Système de refroidissement, appareil employé pour empêcher la température d’une structure ou d’un dispositif de dépasser les limites imposées par les besoins de sécurité et d’efficacité. En cas de surchauffe, l’huile d’une transmission mécanique perd son pouvoir lubrifiant, tandis que le fluide d’un accouplement ou d’un convertisseur hydraulique fuit sous la pression créée. Dans un moteur électrique, la surchauffe entraîne une détérioration de l’isolation. Les pistons d’un moteur à combustion interne surchauffé peuvent se gripper (coller) dans les cylindres. Les systèmes de refroidissement sont utilisés dans les automobiles, les machines des installations industrielles, les réacteurs nucléaires et de nombreux autres types de machines. (Pour un traitement des systèmes de refroidissement utilisés dans les bâtiments, voir climatisation.)
Les agents de refroidissement habituellement employés sont l’air et un liquide (habituellement de l’eau ou une solution d’eau et d’antigel), seuls ou en combinaison. Dans certains cas, le contact direct avec l’air ambiant (convection libre) peut être suffisant ; dans d’autres cas, il peut être nécessaire d’utiliser une convection forcée de l’air, créée soit par un ventilateur, soit par le mouvement naturel du corps chaud. Le liquide est généralement déplacé dans une boucle continue du système de refroidissement par une pompe.
Dans une transmission, si la surface du boîtier (conteneur) est suffisamment grande par rapport à la puissance perdue, ou si la transmission est dans un véhicule en mouvement, il y a généralement une convection libre adéquate et aucun besoin de refroidissement artificiel. Pour augmenter l’effet de refroidissement en augmentant la surface, le boîtier peut être pourvu de fines ailettes métalliques. Sur certaines transmissions mécaniques fixes, il peut être nécessaire de faire circuler l’huile de lubrification dans des tuyaux entourés d’eau froide ou d’utiliser un ventilateur pour souffler de l’air dans des tuyaux entourés d’huile dans le réservoir. Sur de nombreux moteurs électriques, un ventilateur est fixé à l’élément rotatif pour créer un courant d’air de refroidissement à travers le carter.
Dans une automobile, le mouvement du véhicule fournit un refroidissement par convection forcée suffisant pour la transmission et les engrenages de l’essieu arrière ; dans le moteur, cependant, une telle quantité d’énergie est libérée que, à l’exception de certains modèles anciens et de certaines petites voitures dotées de moteurs de faible puissance, le refroidissement par air est inadéquat, et un système de refroidissement par eau (radiateur) est nécessaire.
Un système de refroidissement automobile typique comprend (1) une série de canaux moulés dans le bloc moteur et la culasse, entourant les chambres de combustion avec un liquide en circulation pour évacuer la chaleur ; (2) un radiateur, constitué de nombreux petits tubes équipés d’un nid d’abeille d’ailettes pour conveire rapidement la chaleur, qui reçoit et refroidit le liquide chaud du moteur ; (3) une pompe à eau, généralement de type centrifuge, pour faire circuler le liquide dans le système ; (4) un thermostat pour contrôler la température en faisant varier la quantité de liquide allant vers le radiateur ; et (5) un ventilateur pour aspirer l’air frais à travers le radiateur.
Pour éviter le gel, une solution antigel est soit ajoutée à l’eau, soit substituée à celle-ci. Pour élever le point d’ébullition de la solution, le système de refroidissement est généralement pressurisé au moyen d’un bouchon de pression sur le radiateur avec des soupapes qui s’ouvrent vers l’extérieur à une pression prescrite et vers l’intérieur pour empêcher un vide lorsque le système refroidit.
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