De functie van de radiator is om deze warmte te absorberen en deze vervolgens naar of buiten het chassis af te voeren om ervoor te zorgen dat de temperatuur van de computercomponenten normaal is. De meeste radiatoren absorberen warmte door contact te maken met het oppervlak van verwarmingscomponenten, en brengen de warmte vervolgens via verschillende methoden over naar afgelegen plaatsen, zoals de lucht in het chassis. Het chassis brengt de warme lucht vervolgens naar de buitenkant van het chassis om de warmteafvoer van de computer te voltooien.
Radiatoren verwarmen uw kamer voornamelijk met behulp van convectie. Deze convectie zuigt koele lucht uit de bodem van de kamer en terwijl deze over de fluiten stroomt, wordt de lucht opgewarmd en stijgt. Deze cirkelvormige beweging helpt de koude lucht uit uw ramen buiten te houden en zorgt ervoor dat uw kamer lekker warm blijft.
Bij auto's en motorfietsen met een vloeistofgekoelde verbrandingsmotor is een radiator aangesloten op kanalen die door de motor en cilinderkop lopen, waardoorheen een vloeistof (koelvloeistof) wordt gepompt. Deze vloeistof kan water zijn (in klimaten waar het onwaarschijnlijk is dat water bevriest), maar is vaker een mengsel van water en antivries in een verhouding die geschikt is voor het klimaat. Antivries zelf is meestal ethyleenglycol of propyleenglycol (met een kleine hoeveelheid corrosieremmer).
Een typisch autokoelsysteem bestaat uit:
· een reeks galerijen die in het motorblok en de cilinderkop zijn gegoten en die de verbrandingskamers omringen met circulerende vloeistof om de warmte af te voeren;
· een radiator, bestaande uit vele kleine buisjes uitgerust met een honingraat van vinnen om de warmte snel af te voeren, die de hete vloeistof uit de motor ontvangt en afkoelt;
· een waterpomp, meestal van het centrifugale type, om de koelvloeistof door het systeem te laten circuleren;
· een thermostaat om de temperatuur te regelen door de hoeveelheid koelvloeistof die naar de radiateur gaat te variëren;
· een ventilator die koele lucht door de radiator zuigt.
Het verbrandingsproces produceert een grote hoeveelheid warmte. Als de hitte ongecontroleerd zou toenemen, zou er ontploffing optreden en zouden onderdelen buiten de motor defect raken als gevolg van te hoge temperaturen. Om dit effect tegen te gaan, wordt koelvloeistof door de motor gecirculeerd, waar het warmte absorbeert. Zodra de koelvloeistof de warmte van de motor heeft geabsorbeerd, blijft deze naar de radiateur stromen. De radiator draagt warmte over van het koelmiddel naar de passerende lucht.
Radiatoren worden ook gebruikt om automatische transmissievloeistoffen, koelmiddel van de airconditioning, inlaatlucht en soms om motorolie of stuurbekrachtigingsvloeistof te koelen. Een radiator wordt doorgaans gemonteerd op een positie waar hij luchtstroom ontvangt van de voorwaartse beweging van het voertuig, zoals achter een voorgrille. Bij motoren die in het midden of achter zijn gemonteerd, is het gebruikelijk om de radiateur achter een grille aan de voorkant te monteren om voldoende luchtstroom te bereiken, ook al zijn hiervoor lange koelvloeistofleidingen nodig. Als alternatief kan de radiator lucht aanzuigen uit de stroom over de bovenkant van het voertuig of uit een aan de zijkant gemonteerde grill. Bij lange voertuigen, zoals bussen, is de zijwaartse luchtstroom het meest gebruikelijk voor de motor- en transmissiekoeling, terwijl de luchtstroom bovenaan het meest gebruikelijk is voor de koeling van de airconditioning.
Een eerdere bouwmethode was de honingraatradiator. Ronde buizen werden aan de uiteinden in zeshoeken gesmeed, vervolgens op elkaar gestapeld en gesoldeerd. Omdat ze elkaar alleen aan de uiteinden raakten, vormde dit wat in feite een vaste watertank werd met veel luchtbuizen er doorheen.
