Po pewnym czasie pracy, silnik tak nagrzałby się, że olej w silniku uległby spaleniu, a zatarcie łożysk i tłoków oraz inne uszkodzenia spowodowałyby zniszczenie silnika. Dlatego, każdy silnik spalinowy musi być chłodzony. Układ chłodzenia silnika odbiera nadmierne ciepło i odprowadza to ciepło do .otaczającego samochód powietrza. Za każdym jadącym samochodem pozostaje struga nagrzanego powietrza i struga nagrzanych spalin. To nagrzewanie powietrza przez silnik samochodu jest niepotrzebną, choć konieczną stratą energii cieplnej. Na chłodzenie tracimy w silniku 30 — 40% energii cieplnej, a z gazami spalinowymi uchodzi dalsze 35 — 40% energii. Zadaniem układu chłodzenia jest odprowadzenie ciepła oraz utrzymywanie stale jednakowej temperatury silnika. Najlepszym sposobem chłodzenia jest chłodzenie wodą. Kadłub i głowica silnika mają podwójne ściany, pomiędzy którymi przepływa woda chłodząca. Nagrzana woda, oddając ciepło powietrzu, ochładza się i znów wraca do silnika. Jednym z warunków szybkiego chłodzenia płynu (wody) jest zapewnienie dużej powierzchni chłodzenia, np. przez rozlanie chłodzonej cieczy na jak największą powierzchnię. Dlatego herbata prędzej wystygnie na talerzu niż w szklance, a jeszcze prędzej wystygnie, gdy nad talerzem będziemy dmuchać. Ponieważ przewożenie w samochodzie ogromnego talerza chłodzącego wodę silnika i dmuchanie przez pasażerów byłoby bardzo niewygodne, zadanie te spełnia chłodnica i wentylator.
Przez wstawienie w układ przewodów pompy uzyskano wymuszony obieg wody. Woda przepływa znacznie prędzej przez silnik i chłodnicę, a szybkość przepływu jest proporcjonalna do chwilowych obrotów silnika. Pompa wody, zamocowana przeważnie w przedniej części kadłuba silnika, napędzana jest przez pasek klinowy. Działanie pompy wody oparte jest na innych zasadach niż pompy oleju.
Huśtawki na karuzeli zwisają pionowo; im prędzej obraca się karuzela, tym więcej huśtawki wychylają się na zewnątrz, ponieważ działa na nie siła odśrodkowa. Podobnie działa siła odśrodkowa na wodę. Można wykonać proste doświadczenie. Jeżeli zawirujemy szybko wodę w miednicy, to zauważymy, że jest ona odrzucana siłą odśrodkową na zewnątrz i napierając na ściany naczynia unosi się do góry. Zjawisko to wykorzystano w pompie wody: doprowadzona do środka wirnika (rys. 11-31) woda zostaje silnie zawirowana przez łopatki. Odrzucana siłą odśrodkową woda naciska promieniowo na ścianki kadłuba pompy i przez otwór wylotowy skierowana jest do silnika.
W układzie chłodzenia wbudowany jest samoczynny regulator temperatury tzw. termostat.
Termostat składa się z szczelnie zamkniętej puszki o falistych ściankach z cienkiej blachy, wewnątrz której znajduje się mała ilość eteru.
W miarę nagrzewania się wody w układzie chłodzenia nagrzewa się również termostat. Pod wpływem wzrostu temperatury eter szybko paruje i powoduje wzrost ciśnienia wewnątrz puszki, która wskutek tego wydłuża się. Wydłużająca się puszka o falistych ściankach przesuwa specjalny zawór, a ten z kolei zamyka lub otwiera przepływ wody.
Termostat jest tak wyregulowany, że zawór zaczyna się otwierać dopiero przy temperaturze 75 °C, a całkowicie otwarty jest wtedy, gdy temperatura wody w układzie chłodzenia silnika wynosi 80 — 90 nC
Termostat ma dwa zawory (rys. II-32a). Jeżeli woda jest zimna, to górny zawór termostatu odcina dopływ wody do chłodnicy i wówczas woda krąży w obiegu: silnik — termostat — pompa wody — silnik.
Z chwilą, gdy woda w silniku osiągnie temperaturę około 75 cC, oba zawory termostatu przesuną się (rys. II-32b). Dolny zawór odetnie dopływ wody w ,,małym obiegu”, a równocześnie górny zawór otworzy drogę „dużego obiegu”. Woda krąży teraz w obiegu: silnik — termostat — chłodnica — pompa wody — silnik.
Jeżeli np. w zimie temperatura wody w układzie chłodzenia nadmiernie obniży się, to termostat albo całkowicie zamknie ,,duży obieg”, albo lekko go przymknie i przepuszczać będzie tylko mały strumień wody.
Uszkodzenie termostatu może doprowadzić do przechłodzenia lub przegrzania silnika.Temperatura wody chłodzącej, mierzona w głowicy silnika, powinna wynosić stale około 95 °C. Wskazane byłoby nawet utrzymywanie temperatury wyższej o kilka stopni, lecz jest to niemożliwe, ponieważ woda wrze już w temperaturze 100 °C.
W niektórych samochodach stosuje się specjalny korek wlewu wody do chłodnicy. W korku takim umieszczany jest sprężynowy zawór, dzięki któremu uzyskuje się podwyższenie ciśnienia w całym układzie chłodzenia. Jeżeli ciśnienie w układzie chłodzenia podwyższy się o 0,26 —• 0,34 kG/cm2, to woda wrze dopiero przy około 108 °C. Temperatura wody chłodzącej może wtedy wynosić około 100 °C. W opisanym dotychczas systemie chłodzenia silnika, woda była czynnikiem pośrednim, odprowadzającym ciepło silnika do chłodnicy, a ,z niej do powietrza. Niektóre typy samochodów fnp. TATRA, PANHARD Dyna, VOLKSWAGEN, WSK Mikrus) mają silniki chłodzone bezpośrednio, tj. za pomocą powietrza otaczającego silnik. Takie bezpośrednie chłodzenie zastosowane jest we wszystkich motocyklach. W celu zwiększenia powierzchni chłodzącej, cylinder silnika jest użebrowany. W motocyklu do chłodzenia silnika wystarcza strumień powietrza opływającyjest właśnie w silniku wysokoprężnym. Przez sprężenie w komorze spalania powietrza (bez paliwa) do 30 — 55 kG/cm-’ podwyższa się jego temperatura do około 700 — 900 °C. Wysoka temperatura sprężonego powietrza powoduje samozapłon mieszanki tworzącej się przez wtryśnięcie do wnętrza komory spalania małej porcji paliwa.
Schemat działania czterosuwowego silnika wysokoprężnego pokazano na rysunku 11-34. Rozróżniamy tu, tak jak w cztero- cylindrowym, czterosuwowym silniku gaźnikowym, cztery suwy, a mianowicie:
a) ssanie — tłok przesuwa się w dół. i przez otwarty zawór ssący ssie powietrze przez filtr;
b) sprężanie — przy zamkniętych obydwu zaworach tłok przesuwa się w górę i spręża zassane powietrze.
