Un termostato è una valvola che controlla il percorso del flusso del refrigerante. Si tratta di un dispositivo di regolazione automatica della temperatura, solitamente dotato di un sensore di temperatura, che apre e chiude il flusso di aria, gas o liquido tramite espansione termica o contrazione a freddo.
Il termostato regola automaticamente la quantità d'acqua in ingresso nel radiatore in base alla temperatura dell'acqua di raffreddamento e modifica l'intervallo di circolazione dell'acqua per adattare la capacità di dissipazione del calore del sistema di raffreddamento e garantire che il motore funzioni entro un intervallo di temperatura adeguato. Il termostato deve essere mantenuto in buone condizioni tecniche, altrimenti comprometterà seriamente il normale funzionamento del motore. Se la valvola principale del termostato viene aperta troppo tardi, il motore si surriscalda; se la valvola principale viene aperta troppo presto, il tempo di riscaldamento del motore si prolunga e la temperatura del motore si abbassa eccessivamente.
In definitiva, il ruolo del termostato è quello di evitare che il motore si raffreddi eccessivamente. Ad esempio, dopo che il motore funziona normalmente, la temperatura del motore potrebbe essere troppo bassa se non si utilizza il termostato durante la guida invernale. In questo caso, il motore deve interrompere temporaneamente la circolazione dell'acqua per garantire che la temperatura del motore non sia troppo bassa.
Come funziona il termostato a cera
Il termostato principale utilizzato è un termostato a cera. Quando la temperatura di raffreddamento è inferiore al valore specificato, la paraffina raffinata nel corpo di rilevamento della temperatura del termostato si solidifica e la valvola del termostato si chiude tra il motore e il radiatore sotto l'azione della molla. Il liquido di raffreddamento viene restituito al motore attraverso la pompa dell'acqua per una breve circolazione nel motore. Quando la temperatura del liquido di raffreddamento raggiunge il valore specificato, la paraffina inizia a fondersi e gradualmente si trasforma in liquido, aumentando di volume e comprimendo il tubo di gomma fino a restringersi. Quando il tubo di gomma si restringe, viene applicata una spinta verso l'alto all'asta di spinta, che a sua volta esercita una spinta inversa verso il basso sulla valvola, aprendola. A questo punto, il liquido di raffreddamento scorre attraverso il radiatore e la valvola del termostato, per poi tornare al motore attraverso la pompa dell'acqua per un ciclo completo. La maggior parte dei termostati è installata nel condotto di uscita dell'acqua della testata. Il vantaggio di questa soluzione è la semplicità della struttura e la facilità di rimozione delle bolle d'aria nel sistema di raffreddamento; lo svantaggio è che il termostato viene spesso aperto e chiuso durante il funzionamento, con conseguenti oscillazioni.
Giudizio dello Stato
Quando il motore inizia a funzionare a freddo, se l'acqua di raffreddamento fuoriesce dal tubo di ingresso della camera superiore del serbatoio dell'acqua, significa che la valvola principale del termostato non può essere chiusa; quando la temperatura dell'acqua di raffreddamento del motore supera i 70 °C, la camera superiore del serbatoio dell'acqua entra. Se l'acqua di raffreddamento non fuoriesce dal tubo dell'acqua, significa che la valvola principale del termostato non può essere aperta normalmente e sono necessarie riparazioni. L'ispezione del termostato sul veicolo può essere eseguita come segue:
Ispezione dopo l'avviamento del motore: aprire il coperchio di ingresso dell'acqua del radiatore. Se il livello di raffreddamento nel radiatore è statico, significa che il termostato funziona normalmente; in caso contrario, significa che il termostato non funziona correttamente. Questo perché quando la temperatura dell'acqua è inferiore a 70 °C, il cilindro di espansione del termostato è in stato contratto e la valvola principale è chiusa; quando la temperatura dell'acqua è superiore a 80 °C, il cilindro di espansione si espande, la valvola principale si apre gradualmente e l'acqua circolante nel radiatore inizia a fluire. Quando l'indicatore della temperatura dell'acqua indica meno di 70 °C, se c'è acqua che scorre nel tubo di ingresso del radiatore e la temperatura dell'acqua è calda, significa che la valvola principale del termostato non è chiusa ermeticamente, causando una circolazione prematura dell'acqua di raffreddamento.
Controllare dopo l'aumento della temperatura dell'acqua: nelle prime fasi di funzionamento del motore, la temperatura dell'acqua aumenta rapidamente; quando l'indicatore della temperatura dell'acqua indica 80, la velocità di riscaldamento rallenta, indicando che il termostato funziona normalmente. Al contrario, se la temperatura dell'acqua aumenta rapidamente, quando la pressione interna raggiunge un certo livello, l'acqua bollente trabocca improvvisamente, il che significa che la valvola principale è bloccata e si apre improvvisamente.
Quando l'indicatore della temperatura dell'acqua indica 70°C-80°C, aprire il coperchio del radiatore e l'interruttore di scarico del radiatore e verificare manualmente la temperatura dell'acqua. Se entrambi sono caldi, significa che il termostato funziona normalmente; se la temperatura dell'acqua all'ingresso dell'acqua del radiatore è bassa e il radiatore è pieno, se non c'è acqua che scorre o ce n'è poca nel tubo di ingresso dell'acqua della camera, significa che la valvola principale del termostato non può essere aperta.
Il termostato bloccato o non chiuso ermeticamente deve essere rimosso per la pulizia o la riparazione e non deve essere utilizzato immediatamente.
