Turbūt daugelis yra girdėję žodį „termostatas“, tačiau tikrai ne visi iki galo suvokia jo svarbą automobilio variklyje. Pagrindinės termostato atliekamos funkcijos valdant vidaus degimo variklio šilumą yra šios: sumažina degalų sąnaudas, mažina išmetamųjų teršalų kiekį, patikimai apsaugo variklį nuo perkaitimo bei pailgina jo tarnavimo laiką.

Degimas, elektros energija ir šiluma

Vidaus degimo varikliai iš principo yra šiluminiai varikliai: degalai, kurie sudeginami variklyje, generuoja šilumą, kuri stūmoklių ir alkūninių velenų paverčiama į kinetinę energiją. Nuolat kuriamos ir tobulinamos naujos technologijos, siekiant pagerinti vidaus degimo variklių efektyvumą, tačiau vis dar galima konvertuoti tik dalį degalų į energiją. Likusi energija yra šilumos nuostolis, tačiau tas nuostolis gali būti naudojamas salonui šildyti šaltojo sezono metu. Šilumos perteklius gali būti išskaidytas – paprastai tai daroma naudojant įvairius aušinimo skysčius. Šie aušinimo skysčiai sugeba absorbuoti didelį šilumos energijos kiekį, jį greitai bei efektyviai transportuoti ir perduoti.

Šilumos valdymo reikalavimai

Vidaus degimo variklio temperatūra turi būti nuolat kontroliuojama, kad būtų užtikrintas optimalus jo veikimas. Šilumos valdymo užduotys (kai kurios net prieštarauja viena kitai):

Greitas šildymas: variklis turi būti sušildytas iki darbinės temperatūros kaip įmanoma greičiau.

Efektyvus virsmas: vidaus degimo variklis turi efektyviai konvertuoti degalus į kinetinę energiją, sunaudodamas minimalų šilumos kiekį.

Ideali temperatūra: darbo metu variklyje turi būti palaikoma pastovi darbinė temperatūra.

Patikimas šildymas: šaltojo sezono metu transporto priemonės salonas turi būti šildomas greitai ir patikimai.

Tinkamas aušinimas: vidaus degimo variklis turi būti efektyviai aušinamas, norint išlaikyti reikiamą darbinę temperatūrą.

Temperatūros reguliavimas: nuo žemos iki aukštos – ir atvirkščiai.

Esant šaltam varikliui, originalus MAHLE termostatas reguliuoja aušinimo sistemą taip, kad aušinimo skystis cirkuliuotų tik variklyje. Termostato vožtuvas būna uždarytas, todėl siurblio varomas aušinimo skystis negali tekėti į radiatorių, o yra priverstas grįžti atgal į variklio bloką. Šis skysčio cirkuliacijos ratas vadinamas mažuoju ratu. Jis užtikrina greitesnį šalto variklio įšilimą.

Esant šiltam varikliui, originalus MAHLE termostatas užtikrina aušinimo skysčio cirkuliaciją ne tik variklyje, bet ir per radiatorių. Termostato vožtuvas atsidaro, o aušinimo skystis pradeda tekėti per radiatorių, kuriame jis aušinamas oro srautu. Atvėsęs skystis grįžta į cilindrų bloką. Šis skysčio kelias vadinamas didžiuoju ratu. Kai reikalinga maksimali aušinimo galia (pvz., kylant į kalną ar vasaros metu), visas aušinimo skystis cirkuliuoja išskirtinai tik per radiatorių. Esant žemai temperatūrai, originalus MAHLE termostatas kontroliuoja aušinimo sistemą taip, kad ji greitai prisitaikytų prie norimos salono temperatūros.

Elektroniniai termostatai – orientacija į ateitį

Originalus MAHLE termostatas, turintis elektroninę valdymo sistemą, gali fiksuoti sistemos pokyčius. Jei vairuotojui reikalinga didesnė variklio jėga, pvz., lenkimo metu, kylant į kalną, jis stipriau spaudžia greičio pedalą. Net tada, kai variklis labiau šildomas suvartojant daugiau degalų, elektroninė termostato valdymo sistema atpažįsta vairuotojo ketinimus. Elektroninis valdymo blokas priima informaciją apie dabartinius vairuotojo sprendimus, variklio ir pakabos temperatūrą ir vairuotojo reikalaujamus pakeitimus. Transporto priemonės elektroninė sistema perduoda informaciją, kuri toliau pritaikoma būsimoms sąlygoms, termostatui. Sistema gali pasiruošti, pavyzdžiui, numatomoms papildomoms šilumos apkrovoms. Naudojant elektroninio valdymo termostatus, vidaus degimo variklyje gali būti palaikoma pastovi optimali darbinė temperatūra.

Šilumos praradimas

Šiluma generuojama vidaus degimo variklio degimo kameroje. Norint apsaugoti variklį, ypač cilindrų galvutes, šilumos perteklius perduodamas aušinti, kaip šilumos nuostoliai: karštas aušinimo skystis perduodamas per aušinimo pompą, o termostatas nusprendžia, kiek aušinimo skysčio perduoti radiatoriui. Radiatorius šią šilumą perduoda į aplinkos orą.

Grynas aušinimo sistemos oras

Aušinimo sistemos veikimas išbandytas esant mažam transporto priemonės greičiui ir aukštai aplinkos temperatūrai (tipiška situacija: vasara, greitkelis, eismo spūstis). Tuo metu variklis ir radiatorius reikalauja papildomo oro aušinimo. Tokiu atveju yra ventiliatorius, kuris įmontuotas tarp variklio ir radiatoriaus ir kuris generuoja trūkstamą oro srautą.

Rinkoje paklausą turi dviejų tipų ventiliatoriai: arba ventiliatorius veikia kartu su vidaus degimo varikliu, arba jo energijos šaltinis yra atskiras elektrinis variklis. Ventiliatorius būna įjungiamas per Visco sistemą ar elektromagnetinę sankabą (tai yra vadinamoji „priklausoma“ variklio pavara) arba jis paleidžiamas ir sustabdomas naudojant šilumos kontakto jungiklį (elektrinę pavarą).

Autobusuose reikalingi specialūs, galingi ventiliatoriai. Dėl konstrukcijos ypatumų jie paprastai būna įmontuoti galinėje autobuso dalyje, kur iš lauko patenkantis oro srautas nėra pakankamas netgi tuomet, kai autobusas važiuoja.

Lemiamas veiksnys – aušinimo skystis

Aušinimo skysčio mišinys sudarytas iš vandens ir antifrizo (neužšąlančio skysčio). Antifrizas turi įtakos aušinimo skysčio fizikinėms savybėms: didėjant jo tūriui, užšalimo temperatūra krenta, o virimo temperatūra kyla. Antifrizas ne tik aušina variklį, bet kartu dar tepa visas judančias aušinimo sistemos dalis (tokias kaip vandens siurblys ir termostatas), taip pat apsaugo vidaus degimo variklį nuo korozijos.