نصب ترموستات غیراستاندارد بر روی موتور خودرو چه پیامدهایی دارد؟

نویسنده: علیرضا کرامتیان، مدیر مرکز فنی(آموزش و پشتیبانی فنی، گارانتی) و شبکه نمایندگی های خدمات پس از فروش شرکت رنو ایران

موتور خودرو در اثر احتراق مخلوط هوا و سوخت و همچنین اصطکاک قطعات متحرک آن، تولید گرما می‌کند. گرمای تولید شده در حدی است که اگر کنترل نشود و از میزان آن کاسته نشود، به قطعات موتور آسیب‌های جدی و فراوانی خواهد رساند.

سیستم خنک‌کننده برای برطرف‌کردن این گرمای به وجود آمده، اطمینان از عملکرد صحیح موتور و همچنین جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و صدمه دیدن موتور، طراحی شده است.

بعضی از قطعات سیستم خنک کننده موتور در تصویر زیر نمایش داده شده‌اند:

1-    پمپ آب (Water Pump)
2-    رادیاتور
3-    ترموستات
4-    منبع انبساط
5-    رادیاتور بخاری داخل کابین سرنشینان

عملکرد مدار سیستم خنک کننده:

زمانی که موتور سرد است، ترموستات بسته است و با توجه به اینکه مایع خنک کننده همواره در حال به گردش درآوردن مایع خنک کننده می باشد لذا مایع خنک کننده تنها می‌تواند درون موتور(اطراف بلوک سیلندر و سرسیلندر) و رادیاتور بخاریِ محفظه سرنشین گردش نماید.

زمانی که موتور گرم می‌شود، ترموستات به‌آرامی شروع به بازشدن می‌کند، این کار موجب می‌شود تا مایع سیستم خنک‌کننده به رادیاتور جریان پیدا کند و دمای موتور کاهش یابد.

واترپمپ:

واترپمپ معمولاً توسط تسمه تایم و در بعضی خودروهای دیگر، توسط تسمه دینام به حرکت درمی‌آید و وظیفه دارد مایع سیستم خنک‌کننده را به گردش در آورد. واترپمپ از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

1- پره آب پخش کن

2-پوسته اصلی

رادیاتور:

رادیاتور، یک مبدل حرارتی است که اجازه می‌دهد با عبور جریان هوا از بین پره‌های آن، دمای مایع سیستم خنک‌کننده، کاهش یابد. جریان هوا توسط روش‌های زیر تأمین می‌شود:

1-    حرکت خودرو به سمت جلو
2-    توسط یک یا دو فن برقی خنک‌کننده موتور

منبع انبساط

منبع انبساط، فعالیت‌ها و وظایف زیر را به عهده دارد:

• ذخیره مایع سیستم خنک‌کننده
• هواگیری سیستم خنک‌کننده
• پرنمودن مدار سیستم خنک‌کننده
• تحت‌فشار قراردادن مدار سیستم خنک‌کننده اجازه انبساط به مایع را می‌دهد. (انبساط ناشی از گرم شدن را جبران می‌کند)
• محدود نمودن فشار سیستم خنک‌کننده

ترموستات:

این قطعه به دما حساس است و جریان عبور مایع سیستم خنک‌کننده را به رادیاتور مطابق با دمای موتور، کنترل می‌کند. وقتی موتور سرد است، ترموستات بسته است؛ لذا مایع سیستم خنک‌کننده نمی‌تواند به سمت رادیاتور جریان یابد. با این عمل، موتور می‌تواند سریعاً به دمای نرمال کارکرد، برسد.

وقتی که موتور به دمای نرمال کارکرد خود رسید، ترموستات به آرامی و بصورت پله به پله باز می‌شود. سپس مایع خنک‌کننده به سمت رادیاتور جریان می‌یابد.

