ووظيفة الرادياتير هي امتصاص هذه الحرارة ومن ثم تبديدها داخل الهيكل أو خارجه للتأكد من أن درجة حرارة مكونات الكمبيوتر طبيعية. تمتص معظم المشعاعات الحرارة عن طريق ملامستها لأسطح مكونات التسخين، ومن ثم تنقل الحرارة إلى أماكن بعيدة عبر طرق مختلفة، مثل الهواء الموجود داخل الهيكل. يقوم الهيكل بعد ذلك بنقل الهواء الساخن إلى الجزء الخارجي من الهيكل لاستكمال تبديد حرارة الكمبيوتر.
تقوم المشعاعات في المقام الأول بتسخين غرفتك باستخدام الحمل الحراري. يسحب هذا الحمل الحراري الهواء البارد من أسفل الغرفة، وعندما يمر فوق المزامير، يسخن الهواء ويرتفع. تساعد هذه الحركة الدائرية على حجب الهواء البارد من نوافذك وتضمن بقاء غرفتك دافئة ودافئة.
في السيارات والدراجات النارية المزودة بمحرك احتراق داخلي مبرد بالسائل، يتم توصيل المبرد بقنوات تمر عبر المحرك ورأس الأسطوانة، والتي يتم من خلالها ضخ السائل (المبرد). قد يكون هذا السائل عبارة عن ماء (في المناخات التي من غير المرجح أن يتجمد فيها الماء)، ولكنه أكثر شيوعًا عبارة عن خليط من الماء ومضاد التجمد بنسب مناسبة للمناخ. مضاد التجمد نفسه عادة ما يكون إيثيلين جليكول أو بروبيلين جليكول (مع كمية صغيرة من مثبط التآكل).
يشتمل نظام التبريد النموذجي للسيارات على ما يلي:
· سلسلة من الأروقة المصبوبة في كتلة المحرك ورأس الأسطوانة، تحيط بغرف الاحتراق بسائل متداول للتخلص من الحرارة.
· مشعاع يتكون من عدة أنابيب صغيرة مزودة بأجنحة من الزعانف لتبديد الحرارة بسرعة، وهو يستقبل ويبرد السائل الساخن من المحرك.
· مضخة مياه، عادة من نوع الطرد المركزي، لتوزيع سائل التبريد عبر النظام؛
· ترموستات للتحكم في درجة الحرارة عن طريق تغيير كمية سائل التبريد الواصل إلى الرادياتير.
· مروحة لسحب الهواء البارد من خلال الردياتير.
تنتج عملية الاحتراق كمية كبيرة من الحرارة. إذا تم السماح للحرارة بالزيادة دون رادع، فسيحدث انفجار، وستتعطل المكونات خارج المحرك بسبب درجة الحرارة الزائدة. ولمقاومة هذا التأثير، يتم توزيع سائل التبريد عبر المحرك حيث يمتص الحرارة. بمجرد أن يمتص المبرد الحرارة من المحرك فإنه يستمر في التدفق إلى المبرد. ينقل المبرد الحرارة من سائل التبريد إلى الهواء المار.
تُستخدم المشعاعات أيضًا لتبريد سوائل ناقل الحركة الأوتوماتيكي ومبرد مكيف الهواء وهواء السحب وأحيانًا لتبريد زيت المحرك أو سائل التوجيه المعزز. يتم تركيب الرادياتير عادةً في موضع يستقبل فيه تدفق الهواء من الحركة الأمامية للمركبة، مثل خلف الشبكة الأمامية. عندما تكون المحركات مثبتة في المنتصف أو الخلفي، فمن الشائع تركيب الرادياتير خلف الشبكة الأمامية لتحقيق تدفق هواء كافٍ، على الرغم من أن ذلك يتطلب أنابيب تبريد طويلة. وبدلاً من ذلك، قد يقوم الرادياتير بسحب الهواء من التدفق الموجود فوق الجزء العلوي من السيارة أو من الشواية المثبتة على الجانب. بالنسبة للمركبات الطويلة، مثل الحافلات، يكون تدفق الهواء الجانبي أكثر شيوعًا لتبريد المحرك وناقل الحركة وتدفق الهواء العلوي الأكثر شيوعًا لتبريد مكيف الهواء.
