منظم الحرارة هو صمام يتحكم في مسار تدفق سائل التبريد. وهو جهاز ضبط تلقائي لدرجة الحرارة، يحتوي عادةً على مُستشعر حرارة، يُشغّل ويوقف تدفق الهواء أو الغاز أو السائل عن طريق التمدد الحراري أو الانكماش البارد.
يضبط منظم الحرارة (الترموستات) كمية الماء الداخلة إلى المبرد تلقائيًا وفقًا لدرجة حرارة ماء التبريد، ويغير نطاق دوران الماء لضبط قدرة نظام التبريد على تبديد الحرارة، وضمان عمل المحرك ضمن نطاق درجة حرارة مناسب. يجب الحفاظ على منظم الحرارة في حالة فنية جيدة، وإلا سيؤثر ذلك سلبًا على التشغيل العادي للمحرك. في حال فتح الصمام الرئيسي لمنظم الحرارة متأخرًا، سيرتفع حرارة المحرك بشكل مفرط؛ وفي حال فتح الصمام الرئيسي مبكرًا، سيطول وقت إحماء المحرك وتنخفض درجة حرارته بشكل كبير.
باختصار، دور منظم الحرارة هو منع المحرك من البرودة الزائدة. على سبيل المثال، بعد تشغيل المحرك بشكل طبيعي، قد تنخفض درجة حرارته بشكل كبير في حال عدم وجود منظم حرارة أثناء القيادة في الشتاء. في هذه الحالة، يجب على المحرك إيقاف دوران الماء مؤقتًا لضمان عدم انخفاض درجة حرارته بشكل كبير.
كيف يعمل منظم حرارة الشمع
الترموستات الرئيسي المستخدم هو ترموستات من نوع الشمع. عندما تكون درجة حرارة التبريد أقل من القيمة المحددة، يكون البارافين المكرر في جسم استشعار درجة حرارة الترموستات صلبًا، ويتم إغلاق صمام الترموستات بين المحرك والمبرد تحت تأثير الزنبرك. يعود سائل التبريد إلى المحرك من خلال مضخة المياه لدورة صغيرة في المحرك. عندما تصل درجة حرارة سائل التبريد إلى القيمة المحددة، يبدأ البارافين في الذوبان ويصبح سائلًا تدريجيًا، ويزداد الحجم ويتم ضغط أنبوب المطاط ليتقلص. عندما ينكمش أنبوب المطاط، يتم تطبيق دفع تصاعدي على قضيب الدفع، ويكون لقضيب الدفع دفع عكسي لأسفل على الصمام لفتح الصمام. في هذا الوقت، يتدفق سائل التبريد عبر المبرد وصمام الترموستات، ثم يتدفق مرة أخرى إلى المحرك من خلال مضخة المياه لدورة كبيرة. يتم ترتيب معظم منظمات الحرارة في خط أنابيب مخرج المياه لرأس الأسطوانة. ميزة ذلك هي أن الهيكل بسيط، ومن السهل إزالة فقاعات الهواء في نظام التبريد؛ العيب هو أن منظم الحرارة غالبًا ما يتم فتحه وإغلاقه أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى التذبذب.
حكم الدولة
عندما يبدأ المحرك بالعمل باردًا، إذا كان هناك ماء تبريد يتدفق من أنبوب مدخل غرفة الماء العلوية لخزان المياه، فهذا يعني أنه لا يمكن إغلاق الصمام الرئيسي للترموستات؛ عندما تتجاوز درجة حرارة ماء تبريد المحرك 70 درجة مئوية، يدخل الماء العلوي لخزان المياه. إذا لم يكن هناك ماء تبريد يتدفق من أنبوب المياه، فهذا يعني أنه لا يمكن فتح الصمام الرئيسي للترموستات بشكل طبيعي، ويلزم إجراء إصلاحات في هذا الوقت. يمكن إجراء فحص منظم الحرارة على السيارة على النحو التالي:
الفحص بعد بدء تشغيل المحرك: افتح غطاء مدخل مياه الرادياتير. إذا كان مستوى التبريد في الرادياتير ثابتًا، فهذا يعني أن منظم الحرارة يعمل بشكل طبيعي؛ وإلا، فهذا يعني أن منظم الحرارة لا يعمل بشكل صحيح. وذلك لأنه عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من 70 درجة مئوية، تكون أسطوانة التمدد في منظم الحرارة في حالة منقبضة والصمام الرئيسي مغلق؛ عندما تكون درجة حرارة الماء أعلى من 80 درجة مئوية، تتمدد أسطوانة التمدد، ويفتح الصمام الرئيسي تدريجيًا، ويبدأ الماء المتداول في الرادياتير بالتدفق. عندما يشير مقياس درجة حرارة الماء إلى أقل من 70 درجة مئوية، إذا كان هناك ماء يتدفق في أنبوب مدخل الرادياتير ودرجة حرارة الماء دافئة، فهذا يعني أن الصمام الرئيسي للترموستات غير مغلق بإحكام، مما يتسبب في دوران ماء التبريد قبل الأوان.
