ترموستات خودرو چیست و چگونه کار می‌کند؟

رویداد۲۴| سیستم خنک‌کاری موتور‌های احتراق داخلی آب‌خنک، از اجزای مختلفی تشکیل شده است. همه این اجزا وظیفه دارند تا از افزایش دمای موتور جلوگیری کرده و از آسیب‌رسیدن به قطعات موتور در دما‌های بالا پیشگیری نمایند.

علت استفاده از ترموستات در خودرو

موتور خودرو برای عملکرد بهینه، باید به دمای مطلوبی برسد. بر همین اساس، اگر مایع خنک‌کننده (Coolant) از ابتدا در سیستم خنک‌کاری موتور جریان داشته باشد، زمان بیشتری لازم است تا دمای موتور به درجه مناسب برای عملکرد بهینه برسد. این امر موجب افزایش مصرف سوخت و بالارفتن میزان آلایندگی می‌شود.

برای اینکه جریان مایع خنک‌کننده فقط در صورت لزوم برای خنک‌کاری وارد رادیاتور شود، از قطعه‌ای به نام ترموستات (دماپا) استفاده می‌شود. ترموستات همانند یک شیر مکانیکی عمل می‌کند. با افزایش دمای موتور، جریان مایع خنک‌کننده را باز می‌کند و با کاهش دمای موتور، مسیر جریان مایع خنک‌کاری را مسدود می‌نماید

نحوه کارکرد ترموستات در خودرو و انواع آن

ترموستات در واقع یک نوع شیر کنترل دمایی است که جریان مایع خنک‌کننده موتور خودرو را تنظیم می‌کند. این وسیله با تغییرات دمای موتور باز و بسته می‌شود و این عملکرد به دو طریق انجام می‌گیرد:

اول، به صورت کاملاً مکانیکی و خودکار، بدون هیچ گونه دخالت بخش الکترونیکی. دوم، علاوه بر عملکرد مکانیکی، از حسگر‌ها و واحد کنترل الکترونیکی (ECU) نیز بهره می‌گیرد تا در شرایط بحرانی، باز شدن ترموستات را سریع‌تر انجام دهد.

به این ترتیب، ترموستات نقش یک سوپاپ تنظیم کننده دما را ایفا می‌کند و با تنظیم جریان مایع خنک‌کننده، حرارت موتور را در محدوده مطلوب نگه می‌دارد. این دو رویکرد مکانیکی و الکترونیکی، کنترل دقیق‌تر و پاسخ‌دهی سریع‌تر دمای موتور را فراهم می‌آورد.

ترموستات‌های مکانیکی

در این نوع ترموستات، یک سیلندر پر از موم (Wax) قرار دارد. این موم به تغییرات دمایی واکنش نشان می‌دهد.

با افزایش دمای مخلوط آب و ضد یخ درون موتور، موم در سیلندر منبسط می‌شود. این موم، میله‌ای در انتهای سیلندر را به سمت بیرون فشار می‌دهد. این حرکت میله، شیر خروجی به رادیاتور را باز می‌کند و در همان حال، شیر برگشتی (Bypass Valve) به موتور را می‌بندد.

زمانی که موتور به دمای عملکردی خود نرسیده است، شیر برگشتی به موتور باز است و اجازه می‌دهد مخلوط آب و ضد یخ در موتور گردش کند.

اما پس از رسیدن موتور به دمای عملکردی، این شیر برگشتی بسته می‌شود تا مخلوط از طریق شیر ورودی به رادیاتور خارج شود و خنک شود.

هنگام خنک شدن مخلوط و کاهش دمای موم، موم منقبض می‌شود. این انقباض به کمک فنر‌های ترموستات باعث می‌شود تا شیر ورودی به رادیاتور بسته و شیر برگشتی به موتور باز شود. به این ترتیب، موتور دوباره به دمای عملکردی خود برمی‌گردد.

ترموستات‌های برقی

این ترموستات همانند مدل مکانیکی عمل می‌کند، اما با این تفاوت که در زمان بار کامل موتور، از یک المنت برای سرعت بخشیدن به باز شدن ترموستات استفاده می‌شود. در این شرایط، حسگر‌های موتور، افزایش بار موتور را به ECU ارسال می‌کنند و ECU دستور روشن شدن المنت ترموستات را صادر می‌کند. با روشن شدن این المنت، ترموستات زودتر باز می‌شود و جریان مایع خنک‌کننده برقرار می‌گردد.

ترموستات در کدام قسمت از موتور قرار دارد؟

با توجه به اینکه ترموستات باید جریان آب و مایع خنک‌کننده از موتور به رادیاتور را کنترل کند، این قطعه مستقیماً در کنار موتور نصب می‌شود. یک طرف ترموستات به مجرا‌های درون موتور متصل است و طرف دیگر آن با یک لوله پلاستیکی به رادیاتور وصل می‌گردد.

دلیل نزدیکی محل نصب ترموستات به موتور این است که در صورت افزایش دمای محلول آب و ضد یخ درون موتور، ترموستات سریعاً باز شود و محلول برای خنک شدن به رادیاتور منتقل شود. اگر این قطعه در فاصله دورتری از موتور نصب شود، ممکن است در طول زمانی که طول می‌کشد تا افزایش دمای موتور به ترموستات برسد، اجزای درون موتور تحت تنش‌های حرارتی زیادی قرار گرفته و آسیب ببینند.

باز و بسته شدن ترموستات ناگهانی است یا پیوسته؟

باید توجه داشت که باز و بسته شدن این شیر‌ها به صورت پیوسته انجام می‌شود، زیرا انبساط و انقباض ماده موم درون ترموستات، ناگهانی نیست و به تدریج اتفاق می‌افتد. به همین دلیل، این قطعه هرگز کاملاً باز یا کاملاً بسته نمی‌شود و همواره در بین این دو حالت در حال تغییر است.

هنگام خرید ترموستات باید به چه نکته‌ای دقت کرد؟

در هنگام خرید این ترموستات، علاوه بر توجه به سایز و امکان نصب آن بر روی خودروی خود، باید به دمای عملکردی آن نیز توجه داشته باشید. روی بدنه هر ترموستات، دمایی نوشته شده است که نشان می‌دهد آن ترموستات در آن دما شروع به باز شدن و اجازه ورود آب به رادیاتور را می‌دهد.

برای مثال، ترموستات‌های مورد استفاده در خودروی پراید، دمای عملکردی حدود ۷۱ درجه سانتی‌گراد دارند. بنابراین، در هنگام تعویض ترموستات خودرو، باید دقت کرد که ترموستات جدید نیز دمای عملکردی مشابهی داشته باشد. در صورت استفاده از ترموستات با دمای عملکردی بالاتر، ممکن است موتور خودرو دچار جوشیدگی شود.

پس در خرید این قطعه، علاوه بر توجه به سایز و قابلیت نصب، حتما باید به دمای عملکردی آن نیز توجه داشت.