Silnik spalinowy może osiągać parametry pracy deklarowane przez producenta tylko wtedy, gdy pracuje w odpowiednich warunkach: w dopuszczalnym zakresie obrotów, na paliwie spełniającym wymagania normy oraz w dopuszczalnym zakresie temperatur.
Większość kierowców zdaje sobie sprawę, że silnik w ich samochodzie może się przegrzać. Takie obrazki widujemy co roku podczas wakacyjnych podróży: samochód na poboczu, podniesiona klapa silnika, kierowca dolewający płynu chłodniczego. Mniej widowiskowe są skutki pracy silnika w zbyt niskiej temperaturze, to znaczy w pierwszych minutach po rozruchu: większe spalanie, większa emisja zanieczyszczeń. Sposób na uniknięcie obu rodzajów problemów jest jeden: regulacja tempa odprowadzania ciepła z silnika.
W praktyce najczęściej stosuje się rozwiązanie polegające na podzieleniu układu chłodzenia na dwie części: pierwsza, znajdująca się bliżej silnika, po rozruchu jest oddzielona od dalszej, obejmującej chłodnicę. Dzięki temu, dopóki silnik nie rozgrzeje się do wymaganej temperatury, ciecz chłodząca odbiera i rozprasza niewiele ciepła. Dopiero w chwili, w której temperatura cieczy osiągnie odpowiednią wartość, zawór rozdzielający obie części układu chłodzenia otwiera się i włącza chłodnicę do obiegu. Jeśli temperatura cieczy spadnie, zawór zamyka się, zmniejszając wymianę ciepła z otoczeniem.
Za otwieranie i zamykanie przepływu cieczy chłodzącej odpowiada automatyczny zawór: termostat. Od dziesięcioleci nie zmieniła się zasada działania tego urządzenia. Udoskonalano szczegóły konstrukcyjne, zmieniano materiał, z którego wykonywane są poszczególne części, zwłaszcza uszczelnienia, ale podstawy konstrukcji okazały się tak skuteczne i niezawodne, że rewolucja nie była potrzebna. Trzeba było na nią poczekać do czasu wprowadzenia cyfrowego sterowania pracą silnika i innych podzespołów.
Zasada działania termostatów parafinowych
Tradycyjne termostaty wykorzystują zjawisko rozszerzalności cieplnej, towarzyszące zmianie stanu skupienia medium, najczęściej parafiny, wzbogaconej odpowiednio dobranymi dodatkami. Parafina w stałym stanie skupienia szczelnie wypełnia pojemnik, którego jedna ścianka może się poruszać względem pozostałych. Wzrost temperatury cieczy opływającej termostat powoduje zwiększanie objętości bloku parafinowego aż do osiągnięcia temperatury topnienia. Wtedy zmiana objętości przyspiesza, a parafina wywiera coraz większą siłę na ścianki. W końcu siła osiąga wartość, która wystarcza do zrównoważenia siły wywieranej na zawór przez sprężynę, która utrzymuje go w położeniu zamkniętym. Zawór otwiera się, a ciecz chłodząca zaczyna płynąć w kierunku chłodnicy.
To rozwiązanie ma wiele zalet, przede wszystkim prostotę i niezawodność. Ma też kilka istotnych ograniczeń, które zaczęły odgrywać rolę dopiero po wprowadzeniu do użytku silników ze skomplikowanymi mechanizmami sterowania, wymagającymi m.in. zmiany charakterystyki sterowania układem chłodzenia.
W tradycyjnym termostacie zawór otwiera się zawsze w tej samej temperaturze przewidzianej przez producenta. Charakterystyka otwarcia jest powtarzalna i nie można jej zmienić inaczej niż przez wymianę termostatu. W miarę upływu czasu termostat może zmienić swoje właściwości, np. na skutek starzenia elementów sprężystych, ale jest to objaw utraty sprawności. Jeśli tak się stanie, termostat należy wymienić.
Uszkodzenia
Prostota konstrukcji ogranicza liczbę możliwych usterek. Najczęściej spotykanymi są:
- zanieczyszczenie uniemożliwiające otwarcie albo zamknięcie zaworu – może do niego dojść w wyniku osadzania się na elementach zaworu związków chemicznych wytrąconych z cieczy chłodzącej,
- zniszczenie albo rozszczelnienie zawierającego parafinę elementu sterującego zaworem,
- utrata szczelności zaworu albo mocowania.
Termostat jest stosunkowo tanim i łatwo dostępnym elementem. Jeśli więc uległ uszkodzeniu, najlepiej wymienić go na nowy, o charakterystyce zalecanej przez producenta pojazdu, zwłaszcza jeśli nie był wcześniej wymieniany i zachodzi podejrzenie, że oprócz łatwej do usunięcia przyczyny awarii (np. zabrudzenia) wkrótce mogą dojść do głosu inne, spowodowane starzeniem i zużyciem. W ten sposób można zapobiec problemom w trasie, kiedy prosta czynność serwisowa może urosnąć do rozmiaru poważnego problemu logistycznego.
Fot. Getty Images
Napisz komentarz: