Kuukauden kysymys Lähettäjä: Bill McLellan, Pasadena, Kalifornia, ja vastaaja: Melany Hunt, koneenrakennustekniikan apulaisprofessori, Caltech.
Jäähdytysjärjestelmä on tärkeä osa auton moottoria. Olen varmasti tullut tietoisemmaksi tästä seikasta sen jälkeen, kun autoni ylikuumeni Santa Monican moottoritiellä.
Jäähdytysjärjestelmällä on kolme tärkeää tehtävää. Ensinnäkin se poistaa ylimääräisen lämmön moottorista, toiseksi se pitää moottorin käyttölämpötilan siellä, missä se toimii tehokkaimmin, ja lopuksi se nostaa moottorin oikeaan käyttölämpötilaan mahdollisimman nopeasti.
Jäähdytysjärjestelmä koostuu kuudesta pääosasta – moottorista, jäähdyttimestä, vesipumpusta, jäähdytystuulettimesta, letkuista ja termostaatista. Palamisprosessin aikana osa polttoaineen energiasta muuttuu lämmöksi. Tämä lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen, jota vesipumppu kierrättää moottorin läpi. Letkut kuljettavat kuuman jäähdytysnesteen jäähdyttimeen, jossa lämpö siirtyy ilmaan, jonka jäähdytystuuletin vetää moottorin ohi. Jäähdytysneste kuljetetaan sitten takaisin vesipumppuun ja kierrätetään.
Kun moottori on kylmä, esimerkiksi heti aamulla, moottori toimii hieman eri tavalla. Tehokkuuden maksimoimiseksi moottori on suunniteltu lämpenemään nopeasti. Kun moottori on saavuttanut oikean käyttölämpötilan, moottori on suunniteltu pidettäväksi vakaassa lämpötilassa, mikä on termostaatin tarkoitus. Termostaatti on kuin venttiili, joka avautuu ja sulkeutuu lämpötilan mukaan. Termostaatti eristää moottorin jäähdyttimestä, kunnes se on saavuttanut tietyn vähimmäislämpötilan. Ilman termostaattia moottori menettäisi aina lämpöä jäähdyttimeen ja lämpeneminen kestäisi kauemmin. Kun moottori on saavuttanut halutun käyttölämpötilan, termostaatti säätää virtausta jäähdyttimeen, jotta lämpötila pysyy vakaana.
Joskus jäähdytysneste on niin kuumaa, että termostaatti aukeaa kokonaan, jolloin moottori on täysin riippuvainen jäähdyttimestä pitääkseen lämpötilansa vakaana. Niin kauan kuin jäähdyttimen läpi virtaa riittävästi ilmaa, moottori pysyy viileänä. Jos ilmavirta on jostain syystä liian pieni, jäähdytin ei tee työtään ja moottori voi ylikuumentua. Jos jäähdytysnesteen virtausnopeutta lisätään, moottori siirtää tällöin enemmän lämpöä jäähdytysnesteeseen, mikä pahentaa tilannetta. Termostaatin virtausrajoitus auttaa lisäämään jäähdytysjärjestelmän painetta, mikä vaikeuttaa jäähdytysnesteen kiehumista vesipumpussa. Se ei kuitenkaan juurikaan auta jäähdytintä pitämään moottoria viileänä.