Ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης
θερμικά συστήματα

Ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης

Οι απαιτήσεις για κινητήρες με υψηλότερη ιπποδύναμη, ροπή και, ταυτόχρονα, χαμηλότερες εκπομπές ρύπων προϋποθέτουν βελτιστοποίηση όλων των εξαρτημάτων και ο θερμοστάτης δεν αποτελεί εξαίρεση. Μετά από πολλές δεκαετίες έγινε ηλεκτρονικά ελεγχόμενος.

Από τη διαδικασία της καύσης στον κινητήρα δημιουργούνται υψηλές θερμοκρασίες, που, εάν δεν τις αντιμετωπίσουμε, θα δημιουργήσουν προβλήματα στα εξαρτήματά του. Το κύκλωμα ψύξης είναι ένα από τα βασικά συστήματα του κινητήρα, που φροντίζει να τον κρατά σε «θερμοκρασία λειτουργίας». Υπάρχουν υδρόψυκτα και αερόψυκτα συστήματα. Τα πρώτα συστήματα ψύξης με νερό χρησιμοποιούσαν τη μέθοδο του θερμοσίφωνα.

Στον κινητήρα υπάρχουν αγωγοί ψύξης που συνδέονται με το ψυγείο με εύκαμπτους σωλήνες, έναν στο επάνω μέρος του κινητήρα και έναν στο κάτω. Στο κύκλωμα υπάρχει νερό, το οποίο έρχεται σε επαφή με τα θερμά εξαρτήματα, θερμαίνεται και, αφού είναι ελαφρύ, ανεβαίνει στο πάνω μέρος και με έναν σωλήνα συλλογής περνά στο ψυγείο.

Στη συνέχεια, το νερό ψύχεται από τον αέρα, καθώς περνά μέσα από το ψυγείο. Αυτό κάνει το νερό να κρυώσει, να πέσει κάτω και να ρέει πίσω στον κινητήρα. Η ροή σε αυτό το κύκλωμα συνεχίζεται, όσο ο κινητήρας λειτουργεί.

Ο ρυθμός κυκλοφορίας του νερού, στη συνέχεια, αυξήθηκε μέσω μίας αντλίας. Αργότερα, προστέθηκε και ένας θερμοστάτης, για να ελέγχει καλύτερα τη θερμοκρασία του μοτέρ, μαζί με ένα βεντιλατέρ που φρόντιζε για την εξαναγκασμένη ροή του αέρα.

Με τον θερμοστάτη, όσο ο κινητήρας δεν έχει φτάσει στην επιθυμητή θερμοκρασία λειτουργίας, το νερό δεν ρέει μέσω του ψυγείου, αλλά ρέει πίσω στον κινητήρα, μέσω του μικρού κυκλώματος.

Η σωστή θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα είναι, σήμερα, σημαντική όχι μόνο για την απόδοση και την κατανάλωση, αλλά και για τις χαμηλές εκπομπές ρύπων.

Η νέα τεχνολογία

Προκειμένου να αυξηθεί με ασφάλεια η θερμοκρασία λειτουργίας των επιβατικών αυτοκινήτων σε ένα σταθερά υψηλότερο επίπεδο και, έτσι, να βελτιστοποιηθεί η καύση, αναπτύχθηκε μία νέα τεχνολογία: ο ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης.

Με τη βοήθεια ενός θερμαντικού στοιχείου, ενσωματωμένου στο στοιχείο του κεριού, ο ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης έχει τη δυνατότητα να επηρεάσει τη θερμοκρασία, επιτρέποντας στον κινητήρα να λειτουργεί σε διάφορα φορτία και συνθήκες λειτουργίας, εντός του αντίστοιχου βέλτιστου εύρους. Αυτό οδηγεί σε πολλά θετικά αποτελέσματα:

  1. Βέλτιστη καύση, λόγω αυξημένων θερμοκρασιών των χιτωνίων και λοιπών εξαρτημάτων.
  2. Μειωμένη κατανάλωση καυσίμου, λόγω μειωμένου ιξώδους του λαδιού κινητήρα και, κατά συνέπεια, μειωμένη απώλεια λόγω τριβής.
  3.  Μειωμένες εκπομπές ρύπων, λόγω βελτιωμένης καύσης.
  4. Βελτιωμένη ισχύς εξόδου σε πλήρες φορτίο, λόγω μειωμένης θερμοκρασίας ψυκτικού.
  5. Περισσότερη άνεση, λόγω υψηλότερων θερμοκρασιών ψυκτικού και, ως εκ τούτου, βελτιωμένη απόδοση θέρμανσηςτου εσωτερικού χώρου.

