ترموستات شیری است که مسیر جریان مایع خنک‌کننده را کنترل می‌کند. این یک دستگاه تنظیم خودکار دما است که معمولاً حاوی یک جزء حسگر دما است و جریان هوا، گاز یا مایع را با انبساط حرارتی یا انقباض سرد قطع و وصل می‌کند.
ترموستات به طور خودکار میزان آب ورودی به رادیاتور را بر اساس دمای آب خنک کننده تنظیم می‌کند و محدوده گردش آب را تغییر می‌دهد تا ظرفیت دفع حرارت سیستم خنک کننده را تنظیم کرده و از کارکرد موتور در محدوده دمایی مناسب اطمینان حاصل کند. ترموستات باید در شرایط فنی خوبی نگهداری شود، در غیر این صورت به طور جدی بر عملکرد طبیعی موتور تأثیر می‌گذارد. اگر شیر اصلی ترموستات خیلی دیر باز شود، باعث گرم شدن بیش از حد موتور می‌شود. اگر شیر اصلی خیلی زود باز شود، زمان گرم شدن موتور طولانی شده و دمای موتور خیلی پایین خواهد آمد.
روی هم رفته، نقش ترموستات این است که از سرد شدن بیش از حد موتور جلوگیری کند. به عنوان مثال، پس از اینکه موتور به طور عادی کار می‌کند، در صورت عدم وجود ترموستات هنگام رانندگی در زمستان، ممکن است دمای موتور خیلی پایین باشد. در این زمان، موتور باید به طور موقت جریان آب را متوقف کند تا مطمئن شود دمای موتور خیلی پایین نیست.
نحوه عملکرد ترموستات مومی
ترموستات اصلی مورد استفاده، ترموستات نوع مومی است. وقتی دمای خنک‌کننده کمتر از مقدار مشخص‌شده باشد، پارافین تصفیه‌شده در بدنه حسگر دمای ترموستات جامد است و شیر ترموستات بین موتور و رادیاتور تحت عمل فنر بسته می‌شود. مایع خنک‌کننده از طریق پمپ آب به موتور بازگردانده می‌شود تا گردش کمی در موتور داشته باشد. وقتی دمای مایع خنک‌کننده به مقدار مشخص‌شده می‌رسد، پارافین شروع به ذوب شدن می‌کند و به تدریج به مایع تبدیل می‌شود و حجم آن افزایش می‌یابد و لوله لاستیکی فشرده می‌شود تا کوچک شود. وقتی لوله لاستیکی کوچک می‌شود، یک نیروی رانش به سمت بالا به میله فشار وارد می‌شود و میله فشار یک نیروی رانش معکوس به سمت پایین روی شیر دارد تا شیر را باز کند. در این زمان، مایع خنک‌کننده از طریق رادیاتور و شیر ترموستات جریان می‌یابد و سپس از طریق پمپ آب برای یک چرخه طولانی به موتور برمی‌گردد. اکثر ترموستات‌ها در خط لوله خروجی آب سرسیلندر قرار می‌گیرند. مزیت این ساختار ساده آن است و حذف حباب‌های هوا در سیستم خنک‌کننده آسان است. عیب آن این است که ترموستات اغلب در حین کار باز و بسته می‌شود و در نتیجه نوسان ایجاد می‌کند.
حکم ایالتی
وقتی موتور سرد شروع به کار می‌کند، اگر آب خنک‌کننده از لوله ورودی محفظه آب بالایی مخزن آب خارج شود، به این معنی است که شیر اصلی ترموستات نمی‌تواند بسته شود؛ وقتی دمای آب خنک‌کننده موتور از 70 درجه سانتیگراد فراتر رود، محفظه آب بالایی مخزن آب وارد می‌شود. اگر آب خنک‌کننده از لوله آب خارج نشود، به این معنی است که شیر اصلی ترموستات نمی‌تواند به طور عادی باز شود و در این زمان نیاز به تعمیرات است. بازرسی ترموستات را می‌توان به شرح زیر روی خودرو انجام داد:
بازرسی پس از روشن شدن موتور: درپوش ورودی آب رادیاتور را باز کنید، اگر سطح خنک‌کنندگی در رادیاتور ثابت باشد، به این معنی است که ترموستات به طور عادی کار می‌کند؛ در غیر این صورت، به این معنی است که ترموستات به درستی کار نمی‌کند. دلیل این امر این است که وقتی دمای آب کمتر از ۷۰ درجه سانتیگراد است، سیلندر انبساط ترموستات در حالت انقباض قرار دارد و شیر اصلی بسته است. وقتی دمای آب بالاتر از ۸۰ درجه سانتیگراد است، سیلندر انبساط منبسط می‌شود، شیر اصلی به تدریج باز می‌شود و آب در رادیاتور شروع به گردش می‌کند. وقتی نشانگر دمای آب زیر ۷۰ درجه سانتیگراد را نشان می‌دهد، اگر آب در لوله ورودی رادیاتور جریان داشته باشد و دمای آب گرم باشد، به این معنی است که شیر اصلی ترموستات محکم بسته نشده است و باعث می‌شود آب خنک‌کننده زودتر از موعد به گردش درآید.