تحقق بعد ارتفاع درجة حرارة الماء: في بداية تشغيل المحرك، ترتفع درجة حرارة الماء بسرعة؛ عندما يشير مؤشر درجة حرارة الماء إلى 80 درجة مئوية، يتباطأ معدل التسخين، مما يشير إلى أن منظم الحرارة يعمل بشكل طبيعي. على العكس، إذا ارتفعت درجة حرارة الماء بسرعة، وعندما يصل الضغط الداخلي إلى مستوى معين، يفيض الماء المغلي فجأة، مما يعني أن الصمام الرئيسي عالق ومنفتح فجأة.
عندما يشير مؤشر درجة حرارة الماء إلى 70-80 درجة مئوية، افتح غطاء المبرد ومفتاح تصريف المبرد، وتحقق من درجة حرارة الماء يدويًا. إذا كان كلاهما ساخنًا، فهذا يعني أن منظم الحرارة يعمل بشكل طبيعي؛ إذا كانت درجة حرارة الماء عند مدخل ماء المبرد منخفضة، والمبرد ممتلئ. إذا لم يكن هناك تدفق للماء أو كان تدفق الماء قليلاً عند أنبوب مدخل الماء في الغرفة، فهذا يعني أن الصمام الرئيسي لمنظم الحرارة لا يمكن فتحه.
يجب إزالة منظم الحرارة العالق أو غير المغلق بإحكام للتنظيف أو الإصلاح، ويجب عدم استخدامه على الفور.
التفتيش المنتظم
حالة مفتاح الترموستات
حالة مفتاح الترموستات
وفقًا للمعلومات، فإن العمر الآمن لمنظم حرارة الشمع هو عمومًا 50000 كم، لذلك يلزم استبداله بانتظام وفقًا لعمره الآمن.
موقع منظم الحرارة
طريقة فحص منظم الحرارة هي التحقق من درجة حرارة الفتح، ودرجة حرارة الفتح الكامل، ورفع الصمام الرئيسي لمنظم الحرارة في جهاز التدفئة ذي درجة الحرارة الثابتة القابلة للتعديل. في حال عدم استيفاء أيٍّ منها للقيمة المحددة، يجب استبدال منظم الحرارة. على سبيل المثال، بالنسبة لمنظم حرارة محرك سانتانا JV، تبلغ درجة حرارة فتح الصمام الرئيسي 87 درجة مئوية (زائد أو ناقص درجتين مئويتين)، ودرجة حرارة الفتح الكامل 102 درجة مئوية (زائد أو ناقص 3 درجات مئوية)، وارتفاع الفتح الكامل أكبر من 7 مم.
ترتيب الترموستات
عادةً، يتدفق سائل التبريد في نظام التبريد المائي من هيكل السيارة ويتدفق من رأس الأسطوانة. توجد معظم منظمات الحرارة في مخرج رأس الأسطوانة. ميزته هي بساطة هيكله وسهولة إزالة فقاعات الهواء من نظام التبريد المائي؛ أما عيبه فهو حدوث تذبذب أثناء عمل منظم الحرارة.
