Een thermostaat is een klep die de koelmiddelstroom regelt. Het is een apparaat dat automatisch de temperatuur regelt, meestal met een temperatuursensor die de lucht-, gas- of vloeistofstroom in- en uitschakelt door thermische uitzetting of koude krimp.
De thermostaat past automatisch de hoeveelheid water die de radiator binnenkomt aan op basis van de temperatuur van het koelwater en verandert het circulatiebereik van het water om de warmteafvoercapaciteit van het koelsysteem aan te passen en ervoor te zorgen dat de motor binnen een geschikt temperatuurbereik werkt. De thermostaat moet technisch in goede staat worden gehouden, anders zal dit de normale werking van de motor ernstig beïnvloeden. Als de hoofdklep van de thermostaat te laat wordt geopend, zal de motor oververhit raken; als de hoofdklep te vroeg wordt geopend, zal de opwarmtijd van de motor langer zijn en zal de motortemperatuur te laag zijn.
Al met al is de rol van de thermostaat om te voorkomen dat de motor te koud wordt. Bijvoorbeeld, nadat de motor normaal heeft gedraaid, kan de motortemperatuur te laag zijn als er geen thermostaat is tijdens het rijden in de winter. Op dat moment moet de motor de koelvloeistofcirculatie tijdelijk stoppen om ervoor te zorgen dat de motortemperatuur niet te laag wordt.
Hoe de wasthermostaat werkt
De belangrijkste thermostaat die wordt gebruikt, is een thermostaat van het type wax. Wanneer de koeltemperatuur lager is dan de opgegeven waarde, is de geraffineerde paraffine in het temperatuurvoelerhuis van de thermostaat vast en wordt de thermostaatklep tussen de motor en de radiator gesloten onder invloed van de veer. De koelvloeistof wordt via de waterpomp teruggevoerd naar de motor voor een kleine circulatie in de motor. Wanneer de temperatuur van de koelvloeistof de opgegeven waarde bereikt, begint de paraffine te smelten en wordt geleidelijk vloeibaar, neemt het volume toe en wordt de rubberen slang samengedrukt om te krimpen. Wanneer de rubberen slang krimpt, wordt er een opwaartse druk uitgeoefend op de stoterstang, en de stoterstang oefent een neerwaartse tegendruk uit op de klep om deze te openen. Op dit moment stroomt de koelvloeistof door de radiator en de thermostaatklep en stroomt vervolgens via de waterpomp terug naar de motor voor een lange cyclus. De meeste thermostaten zijn in de wateruitlaatleiding van de cilinderkop geplaatst. Het voordeel hiervan is dat de constructie eenvoudig is en dat luchtbellen in het koelsysteem gemakkelijk te verwijderen zijn; het nadeel is dat de thermostaat tijdens bedrijf vaak wordt geopend en gesloten, wat resulteert in oscillatie.
Staatsoordeel
Wanneer de motor koud begint te draaien en er koelwater uit de inlaatpijp van de bovenste waterkamer van de watertank stroomt, betekent dit dat de hoofdklep van de thermostaat niet kan worden gesloten. Wanneer de temperatuur van het koelwater van de motor hoger is dan 70 °C, stroomt de bovenste waterkamer van de watertank binnen. Als er geen koelwater uit de waterleiding stroomt, betekent dit dat de hoofdklep van de thermostaat niet normaal kan worden geopend en dat reparaties nodig zijn. De thermostaat kan als volgt worden geïnspecteerd:
Inspectie na het starten van de motor: Open de waterinlaat van de radiator. Als het koelniveau in de radiator statisch is, betekent dit dat de thermostaat normaal werkt; anders werkt de thermostaat niet goed. Dit komt doordat bij een watertemperatuur lager dan 70 °C het expansievat van de thermostaat in een samengetrokken toestand staat en de hoofdklep gesloten is. Wanneer de watertemperatuur hoger is dan 80 °C, zet het expansievat uit, gaat de hoofdklep geleidelijk open en begint het circulerende water in de radiator te stromen. Wanneer de watertemperatuurmeter een temperatuur onder de 70 °C aangeeft, en er water door de inlaatbuis van de radiator stroomt terwijl de watertemperatuur warm is, betekent dit dat de hoofdklep van de thermostaat niet goed gesloten is, waardoor het koelwater te snel circuleert.
Controleer na stijging van de watertemperatuur: In de beginfase van de motor stijgt de watertemperatuur snel; wanneer de watertemperatuurmeter 80 graden aangeeft, neemt de verwarmingssnelheid af, wat aangeeft dat de thermostaat normaal werkt. Als de watertemperatuur daarentegen snel stijgt en de interne druk een bepaald niveau bereikt, stroomt het kokende water plotseling over, wat betekent dat de hoofdkraan vastzit en plotseling opengaat.
Wanneer de watertemperatuurmeter 70-80 °C aangeeft, open dan de radiatorkap en de radiatoraftapschakelaar en voel de watertemperatuur met de hand. Als beide warm zijn, betekent dit dat de thermostaat normaal werkt. Als de watertemperatuur bij de waterinlaat van de radiator laag is en de radiator gevuld is, betekent dit dat er geen of weinig water uit de waterinlaat van de radiator stroomt, dat de hoofdkraan van de thermostaat niet open kan.
Als de thermostaat vastzit of niet goed gesloten is, moet deze verwijderd worden om hem schoon te maken of te repareren. Gebruik de thermostaat daarna niet meer.
Regelmatige inspectie
Status van de thermostaatschakelaar
Status van de thermostaatschakelaar
Volgens de informatie bedraagt de veilige levensduur van de wasthermostaat over het algemeen 50.000 km. Daarom moet deze regelmatig worden vervangen, afhankelijk van de veilige levensduur.