این قطعه بسیار دقیق، حساس و تولید آن بسیار دشوار است. در یک سیلندر ماده‌ای وجود دارد که در مقابل حرارت عکس‌العمل نشان داده و منبسط می‌شود و پیستون کوچکی را که در مقابل خود وجود دارد را به سمت بالا هدایت می‌کند. این پیستون توسط یک میله به دریچه‌ای متصل است لذا آن را به حرکت درمی‌آورد و موجب می‌شود تا مسیر عبور مایع خنک کننده به سمت رادیاتور باز شود. وقتی مایع خنک کننده موتور سرد می‌شود، دریچه به‌آرامی و بصورت پله به پله بسته می‌شود.

نکته مهمی که باید مورد توجه قرار گیرد این است که وضعیت دریچه ترموستات بدین صورت نمی‌باشد که یا کاملاً باز باشد و یا کاملاً بسته باشد بلکه نحوه عملکرد این دریچه بدین شکل است که به‌ آرامی شروع به باز شدن می‌کند و بسته به اینکه دمای مایع خنک کننده موتور تا چه میزان‌ گرم شود، دریچه باز می‌شود و نحوه بسته شدن آن نیز بدین صورت است که دریچه به طور ناگهانی بسته نمی‌شود بلکه بسته شدن آن نیز به‌ آرامی انجام می‌گیرد و بسته به اینکه مایع خنک کننده موتور تا چه میزان خنک شده است، دریچه ترموستات نیز متناسب با آن بسته می‌شود.

وقتی موتور کاملاً سرد است و چندین ساعت از خاموش‌شدن آن می‌گذرد، دریچه ترموستات کاملاً بسته است، وقتی راننده موتور را روشن می‌کند، دمای مایع خنک کننده موتور که در اطراف بلوک موتور و سرسیلندر در حال گردش است، افزایش پیدا می‌کند، وقتی دما به میزان تعیین شده‌ای رسید، دریچه به‌ آرامی شروع به باز شدن می‌کند. در این وضعیت دریچه به‌ اندازه‌ای باز می‌شود که حجم مایع کمی می‌تواند از آن عبور نموده و وارد رادیاتور شود. اگر این میزان عبور مایع، از دریچه ترموستات و حرکت آن به سمت رادیاتور و همچنین شرایط آب‌ و هوا و جاده و نیز میزان فشاردادن پدال گاز توسط راننده در حدی باشد که مایع خنک کننده خنک نشود، دریچه به‌ میزان بیشتری باز می‌شود تا حجم بیشتری از مایع خنک کننده، به رادیاتور راه یابد.

تصور کنید که خودرو در مسیر سربالائی در حال حرکت است، تعداد سرنشینان خودرو زیاد می باشند و راننده به پدال گاز فشار زیادی می‌آورد، در این وضعیت ممکن است دریچه ترموستات تا انتها باز شود و فن‌های رادیاتور نیز با دور تند شروع به چرخش نمایند. پس از مدتی، شرایط تغییر می‌کند و خودرو وارد جاده‌ای می‌شود که سرپائینی است و راننده نیز بر خلاف چند دقیقه قبل، تمایلی به فشار دادن پدال گاز ندارد، در این وضعیت مایع خنک کننده موتور، توسط رادیاتور بیشتر خنک شده لذا دریچه ترموستات شروع به بسته شدن می‌نماید، این حالت تا جایی ادامه پیدا می‌کند که دمای موتور به یک وضعیت متعادل و پایدار برسد.

وظیفه دیگر ترموستات این است که از سرعت زیاد چرخش آب، جلوگیری می‌کند، به عبارت دیگر دریچه ترموستات همیشه سدی در مقابل عبور مایع خنک کننده است. واترپمپ انرژی مورد نیاز خود را از موتور دریافت می‌کند. در دورهای پائین، سرعت میل‌لنگ کم بوده و سرعت چرخش واترپمپ نیز اندک است. در این وضعیت، تماس مایع خنک کننده با قطعات بلوک موتور و سرسیلندر زیاد است و گرما فرصت کافی را دارد تا از قطعات موتور که با آن در تماس هستند، به مایع خنک کننده منتقل شود. همچنین سرعت چرخش مایع خنک کننده در رادیاتور نیز کم است لذا گرمای موجود در مایع خنک کننده که با لوله‌های داخل رادیاتور در ارتباط هستند، فرصت کافی را دارد تا با بدنه داخلی رادیاتور تبادل حرارت انجام داده و نهایتاً دمای مایع خنک کننده کاهش یابد.