على سبيل المثال، عند بدء تشغيل محرك بارد في الشتاء، يُغلق صمام منظم الحرارة (الثرموستات) بسبب انخفاض درجة حرارة سائل التبريد. عندما يكون سائل التبريد في دورة قصيرة، ترتفع درجة حرارته بسرعة ويُفتح صمام منظم الحرارة. في الوقت نفسه، يتدفق سائل التبريد منخفض الحرارة من المبرد إلى هيكل السيارة، فيبرد سائل التبريد مرة أخرى، ويُغلق صمام منظم الحرارة. عندما ترتفع درجة حرارة سائل التبريد مرة أخرى، يُفتح صمام منظم الحرارة مرة أخرى. حتى تستقر درجة حرارة سائل التبريد بالكامل، سيصبح صمام منظم الحرارة مستقرًا ولن يُفتح ويُغلق بشكل متكرر. تُسمى ظاهرة فتح وإغلاق صمام منظم الحرارة بشكل متكرر في فترة زمنية قصيرة بتذبذب منظم الحرارة. عندما تحدث هذه الظاهرة، فإنها ستزيد من استهلاك وقود السيارة.
يمكن أيضًا تركيب منظم الحرارة في أنبوب مخرج الماء للمبرد. هذا الترتيب يُقلل أو يُزيل ظاهرة تذبذب منظم الحرارة، ويُمكّن من التحكم بدقة في درجة حرارة سائل التبريد. إلا أن تركيبه معقد وتكلفته مرتفعة، ويُستخدم غالبًا في السيارات عالية الأداء والسيارات التي تسير بسرعات عالية في الشتاء. [2]
تحسينات على ترموستات الشمع
تحسينات في مكونات محرك التحكم في درجة الحرارة
طورت جامعة شنغهاي للهندسة والتكنولوجيا نوعًا جديدًا من منظمات الحرارة، يتكون هيكلها الرئيسي من منظم حرارة البارافين، وعنصر تحكم في درجة الحرارة من سبيكة ذاكرة نحاسية على شكل زنبرك حلزوني أسطواني. يُحرك منظم الحرارة الزنبرك عند انخفاض درجة حرارة أسطوانة بدء تشغيل السيارة، ويُغلق زنبرك سبيكة الضغط الصمام الرئيسي ويُفتح الصمام المساعد لفترة قصيرة. عندما ترتفع درجة حرارة سائل التبريد إلى قيمة معينة، يتمدد زنبرك سبيكة الذاكرة ويضغط على الزنبرك. يُفتح الصمام الرئيسي لمنظم الحرارة، ومع ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد، يزداد فتح الصمام الرئيسي تدريجيًا، ويُغلق الصمام المساعد تدريجيًا لفترة طويلة.
كوحدة تحكم في درجة الحرارة، تُمكّن سبيكة الذاكرة من تغيير حركة فتح الصمام بسلاسة نسبية مع درجة الحرارة، مما يُقلل من تأثير الإجهاد الحراري الناتج عن مياه التبريد منخفضة الحرارة في خزان المياه على كتلة الأسطوانة عند بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي، ويُحسّن في الوقت نفسه عمر خدمة منظم الحرارة. مع ذلك، يعتمد منظم الحرارة على منظم حرارة الشمع، والتصميم الهيكلي لعنصر محرك التحكم في درجة الحرارة محدود إلى حد ما.
تحسينات الصمامات
يؤثر منظم الحرارة (الترموستات) سلبًا على سائل التبريد. يؤدي فقدان سائل التبريد المتدفق عبره إلى انخفاض طاقة محرك الاحتراق الداخلي، وهو أمر لا يمكن تجاهله. صُمم الصمام على شكل أسطوانة رفيعة ذات ثقوب في جداره الجانبي، وتتشكل قناة تدفق السائل من الثقب الجانبي والثقب الأوسط. ويُستخدم النحاس أو الألومنيوم كمادة للصمام لجعل سطحه أملسًا، مما يقلل المقاومة ويحسن كفاءة الجهاز.
تحسين دائرة تدفق وسط التبريد
الحالة الحرارية المثالية لمحرك الاحتراق الداخلي هي أن تكون درجة حرارة رأس الأسطوانة منخفضة نسبيًا ودرجة حرارة كتلة الأسطوانة مرتفعة نسبيًا. لهذا السبب، ظهر نظام التبريد المنقسم iai، ويلعب هيكل وموضع تركيب منظم الحرارة دورًا مهمًا فيه. يتم تركيب منظمي الحرارة على نفس الحامل، ومستشعر درجة الحرارة مثبت عند منظم الحرارة الثاني، ويُستخدم ثلث تدفق سائل التبريد لتبريد كتلة الأسطوانة، وثلثاه لتبريد رأس الأسطوانة.
