Un thermostat est une vanne qui contrôle le flux du liquide de refroidissement. Il s'agit d'un dispositif de réglage automatique de la température, généralement équipé d'un capteur de température, qui active et désactive le flux d'air, de gaz ou de liquide par dilatation thermique ou contraction à froid.
Le thermostat ajuste automatiquement la quantité d'eau entrant dans le radiateur en fonction de la température de l'eau de refroidissement et modifie la plage de circulation de l'eau afin d'ajuster la capacité de dissipation thermique du système de refroidissement et de garantir que le moteur fonctionne dans une plage de température appropriée. Le thermostat doit être maintenu en bon état technique, faute de quoi il perturbera gravement le fonctionnement normal du moteur. Une ouverture tardive de la vanne principale du thermostat entraînera une surchauffe du moteur ; une ouverture prématurée prolongera le temps de préchauffage du moteur et entraînera une température moteur trop basse.
Globalement, le rôle du thermostat est d'empêcher le moteur de trop refroidir. Par exemple, après un fonctionnement normal, la température du moteur peut être trop basse en hiver, sans thermostat. Dans ce cas, le moteur doit temporairement arrêter la circulation d'eau pour éviter que la température ne baisse trop.
Comment fonctionne le thermostat à cire
Le thermostat principal utilisé est un thermostat à cire. Lorsque la température de refroidissement est inférieure à la valeur spécifiée, la paraffine raffinée contenue dans le capteur de température du thermostat se solidifie et la vanne thermostatique se ferme entre le moteur et le radiateur sous l'action du ressort. Le liquide de refroidissement est renvoyé au moteur par la pompe à eau pour une légère circulation. Lorsque la température du liquide atteint la valeur spécifiée, la paraffine commence à fondre et se liquéfie progressivement. Son volume augmente et le tube en caoutchouc se comprime pour se rétracter. Lorsque le tube en caoutchouc se rétracte, une poussée vers le haut est exercée sur la tige de poussée, qui exerce une poussée inverse vers le bas sur la vanne pour l'ouvrir. Le liquide de refroidissement traverse alors le radiateur et la vanne thermostatique, puis retourne au moteur par la pompe à eau pour un cycle long. La plupart des thermostats sont installés sur la conduite de sortie d'eau de la culasse. L'avantage de cette conception est sa simplicité, facilitant l'élimination des bulles d'air du système de refroidissement. L'inconvénient est que le thermostat s'ouvre et se ferme fréquemment pendant le fonctionnement, ce qui entraîne des oscillations.
jugement de l'État
Lorsque le moteur commence à tourner à froid, si de l'eau de refroidissement s'écoule du tuyau d'admission de la chambre supérieure du réservoir d'eau, cela signifie que la vanne principale du thermostat ne peut pas se fermer. Lorsque la température de l'eau de refroidissement du moteur dépasse 70 °C, la chambre supérieure du réservoir d'eau entre en contact avec le liquide de refroidissement. Si l'eau de refroidissement ne s'écoule pas du tuyau d'eau, cela signifie que la vanne principale du thermostat ne peut pas s'ouvrir normalement et qu'une réparation est alors nécessaire. L'inspection du thermostat peut être effectuée comme suit :
Inspection après démarrage du moteur : ouvrez le couvercle d'arrivée d'eau du radiateur. Si le niveau de refroidissement est stable, cela signifie que le thermostat fonctionne correctement ; dans le cas contraire, cela signifie qu'il ne fonctionne pas correctement. En effet, lorsque la température de l'eau est inférieure à 70 °C, le vase d'expansion du thermostat est en position rétractée et la vanne principale est fermée ; lorsque la température de l'eau est supérieure à 80 °C, le vase d'expansion se dilate, la vanne principale s'ouvre progressivement et l'eau circule dans le radiateur. Lorsque la jauge de température d'eau indique moins de 70 °C, si de l'eau s'écoule à l'entrée du radiateur et que la température de l'eau est élevée, cela signifie que la vanne principale du thermostat n'est pas fermée hermétiquement, ce qui entraîne une circulation prématurée de l'eau de refroidissement.
Vérification après la montée en température de l'eau : Au début du fonctionnement du moteur, la température de l'eau augmente rapidement ; lorsque la jauge de température d'eau indique 80 °C, la vitesse de chauffage ralentit, indiquant que le thermostat fonctionne normalement. À l'inverse, si la température de l'eau augmente rapidement, lorsque la pression interne atteint un certain niveau, l'eau bouillante déborde soudainement, ce qui signifie que la vanne principale est bloquée et s'ouvre brusquement.
Lorsque la jauge de température d'eau indique 70 °C-80 °C, ouvrez le couvercle du radiateur et le bouton de vidange du radiateur, et vérifiez la température de l'eau à la main. Si les deux sont chauds, cela signifie que le thermostat fonctionne normalement ; si la température de l'eau à l'entrée du radiateur est basse et que le radiateur est rempli. Si l'eau ne s'écoule pas ou peu à l'entrée d'eau de la chambre, cela signifie que la vanne principale du thermostat ne peut pas être ouverte.
Le thermostat bloqué ou mal fermé doit être retiré pour être nettoyé ou réparé et ne doit pas être utilisé immédiatement.
