ระบบระบายความร้อน หรือหล่อเย็น (Cooling System)

เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน อุปกรณ์ต่างๆ ในเครื่องยนต์เคลื่อนที่ การที่โลหะ 2 ชิ้น ทำงานเสียดสีกัน ก็จะต้องมีการหล่อลื่น ด้วยระบบหล่อลื่น (Lubricating System) ช่วยลดแรงเสียดสี แต่ในบริเวณที่มีความร้อนสูงเช่น ผนังกระบอกสูบ มีการเสียดสีกัน ระหว่างลูกสูบ และกระบอกสูบ อีกทั้งยังมีการจุดระเบิดจากหัวเทียนด้วย ความร้อนบริเวณนี้จะมีมากเป็นพิเศษ ดังนั้น เครื่องยนต์จึงต้องออกแบบ ให้บริเวณผนังของกระบอกสูบ และบริเวณต่างๆ ที่มีความร้อนมาก เป็นโพรงช่องว่าง เพื่อที่จะให้น้ำใหลเวียนถ่ายเทเอาความความร้อน ออกจากบริเวณนั้น ในขณะที่เครื่องกำลังทำงานอยู่

แสดงการทำงานของระบบระบายความร้อน

แสดงการทำงานของระบบระบายความร้อน

วงจรการทำงานของระบบระบายความร้อน
อุปกรณ์ที่จำเป็นในระบบระบายความร้อน ได้แก่ ปั้มน้ำ (Water pump), วาล์วน้ำ (Thermostat), ท่อยางหม้อน้ำ (Radiator hoses), หม้อน้ำ (Radiator), พัดลมระบายความร้อน (Fan) ทำงานประสานกันคือ นับตั้งแต่สตาร์ทเครื่อง ตัวปั้มน้ำก็จะทำงานโดยได้รับแรงหมุนจากสายพาน ซึ่งต่อมาจากการหมุนพูลเล่ย์ ของแกนเพลาข้อเหวี่ยง การที่ปั้มน้ำทำงาน เป็นผลทำให้มีน้ำใหลเวียนอยู่ในโพรงผนัง ของเสื้อสูบ และบริเวณที่มีความร้อน

แสดงการติดตั้งวาล์วน้ำ

แสดงการเคลื่อนตัวของน้ำ
เมื่อวาล์วน้ำยังไม่ทำงาน

แสดงการเคลื่อนตัวของน้ำ
เมื่อวาล์วน้ำยังทำงาน

ช่วงแรกของการอุ่นเครื่อง น้ำยังคงไหลเวียน อยู่ในโพรงผนังรอบเครื่องยนต์ เนื่องจากวาล์วน้ำยังไม่ทำงาน เมื่อเครื่องยนต์เริ่มร้อนขึ้นเรื่อยๆ อุณหภูมิของน้ำที่ไหลเวียนอยู่รอบๆ เสื้อสูบก็เพิ่มขึ้น จนถึงจุดที่ทำให้วาล์วน้ำทำงาน เมื่อวาล์วน้ำได้รับความร้อนถึงจุดหนึ่ง ก็จะเปิดช่อง ยอมให้น้ำที่หมุนเวียนอยู่รอบเสื้อสูบ ถ่ายเทออกไปนอกเครื่องยนต์ ผ่านไปตามท่อยางหม้อน้ำ เพื่อไปเข้าสู่ทางเข้าหม้อน้ำด้านบน น้ำร้อนก็จะไหลจากด้านบนลงล่าง ผ่านครีบระบายความร้อนหม้อน้ำ (หรือที่เรียกกันว่ารังผึ้ง) ขณะเดียวกัน พัดลมระบายความร้อนหมุน เพื่อดูดอากาศที่อยู่ด้านหน้าหม้อน้ำ ผ่านครีบระบายความร้อนหม้อน้ำ ออกมาทางด้านหลัง น้ำร้อนที่ใหลจากด้านบนลงมา ก็จะมีอุณหภูมิลดลง ที่ด้านล่างหม้อน้ำ ก็จะมีท่อยางหม้อน้ำ ต่อไปสู่ทางเข้าผนังเสื้อสูบอีกที ทำให้น้ำที่มีอยู่ในระบบ ไหลเวียนไปมาระหว่างโพรงผนังห้องเครื่อง กับหม้อน้ำได้อย่างต่อเนื่อง ตราบใดที่วาล์วน้ำยังคงเปิดอยู่

ที่บริเวณหม้อน้ำ จะมีฝาหม้อน้ำ (Radiator cap) และถังน้ำสำรอง (Coolant Reserve tank) ทำหน้าที่ดังนี้คือ ในขณะที่เครื่องยนต์ มีอุณหภูมิสูงเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ น้ำจะเกิดการขยายตัว เพื่อดันตัวเองออกจากหม้อน้ำ ฝาหม้อน้ำ จะช่วยต้านแรงดันนี้ไว้ระดับหนึ่ง แต่เมื่อน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นอีก ไอน้ำที่เกิดขึ้นบริเวณฝาหม้อน้ำ จะมีแรงดันสูงกว่าที่ฝาหม้อน้ำจะต้านทานได้ ก็จะดันสปริงวาล์วฝาหม้อน้ำให้เปิดออก แล้วน้ำก็จะใหลออกไปทางท่อน้ำล้น ที่อยู่บริเวณปากฝาหม้อน้ำ ซึ่งจะมีสายต่อจากรูนี้ไปที่ถังน้ำสำรอง ในทางกลับกัน ขณะที่อุณหภูมิน้ำลดลง ความดันในระบบระบายความร้อนเริ่มต่ำลง น้ำที่อยู่ในถังน้ำสำรอง ก็จะถูกดูดกลับเข้าไปสู่หม้อน้ำ