پس از افزایش دمای آب، بررسی کنید: در مراحل اولیه کارکرد موتور، دمای آب به سرعت افزایش می‌یابد؛ وقتی گیج دمای آب عدد ۸۰ را نشان می‌دهد، سرعت گرمایش کاهش می‌یابد که نشان می‌دهد ترموستات به طور عادی کار می‌کند. برعکس، اگر دمای آب به سرعت در حال افزایش بوده باشد، وقتی فشار داخلی به سطح خاصی می‌رسد، آب جوش ناگهان سرریز می‌شود، به این معنی که شیر اصلی گیر کرده و ناگهان باز شده است.
وقتی نشانگر دمای آب، دمای ۷۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد را نشان می‌دهد، درب رادیاتور و کلید تخلیه رادیاتور را باز کنید و دمای آب را با دست لمس کنید. اگر هر دو داغ باشند، به این معنی است که ترموستات به طور عادی کار می‌کند. اگر دمای آب در ورودی آب رادیاتور پایین باشد و رادیاتور پر از آب باشد. اگر آبی خارج نشود یا جریان آب در لوله ورودی آب محفظه کم باشد، به این معنی است که شیر اصلی ترموستات نمی‌تواند باز شود.
ترموستاتی که گیر کرده یا محکم بسته نشده است باید برای تمیز کردن یا تعمیر برداشته شود و نباید فوراً استفاده شود.
بازرسی منظم
وضعیت سوئیچ ترموستات
وضعیت سوئیچ ترموستات
طبق اطلاعات، عمر مفید ترموستات مومی عموماً ۵۰،۰۰۰ کیلومتر است، بنابراین لازم است که به طور منظم و با توجه به عمر مفید آن تعویض شود.
محل ترموستات
روش بررسی ترموستات، بررسی دمای باز شدن، دمای کاملاً باز شدن و میزان بالا رفتن شیر اصلی ترموستات در تجهیزات گرمایشی با دمای ثابت و قابل تنظیم است. اگر یکی از آنها با مقدار مشخص شده مطابقت نداشته باشد، ترموستات باید تعویض شود. به عنوان مثال، برای ترموستات موتور سانتانا جی وی، دمای باز شدن شیر اصلی ۸۷ درجه سانتیگراد + یا منهای ۲ درجه سانتیگراد، دمای کاملاً باز شدن ۱۰۲ درجه سانتیگراد + یا منهای ۳ درجه سانتیگراد و میزان بالا رفتن شیر اصلی > ۷ میلی متر است.
چیدمان ترموستات
عموماً، مایع خنک‌کننده سیستم خنک‌کننده آبی از بدنه وارد و از سرسیلندر خارج می‌شود. اکثر ترموستات‌ها در لوله خروجی سرسیلندر قرار دارند. مزیت این چیدمان این است که ساختار آن ساده است و به راحتی می‌توان حباب‌های هوا را در سیستم خنک‌کننده آبی خارج کرد. عیب این چیدمان این است که هنگام کار ترموستات، نوسان رخ می‌دهد.
برای مثال، هنگام روشن کردن موتور سرد در زمستان، شیر ترموستات به دلیل پایین بودن دمای مایع خنک‌کننده بسته می‌شود. هنگامی که مایع خنک‌کننده در یک چرخه کوچک قرار دارد، دما به سرعت بالا می‌رود و شیر ترموستات باز می‌شود. همزمان، مایع خنک‌کننده با دمای پایین در رادیاتور به داخل بدنه جریان می‌یابد، به طوری که مایع خنک‌کننده دوباره خنک می‌شود و شیر ترموستات دوباره بسته می‌شود. هنگامی که دمای مایع خنک‌کننده دوباره بالا می‌رود، شیر ترموستات دوباره باز می‌شود. تا زمانی که دمای تمام مایع خنک‌کننده پایدار شود، شیر ترموستات پایدار می‌شود و مکرراً باز و بسته نمی‌شود. پدیده‌ای که شیر ترموستات در مدت زمان کوتاهی بارها باز و بسته می‌شود، نوسان ترموستات نامیده می‌شود. هنگامی که این پدیده رخ می‌دهد، مصرف سوخت خودرو افزایش می‌یابد.