Στην τυπική λειτουργία, ένας ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, όπως ένας συμβατικός, αλλά σε υψηλότερη θερμοκρασία κινητήρα. Το ψυκτικό ρέει γύρω από το στοιχείο θερμικής διαστολής. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το υλικό διαστολής, το κερί, αυξάνεται σε μέγεθος και, έτσι, κινεί ένα έμβολο, το οποίο, με τη σειρά του, απελευθερώνει τη ροή του ψυκτικού. Εάν η θερμοκρασία πέσει, ένα ελατήριο επαναφέρει το έμβολο πίσω στην αρχική του θέση, οπότε μειώνει τη ροή του ψυκτικού ή κλείνει, εντελώς, το κύκλωμα ψυκτικού.

Για να αποφευχθεί η ζημιά που προκαλείται από την υπερθέρμανση, το σύστημα δημιουργεί τεχνητά μία υψηλότερη θερμοκρασία ψυκτικού υγρού, σε περίπτωση που αυξάνεται η απαίτηση φορτίου, όταν ο οδηγός πατά πολύ το γκάζι, παρόλο που η θερμοκρασία δεν έχει ανέβει ακόμη. Αυτή η σκόπιμα λανθασμένη πληροφορία μετακινεί το έμβολο της βαλβίδας του θερμοστάτη, για να αυξήσει τη ροή του ψυκτικού υγρού, δημιουργώντας προϋποθέσεις για γρήγορη αντίδραση και διατήρηση της βέλτιστης θερμοκρασίας, παρά το πλήρες φορτίο.

Ο χάρτης λειτουργίας

Το στοιχείο με κερί του ηλεκτρονικά ελεγχόμενου θερμοστάτη περιέχει μία αντίσταση θέρμανσης. Η μονάδα ελέγχου του κινητήρα τροφοδοτεί την αντίσταση θέρμανσης με ρεύμα. Αυτό αναγκάζει το στοιχείο κεριού να διαστέλλεται και να κλείνει την είσοδο της κυλινδροκεφαλής, έναντι της πίεσης του ελατηρίου επαναφοράς.

Τα σήματα εισόδου που χρησιμοποιεί η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για τους υπολογισμούς της είναι τα ακόλουθα:

  1. Ταχύτητα μηχανής (στροφές)
  2. Φορτίο
  3. Ταχύτητα αυτοκινήτου
  4. Θερμοκρασία αέρα εισαγωγής
  5. Θερμοκρασία ψυκτικού.

Με βάση αυτά τα σήματα, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του κινητήρα υπολογίζει τη βέλτιστη θερμοκρασία ψυκτικού για κάθε σημείο λειτουργίας.

Σε πλήρες φορτίο, οι χαμηλές θερμοκρασίες ψυκτικού βελτιώνουν την πλήρωση του κυλίνδρου. Επιπλέον, ο κίνδυνος χτυπήματος μειώνεται, καθώς η θερμοκρασία του κινητήρα είναι χαμηλότερη. Αυτό μπορεί να επηρεάσει θετικά την ισχύ εξόδου και τη ροπή.

Για τη βέλτιστη ρύθμιση της θερμοκρασίας του ψυκτικού σε αντίστοιχη κατάσταση λειτουργίας, υπάρχουν διάφορες προκαθορισμένες καταστάσεις «if-then» διαθέσιμες στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του κινητήρα και η ιδανική θερμοκρασία ψυκτικού προκύπτει από το φορτίο και την ταχύτητα του οχήματος.

Ο ηλεκτρονικά ελεγχόμενος θερμοστάτης συνδέεται με φίσα δύο ακροδεκτών και τροφοδοτείται με τάση μπαταρίας 12 V. Η ενεργοποίηση πραγματοποιείται από τη μονάδα ελέγχου του κινητήρα στην πλευρά της γείωσης, με σήμα PWM.

Σε έναν τυπικό θερμοστάτη, η τάση ενεργοποίησης κυμαίνεται μεταξύ 9 και 16 volts με το ρεύμα ενεργοποίησης να φτάνει τα 20 mA.

ΤΟΥ ΝΙΚΟΥ ΒΑΣΙΛΑΚH   

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
Εγγραφείτε στο newsletter

Για να λαμβάνετε τα τελευταία νέα, ενημερώσεις και ειδικές προσφορές απευθείας στο email σας.