라디에이터의 기능은 이 열을 흡수한 다음 섀시 내부 또는 외부로 방출하여 컴퓨터 구성 요소의 온도를 정상으로 유지하는 것입니다. 대부분의 라디에이터는 발열 부품의 표면과 접촉하여 열을 흡수한 후 섀시 내부의 공기 등 다양한 방법을 통해 열을 먼 곳으로 전달합니다. 그런 다음 섀시는 뜨거운 공기를 섀시 외부로 전달하여 컴퓨터의 열 방출을 완료합니다.
라디에이터는 주로 대류를 사용하여 방을 가열합니다. 이 대류는 방 바닥에서 차가운 공기를 끌어당겨 홈을 통과하면서 공기가 가열되어 상승합니다. 이 원형 운동은 창문의 차가운 공기를 차단하고 방을 따뜻하고 따뜻하게 유지하는 데 도움이 됩니다.
수냉식 내연 기관이 장착된 자동차와 오토바이의 경우 라디에이터는 엔진과 실린더 헤드를 통과하는 채널에 연결되어 있으며, 이를 통해 액체(냉각수)가 펌핑됩니다. 이 액체는 물일 수도 있지만(물이 얼지 않는 기후에서), 더 일반적으로는 기후에 적합한 비율로 물과 부동액을 혼합한 것입니다. 부동액 자체는 일반적으로 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜(소량의 부식 억제제 포함)입니다.
일반적인 자동차 냉각 시스템은 다음과 같이 구성됩니다.
· 열을 운반하기 위해 순환하는 액체로 연소실을 둘러싸는 일련의 갤러리가 엔진 블록과 실린더 헤드에 주조되어 있습니다.
· 열을 빠르게 발산하기 위해 벌집 모양의 핀이 장착된 많은 작은 튜브로 구성된 라디에이터는 엔진에서 뜨거운 액체를 받아 냉각시킵니다.
· 시스템을 통해 냉각수를 순환시키는 일반적으로 원심형 워터 펌프;
· 라디에이터로 가는 냉각수의 양을 변화시켜 온도를 조절하는 온도 조절 장치;
· 라디에이터를 통해 시원한 공기를 끌어들이는 팬.
연소 과정에서 많은 양의 열이 발생합니다. 열이 증가하도록 허용하면 폭발이 발생하고 과도한 온도로 인해 엔진 외부 구성 요소가 고장납니다. 이 효과를 방지하기 위해 냉각수는 열을 흡수하는 엔진을 통해 순환됩니다. 냉각수가 엔진에서 열을 흡수하면 계속해서 라디에이터로 흐릅니다. 라디에이터는 냉각수의 열을 통과하는 공기로 전달합니다.
라디에이터는 자동 변속기 오일, 에어컨 냉매, 흡기 냉각에도 사용되며 때로는 모터 오일이나 파워 스티어링 오일을 냉각하는 데에도 사용됩니다. 라디에이터는 일반적으로 전면 그릴 뒤와 같이 차량의 전진 움직임으로부터 공기 흐름을 받는 위치에 장착됩니다. 엔진이 중앙 또는 후면에 장착된 경우 긴 냉각수 파이프가 필요하더라도 충분한 공기 흐름을 확보하기 위해 라디에이터를 전면 그릴 뒤에 장착하는 것이 일반적입니다. 대안으로, 라디에이터는 차량 상단 위의 흐름이나 측면 장착 그릴에서 공기를 끌어올 수 있습니다. 버스와 같은 긴 차량의 경우 측면 공기 흐름은 엔진 및 변속기 냉각에 가장 일반적이고 상단 공기 흐름은 에어컨 냉각에 가장 일반적입니다.
초기 건설 방법은 벌집형 라디에이터였습니다. 둥근 튜브는 끝 부분이 육각형으로 스웨이징된 다음 함께 쌓이고 납땜되었습니다. 끝 부분만 닿았기 때문에 실제로 많은 공기 튜브가 통과하는 견고한 물 탱크가 형성되었습니다.[2]
일부 빈티지 자동차는 코일형 튜브로 만든 라디에이터 코어를 사용합니다. 이는 덜 효율적이지만 구조가 더 간단합니다.
