Termostaatti on venttiili, joka ohjaa jäähdytysnesteen virtausreittiä. Se on automaattinen lämpötilan säätölaite, joka yleensä sisältää lämpötila-anturin, joka kytkee ilman, kaasun tai nesteen virtauksen päälle ja pois päältä lämpölaajenemisen tai kylmäsupistumisen avulla.
Termostaatti säätää automaattisesti jäähdyttimeen tulevan veden määrää jäähdytysveden lämpötilan mukaan ja muuttaa veden kiertoaluetta jäähdytysjärjestelmän lämmönpoistokyvyn säätämiseksi ja varmistaakseen, että moottori toimii sopivalla lämpötila-alueella. Termostaatti on pidettävä hyvässä teknisessä kunnossa, muuten se vaikuttaa vakavasti moottorin normaaliin toimintaan. Jos termostaatin pääventtiili avataan liian myöhään, se aiheuttaa moottorin ylikuumenemisen; jos pääventtiili avataan liian aikaisin, moottorin lämpenemisaika pitenee ja moottorin lämpötila laskee liian alas.
Termostaatin tehtävänä on estää moottorin kylmeneminen liikaa. Esimerkiksi talvella ajettaessa moottorin lämpötila voi laskea liian alas ilman termostaattia, vaikka moottori toimisi normaalisti. Tällöin moottorin on tilapäisesti katkaistava veden kierto, jotta moottorin lämpötila ei laske liian alas.
Vahatermostaatin toimintaperiaate
Käytetty päätermostaatti on vahatyyppinen termostaatti. Kun jäähdytyslämpötila on alhaisempi kuin määritetty arvo, termostaatin lämpötila-anturin rungossa oleva puhdistettu parafiini jähmettyy ja termostaattiventtiili sulkeutuu moottorin ja jäähdyttimen väliin jousen vaikutuksesta. Jäähdytysneste palaa moottoriin vesipumpun kautta pieneen kiertoon moottorissa. Kun jäähdytysnesteen lämpötila saavuttaa määritetyn arvon, parafiini alkaa sulaa ja muuttuu vähitellen nesteeksi, tilavuus kasvaa ja kumiletku puristuu kutistuakseen. Kun kumiletku kutistuu, työntötankoon kohdistetaan ylöspäin suuntautuva työntövoima, ja työntötanko kääntää venttiilin alaspäin venttiiliin, jolloin venttiili avautuu. Tällöin jäähdytysneste virtaa jäähdyttimen ja termostaattiventtiilin läpi ja sitten takaisin moottoriin vesipumpun kautta suuren kierron ajan. Useimmat termostaatit on sijoitettu sylinterikannen vesiliitäntäputkeen. Tämän etuna on yksinkertainen rakenne ja jäähdytysjärjestelmän ilmakuplat on helppo poistaa. Haittapuolena on, että termostaatti avautuu ja sulkeutuu usein käytön aikana, mikä johtaa värähtelyyn.
Valtion tuomio
Kun moottori alkaa käydä kylmänä ja vesisäiliön ylemmän vesikammion tuloputkesta virtaa jäähdytysvettä, termostaatin pääventtiiliä ei voida sulkea; kun moottorin jäähdytysveden lämpötila ylittää 70 ℃, vesisäiliön ylempi vesikammio tulee sisään. Jos vesiputkesta ei virtaa jäähdytysvettä, termostaatin pääventtiiliä ei voida avata normaalisti, ja tässä tapauksessa tarvitaan korjausta. Termostaatin tarkastus ajoneuvossa voidaan suorittaa seuraavasti:
Tarkastus moottorin käynnistyksen jälkeen: Avaa jäähdyttimen veden tuloaukon kansi. Jos jäähdytystaso jäähdyttimessä on staattinen, termostaatti toimii normaalisti. Muussa tapauksessa termostaatti ei toimi kunnolla. Tämä johtuu siitä, että kun veden lämpötila on alle 70 °C, termostaatin paisuntasylinteri on supistuneessa tilassa ja pääventtiili on suljettu. Kun veden lämpötila on yli 80 °C, paisuntasylinteri laajenee, pääventtiili avautuu vähitellen ja kiertävä vesi alkaa virrata jäähdyttimessä. Kun veden lämpötilamittari näyttää alle 70 °C:n lämpötilaa ja jäähdyttimen tuloputkessa virtaa vettä ja veden lämpötila on lämmin, termostaatin pääventtiili ei ole tiiviisti suljettu, minkä seurauksena jäähdytysvesi kiertää ennenaikaisesti.