كانت إحدى طرق البناء السابقة هي المبرد على شكل قرص العسل. تم مزج الأنابيب المستديرة في أشكال سداسية في نهاياتها، ثم تم تجميعها معًا ولحامها. نظرًا لأنها لم تتلامس إلا عند أطرافها، فقد شكل هذا ما أصبح في الواقع خزان مياه صلبًا يمر عبره العديد من أنابيب الهواء.[2]
تستخدم بعض السيارات القديمة قلوب المبرد المصنوعة من أنابيب ملفوفة، وهي بنية أقل كفاءة ولكنها أبسط
كانت إحدى طرق البناء السابقة هي المبرد على شكل قرص العسل. تم مزج الأنابيب المستديرة في أشكال سداسية في نهاياتها، ثم تم تجميعها معًا ولحامها. نظرًا لأنها لم تتلامس إلا عند أطرافها، فقد شكل هذا ما أصبح في الواقع خزان مياه صلبًا يمر عبره العديد من أنابيب الهواء.[2]
تستخدم بعض السيارات القديمة قلوب الرادياتير المصنوعة من أنابيب ملفوفة، وهي بنية أقل كفاءة ولكنها أبسط.
استخدمت المشعاعات لأول مرة التدفق العمودي الهابط، مدفوعًا فقط بتأثير السيفون الحراري. يتم تسخين سائل التبريد في المحرك، ويصبح أقل كثافة، وبالتالي يرتفع. عندما يبرد المبرد السائل، يصبح المبرد أكثر كثافة ويسقط. وهذا التأثير كافٍ للمحركات الثابتة منخفضة الطاقة، ولكنه غير مناسب لجميع السيارات باستثناء السيارات القديمة. استخدمت جميع السيارات لسنوات عديدة مضخات الطرد المركزي لتوزيع سائل تبريد المحرك لأن الدوران الطبيعي له معدلات تدفق منخفضة للغاية.
عادةً ما يتم دمج نظام الصمامات أو الحواجز، أو كليهما، لتشغيل مشعاع صغير داخل السيارة في نفس الوقت. يُطلق على هذا المبرد الصغير ومروحة النفخ المرتبطة به اسم قلب المدفأة، ويعمل على تدفئة المقصورة الداخلية. مثل المبرد، يعمل قلب المدفأة عن طريق إزالة الحرارة من المحرك. لهذا السبب، غالبًا ما ينصح فنيو السيارات المشغلين بتشغيل المدفأة وضبطها على مستوى عالٍ إذا كان المحرك ساخنًا جدًا، وذلك لمساعدة المبرد الرئيسي.
يتم التحكم في درجة حرارة المحرك في السيارات الحديثة بشكل أساسي عن طريق منظم الحرارة من نوع الحبيبات الشمعية، وهو صمام يفتح بمجرد وصول المحرك إلى درجة حرارة التشغيل المثلى.
عندما يكون المحرك باردًا، يتم إغلاق منظم الحرارة باستثناء تدفق جانبي صغير بحيث يتعرض منظم الحرارة للتغيرات في درجة حرارة سائل التبريد أثناء تسخين المحرك. يتم توجيه سائل تبريد المحرك بواسطة منظم الحرارة إلى مدخل المضخة الدورية ويتم إعادته مباشرة إلى المحرك، متجاوزًا المبرد. إن توجيه الماء للدوران عبر المحرك فقط يسمح للمحرك بالوصول إلى درجة حرارة التشغيل المثالية في أسرع وقت ممكن مع تجنب "النقاط الساخنة" المحلية. بمجرد وصول سائل التبريد إلى درجة حرارة تفعيل منظم الحرارة، فإنه ينفتح، مما يسمح بتدفق الماء عبر المبرد لمنع درجة الحرارة من الارتفاع.
بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المثالية، يتحكم منظم الحرارة في تدفق سائل تبريد المحرك إلى المبرد بحيث يستمر المحرك في العمل عند درجة الحرارة المثلى. في ظل ظروف ذروة الحمل، مثل القيادة ببطء فوق تلة شديدة الانحدار أثناء وجود حمولة ثقيلة في يوم حار، سيقترب منظم الحرارة من الفتح بالكامل لأن المحرك سينتج طاقة قصوى تقريبًا بينما تكون سرعة تدفق الهواء عبر المبرد منخفضة. (كونه مبادلًا حراريًا، فإن سرعة تدفق الهواء عبر المبرد لها تأثير كبير على قدرته على تبديد الحرارة.) وعلى العكس من ذلك، عند السير بسرعة على منحدر على طريق سريع في ليلة باردة باستخدام دواسة الوقود الخفيفة، سيكون منظم الحرارة مغلقًا تقريبًا لأن المحرك ينتج طاقة قليلة، والرادياتير قادر على تبديد حرارة أكثر بكثير مما ينتجه المحرك. قد يؤدي السماح بتدفق كمية كبيرة من سائل التبريد إلى المبرد إلى زيادة تبريد المحرك وتشغيله عند درجة حرارة أقل من المثالية، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة استهلاك الوقود وزيادة انبعاثات العادم. علاوة على ذلك، فإن متانة المحرك وموثوقيته وطول عمره تتعرض للخطر في بعض الأحيان، إذا تم تصميم أي مكونات (مثل محامل العمود المرفقي) لتأخذ التمدد الحراري في الاعتبار لتتناسب مع الخلوصات الصحيحة. أحد الآثار الجانبية الأخرى للتبريد الزائد هو انخفاض أداء سخان المقصورة، على الرغم من أنه في الحالات النموذجية لا يزال ينفخ الهواء عند درجة حرارة أعلى بكثير من درجة الحرارة المحيطة.
