Inleiding
Thermostaten regelen de temperatuur van het motorkoelwater (mantelwater) wanneer de motor draait. De thermostaat zorgt ervoor dat de motor snel opwarmt wanneer deze koud is en een optimale temperatuur behoudt zodra deze is bereikt. Thermostaten worden geïnstalleerd op veel watergekoelde interne verbrandingsmotoren (IC-motoren), zowel vier-takt als twee-takt.
Motorthermostaat
Thermostaatcomponenten
Hoofdklep / Primaire klep
De hoofdklep reguleert de doorstroming van motorkoelwater naar de radiator. Naarmate de temperatuur van het koelwater stijgt, opent de klep geleidelijk en voert meer koelwater naar de radiator, waar het wordt afgekoeld.
Geniet je van dit artikel? Zorg er dan voor dat je onze Engineering Video Cursussen bekijkt! Elke cursus bevat een quiz, handboek, en je ontvangt een certificaat bij voltooiing. Veel plezier!
Bypassklep / Secundaire klep
Wanneer de bypassklep open is, omzeilt het koelwater de motorradiator en circuleert het binnen een gesloten circuit. Naarmate de temperatuur van het motorkoelwater stijgt, begint de bypassklep te sluiten en wordt het koelwater naar de radiator geleid. De motor zou snel oververhit raken als het koelwater niet naar de radiator werd geleid voor koeling.
Laadcylinder
De laadcylinder is gevuld met wax die begint te smelten (overgang van vaste naar vloeibare toestand) naarmate de temperatuur van het motorkoelwater stijgt. Het smelten van de wax zorgt ervoor dat de bypassklep sluit en de hoofdklep opent; hierdoor wordt het koelwater naar de radiator geleid. Wanneer de temperatuur van het koelwater lager is, d.w.z. wanneer de motor koud is, is de wax in een vaste toestand en is de bypassklep van de radiator open.
Pakking / Afdichting
Een afdichting wordt gebruikt om ongewenste stroming langs de hoofdklep van de thermostaat te voorkomen. De zitting waar de afdichting zit, moet schoon zijn om ervoor te zorgen dat de afdichting correct functioneert.
Veer
Een veer brengt de hoofdklep terug naar de gesloten positie zodra de temperatuur van het koelwater onder een bepaald punt daalt.
Secundaire veer
Naarmate de temperatuur van het koelwatersysteem daalt, verandert de toestand van de wax in de laadcylinder en trekt een stang zich terug in de laadcylinder. De secundaire veer laat de stang tot een bepaald punt terugtrekken, waarna de restspanning van de veer voorkomt dat de stang verder terugtrekt.
Luchtontluchting
De luchtontluchting wordt gebruikt om lucht (ontluchtingslucht) uit het koelwatersysteem te verwijderen. Er moet voor worden gezorgd dat de luchtontluchting naar de hoogste positie mogelijk wordt gedraaid wanneer de thermostaat wordt geïnstalleerd, omdat dit de plek is waar de lucht zich verzamelt. Niet alle thermostaten hebben een luchtontluchting.
Hoe werken motorthermostaten?
De onderstaande video is een fragment uit onze Basisprincipes van Interne Verbrandingsmotoren Online Videocursus.
De thermostaat bestaat uit een primaire klep, secundaire klep (bypassklep), afdichting, veren en laadcylinder. De laadcylinder is gevuld met wax met een vooraf gedefinieerd smeltpunt (het punt waarop de wax verandert van vast naar vloeibaar). De wax verandert van toestand van vast naar vloeibaar bij ongeveer 80°C in de meeste motorkoelwatersystemen.
Na de toestandverandering binnen de laadcylinder, neemt de vloeibare wax meer ruimte in dan wanneer deze in vaste toestand was. Een stang die in de laadcylinder is gestoken, wordt lineair naar buiten geduwd omdat er nu geen ruimte meer is voor de stang binnen de laadcylinder. De stang duwt de bypassklep dicht terwijl tegelijkertijd de hoofdklep opent. De temperatuur van de motor regelt dus de beweging van de stang en daardoor de hoeveelheid koelwater die naar de radiator wordt gestuurd, of de radiator omzeilt.
Autokoelradiator
De thermostaat heeft een proportioneel respons ontwerp. De temperatuur van het koelwater bepaalt hoeveel de thermostaat opent of sluit, en of het koelwater naar de radiator wordt gestuurd, of de radiator omzeilt; dit is in feite een feedbacklus.
Hoge koelwatertemperatuur (>80°C) = Koelwater naar radiator gestuurd.
Lage koelwatertemperatuur (<80°C) = Koelwater gerecirculeerd (radiator omzeild)
Wil je meer leren? Klik hier om meer te leren over het motorkoelwatersysteem.
3D Model Details
Dit 3D-model toont alle belangrijke componenten die geassocieerd zijn met een typische thermostaat, waaronder:
- Hoofdklep
- Luchtontluchting
- Afdichting
- Laadcylinder
- Veer
- Secundaire veer
- Bypassklep
Gerelateerde Online Engineering Cursussen
Basisprincipes van Interne Verbrandingsmotoren
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Introductie tot Warmtewisselaars
Introductie tot Industriële Koelinstallaties
Hoe Elektrische Waterverwarmers Werken
Aanvullende Bronnen
https://auto.howstuffworks.com/how-does-the-thermostat-in-a-cars-cooling-system-work.htm
https://petrolheadgarage.com/Posts/thermostat-cars-cooling-system-work/