Tarkista veden lämpötilan noustessa: Moottorin käynnistyksen alkuvaiheessa veden lämpötila nousee nopeasti; kun veden lämpötilamittari näyttää 80 astetta, lämmitysnopeus hidastuu, mikä osoittaa termostaatin toimivan normaalisti. Jos veden lämpötila on noussut nopeasti ja sisäinen paine saavuttaa tietyn tason, kiehuva vesi purkautuu äkillisesti yli, mikä tarkoittaa, että pääventtiili on jumissa ja avautuu äkillisesti.
Kun veden lämpötilamittari näyttää 70–80 °C, avaa jäähdyttimen kansi ja jäähdyttimen tyhjennyskytkin ja tunnustele veden lämpötilaa käsin. Jos molemmat ovat kuumia, termostaatti toimii normaalisti; jos jäähdyttimen veden tuloaukon veden lämpötila on alhainen ja jäähdytin on täynnä. Jos kammion veden tuloputkesta ei virtaa vettä tai virtaa vähän vettä, termostaatin pääventtiiliä ei voida avata.
Juuttunut tai tiukasti suljettu termostaatti on irrotettava puhdistusta tai korjausta varten, eikä sitä saa käyttää heti.
Säännöllinen tarkastus
Termostaatin kytkimen tila
Termostaatin kytkimen tila
Tietojen mukaan vahatermostaatin turvallinen käyttöikä on yleensä 50 000 km, joten se on vaihdettava säännöllisesti sen turvallisen käyttöiän mukaisesti.
Termostaatin sijainti
Termostaatin tarkastusmenetelmä on tarkistaa lämpötilansäädettävän vakiolämpötilalämmityslaitteen termostaatin pääventtiilin avautumislämpötila, täysin avautumislämpötila ja nostokorkeus. Jos jokin näistä ei täytä määritettyä arvoa, termostaatti on vaihdettava. Esimerkiksi Santana JV -moottorin termostaatissa pääventtiilin avautumislämpötila on 87 °C +/- 2 °C, täysin avautumislämpötila on 102 °C +/- 3 °C ja täysin avautumisnosto on >7 mm.
Termostaatin järjestely
Yleensä vesijäähdytysjärjestelmän jäähdytysneste virtaa sisään rungosta ja ulos sylinterinkannesta. Useimmat termostaatit sijaitsevat sylinterikannen ulostulolinjassa. Tämän järjestelyn etuna on yksinkertainen rakenne ja ilmakuplat on helppo poistaa vesijäähdytysjärjestelmästä; haittana on, että termostaatin toimiessa esiintyy värähtelyä.
Esimerkiksi kylmän moottorin käynnistyessä talvella termostaattiventtiili sulkeutuu jäähdytysnesteen alhaisen lämpötilan vuoksi. Kun jäähdytysneste on pienessä kierrossa, lämpötila nousee nopeasti ja termostaattiventtiili avautuu. Samaan aikaan jäähdyttimessä oleva matalan lämpötilan jäähdytysneste virtaa koriin, jolloin jäähdytysneste jäähtyy uudelleen ja termostaattiventtiili sulkeutuu uudelleen. Kun jäähdytysnesteen lämpötila nousee uudelleen, termostaattiventtiili avautuu uudelleen. Kun koko jäähdytysnesteen lämpötila on vakaa, termostaattiventtiili vakautuu eikä avaudu ja sulkeudu toistuvasti. Ilmiötä, jossa termostaattiventtiili avautuu ja sulkeutuu toistuvasti lyhyessä ajassa, kutsutaan termostaatin värähtelyksi. Kun tämä ilmiö tapahtuu, se lisää auton polttoaineenkulutusta.