Sommige oldtimers gebruiken radiatorkernen gemaakt van opgerolde buizen, een minder efficiënte maar eenvoudiger constructie
Een eerdere bouwmethode was de honingraatradiator. Ronde buizen werden aan de uiteinden in zeshoeken gesmeed, vervolgens op elkaar gestapeld en gesoldeerd. Omdat ze elkaar alleen aan de uiteinden raakten, vormde dit wat in feite een vaste watertank werd met veel luchtbuizen er doorheen.
Sommige oldtimers gebruiken radiatorkernen gemaakt van opgerolde buizen, een minder efficiënte maar eenvoudiger constructie.
Radiatoren maakten eerst gebruik van neerwaartse verticale stroming, uitsluitend aangedreven door een thermosifoneffect. Koelvloeistof wordt in de motor verwarmd, wordt minder dicht en stijgt dus. Terwijl de radiator de vloeistof afkoelt, wordt de koelvloeistof dichter en daalt. Dit effect is voldoende voor stationaire motoren met een laag vermogen, maar onvoldoende voor alle auto's, behalve de eerste. Alle auto's maken al jaren gebruik van centrifugaalpompen om de motorkoelvloeistof te laten circuleren, omdat de natuurlijke circulatie zeer lage debieten heeft.
Meestal wordt een systeem van kleppen of schotten, of beide, ingebouwd om tegelijkertijd een kleine radiator in het voertuig te bedienen. Deze kleine radiator, en de bijbehorende ventilator, wordt de verwarmingskern genoemd en dient om het interieur van de cabine te verwarmen. Net als de radiator werkt de verwarmingskern door warmte uit de motor te verwijderen. Om deze reden adviseren autotechnici operators vaak om de verwarming in te schakelen en op de hoogste stand te zetten als de motor oververhit raakt, om de hoofdradiator te ondersteunen.
De motortemperatuur van moderne auto's wordt voornamelijk geregeld door een thermostaat van het waspellettype, een klep die opengaat zodra de motor de optimale bedrijfstemperatuur heeft bereikt.
Wanneer de motor koud is, is de thermostaat gesloten, met uitzondering van een kleine bypass-stroom, zodat de thermostaat veranderingen in de koelvloeistoftemperatuur ervaart naarmate de motor warmer wordt. De motorkoelvloeistof wordt door de thermostaat naar de inlaat van de circulatiepomp geleid en rechtstreeks naar de motor teruggevoerd, waarbij de radiateur wordt omzeild. Door het water alleen door de motor te laten circuleren, kan de motor zo snel mogelijk de optimale bedrijfstemperatuur bereiken, terwijl plaatselijke ‘hotspots’ worden vermeden. Zodra de koelvloeistof de activeringstemperatuur van de thermostaat heeft bereikt, gaat deze open, waardoor er water door de radiator kan stromen om te voorkomen dat de temperatuur verder stijgt.
Zodra de optimale temperatuur is bereikt, regelt de thermostaat de stroom motorkoelvloeistof naar de radiateur, zodat de motor op optimale temperatuur blijft werken. Onder piekbelastingsomstandigheden, zoals langzaam een steile heuvel op rijden terwijl u zwaar beladen bent op een warme dag, zal de thermostaat bijna volledig open zijn, omdat de motor bijna het maximale vermogen zal produceren terwijl de snelheid van de luchtstroom door de radiator laag is. (Omdat het een warmtewisselaar is, heeft de snelheid van de luchtstroom door de radiator een grote invloed op het vermogen om warmte af te voeren.) Omgekeerd zal de thermostaat, wanneer u op een koude nacht met licht gas snel bergafwaarts rijdt op een snelweg, bijna gesloten zijn. omdat de motor weinig vermogen produceert en de radiator veel meer warmte kan afvoeren dan de motor produceert. Als er te veel koelvloeistof naar de radiator stroomt, zou dit ertoe leiden dat de motor overkoeld raakt en op een lager dan optimale temperatuur draait, wat resulteert in een lager brandstofverbruik en hogere uitlaatemissies. Bovendien worden de duurzaamheid, betrouwbaarheid en levensduur van de motor soms in gevaar gebracht als componenten (zoals de krukaslagers) zo zijn ontworpen dat rekening wordt gehouden met thermische uitzetting, zodat ze in elkaar passen met de juiste spelingen. Een ander neveneffect van overkoeling is een verminderde prestatie van de cabineverwarming, hoewel deze in typische gevallen nog steeds lucht blaast met een aanzienlijk hogere temperatuur dan de omgevingstemperatuur.
