ترموستات وظیفه دارد دمای موتور را در محدوده مناسب نگه دارد و از افزایش یا کاهش بیش از حد دما جلوگیری کند. این قطعه به‌طور خودکار با باز و بسته کردن مسیر جریان مایع خنک‌کننده، دمای موتور را تنظیم می‌کند. عملکرد آن در دو حالت اصلی خلاصه می‌شود:
1. موتور سرد (شروع به کار):
در هنگام روشن کردن موتور، دمای موتور پایین است و نیاز است که موتور به‌سرعت به دمای کاری مناسب برسد. در این حالت، ترموستات بسته است و مانع ورود مایع خنک‌کننده به رادیاتور می‌شود. با بسته ماندن ترموستات، مایع خنک‌کننده در مدار داخلی موتور جریان می‌یابد و باعث گرم شدن سریع‌تر موتور می‌شود. این مرحله برای بهینه‌سازی مصرف سوخت و کارکرد بهینه موتور ضروری است.
2. موتور گرم (در حال کار):
هنگامی که دمای موتور به دمای مشخصی (برای مثال، در ترموستات‌های استاندارد ال 90، 89 درجه سانتی‌گراد) می‌رسد، ترموستات باز می‌شود. این کار باعث می‌شود مایع خنک‌کننده از موتور به رادیاتور جریان پیدا کند. در رادیاتور، مایع خنک می‌شود و دوباره به موتور برمی‌گردد تا دمای موتور را کاهش دهد و از داغ شدن بیش از حد جلوگیری کند.
3. عملکرد چرخه‌ای ترموستات:
ترموستات به‌طور پیوسته باز و بسته می‌شود تا دمای موتور در یک محدوده ثابت و مناسب باقی بماند. در صورت افزایش بیش از حد دمای موتور، ترموستات کاملاً باز می‌شود و جریان کامل مایع خنک‌کننده را به رادیاتور هدایت می‌کند. وقتی دمای موتور کاهش یافت و به محدوده موردنظر رسید، ترموستات مجدداً بسته می‌شود یا نیمه‌باز می‌ماند تا جریان مایع کنترل شود. این چرخه به‌طور مداوم در حین رانندگی ادامه دارد.
ظاهر آن به‌طور کلی شامل یک بدنه فلزی است که به شکل استوانه‌ای یا گرد طراحی شده و در داخل آن، یک مکانیزم فنری وجود دارد. این قطعه برای باز و بسته شدن خودکار و تنظیم دمای مایع خنک‌کننده عمل می‌کند.
اجزای اصلی ترموستات و شکل ظاهری آن:
-
بدنه فلزی (Housing): بدنه اصلی ترموستات معمولاً از آلیاژهای فلزی مقاوم در برابر حرارت و زنگ‌زدگی ساخته شده است تا در برابر شرایط سخت موتور مقاوم باشد. این بدنه شامل یک ورودی و یک خروجی است که مایع خنک‌کننده از آن عبور می‌کند. ورودی ترموستات از طرف موتور و خروجی آن به رادیاتور متصل می‌شود.
-
دریچه متحرک (Valve): این قطعه درون ترموستات قرار دارد و وظیفه اصلی آن باز و بسته کردن جریان مایع خنک‌کننده است. دریچه متحرک به کمک مکانیزم داخلی ترموستات کار می‌کند و با تغییر دمای مایع خنک‌کننده، موقعیت خود را تغییر می‌دهد. این دریچه معمولاً در حالت بسته است و وقتی دمای موتور بالا می‌رود، باز می‌شود.
-
فنر (Spring): یک فنر درون ترموستات وجود دارد که به بسته نگه‌داشتن دریچه کمک می‌کند. این فنر تا زمانی که دمای مایع خنک‌کننده به حد معینی نرسیده، دریچه را بسته نگه می‌دارد. وقتی دما افزایش پیدا کرد، فنر کشیده شده و اجازه باز شدن دریچه را می‌دهد.
-
واکس یا عنصر حرارتی (Thermal Element): یکی از اجزای کلیدی ترموستات، یک عنصر حرارتی یا واکس حرارتی است که به دمای مایع خنک‌کننده حساس است. این واکس درون محفظه‌ای کوچک قرار دارد و وقتی دمای مایع بالا می‌رود، ذوب می‌شود و باعث باز شدن دریچه می‌گردد. با کاهش دما، واکس دوباره سخت می‌شود و دریچه را می‌بندد.
-
واشرهای آب‌بندی (Seals/Gaskets): واشرهای آب‌بندی برای جلوگیری از نشت مایع خنک‌کننده از اطراف ترموستات به‌کار می‌روند. این واشرها معمولاً از مواد مقاوم در برابر حرارت و فشار ساخته شده‌اند.