زمانی که دور موتور بالا است، سرعت چرخش مایع خنک کننده نیز زیاد است، در این وضعیت مایع خنک کننده فرصت مناسب، برای جذب گرمای بلوک سیلندر را ندارد، همچنین مایعی که در رادیاتور در حال گردش است نیز فرصت مناسب را پیدا نمی‌کند که بتواند انرژی گرمائی نهفته در خود را به رادیاتور منتقل کند. دریچه ترموستات با کند کردن و نیز تأخیری که در گردش مایع خنک کننده ایجاد می‌نماید، موجب فراهم‌شدن شرایط برای تبادل حرارت بین قطعات موتور و مایع خنک کننده و همچنین انتقال حرارتِ مابین مایع خنک کننده و رادیاتور می‌شود.

پیامدهای نصب ترموستات غیراستاندارد

بعضی از افراد تصور می‌کنند که بالابودن دمای موتور ممکن است موجب آسیب دیدن قطعات آن شود لذا اقدام به جایگزینی ترموستاتی می‌کنند که در دمای پائین‌تری (نسبت به ترموستات استاندارد موتور) باز شود. اما این کار نه‌ تنها سودمند نمی‌باشد بلکه پیامدهایی را به دنبال خواهد داشت.

برای اینکه احتراق در موتور بیشترین کارایی را داشته باشد و میزان مصرف سوخت و انتشار گازهای آلاینده کمترین مقدار باشد، می‌بایست علاوه بر اینکه سوخت، کیفیت مناسبی داشته باشد، محیطی که قرار است احتراق در آن انجام گیرد، دارای وضعیت مناسب باشد، این بدین معنی است که اتاقک احتراق لازم است به میزان مناسب گرم باشد و شرایط برای احتراق مهیا باشد. چنانچه ترموستاتی بر روی موتور نصب گردد که در دمای پائین‌تر باز شود، احتراق ناقص در سیلندر ایجاد خواهد شد و قطعات داخل اتاقک احتراق دچار کربن گرفتگی می‌شوند، مصرف سوخت افزایش خواهد یافت و انتشار گازهای آلاینده بیشتر خواهد شد.

حذف ترموستات حتی در فصل تابستان و در نقاطی که دارای بالاترین دما هستند نیز نه‌ تنها سودمند نیست، پیامدهایی نیز به دنبال خواهد داشت. همان‌طور که عنوان شد، اگر سرعت جریان مایع خنک کننده موتور، بیشتر از حد استاندارد باشد، موجب خواهد شد که در دورهای بالای موتور، امکان تبادل حرارتی به میزان چشمگیری کاهش یابد و کارایی سیستم خنک‌کاری به‌شدت کم شود.

نتیجه‌گیری:

هرگونه تغییر و جایگزینی قطعات غیراستاندارد در سیستم خنک‌کاری موتور، موجب کاهش کارایی آن شده و آسیب‌های زیادی به موتور وارد خواهد نمود لذا توصیه می‌شود که چنانچه فکر می‌کنید سیستم خنک‌کاری موتور خودرو شما به‌ درستی کار نمی‌کند، به یک نمایندگی مجاز مراجعه نمایید تا کارشناس آموزش دیده سیستم خنک کننده خودرو شما را بررسی نماید و چنانچه نقصی در آن وجود دارد، تعمیرات لازم را انجام دهد.

What are the consequences of installing a non-standard thermostat on a vehicle engine?

Writer: Alireza Keramatian/ Renault IRAN Technical Hub and Network Manager