초기 건설 방법은 벌집형 라디에이터였습니다. 둥근 튜브는 끝 부분이 육각형으로 스웨이징된 다음 함께 쌓이고 납땜되었습니다. 끝 부분만 닿았기 때문에 실제로 많은 공기 튜브가 통과하는 견고한 물 탱크가 형성되었습니다.[2]
일부 빈티지 자동차는 덜 효율적이지만 구조가 단순한 코일형 튜브로 만든 라디에이터 코어를 사용합니다.
라디에이터는 처음에는 열사이펀 효과에 의해서만 구동되는 하향 수직 흐름을 사용했습니다. 냉각수는 엔진에서 가열되어 밀도가 낮아져 상승합니다. 라디에이터가 유체를 냉각시키면 냉각수는 밀도가 높아져 떨어집니다. 이 효과는 저전력 고정 엔진에는 충분하지만 초기 자동차를 제외한 모든 엔진에는 부적합합니다. 자연 순환은 유속이 매우 낮기 때문에 수년 동안 모든 자동차는 엔진 냉각수를 순환시키기 위해 원심 펌프를 사용해 왔습니다.
일반적으로 밸브나 배플 또는 둘 다로 구성된 시스템이 통합되어 차량 내부의 소형 라디에이터를 동시에 작동합니다. 이 작은 라디에이터 및 관련 송풍 팬은 히터 코어라고 불리며 객실 내부를 따뜻하게 하는 역할을 합니다. 라디에이터와 마찬가지로 히터 코어도 엔진에서 열을 제거하는 역할을 합니다. 이러한 이유로 자동차 기술자는 엔진이 과열되면 메인 라디에이터를 보조하기 위해 히터를 켜고 높게 설정하도록 운전자에게 조언하는 경우가 많습니다.
현대 자동차의 엔진 온도는 주로 엔진이 최적의 작동 온도에 도달하면 열리는 밸브인 왁스 펠렛 유형의 온도 조절 장치에 의해 제어됩니다.
엔진이 차가워지면 서모스탯은 작은 바이패스 흐름을 제외하고 닫혀 엔진이 예열됨에 따라 서모스탯의 냉각수 온도가 변하게 됩니다. 엔진 냉각수는 온도 조절 장치에 의해 순환 펌프의 입구로 향하고 라디에이터를 우회하여 엔진으로 직접 반환됩니다. 엔진을 통해서만 물이 순환하도록 하면 국지적인 "핫스팟"을 피하면서 엔진이 최대한 빨리 최적의 작동 온도에 도달할 수 있습니다. 냉각수가 서모스탯의 작동 온도에 도달하면 열리면서 라디에이터를 통해 물이 흐르게 되어 온도가 더 높아지는 것을 방지합니다.
최적의 온도에 도달하면 온도 조절 장치는 엔진이 최적의 온도에서 계속 작동할 수 있도록 라디에이터로 향하는 엔진 냉각수의 흐름을 제어합니다. 더운 날 무거운 짐을 싣고 가파른 언덕을 천천히 오르는 것과 같은 최대 부하 조건에서는 라디에이터를 통과하는 공기 흐름 속도가 낮을 때 엔진이 거의 최대 출력을 생산하기 때문에 온도 조절 장치가 완전히 열린 상태에 가까워집니다. (열 교환기이므로 라디에이터를 가로지르는 공기 흐름의 속도는 열 방출 능력에 큰 영향을 미칩니다.) 반대로, 추운 밤에 고속도로에서 내리막길을 빠르게 주행할 때 가벼운 스로틀을 사용하면 온도 조절 장치가 거의 닫힙니다. 엔진은 적은 전력을 생산하고 라디에이터는 엔진이 생산하는 것보다 훨씬 더 많은 열을 방출할 수 있기 때문입니다. 라디에이터에 냉각수 흐름을 너무 많이 허용하면 엔진이 과냉각되어 최적 온도보다 낮은 온도에서 작동하여 연료 효율이 감소하고 배기가스 배출이 증가하게 됩니다. 더욱이, 부품(예: 크랭크샤프트 베어링)이 올바른 간격에 맞도록 열팽창을 고려하도록 설계되면 엔진 내구성, 신뢰성 및 수명이 때때로 손상됩니다. 과냉각의 또 다른 부작용은 실내 히터의 성능 저하입니다. 그러나 일반적인 경우 여전히 주변 온도보다 상당히 높은 온도로 공기를 불어냅니다.