De thermostaat beweegt daarom voortdurend over het hele bereik en reageert op veranderingen in de bedrijfsbelasting, snelheid en buitentemperatuur van het voertuig, om de motor op de optimale bedrijfstemperatuur te houden.
Op oldtimers vindt u mogelijk een thermostaat van het balgtype, die een gegolfde balg heeft die een vluchtige vloeistof zoals alcohol of aceton bevat. Dit soort thermostaten werken niet goed bij een koelsysteemdruk boven ongeveer 7 psi. Moderne motorvoertuigen draaien doorgaans rond de 15 psi, wat het gebruik van een balgthermostaat uitsluit. Bij direct luchtgekoelde motoren is dit geen probleem voor de balgthermostaat die een klep in de luchtkanalen aanstuurt.
Andere factoren beïnvloeden de temperatuur van de motor, waaronder de grootte van de radiateur en het type radiateurventilator. De grootte van de radiateur (en dus het koelvermogen) is zo gekozen dat deze de motor op de ontwerptemperatuur kan houden onder de meest extreme omstandigheden waarmee een voertuig te maken kan krijgen (zoals het beklimmen van een berg met volle belading op een warme dag). .
De luchtstroomsnelheid door een radiator heeft een grote invloed op de warmte die deze afvoert. De voertuigsnelheid beïnvloedt dit, in ruwe verhouding tot de motorinspanning, en geeft zo ruwe zelfregulerende feedback. Wanneer een extra koelventilator door de motor wordt aangedreven, volgt deze ook het motortoerental op dezelfde manier.
Door een motor aangedreven ventilatoren worden vaak geregeld door een ventilatorkoppeling vanaf de aandrijfriem, die slipt en de ventilatorsnelheid verlaagt bij lage temperaturen. Dit verbetert het brandstofverbruik doordat er geen energie wordt verspild aan het onnodig aandrijven van de ventilator. Bij moderne voertuigen wordt de koelsnelheid verder geregeld door radiatorventilatoren met variabele snelheid of door roterende ventilatoren. Elektrische ventilatoren worden bestuurd door een thermostatische schakelaar of de motorregeleenheid. Elektrische ventilatoren hebben ook het voordeel dat ze een goede luchtstroom en koeling bieden bij lage motortoerentallen of bij stilstand, zoals in langzaam rijdend verkeer.
Vóór de ontwikkeling van elektrische ventilatoren met viskeuze aandrijving, waren motoren uitgerust met eenvoudige vaste ventilatoren die te allen tijde lucht door de radiator trokken. Voertuigen waarvan het ontwerp de installatie van een grote radiator vereiste om zwaar werk bij hoge temperaturen aan te kunnen, zoals bedrijfsvoertuigen en tractoren, bleven bij koud weer en lichte belasting vaak koel, zelfs met de aanwezigheid van een thermostaat, aangezien de grote radiator en vaste ventilator veroorzaakte een snelle en aanzienlijke daling van de koelvloeistoftemperatuur zodra de thermostaat openging. Dit probleem kan worden opgelost door een radiatorscherm (of radiatorscherm) op de radiator te monteren, dat kan worden aangepast om de luchtstroom door de radiator gedeeltelijk of volledig te blokkeren. In zijn eenvoudigste vorm is de jaloezie een rol materiaal, zoals canvas of rubber, die over de lengte van de radiator wordt uitgerold om het gewenste gedeelte te bedekken. Sommige oudere voertuigen, zoals de eenmotorige jagers SE5 en SPAD S.XIII uit de Eerste Wereldoorlog, hebben een reeks luiken die vanaf de bestuurders- of pilotenstoel kunnen worden aangepast om een zekere mate van controle te bieden. Sommige moderne auto's hebben een reeks luiken die automatisch worden geopend en gesloten door de motorregeleenheid om indien nodig voor een evenwicht tussen koeling en aerodynamica te zorgen.