ترموستات همچنین می‌تواند در لوله خروجی آب رادیاتور قرار گیرد. این چیدمان می‌تواند پدیده نوسان ترموستات را کاهش یا از بین ببرد و دمای مایع خنک‌کننده را به طور دقیق کنترل کند، اما ساختار آن پیچیده و هزینه آن بالاست و بیشتر در خودروهای با کارایی بالا و خودروهایی که اغلب در زمستان با سرعت بالا رانندگی می‌کنند، استفاده می‌شود. [2]
بهبودهای ترموستات مومی
بهبود در اجزای درایو با کنترل دما
دانشگاه مهندسی و فناوری شانگهای نوع جدیدی از ترموستات را با ترموستات پارافینی به عنوان بدنه اصلی و یک آلیاژ حافظه‌دار فنری استوانه‌ای شکل مبتنی بر مس به عنوان عنصر محرک کنترل دما توسعه داده است. ترموستات وقتی دمای سیلندر استارت خودرو پایین است، فنر را بایاس می‌کند و فنر آلیاژ فشرده‌سازی باعث می‌شود شیر اصلی بسته و شیر کمکی برای یک چرخه کوچک باز شود. هنگامی که دمای مایع خنک‌کننده به مقدار مشخصی افزایش می‌یابد، فنر آلیاژ حافظه‌دار منبسط شده و بایاس را فشرده می‌کند. فنر باعث می‌شود شیر اصلی ترموستات باز شود و با افزایش دمای مایع خنک‌کننده، باز شدن شیر اصلی به تدریج افزایش می‌یابد و شیر کمکی به تدریج بسته می‌شود تا یک چرخه بزرگ را انجام دهد.
به عنوان یک واحد کنترل دما، آلیاژ حافظه‌دار باعث می‌شود که عمل باز شدن سوپاپ با افزایش دما نسبتاً روان تغییر کند، که برای کاهش تأثیر تنش حرارتی آب خنک‌کننده با دمای پایین در مخزن آب بر روی بلوک سیلندر هنگام روشن شدن موتور احتراق داخلی مفید است و در عین حال عمر مفید ترموستات را بهبود می‌بخشد. با این حال، ترموستات بر اساس ترموستات مومی اصلاح شده است و طراحی ساختاری عنصر محرک کنترل دما تا حدودی محدود است.
بهبودهای دریچه
ترموستات اثر خفه‌کننده‌ای بر مایع خنک‌کننده دارد. از دست دادن مایع خنک‌کننده‌ای که از طریق ترموستات جریان دارد منجر به اتلاف توان موتور احتراق داخلی می‌شود که نمی‌توان آن را نادیده گرفت. این شیر به صورت یک استوانه نازک با سوراخ‌هایی در دیواره جانبی طراحی شده است و کانال جریان مایع توسط سوراخ جانبی و سوراخ میانی تشکیل شده است و از برنج یا آلومینیوم به عنوان جنس شیر برای صاف کردن سطح شیر استفاده می‌شود تا مقاومت کاهش یابد و دمای دستگاه بهبود یابد.
بهینه‌سازی مدار جریان محیط خنک‌کننده
حالت ایده‌آل کارکرد حرارتی موتور احتراق داخلی این است که دمای سرسیلندر نسبتاً پایین و دمای بلوک سیلندر نسبتاً بالا باشد. به همین دلیل، سیستم خنک‌کننده جریان تقسیم‌شده iai ظاهر می‌شود و ساختار و موقعیت نصب ترموستات نقش مهمی در آن ایفا می‌کند. ساختار نصب، کار مشترک ترموستات‌ها است، دو ترموستات روی یک براکت نصب می‌شوند، سنسور دما در ترموستات دوم نصب می‌شود، 1/3 جریان خنک‌کننده برای خنک کردن بلوک سیلندر و 2/3 جریان خنک‌کننده برای خنک کردن سرسیلندر استفاده می‌شود.