Inspection régulière
État de l'interrupteur du thermostat
État de l'interrupteur du thermostat
Selon les informations, la durée de vie sûre du thermostat à cire est généralement de 50 000 km, il doit donc être remplacé régulièrement en fonction de sa durée de vie sûre.
Emplacement du thermostat
La méthode d'inspection du thermostat consiste à vérifier la température d'ouverture, la température d'ouverture complète et la levée de la soupape principale du thermostat de l'équipement de chauffage à température constante réglable. Si l'une de ces valeurs ne correspond pas à la valeur spécifiée, le thermostat doit être remplacé. Par exemple, pour le thermostat du moteur Santana JV, la température d'ouverture de la soupape principale est de 87 °C ± 2 °C, la température d'ouverture complète est de 102 °C ± 3 °C et la levée de la soupape principale est supérieure à 7 mm.
Disposition du thermostat
En général, le liquide de refroidissement du système de refroidissement par eau entre par le corps et ressort par la culasse. La plupart des thermostats sont situés dans la conduite de sortie de la culasse. L'avantage de ce dispositif est sa simplicité structurelle et permet d'éliminer facilement les bulles d'air du système de refroidissement par eau. L'inconvénient est l'oscillation du thermostat lors de son fonctionnement.
Par exemple, lors du démarrage d'un moteur froid en hiver, la vanne du thermostat se ferme en raison de la basse température du liquide de refroidissement. Lorsque le liquide de refroidissement est en cycle court, la température augmente rapidement et la vanne du thermostat s'ouvre. Simultanément, le liquide de refroidissement à basse température du radiateur s'écoule dans le corps, refroidissant le liquide de refroidissement, et la vanne du thermostat se ferme à nouveau. Lorsque la température du liquide de refroidissement remonte, la vanne du thermostat s'ouvre à nouveau. Tant que la température du liquide de refroidissement n'est pas stable, la vanne du thermostat reste stable et ne s'ouvre et ne se ferme pas de manière répétée. Ce phénomène d'ouverture et de fermeture répétées de la vanne du thermostat sur une courte période est appelé oscillation du thermostat. Ce phénomène augmente la consommation de carburant du véhicule.
Le thermostat peut également être installé sur la sortie d'eau du radiateur. Ce dispositif permet de réduire, voire d'éliminer, les oscillations du thermostat et de contrôler précisément la température du liquide de refroidissement. Cependant, sa structure est complexe et son coût élevé. Il est surtout utilisé sur les voitures hautes performances et celles qui roulent souvent à grande vitesse en hiver. [2]
Améliorations apportées au thermostat à cire
Améliorations des composants d'entraînement à température contrôlée
L'Université d'ingénierie et de technologie de Shanghai a développé un nouveau type de thermostat utilisant un thermostat à paraffine comme corps principal et un alliage à mémoire de forme à base de cuivre en forme de ressort hélicoïdal cylindrique comme élément de régulation de température. Le thermostat sollicite le ressort lorsque la température du cylindre de démarrage du véhicule est basse, et le ressort en alliage de compression ferme la soupape principale et ouvre la soupape auxiliaire pendant un court cycle. Lorsque la température du liquide de refroidissement atteint une certaine valeur, le ressort en alliage à mémoire de forme se dilate et comprime le ressort. Le ressort ouvre la soupape principale du thermostat. À mesure que la température du liquide de refroidissement augmente, l'ouverture de la soupape principale augmente progressivement, et la soupape auxiliaire se ferme progressivement pour effectuer un grand cycle.
En tant qu'unité de régulation de température, l'alliage à mémoire de forme permet une variation relativement douce de l'ouverture des soupapes en fonction de la température, ce qui réduit l'impact des contraintes thermiques de l'eau de refroidissement à basse température du réservoir sur le bloc-cylindres au démarrage du moteur à combustion interne, tout en améliorant la durée de vie du thermostat. Cependant, ce dernier étant basé sur un thermostat à cire, la conception structurelle de l'élément d'entraînement de régulation de température est quelque peu limitée.
Améliorations des vannes
Le thermostat régule le liquide de refroidissement. La perte de liquide de refroidissement circulant dans le thermostat entraîne une perte de puissance du moteur à combustion interne, ce qui est inévitable. La soupape est conçue comme un cylindre mince percé de trous sur les parois latérales. Le canal d'écoulement du liquide est formé par les trous latéraux et centraux. Le laiton ou l'aluminium est utilisé comme matériau pour rendre sa surface lisse, réduisant ainsi la résistance et améliorant le rendement thermique du dispositif.
Optimisation du circuit d'écoulement du fluide de refroidissement
L'état de fonctionnement thermique idéal d'un moteur à combustion interne est caractérisé par une température de culasse relativement basse et une température de bloc-cylindres relativement élevée. C'est pourquoi le système de refroidissement à flux divisé (IAI) est utilisé, et la structure et l'emplacement du thermostat jouent un rôle important. L'assemblage des thermostats est réalisé par deux thermostats montés sur le même support, le capteur de température étant installé sur le second thermostat. Un tiers du débit de liquide de refroidissement est utilisé pour refroidir le bloc-cylindres et les deux tiers pour refroidir la culasse.
