Termostat jest małą, ale bardzo istotną częścią układu chłodzenia. Kiedyś proste urządzenie w postaci samego wkładu, dziś przybiera wiele postaci. Warto przypomnieć, że system chłodzenia jest tak dobry, jak jego najsłabsza część.
We współczesnych silnikach układ chłodzenia poddawany jest kontroli sterownika, co ma obniżyć zużycie paliwa i emisję substancji szkodliwych. Niestety, z punktu widzenia konstruktora wpływa to na powstawanie coraz bardziej skomplikowanych układów chłodzenia i innych termostatów.
Utrzymanie właściwej temperatury silnika spalinowego ma kluczowe znaczenie dla jego właściwej pracy. Odpowiednia temperatura zapewnia: niskie zużycie paliwa, maksymalnie długą żywotność oraz spokojną pracę. Silnik, pracując z temperaturą niższą niż wymagana, spala tylko część odparowanego paliwa. Praca w stabilnej temperaturze jest podstawą utrzymania silnika w odpowiednim stanie cieplnym mającym istotny wpływ na pracę poszczególnych elementów. Warto jednak zauważyć, że w jednym układzie w jego skrajnych punktach mogą występować duże różnice wartości temperatury.
Z biegiem lat zmienia się wartość optymalnej temperatury pracy silnika. Kiedyś układy chłodzenia napełniano wodą, a za prawidłową temperaturę pracy uważano wtedy od 80 do 90°C. Dziś w układach chłodzenia są stosowane płyny chłodzące, o temperaturze wrzenia wynosi nawet 120°C. Ta zmiana spowodowała, że temperatura uznawana za prawidłową to obecnie zakres 90–100°C.
Silnik nagrzewa się z powodu spalania paliwa i współpracujących ze sobą elementów. W niektórych miejscach, temperaturę możemy zmniejszyć wyłącznie za pomocą oleju, np. w tłokach. We współczesnych konstrukcjach zmniejsza się objętość oleju smarującego i płynu chłodzącego, by silnik szybciej osiągnął właściwą temperaturę pracy. Z tego powodu niekiedy stosuje się chłodnice oleju. Obecne silniki samochodowe są prawie wyłącznie chłodzone płynem chłodzącym. W typowym układzie chłodzenia wyróżniamy:
• obieg „mały”, w którym odpływający z głowicy silnika nagrzany płyn chłodzący płynie ponownie do płaszcza chłodzącego,
• obieg „duży”, w którym odpływający z głowicy silnika nagrzany płyn chłodzący przepływa do płaszcza chłodzącego przez chłodnicę.
O objętości płynu, który przepływa przez każdy z obiegów, decyduje termostat. Jeżeli temperatura silnika jest niższa od dolnej temperatury prawidłowego zakresu temperatur, cała objętość płynu chłodzącego płynie w obiegu „krótkim”.
W silnikach starszej generacji stosuje się standardowe termostaty, których funkcjonowanie opiera się na działaniu czysto mechanicznym. W termostacie rozszerzający się cieplnie element otwiera talerzyk regulujący przepływ płynu chłodzącego:
• z głowicy silnika do dolnej części bloku silnika – zawór obiegu „małego”,
• z głowicy silnika do chłodnicy – zawór obiegu „dużego”.
mgr inż. Maciej Hadryś
Pełny artykuł przeczytają Państwo w wydaniu nr 5/2017