ولذلك يتحرك منظم الحرارة باستمرار عبر نطاقه، مستجيبًا للتغيرات في حمل تشغيل السيارة، والسرعة، ودرجة الحرارة الخارجية، للحفاظ على المحرك عند درجة حرارة التشغيل المثلى.
في السيارات القديمة، قد تجد منظم حرارة من النوع المنفاخ، والذي يحتوي على منفاخ مموج يحتوي على سائل متطاير مثل الكحول أو الأسيتون. لا تعمل هذه الأنواع من منظمات الحرارة بشكل جيد عند ضغط نظام التبريد الذي يزيد عن 7 رطل لكل بوصة مربعة. تعمل السيارات الحديثة عادةً بحوالي 15 رطل لكل بوصة مربعة، مما يحول دون استخدام منظم الحرارة من النوع المنفاخ. في المحركات التي يتم تبريدها بالهواء المباشر، لا يشكل هذا مصدر قلق بالنسبة إلى منظم حرارة المنفاخ الذي يتحكم في صمام الرفرف في ممرات الهواء.
هناك عوامل أخرى تؤثر على درجة حرارة المحرك، بما في ذلك حجم الرادياتير ونوع مروحة الرادياتير. يتم اختيار حجم الرادياتير (وبالتالي قدرته على التبريد) بحيث يمكنه إبقاء المحرك عند درجة الحرارة التصميمية في ظل أقسى الظروف التي من المحتمل أن تواجهها السيارة (مثل تسلق جبل بينما تكون محملة بالكامل في يوم حار) .
تؤثر سرعة تدفق الهواء عبر المبرد بشكل كبير على الحرارة التي يبددها. وتؤثر سرعة السيارة على ذلك، بنسبة تقريبية مع جهد المحرك، وبالتالي تعطي ردود فعل ذاتية التنظيم. عندما يتم تشغيل مروحة تبريد إضافية بواسطة المحرك، فإن ذلك يتتبع أيضًا سرعة المحرك بالمثل.
غالبًا ما يتم تنظيم المراوح التي تعمل بالمحرك بواسطة قابض المروحة من حزام القيادة، والذي ينزلق ويقلل من سرعة المروحة عند درجات الحرارة المنخفضة. يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود من خلال عدم إهدار الطاقة في تشغيل المروحة دون داع. في المركبات الحديثة، يتم توفير مزيد من التنظيم لمعدل التبريد إما عن طريق مراوح الرادياتير ذات السرعة المتغيرة أو الدراجات. يتم التحكم في المراوح الكهربائية عن طريق مفتاح ثرموستاتي أو وحدة التحكم في المحرك. تتمتع المراوح الكهربائية أيضًا بميزة توفير تدفق هواء جيد وتبريد عند دورات المحرك المنخفضة أو عندما تكون ثابتة، كما هو الحال في حركة المرور البطيئة.
قبل تطوير المحركات اللزجة والمراوح الكهربائية، كانت المحركات مزودة بمراوح ثابتة بسيطة تقوم بسحب الهواء عبر المبرد في جميع الأوقات. المركبات التي يتطلب تصميمها تركيب مشعاع كبير للتعامل مع العمل الشاق في درجات حرارة عالية، مثل المركبات التجارية والجرارات غالبًا ما تعمل بشكل بارد في الطقس البارد تحت الأحمال الخفيفة، حتى مع وجود منظم الحرارة، مثل المبرد الكبير والثابت تسببت المروحة في انخفاض سريع وكبير في درجة حرارة سائل التبريد بمجرد فتح منظم الحرارة. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تركيب ستارة الرادياتير (أو غطاء الرادياتير) على الرادياتير والتي يمكن ضبطها لمنع تدفق الهواء جزئيًا أو كليًا عبر الرادياتير. الستارة في أبسط صورها عبارة عن لفة من مادة مثل القماش أو المطاط يتم فردها على طول المبرد لتغطية الجزء المطلوب. تحتوي بعض المركبات القديمة، مثل المقاتلات ذات المحرك الواحد من عصر الحرب العالمية الأولى S.E.5 وSPAD S.XIII، على سلسلة من المصاريع التي يمكن تعديلها من مقعد السائق أو الطيار لتوفير درجة من التحكم. تحتوي بعض السيارات الحديثة على سلسلة من المصاريع التي يتم فتحها وإغلاقها تلقائيًا بواسطة وحدة التحكم في المحرك لتوفير توازن التبريد والديناميكا الهوائية حسب الحاجة.