따라서 온도 조절 장치는 엔진을 최적의 작동 온도로 유지하기 위해 차량 작동 부하, 속도 및 외부 온도의 변화에 반응하여 범위 전체에서 지속적으로 움직입니다.
빈티지 자동차에는 알코올이나 아세톤과 같은 휘발성 액체가 들어 있는 주름진 벨로우즈가 있는 벨로우즈형 온도 조절 장치가 있습니다. 이러한 유형의 온도 조절 장치는 약 7psi 이상의 냉각 시스템 압력에서는 제대로 작동하지 않습니다. 최신 자동차는 일반적으로 약 15psi에서 작동하므로 벨로우즈 유형 온도 조절 장치를 사용할 수 없습니다. 직접 공랭식 엔진에서는 공기 통로의 플랩 밸브를 제어하는 벨로우즈 온도 조절 장치에 대해서는 문제가 되지 않습니다.
라디에이터 크기, 라디에이터 팬 유형 등 다른 요인도 엔진 온도에 영향을 미칩니다. 라디에이터의 크기(및 그에 따른 냉각 용량)는 차량이 직면할 수 있는 가장 극한 조건(예: 더운 날 완전히 짐을 싣고 산을 오르는 등)에서 엔진을 설계 온도로 유지할 수 있도록 선택됩니다. .
라디에이터를 통과하는 공기 흐름 속도는 라디에이터가 방출하는 열에 큰 영향을 미칩니다. 차량 속도는 엔진 힘에 대략적으로 비례하여 이에 영향을 미치므로 대략적인 자체 조절 피드백을 제공합니다. 추가 냉각 팬이 엔진에 의해 구동되는 경우에도 마찬가지로 엔진 속도를 추적합니다.
엔진 구동 팬은 구동 벨트의 팬 클러치에 의해 조절되는 경우가 많으며, 이는 저온에서 팬 속도가 미끄러지고 감소합니다. 이는 불필요하게 팬을 구동하는데 전력을 낭비하지 않아 연비를 향상시킵니다. 최신 차량에서는 가변 속도 또는 사이클링 라디에이터 팬을 통해 냉각 속도를 추가로 조절합니다. 전기 팬은 온도 조절 스위치나 엔진 제어 장치로 제어됩니다. 전기 팬은 또한 낮은 엔진 회전수에서나 느리게 움직이는 교통 상황과 같이 정지해 있을 때 좋은 공기 흐름과 냉각을 제공하는 이점이 있습니다.
점성 구동 팬과 전기 팬이 개발되기 전에는 엔진에 항상 라디에이터를 통해 공기를 흡입하는 간단한 고정 팬이 장착되었습니다. 상업용 차량이나 트랙터와 같이 고온에서의 무거운 작업에 대처하기 위해 대형 라디에이터를 설치해야 하는 설계의 차량은 온도 조절 장치가 있어도 가벼운 부하로 추운 날씨에 시원하게 작동하는 경우가 많습니다. 팬으로 인해 온도 조절 장치가 열리자마자 냉각수 온도가 급격하고 크게 떨어졌습니다. 이 문제는 라디에이터를 통과하는 공기 흐름을 부분적으로 또는 완전히 차단하도록 조정할 수 있는 라디에이터 블라인드(또는 라디에이터 슈라우드)를 라디에이터에 장착하여 해결할 수 있습니다. 가장 단순한 블라인드는 원하는 부분을 덮기 위해 라디에이터의 길이를 따라 펼쳐지는 캔버스나 고무와 같은 재료 롤입니다. 제1차 세계대전 당시의 S.E.5 및 SPAD S.XIII 단일 엔진 전투기와 같은 일부 구형 차량에는 운전석이나 조종석에서 조정하여 어느 정도 제어할 수 있는 일련의 셔터가 있습니다. 일부 현대 자동차에는 필요에 따라 냉각과 공기 역학의 균형을 제공하기 위해 엔진 제어 장치에 의해 자동으로 열리고 닫히는 일련의 셔터가 있습니다.
