Taka wzajemna relacja termiczna nazywa się wymianą ciepła, a odbywa się w i za pośrednictwem tzw. wymiennika, który w samochodzie potocznie (ale i całkiem fachowo) określa się mianem chłodnicy. Należy przy tym uświadomić sobie, jak wielkich ilości ciepła musi się pozbyć woda chłodząca silnik. Każdy przecież choć raz w życiu próbował się napić gorącej herbaty, takiej zaraz po zaparzeniu.

Żeby nie dorobić się niebezpiecznych dla zdrowia oparzeń, trzeba nieco ostudzić pity płyn. Teraz zastanówmy się, jak długo trzeba dmuchać na powierzchnię herbaty, żeby schłodzić tak niewielką ilość płynu jak filiżanka herbaty (ok. 125 ml). Chłodnica ma do schłodzenia o wiele większe ilości płynu, musi w dodatku dokonać tego bardzo szybko i bezwzględnie skutecznie.

Chłodnica - jak działa?

Pomaga jej w tym skomplikowana budowa. Chłodnica składa się z ogromnej ilości cienkich rurek zawierających pozostającą w ciągłym ruchu wodę, a rurki te połączone są tysiącami pofałdowanych blaszek aluminiowych. Przez szczeliny pomiędzy blaszkami i rurkami przepływa powietrze. Taka budowa chłodnicy daje wielką efektywność schładzania, a to ze względu na powierzchnię, na jakiej odbywa się wymiana cieplna.

Normalna chłodnica samochodowa, o rozmiarach 40 x 60 cm, ma łączną powierzchnię wymiany przekraczającą 20 mkw.! Rozwiązanie to ma tylko jedną wadę, a mianowicie odporność aluminium. Ma ono wspaniałe własności przewodnictwa cieplnego, ale jest podatne na korozję i uszkodzenia mechaniczne - najdrobniejsze uderzenie powoduje kompletną utratę formy i bardzo często nieszczelność. A chłodnica musi być absolutnie szczelna, inaczej "gubi" wodę, co w prostej linii prowadzi do przegrzania i zatarcia silnika.

Chłodnica - pamiętajmy, że układ chłodzenia jest układem zamkniętym

Nie trzeba już chyba nikomu tłumaczyć, że powierzchnia, jaką mają blaszki chłodnicy, w zupełności wystarczy na schłodzenie wody z nawet najbardziej przeciążonego termicznie silnika - oczywiście z jednym zastrzeżeniem, że przez chłodnicę będzie przepływać powietrze. Jeśli nie przepływa (albo przepływa za wolno), jak to się dzieje np. w korkach, temperatura wody w układzie bardzo szybko wzrasta.

Na taką sytuację konstruktorzy samochodów są przygotowani od bardzo dawna. Tuż obok chłodnicy znajdziemy zawsze wentylator. Kiedyś mocowano go bezpośrednio na wałku pompy wodnej, przez co obracał się on zawsze wraz z pracującą pompą. Miało to dwie podstawowe wady. Po pierwsze, chłodnica była efektywnie przewietrzana dodatkowo niezależnie od konieczności (czytaj: temperatury wody w układzie). Po drugie, w zależności od obrotów, wielkości wentylatora i silnika utrata mocy wydatkowanej na napędzanie wirnika sięgała nawet 5 KM! W niektórych typach aut nadal spotkamy wentylator w tym samym miejscu, ale nie jest on już połączony "na sztywno" z wałem pompy.

Pomiędzy pompą a wirnikiem znajduje się sprzęgło elektromagnetyczne, uruchamiane termowłącznikiem w chłodnicy. Po przekroczeniu pewnego poziomu temperatury włącznik powoduje załączenie sprzęgła i uruchomienie wentylatora. Jednakże najbardziej obecnie rozpowszechnionym sposobem dodatkowego przewietrzania chłodnicy jest zastosowanie wentylatora z napędem elektrycznym.

Także i on jest uruchamiany termowłącznikiem, jak w poprzednim opisywanym rozwiązaniu, ale ma w porównaniu z nim ogromną zaletę: można go umieścić nie tam, gdzie jest silnik, ale tam, gdzie jest chłodnica i... miejsce na wentylator. A to nie jest tak zupełnie pozbawione znaczenia w nowoczesnych konstrukcjach, w których pod maską nie ma gdzie wsunąć dłoni. I jest to szczególnie wygodne rozwiązanie w samochodach z silnikami umieszczonymi poprzecznie, a więc gdzie pompa i paski napędowe są umieszczone poprzecznie, a chłodnica z przodu, na drodze wiatru.