Termostaatti voidaan sijoittaa myös jäähdyttimen vesiputkeen. Tämä järjestely voi vähentää tai poistaa termostaatin värähtelyilmiön ja säätää jäähdytysnesteen lämpötilaa tarkasti, mutta sen rakenne on monimutkainen ja hinta korkea, ja sitä käytetään enimmäkseen tehokkaissa autoissa ja autoissa, joilla ajetaan usein suurilla nopeuksilla talvella. [2]
Vahatermostaatin parannukset
Lämpötilasäädeltyjen käyttökomponenttien parannukset
Shanghain teknillinen yliopisto on kehittänyt uudentyyppisen termostaatin, jonka runkona on parafiinitermostaatti ja lämpötilan säätöelementtinä sylinterimäinen kierrejousi, joka on valmistettu kuparipohjaisesta muistiseoksesta. Termostaatti esijännitettää jousta, kun auton käynnistyssylinterin lämpötila on alhainen, ja puristusjousi sulkee pääventtiilin ja avaa apuventtiilin lyhyeksi ajaksi. Kun jäähdytysnesteen lämpötila nousee tiettyyn arvoon, muistiseosjousi laajenee ja puristaa esijännitettä. Jousi avaa termostaatin pääventtiilin, ja jäähdytysnesteen lämpötilan noustessa pääventtiilin avautuminen kasvaa vähitellen ja apuventtiili sulkeutuu vähitellen suorittaen suuren jakson.
Lämpötilan säätöyksikkönä muistimetalliseos saa venttiilin avautumisen muuttumaan suhteellisen tasaisesti lämpötilan mukaan, mikä on hyödyllistä vesisäiliön matalan lämpötilan jäähdytysveden lämpöjännityksen vaikutuksen vähentämiseksi sylinterilohkoon polttomoottorin käynnistyessä ja samalla parantaa termostaatin käyttöikää. Termostaattia kuitenkin muokataan vahatermostaatin perusteella, ja lämpötilan säätökäyttöelementin rakenteellinen suunnittelu on tietyssä määrin rajoitettu.
Venttiilien parannukset
Termostaatilla on kuristusvaikutus jäähdytysnesteeseen. Termostaatin läpi virtaavan jäähdytysnesteen hävikki johtaa polttomoottorin tehohäviöön, jota ei voida sivuuttaa. Venttiili on suunniteltu ohueksi sylinteriksi, jonka sivuseinämässä on reikiä, ja nesteen virtauskanava muodostuu sivu- ja keskireiästä. Venttiilimateriaalina on käytetty messinkiä tai alumiinia venttiilin pinnan sileyttämiseksi, mikä vähentää vastusta ja parantaa laitteen lämpötilahyötysuhdetta.
Jäähdytysaineen virtauspiirin optimointi
Polttomoottorin ihanteellinen terminen toimintatila on sellainen, että sylinterikannen lämpötila on suhteellisen alhainen ja sylinterilohkon lämpötila suhteellisen korkea. Tästä syystä esiintyy jaetun virtauksen jäähdytysjärjestelmä (iai), ja termostaatin rakenteella ja asennusasennolla on siinä tärkeä rooli. Termostaattien yhteistyön asennusrakenteessa kaksi termostaattia on asennettu samaan kiinnikkeeseen, lämpötila-anturi on asennettu toiseen termostaattiin, 1/3 jäähdytysnesteen virtauksesta käytetään sylinterilohkon jäähdyttämiseen, 2/3 jäähdytysnesteen virtauksesta käytetään sylinterikannen jäähdyttämiseen.
