A motor egyik legkisebb, de egyik legfontosabb alkatrésze a termosztát, amely szabályozza a hűtőrendszer működését és biztosítja az optimális üzemhőmérsékletet. Cikkünkben részletesen bemutatjuk a termosztát felépítését, működési jellemzőit, és eloszlatjuk a vele kapcsolatos gyakori tévhiteket.
A belső égésű motorok az üzemanyagban kémiailag tárolt energiát mechanikai munkává alakítják. A folyamat első lépéseként az üzemanyagot elégetik. A kémiai energia az égés során — az égéstérben — hőenergiává alakul, amelynek egyik része mechanikai energiává változik, másik része a kipufogógázokkal, végül a harmadik része a hűtőfolyadék és a kenőolaj közvetítésével távozik.
Miért van szükség a motor hűtésére és szabályozására?
Hűtésre a motor szerkezeti részeinek túlmelegedés elleni védelme érdekében van szükség, ugyanakkor az optimális működés szempontjai (üzemi-anyag-fogyasztás, emisszió, élettartam stb.) miatt a motor hőmérséklete adott szint alá nem süllyedhet. Tehát a hűtőrendszernek szabályozási feladatot is el kell látnia. Ezt a szabályozási funkciót a hűtőrendszeren belül léghűtés esetén levegőterelő lemezekkel, folyadékhűtésnél pedig a hűtőfolyadék áramlását szabályozó szeleprendszerekkel és a hűtőventilátor szükség szerinti ki- és bekapcsolásával oldják meg. Ami pedig a szabályozás vezérlését illeti: a ventilátor ki- vagy bekapcsolása az úgynevezett hőkapcsolóval, a hűtőközeg szabályozása pedig kivétel nélkül termosztáttal történik. Léghűtéses motoroknál a termosztát a levegőterelő lemezt mozgatja.
Hogyan épül fel és működik a termosztát?
Mindezek után azt, hogy szerkezetileg hogyan néznek ki a termosztátok, az 1. és 2. ábra mutatja. Minden termosztát „lelke” az ábrákon P-vel jelölt patron, amelynek lényege a belső terét kitöltő (1. ábrán 1-gyel jelölve) speciális, keveréssel és adalékolással előállított hőtágulású anyag. A hőmérséklet növekedésével ez az anyag tágul, és a 3-mal jelölt rudacskát a patrontestből, mint egy dugattyút, kitolja.
A tömítést a 2. jelű gumituskó látja el. A rudacska a 6. rugó ellenében a 4. jelű szeleptányért az 5-tel jelölt szelepüléstől eltávolítja, ezzel a hűtőfolyadék áramlását szabaddá teszi. A hőmérséklet további növekedésével az 1. jelű anyag a rudacskát továbbtolja, az pedig a szelepet továbbnyitja, ezzel a hűtő felé mind több és több hűtőfolyadék átáramlását teszi lehetővé. Hűlésnél a folyamat természetesen fordítva játszódik le.
A kétutas termosztát (2. ábra) azonos módon működik, a különbség csupán annyi, hogy amíg a hőmérséklet növekedésével a hűtő felé áramló hűtőfolyadék mennyiségét szabályozó szelep nyit, addig az addig nyitva tartó, a kerülővezetéket szabályozó szelep (az ábrán 2-vel jelölve) zár. Mint ahogyan az az ábrán is látható, kétutas termosztátnál a folyadékáramlás útja zárt termosztátnál, tehát hideg motornál: motor—kerülő—vezeték—motor, teljesen nyitott termosztátnál pedig: motor—hűtő—motor. Így a termosztát nyitása előtt a hűtőfolyadék a hűtőn nem áramlik.
A termosztát működési jellemzői és a nyitási hőmérséklet
A termosztát működési jellemzői a 3. ábra diagramján láthatók. A hűtőfolyadék hőmérsékletének emelkedése során eléri a Tny (nyitó) hőmérsékletet, amikor a termosztát elkezd nyitni. Ez a hőmérséklet a termosztátok egyik legfontosabb műszaki jellemzője, amelyet a gyártók minden termosztáton fel is tüntetnek.
A nyitó hőmérséklet értéke motortípushoz kötött, a járműgyártók által előírt érték, amely általában 80—87 °C közé esik, azonban a mai modern járműmotoroknál nem ritka a 93 °C sem. A hőmérséklet további emelkedésével eléri a termosztát teljes nyitásához tartozó hőmérsékletet, amely a nyitóhőmérsékletnél általában 8—12 °C-kal magasabb. A teljes nyitás (h. max) mellett teszi szabaddá a termosztát akkora keresztmetszetét, amely a hűtőfolyadék maximális mennyiségének átáramlásához elegendő. A gyárak h. max. értékül személygépkocsi-termosztátoknál (ahol a szeleptányér átmérője 25-30 mm) 7-8 mm-t írnak elő. A hőmérséklet további emelkedésével látható, hogy a görbe letörik, tehát a termosztát tovább gyakorlatilag csak nagyon keveset nyit. Ezt a patron töltőanyagával állítják be. A letörésre a motor túlmelegedése esetén a termosztát védelme érdekében van szükség, mert különben a termosztát szétfeszítené önmagát.
A gyári előírások 80 °C nyitóhőmérsékletű termosztátnál 120 °C körüli „túlmelegedési” vizsgálati hőmérsékletet írnak elő. Az előzőekben említettek a hibátlan, a motorral összehangolt működéshez szükséges jellemzők közül csak a legfontosabbakat érintik, azokon túl számos nem kevésbé lényeges előírást (élettartam, tömítettség, korróziós jellemzők stb.) kell teljesíteniük, a felhasználó számára azonban elsődleges követelmény a nyitó hőmérséklet. Éppen ezért fontos tanács, hogy csak olyan nyitó hőmérsékletű termosztátot szereljünk a járműmotorba, amely a gyártómű előírásainak megfelel. A nyitó hőmérsékletet az előállító cég mellett a termosztáton eltávolíthatatlanul fel kell tüntetni.
Gyakori hibák és tévhitek a termosztáttal kapcsolatban
Másik fontos tanács: sokaknál bevett gyakorlat az, hogy a termosztátot nyáron a motorjukból eltávolítják, és csak télen szerelik vissza, talán azért, mert télen a kocsiszekrény fűtéséből érzik, hogy hideg a motor.
Hangsúlyozni kell, hogy termosztát nélkül a motor nyáron is túlhűtött, ezért ez a gyakorlat a motorélettartam csökkenését, az üzemanyag-fogyasztás és károsanyag-kibocsátás növekedését okozza, tehát feltétlenül kerülni kell!
DR. GÁRDOS JÁNOS