Locatie van de thermostaat
De inspectiemethode voor de thermostaat bestaat uit het controleren van de openingstemperatuur, de volledig geopende temperatuur en de opwaartse druk van de hoofdklep van de thermostaat in verwarmingsapparatuur met constante temperatuurregeling. Als een van deze waarden niet aan de gespecificeerde waarde voldoet, moet de thermostaat worden vervangen. Bijvoorbeeld, voor de thermostaat van de Santana JV-motor is de openingstemperatuur van de hoofdklep 87 °C plus of min 2 °C, de volledig geopende temperatuur 102 °C plus of min 3 °C en de volledig geopende opwaartse druk > 7 mm.
Thermostaatregeling
Over het algemeen stroomt de koelvloeistof van het waterkoelsysteem vanuit de carrosserie naar binnen en vanuit de cilinderkop naar buiten. De meeste thermostaten bevinden zich in de uitlaatleiding van de cilinderkop. Het voordeel van deze constructie is dat de constructie eenvoudig is en luchtbellen in het waterkoelsysteem gemakkelijk te verwijderen zijn; het nadeel is dat er oscillatie optreedt wanneer de thermostaat werkt.
Bijvoorbeeld, bij het starten van een koude motor in de winter, wordt de thermostaatklep gesloten vanwege de lage koelvloeistoftemperatuur. Wanneer de koelvloeistof zich in een korte cyclus bevindt, stijgt de temperatuur snel en gaat de thermostaatklep open. Tegelijkertijd stroomt de koelvloeistof met lage temperatuur in de radiator de carrosserie in, waardoor de koelvloeistof weer afkoelt en de thermostaatklep weer sluit. Wanneer de koelvloeistoftemperatuur weer stijgt, gaat de thermostaatklep weer open. Totdat de temperatuur van alle koelvloeistof stabiel is, blijft de thermostaatklep stabiel en zal deze niet herhaaldelijk openen en sluiten. Het fenomeen dat de thermostaatklep herhaaldelijk in korte tijd opent en sluit, wordt thermostaatoscillatie genoemd. Wanneer dit fenomeen optreedt, zal het brandstofverbruik van de auto toenemen.
De thermostaat kan ook in de wateruitlaat van de radiator worden geplaatst. Deze opstelling kan het oscillatieverschijnsel van de thermostaat verminderen of elimineren en de temperatuur van de koelvloeistof nauwkeurig regelen, maar de constructie is complex en de kosten hoog, en hij wordt vooral gebruikt in high-performance auto's en auto's die in de winter vaak hoge snelheden rijden. [2]
Verbeteringen aan de wasthermostaat
Verbeteringen in temperatuurgecontroleerde aandrijfcomponenten
De Shanghai University of Engineering and Technology heeft een nieuw type thermostaat ontwikkeld met een paraffinethermostaat als basisbehuizing en een cilindrische spiraalveer in de vorm van een koperen vormgeheugenlegering als temperatuurregelelement. De thermostaat spant de veer aan wanneer de temperatuur van de startcilinder van de auto laag is, terwijl de drukveer van de legering de hoofdklep sluit en de hulpklep gedurende een korte cyclus opent. Wanneer de koelvloeistoftemperatuur tot een bepaalde waarde stijgt, zet de veer van de geheugenlegering uit en comprimeert de veer. De veer opent de hoofdklep van de thermostaat, en naarmate de koelvloeistoftemperatuur stijgt, neemt de opening van de hoofdklep geleidelijk toe en sluit de hulpklep geleidelijk om een lange cyclus te voltooien.
Als temperatuurregeleenheid zorgt de geheugenlegering ervoor dat de openingsbeweging van de klep relatief soepel verandert met de temperatuur, wat gunstig is voor het verminderen van de thermische belasting van het koelwater met lage temperatuur in de watertank op het cilinderblok bij het starten van de verbrandingsmotor, en tegelijkertijd de levensduur van de thermostaat verbetert. De thermostaat is echter aangepast op basis van de wasthermostaat en het structurele ontwerp van het temperatuurregelelement is tot op zekere hoogte beperkt.
Verbeteringen aan de klep
De thermostaat heeft een smooreffect op de koelvloeistof. Het verlies van de koelvloeistof die door de thermostaat stroomt, leidt tot een vermogensverlies van de verbrandingsmotor, wat niet te verwaarlozen is. De klep is ontworpen als een dunne cilinder met gaten in de zijwand, en het vloeistofkanaal wordt gevormd door het zijgat en het middelste gat. Messing of aluminium wordt gebruikt als klepmateriaal om het klepoppervlak glad te maken, de weerstand te verminderen en de temperatuur en efficiëntie van het apparaat te verbeteren.
Optimalisatie van het koelmiddelcircuit
De ideale thermische bedrijfstoestand van de verbrandingsmotor is dat de temperatuur van de cilinderkop relatief laag is en de temperatuur van het cilinderblok relatief hoog. Om deze reden is het split-flow koelsysteem (iai) toegepast, waarbij de constructie en inbouwpositie van de thermostaat een belangrijke rol spelen. De inbouwstructuur van de gezamenlijke thermostaten: twee thermostaten worden op dezelfde beugel gemonteerd, de temperatuursensor wordt op de tweede thermostaat gemonteerd, 1/3 van de koelmiddelstroom wordt gebruikt om het cilinderblok te koelen en 2/3 van de koelmiddelstroom wordt gebruikt om de cilinderkop te koelen.