علائم خرابی ترموستات در سیستم خنک‌کاری خودرو می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد موتور داشته باشد. این خرابی‌ها به چند صورت ظاهر می‌شوند و به طور مستقیم بر دمای موتور و راندمان کلی آن تأثیر می‌گذارند. در ادامه، به بررسی علائم جامع و فنی خرابی ترموستات و چگونگی تأثیر آن بر عملکرد خودرو می‌پردازیم:
1. افزایش غیرطبیعی دمای موتور (Overheating):
اگر ترموستات در وضعیت بسته گیر کند، جریان مایع خنک‌کننده به رادیاتور مسدود می‌شود. در این حالت، مایع خنک‌کننده نمی‌تواند به رادیاتور برسد تا دمای خود را کاهش دهد، و این موضوع باعث افزایش سریع دمای موتور می‌شود. نشانه‌های فنی افزایش دمای موتور شامل:
- بالا رفتن نشانگر دما
- سیستم هشدار دمای موتور ممکن است فعال شود.
- احتمالاً بخار کردن موتور به دلیل دمای بیش از حد مشاهده خواهد شد.
در این شرایط، عدم عملکرد صحیح ترموستات می‌تواند به جوش آمدن مایع خنک‌کننده و در نتیجه آسیب جدی به قطعات داخلی موتور مانند سرسیلندر، واشر سرسیلندر، و خود سیلندرها منجر شود.
2. دمای پایین موتور (Underheating):
در مقابل، اگر ترموستات در وضعیت باز گیر کند، مایع خنک‌کننده به طور مداوم از طریق رادیاتور جریان پیدا می‌کند و موتور به درستی گرم نمی‌شود. این باعث می‌شود که موتور به دمای عملیاتی مطلوب نرسد. علائم فنی این وضعیت عبارتند از:
- نشانگر دمای موتور ممکن است همیشه در محدوده پایین بماند.
- افزایش مصرف سوخت به دلیل کارکرد موتور در دمای پایین. موتور در این حالت به دلیل عدم گرم شدن کافی، به طور بهینه کار نمی‌کند و مصرف سوخت افزایش می‌یابد.
- کاهش عملکرد سیستم گرمایش داخلی خودرو، زیرا سیستم گرمایش از مایع خنک‌کننده برای تولید گرما استفاده می‌کند و وقتی موتور سرد است، گرمای کافی تولید نمی‌شود.
3. نوسانات دمای موتور (Fluctuating Engine Temperature):
ترموستات خراب ممکن است باعث نوسانات ناگهانی دمای موتور شود. در این حالت، دمای موتور به طور ناگهانی بالا و پایین می‌شود. این نوسانات می‌توانند ناشی از:
- باز و بسته شدن نامنظم ترموستات باشد که اجازه نمی‌دهد مایع خنک‌کننده به طور مداوم جریان یابد. در این شرایط، موتور ممکن است در یک لحظه سرد باشد و در لحظه دیگر بیش از حد داغ شود.
4. نشت مایع خنک‌کننده (Coolant Leaks):
در برخی موارد، ترموستات خراب یا واشرهای آب‌بندی آن ممکن است باعث نشت مایع خنک‌کننده شود. این نشت ممکن است از محل نصب ترموستات یا از اتصالات دیگر سیستم خنک‌کننده ایجاد شود. علائم نشت مایع خنک‌کننده عبارتند از:
- کاهش سطح مایع خنک‌کننده در مخزن یا رادیاتور.
- ایجاد لکه‌های مایع زیر خودرو، به‌خصوص در محل موتور.
- افزایش دمای موتور به دلیل کمبود مایع خنک‌کننده.
5. کاهش راندمان و قدرت موتور:
موتورهایی که دچار مشکل خنک‌کاری می‌شوند، راندمان خود را از دست می‌دهند. اگر ترموستات در وضعیت نامناسب کار کند و باعث دمای بیش از حد بالا یا پایین موتور شود، این موضوع به کاهش قدرت موتور و ایجاد شتاب ضعیف منجر می‌شود. وقتی موتور در دمای بهینه عمل نمی‌کند، احتراق سوخت به درستی انجام نمی‌شود و این می‌تواند به کاهش کلی عملکرد خودرو منجر شود.
6. خراب شدن واشر سرسیلندر (Blown Head Gasket):
در صورتی که موتور بیش از حد گرم شود و دما کنترل نشود، ممکن است فشار زیادی به واشر سرسیلندر وارد شود و این قطعه آسیب ببیند. این مشکل معمولاً ناشی از خرابی ترموستات بسته است که باعث ایجاد فشار اضافی و دمای زیاد در محفظه احتراق می‌شود.
7. روشن شدن چراغ هشدار موتور (Check Engine Light):
در برخی خودروهای مدرن، سیستم‌های کنترلی خودرو قادر به تشخیص دمای غیرعادی موتور هستند. اگر ترموستات نتواند دمای موتور را در محدوده بهینه نگه دارد، چراغ هشدار موتور ممکن است روشن شود. این هشدار نشان می‌دهد که مشکلی در سیستم خنک‌کاری یا اجزای دیگر موتور وجود دارد.
8. مشکل در عملکرد فن رادیاتور:
وقتی ترموستات به درستی عمل نمی‌کند، ممکن است فن رادیاتور به‌طور مداوم کار کند یا اصلاً فعال نشود. این موضوع نشان‌دهنده خرابی ترموستات است، زیرا فن باید بر اساس دمای موتور و نیاز به خنک‌کردن فعال شود. اگر فن به‌طور دائم کار کند یا اصلاً کار نکند، دمای موتور ممکن است در محدوده خطرناک قرار بگیرد.
