ترموستات برقی در اصل عملکردی مشابه ترموستات های مکانیکی دارد.
رموستات ها در حدود یک قرن اخیر یک جزء مهم در موتورهای احتراق داخلی خودروها بوده اند. ترموستات ها در ابتدا برای سرعت بخشیدن به گرم شدن موتور و کاهش ساییدگی رینگ پیستون استفاده می شدند.
امروزه ترموستات ها نقش مهمی در افزایش راندمان احتراق موتور و کاهش آلایندگی دارند. برای انجام این کار، عملکرد ترموستات توسط ایسیو موتور (ECU) کنترل می‌شود و تنظیم دقیق دما را بر اساس بارهای موتور را بر عهده دارد.
فرآیند احتراق در موتور خودروهای سواری در دمای عملیاتی تقریباً ۱۱۰ درجه سانتیگراد به طور مطلوب اجرا می شود. با این حال، در موتورهای قدیمی‌تر، دمای موتور کمتر از این سطح دمای ایده‌آل نگه داشته می‌شود تا از آسیب زدن به قطعات جلوگیری شود.
ترموستات های معمولی در دمای موتور تقریباً ۸۰ درجه سانتیگراد مسیر مایع خنک کننده موتور را باز می کنند و مدار خنک کننده به گردش در می آید.
ابتدایی ترین نوع ترموستات، ترموستات شیر بای پس است. این‌ها دارای یک عنصر حسگر حاوی مخلوط موم و آلومینیوم هستند که هنگام گرم شدن منبسط می شود.وقتی موتور سرد است، موم جامد است.
همانطور که منبسط می شود، عنصر حسگر می لغزد و یک شیر را باز می کند و اجازه می دهد مایع خنک کننده به سمت رادیاتور جریان یابد.
یک فنر کششی به عنصر حسگر فشار می‌آورد و هنگامی که دمای کار به زیر سطح باز شدن ترموستات می‌رسد، شیر را می‌بندد. این فرآیند ممکن است چندین بار در روز اتفاق بیفتد، به خصوص در آب و هوای سردتر.
این فناوری – که هنوز هم تا به امروز قابل اعتماد است – برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است، اما تنظیم دمای باز ترموستات را می توان تنها با تغییر ترکیب موم در عنصر حسگر کمی تنظیم کرد.
فن آوری های جدید، بازده موتور و کیفیت احتراق را هرچه بیشتر به شرایط ایده آل نزدیک می کند.
همانطور که موتور را به محدوده مطلوب ۱۱۰ درجه نزدیک می کنیم تا هم آلایندگی و هم مصرف سوخت بهبود یابد برای دست یابی به این هدف به یک فناوری ترموستات پیشرفته تری نیاز داریم.
پیشنهاد مطالعه: آشنایی کامل با ترموستات خودرو و علایم خرابی آن
ترموستات برقی چیست؟
ترموستات برقی عملکرد گسترده تر و سریع تری را نسبت به ترموستات های سنتی ارائه می دهد، علاوه بر عملکرد مکانیکی عنصر حسگر موم، در ترموستات های برقی یک هیتر الکتریکی را در عنصر حسگر گنجانده اند. این هیتر توسط ECU خودرو کنترل می شود که اطلاعات سرعت و شرایط بار موتور را دریافت می کند.
از این اطلاعات برای تنظیم دمای مایع خنک کننده استفاده می کند. یک مجموعه داده یا نقشه در ECU ذخیره می شود تا زمان و نحوه اضافه شدن گرما را برای اطمینان از عملکرد بهینه موتور تعیین کند. در نتیجه، ترموستات برقی می تواند دما را به طور قابل توجهی با سرعت بیشتری تحت تأثیر قرار دهد و به موتور اجازه می دهد تحت بار و شرایط کاری مختلف در محدوده بهینه مربوطه کار کند.
مزایای ترموستات برقی
استفاده از ترموستات برقی مزایای زیر را به دنبال دارد:
- احتراق بهینه به دلیل افزایش دمای دیواره سیلندر و اجزای بلوک موتور.
- کاهش مصرف سوخت به دلیل کاهش ویسکوزیته روغن موتور و در نتیجه کاهش تلفات اصطکاک.
- انتشار آلودگی کمتر به دلیل احتراق بهبود یافته؛
- بهبود توان خروجی در حالت فول لود به دلیل کاهش دمای مایع خنک کننده؛
- افزایش راحتی به دلیل دمای بالاتر مایع خنک کننده و در نتیجه بهبود عملکرد گرمایش داخلی.
طرز کار ترموستات برقی
در حالت استاندارد، یک ترموستات برقی به همان شیوه ترموستات معمولی عمل می کند – فقط در دمای موتور بالاتر.
مایع خنک کننده در اطراف موم عنصر حسگر انبساط حرارتی جریان دارد. با افزایش دما، مواد انبساط ذوب می شوند، اندازه آن افزایش می یابد و پیستون حرکت می کند، که به نوبه خود حجم جریان مایع خنک کننده را افزایش می دهد.
اگر دما پایین بیاید، یک فنر پیستون را به حالت اولیه خود برمی گرداند و سرعت جریان مایع خنک کننده را کاهش می دهد یا مدار خنک کننده را به طور کلی می بندد. در شرایط بار کم (رانندگی در شهر)، ترموستات با بسته ماندن طولانی‌تر موتور را در دمای بالاتر تثبیت می‌کند تا مزایایی مانند قدرت خوب، انتشار کمتر آلایندگی و کاهش اصطکاک (با کاهش متناظر در مصرف سوخت) به دست آورد.
هنگامی که موتور تحت یک بار ناگهانی و سنگین قرار می گیرد، یک منبع گرمای اضافی با ترموستات کنترل شده وارد بازی می شود. سپس یک عنصر گرمایش یکپارچه در مواد انبساط توسط سیستم مدیریت موتور فعال می شود.
این منبع گرمای اضافی به موم اجازه می‌دهد تا سریع‌تر منبسط شود و ترموستات را بدون توجه به دمای واقعی خنک‌کننده کاملاً باز می‌کند، بنابراین جریان مایع خنک‌کننده افزایش می‌یابد و بلافاصله به موتور اجازه می‌دهد تا در محدوده دمای بهینه بدون خطر گرم شدن بیش از حد کار کند.
ترموستات برقی توسط ایسیو موتور کنترل می شود و با توجه به شرایط رانندگی، ترموستات برقی را کنترل می کند، زیبایی طراحی و کارکرد این نوع ترموستات این است که کاملاً بدون دخالت و توجه راننده کار می کند و نیاز به خدمات و سرویس خاصی ندارد.
هر زمان که نیاز باشد ایسیو موتور به صورت اتوماتیک و با توجه به شرایط بار و کاری موتور مدار مایع خنک کننده را باز و یا بسته می کند. و حتی می تواند همانند یک ترموستات مکانیکی معمولی عملیات باز و بسته کردن مدار مایع خنک کننده را انجام بدهد.
همانطور که این مورد در ترموستات های معمولی صدق می کند، ترموستات های الکتریکی در معرض سایش مواد قرار نمی گیرند. آنها بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند و به گونه ای طراحی شده اند که تمام طول عمر موتور را دوام بیاورند. با این حال، عوامل خارجی مانند استفاده از آب لوله کشی شهری به جای ضد یخ و عدم تعویض به موقع مایع خنک کننده می تواند منجر به خرابی آن شود.
برای تکنسین‌ها مهم است که به یاد داشته باشند که ترموستات برقی تنها بخشی از یک سیستم خنک‌کننده پیچیده‌تر است که از مسیرهای خنک‌کننده در موتور، یک محفظه مخلوط کردن مایع خنک‌کننده در اطراف ترموستات، شیلنگ‌های خنک‌کننده، رادیاتور، فن‌های الکتریکی و خود مایع خنک‌کننده تشکیل شده است.
هنگام تعویض قطعات معیوب در سیستم خنک کننده، ترموستات ها و یا محفظه های ترموستاتیک یکپارچه نیز باید همیشه به طور همزمان تعویض شوند، زیرا هرگونه سهل انگاری و یا اختلال در عملکرد سیستم خنک کاری خودرو، باعث آسیب های جدی به موتور می شود.
