Termostat – co to je, princip činnosti, typy, jak prodloužit životnost

Chladicí systém je nezbytný pro dlouhý a efektivní provoz motoru. Termostat je relativně malé zařízení (asi 5 cm v průměru) instalované v chladicím systému pohonné jednotky mezi motorem a chladičem pro řízení jeho provozu.

Funkcí termostatu je zablokovat chladicí kapalinu v malém kruhu pro urychlení zahřátí motoru a následně nasměrovat chladicí kapalinu do velkého kruhu přes chladič, aby došlo k jeho ochlazení a udržení požadované teploty v různých provozních režimech motoru. Najít termostat v motorovém prostoru není těžké. Zařízení je zpravidla umístěno v místě výstupu chladicí kapaliny z válců nebo vedle čerpadla odstředivého čerpadla. V závislosti na modelu motoru, uspořádání motorového prostoru nebo konstrukčních prvcích chladicího systému však může být termostat umístěn na jiném místě, regulovaném konstrukcí pohonné jednotky. Konstrukční vlastnosti některých spalovacích motorů znamenají přítomnost dvou termostatů, z nichž jeden sleduje teplotu hlav válců a udržuje ji na stejné úrovni a druhý je zodpovědný za teplotu bloku válců. Tento systém se nazývá dvouokruhový, kvůli přítomnosti dvou různých, na sobě nezávislých, chladicích okruhů a používá se u přeplňovaných motorů. Zvláštnost dvouokruhového systému umožňuje urychlit proces zahřívání bloku válců a také mírně zvýšit výkon motoru díky intenzivnějšímu chlazení spalovacích komor, což vede k mírnému nasycení směsi.

<b>Princip fungování termostatu a jeho odrůd</b>

Činnost jakéhokoli termostatu je založena na termodynamické vlastnosti látek měnit svůj objem při změně teploty. Uvnitř zařízení je tepelně citlivá výplň, která se při zahřátí roztahuje.

Konstrukce termostatu je systém skládající se z pouzdra, válce s plnivem, hlavního ventilu (ventil s velkým kruhem), malého ventilu (ventil s malým kruhem), tyče a pružiny.

• Kapalina – jako plnivo se používá odpařující se kapalina, převážně směs etanolu a vodního destilátu v poměru 30/70, z čehož vyplývají další požadavky na utěsnění konstrukce, aby se zabránilo vzniku mikrotrhlin na stěnách válce.
• Pevné – plnivem je granulovaný krystalický ropný vosk s různými nečistotami, který může při zahřátí výrazně zvětšit objem, nevyžaduje další konstrukční prvky a používá se téměř ve všech moderních motorech.

Chladicí kapalina cirkuluje „malým kruhem“ – okruhem procházejícím uvnitř bloku válců. To zajišťuje maximální udržení tepla v systému a zvyšuje účinnost zahřívání motoru.

Poté, co se motor zahřeje a teplota chladicí kapaliny dosáhne hodnoty od 70 do 92°C (v závislosti na provedení termostatu), se válec zahřeje, vosková kulička uvnitř se začne tavit a zvětšovat objem. Těleso termostatu se začne pohybovat podél tyče, překonává odpor pružiny a současně mírně otevírá ventil „velkého kruhu“. Dráha nemrznoucí směsi se zvyšuje a z malého kruhu začíná procházet okruhem chladiče, kde dochází k procesu chlazení. Stupeň otevření ventilu velkého kruhu, stejně jako intenzita cirkulace nemrznoucí směsi, závisí na její teplotě a přímo ovlivňuje chlazení spalovacího motoru.

• Jednoventilový termostat je nejrozšířenější verzí termostatu mezi výrobci automobilů po celém světě, a to díky jednoduchosti a spolehlivosti provedení. Nachází se ve většině aut.
• Dvoustupňový termostat je v podstatě typ jednoventilového termostatu. Dvoustupňový termostat využívá přídavné talířové ventily s menší silou potřebnou k ovládání. Jeho účelem je jako první se v podmínkách vysokého tlaku ohřáté chladicí kapaliny rozjet a zatáhnout za ni velkou desku, čímž vznikne pomocná síla k otevření ventilu.
• 2ventilový termostat – dvouventilové řešení se konstrukčně odlišuje přítomností dalšího ventilu v tělese termostatu, který uzavírá malý okruh a je synchronizován s hlavním ventilem. Zatímco jeden z nich blokuje průtok chladicí kapaliny, druhý otevírá potřebný okruh pro její cirkulaci. Nejčastěji se dvouventilové termostaty nacházejí mezi výrobci automobilů v zemích bývalého SSSR;
• Elektronicky řízený termostat je vylepšená verze jednoventilového termostatu. Umožňuje efektivnější využití zdrojů motoru, aniž by se zvyšovalo jeho zatížení. Podle měření je při 110°C dosaženo maximálního výkonu spalovacího motoru. Běžné termostaty se však začnou otevírat a nutí chladicí kapalinu cirkulovat velkým okruhem při teplotách nad 85 °C, v důsledku čehož pohonná jednotka nikdy nedosáhne maximální účinnosti. Díky instalaci přídavného topného tělesa do náplně válců elektronická řídicí jednotka v závislosti na zatížení motoru a způsobu jeho použití přesněji určuje vhodnou teplotu tělesa a tím řídí práh pro start otevírání a zavírání termostatického ventilu. Použití takových zařízení umožňuje snížit spotřebu paliva a získat mírné zvýšení výkonu při nízkých rychlostech.

<b>Základní poruchy a jejich detekce</b>

• Ventil je neustále otevřený – chladicí kapalina cirkuluje velkým okruhem, čímž se prodlužuje doba zahřívání spalovacího motoru, spotřeba paliva a množství výfukových plynů vypouštěných do atmosféry. Nadměrně viskózní olej nemaže součásti v požadované míře a urychluje jejich ztrátu výkonnostních vlastností. Hlavní příznaky: zvýšená doba zahřívání motoru a zahřívání horní trubky chladiče, stejně jako situace, kdy v systému vytápění interiéru není teplý vzduch.
• Neustále uzavřený ventil znamená, že chladicí kapalina protéká malým okruhem a způsobuje přehřívání motoru. Hlavní znaky: zvýšení indikátoru t na palubní desce nad povolené limity, bez ohledu na to, jak motor běží.
• Ventil se otevírá/zavírá brzy/pozdě nebo se zcela neotevře/nezavře – chladicí kapalina proudí nerovnoměrně podél obrysů. Hlavní příznaky jsou podobné jako v prvních dvou případech, ale jsou méně intenzivní. Riziko přehřátí motoru při pozdním otevření ventilu termostatu je však stále poměrně vysoké.

<b>Doporučení pro prodloužení životnosti</b>

• Výměna termostatu v průměru jednou za 1 roku nebo každých 3.5 100000 km;
• Povinné propláchnutí chladicího systému před aktuální výměnou chladicí kapaliny;
• Pravidelná a včasná výměna chladicí kapaliny;
• Použití vysoce kvalitní chladicí kapaliny;
• Ředění koncentrované chladicí kapaliny je přípustné pouze destilovanou vodou, a to výhradně v poměrech uvedených na obalu.