Ispezione regolare
Stato dell'interruttore del termostato
Stato dell'interruttore del termostato
Secondo le informazioni, la durata di vita sicura del termostato a cera è in genere di 50.000 km, quindi è necessario sostituirlo regolarmente in base alla sua durata di vita sicura.
Posizione del termostato
Il metodo di ispezione del termostato consiste nel controllare la temperatura di apertura, la temperatura di completa apertura e l'alzata della valvola principale del termostato in un'apparecchiatura di riscaldamento a temperatura costante e regolabile. Se uno di questi valori non soddisfa il valore specificato, il termostato deve essere sostituito. Ad esempio, per il termostato del motore Santana JV, la temperatura di apertura della valvola principale è di 87 °C più o meno 2 °C, la temperatura di completa apertura è di 102 °C più o meno 3 °C e l'alzata della valvola principale è > 7 mm.
Disposizione del termostato
Generalmente, il liquido di raffreddamento del sistema di raffreddamento ad acqua entra dal corpo motore ed esce dalla testata. La maggior parte dei termostati si trova nella linea di uscita della testata. Il vantaggio di questa soluzione è la semplicità strutturale e la facilità di rimozione delle bolle d'aria nel sistema di raffreddamento ad acqua; lo svantaggio è che si verificano oscillazioni quando il termostato è in funzione.
Ad esempio, quando si avvia un motore freddo in inverno, la valvola termostatica si chiude a causa della bassa temperatura del liquido di raffreddamento. Quando il liquido di raffreddamento è in un ciclo breve, la temperatura aumenta rapidamente e la valvola termostatica si apre. Allo stesso tempo, il liquido di raffreddamento a bassa temperatura nel radiatore fluisce nella carrozzeria, raffreddandosi nuovamente e la valvola termostatica si chiude nuovamente. Quando la temperatura del liquido di raffreddamento aumenta di nuovo, la valvola termostatica si riapre. Finché la temperatura di tutto il liquido di raffreddamento non si stabilizza, la valvola termostatica si stabilizza e non si apre e si chiude ripetutamente. Il fenomeno per cui la valvola termostatica si apre e si chiude ripetutamente in un breve periodo di tempo è chiamato oscillazione del termostato. Quando questo fenomeno si verifica, aumenta il consumo di carburante dell'auto.
Il termostato può anche essere installato nel tubo di uscita dell'acqua del radiatore. Questa soluzione può ridurre o eliminare il fenomeno di oscillazione del termostato e controllare con precisione la temperatura del liquido di raffreddamento, ma la sua struttura è complessa e il costo elevato, ed è utilizzata principalmente nelle auto ad alte prestazioni e in quelle che spesso viaggiano ad alta velocità in inverno. [2]
Miglioramenti al termostato a cera
Miglioramenti nei componenti di azionamento a temperatura controllata
L'Università di Ingegneria e Tecnologia di Shanghai ha sviluppato un nuovo tipo di termostato con corpo in paraffina e una lega a memoria di forma a base di rame a forma di molla elicoidale cilindrica come elemento di controllo della temperatura. Il termostato sollecita la molla quando la temperatura del cilindro di avviamento dell'auto è bassa, e la molla in lega di compressione fa chiudere la valvola principale e aprire la valvola ausiliaria per un breve ciclo. Quando la temperatura del liquido di raffreddamento raggiunge un certo valore, la molla in lega a memoria di forma si espande e comprime la sollecitazione. La molla fa aprire la valvola principale del termostato e, all'aumentare della temperatura del liquido di raffreddamento, l'apertura della valvola principale aumenta gradualmente e la valvola ausiliaria si chiude gradualmente per eseguire un ciclo più lungo.
Come unità di controllo della temperatura, la lega a memoria di forma fa sì che l'azione di apertura della valvola cambi in modo relativamente fluido al variare della temperatura, il che è vantaggioso per ridurre l'impatto dello stress termico dell'acqua di raffreddamento a bassa temperatura nel serbatoio dell'acqua sul monoblocco all'avvio del motore a combustione interna e, allo stesso tempo, migliora la durata del termostato. Tuttavia, il termostato è stato modificato sulla base del termostato a cera e il design strutturale dell'elemento di azionamento del controllo della temperatura è in una certa misura limitato.
Miglioramenti delle valvole
Il termostato ha un effetto di limitazione sul liquido di raffreddamento. La perdita di liquido di raffreddamento che scorre attraverso il termostato comporta una perdita di potenza del motore a combustione interna, un fattore non trascurabile. La valvola è progettata come un sottile cilindro con fori sulla parete laterale, e il canale di flusso del liquido è formato dal foro laterale e da quello centrale. L'ottone o l'alluminio vengono utilizzati come materiali per la valvola per renderne liscia la superficie, riducendo la resistenza e migliorando la temperatura. L'efficienza del dispositivo è elevata.
Ottimizzazione del circuito di flusso del mezzo di raffreddamento
Lo stato termico ideale di funzionamento del motore a combustione interna è che la temperatura della testata sia relativamente bassa e quella del monoblocco relativamente alta. Per questo motivo, è stato introdotto il sistema di raffreddamento a flusso diviso (IAI), in cui la struttura e la posizione di installazione del termostato svolgono un ruolo importante. La struttura di installazione del lavoro congiunto dei termostati prevede che due termostati siano installati sulla stessa staffa, il sensore di temperatura sia installato sul secondo termostato, 1/3 del flusso del refrigerante viene utilizzato per raffreddare il monoblocco, 2/3 del flusso del refrigerante viene utilizzato per raffreddare la testata.
