ouvre au-dessus d'une certaine pression.
Un système de refroidissement refroidi à l'eau
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Un bloc moteur refroidi à l'eau et une culasse sont interconnectés aux canaux de refroidissement qui les traversent. Au sommet de la tête de cylindre, tous les canaux convergent vers un seul orifice de sortie.
Une pompe, entraînée par une poulie et par la courroie du vilebrequin, entraîne du liquide de refroidissement chaud du moteur vers le radiateur, qui est une forme d' échangeur de chaleur.
La chaleur non désirée est transmise à partir du radiateur dans le courant d'air, et dans le liquide refroidi, et retourne alors à un orifice d'entrée au fond du bloc et pour ensuite se rediriger dans les canaux.
Généralement, la pompe envoie du liquide de refroidissement à travers le moteur et vers le bas à travers le radiateur, profitant du fait que l'eau chaude se dilate, elle devient plus légère et monte au-dessus de l'eau froide lorsqu'elle est chauffée. Sa tendance naturelle est de s'écouler vers le haut, et la pompe assiste la circulation.
Le radiateur est relié au moteur par des tuyaux en caoutchouc, et dispose d'un réservoir haut/bas relié par un noyau d'une banque de plusieurs tubes fins.
Les tubes passés à travers des trous dans une pile de minces ailettes en tôle, de sorte que le noyau à une très grande surface et peut perdre rapidement de la chaleur à l'air en passant à travers elle.
Dans un moteur à sa température de fonctionnement normal, le liquide de refroidissement est tout juste en dessous du point d'ébullition.
Le risque d'ébullition est évité en augmentant la pression dans le système, ce qui augmente le point d'ébullition.
La pression supplémentaire est limitée par le bouchon de radiateur, qui présente une soupape de pression en elle. Une pression excessive ouvre la vanne, et le liquide de refroidissement circule à travers un tuyau de débordement.
Dans un système de refroidissement de ce type il ya une légère perte continue de liquide de refroidissement quand le moteur est très chaud. Le système à besoin d'un appoint de temps en temps.
Plus tard, les voitures ont un système fermé dans lequel tout débordement va dans un réservoir d'expansion, d'où il est aspiré dans le moteur quand le liquide restant se refroidit.
Le rôle du ventilateur
Le radiateur à besoin d'un flux constant d'air à travers le noyau pour le refroidir suffisamment. Lorsque la voiture est en mouvement il se refroidit naturellement ; mais quand il est à l'arrêt, un ventilateur est utilisé pour aider le flux d'air.
Le ventilateur peut être entraîné par le moteur, il est pas toujours nécessaire alors que la voiture est en mouvement, du fait qu'il consomme énormément de carburant.
Pour y remédier, certains véhicules ont un couplage visqueux d'un liquide d'embrayage travaillé par une soupape sensible à la température qui découple le ventilateur jusqu'à ce que la température du liquide de refroidissement se corrige.
D'autres voitures ont un ventilateur électrique, également allumé et éteint par un capteur de température.
Pour laisser le moteur se réchauffer rapidement, le radiateur est fermé par un thermostat généralement situés au-dessus de la pompe. Le thermostat à une soupape travaillé par une chambre remplie de cire.
Lorsque le moteur se réchauffe, la cire fond et se dilate et pousse la soupape ouverte, permettant l'écoulement du liquide de refroidissement à travers le radiateur.
Lorsque le moteur s'arrête et se refroidit, la vanne se referme.
L'eau se dilate quand il gèle, et si l'eau dans un moteur gèle, elle peut éclater le bloc ou le radiateur. Donc l'antigel, habituellement constitué d'éthylène glycol, est ajouté à l'eau pour abaisser le point de congélation à un niveau sécuritaire.
L'antigel ne doit pas être vidé chaque été ; il peut normalement être laissé pour deux ou trois ans.
Les systèmes de refroidissement par air
Dans un moteur à refroidissement par air, le bloc et la culasse sont fabriqués avec des ailettes profondes sur l'extérieur.
Les ailerons sur un cylindre refroidi à l'air sont plus larges au sommet, où la plupart de la chaleur est générée .
Les moteurs refroidis par air horizontaux ont des conduits de refroidissement à ailettes.
Les moteurs refroidis par air horizontaux ont des conduits de refroidissement à ailettes.
Lorsque le véhicule est sur route, l'aspiration de l'air se fait au niveau du radiateur venant refroidir le moteur.
Une soupape sensible à la température contrôle la quantité d'air étant bousculé par le ventilateur, et maintient la température constante, même par temps froid.
Huile de refroidissement
Les moteurs refroidis par air et les moteurs refroidis à l'eau de haute performance peuvent avoir plus un radiateur d'eau et donc un petit radiateur supplémentaire, où coule l'huile moteur à refroidir.
