Un termostato es una válvula que controla el flujo del refrigerante. Es un dispositivo de ajuste automático de temperatura, que generalmente contiene un sensor de temperatura, y que regula el flujo de aire, gas o líquido mediante la dilatación térmica o la contracción por frío.
El termostato ajusta automáticamente la cantidad de agua que ingresa al radiador según la temperatura del agua de refrigeración y modifica el rango de circulación del agua para regular la capacidad de disipación de calor del sistema de refrigeración y asegurar que el motor funcione dentro de un rango de temperatura adecuado. El termostato debe mantenerse en buen estado técnico, de lo contrario afectará gravemente el funcionamiento normal del motor. Si la válvula principal del termostato se abre demasiado tarde, provocará el sobrecalentamiento del motor; si se abre demasiado pronto, el tiempo de calentamiento del motor se prolongará y la temperatura del motor será demasiado baja.
En resumen, la función del termostato es evitar que el motor se enfríe demasiado. Por ejemplo, si el motor funciona con normalidad y no hay termostato al conducir en invierno, su temperatura puede ser demasiado baja. En ese caso, el motor necesita interrumpir temporalmente la circulación del agua para mantener una temperatura adecuada.
Cómo funciona el termostato de cera
El termostato principal utilizado es de tipo cera. Cuando la temperatura de refrigeración es inferior al valor especificado, la parafina refinada en el sensor de temperatura del termostato se solidifica, y la válvula del termostato se cierra entre el motor y el radiador por la acción de un resorte. El refrigerante regresa al motor a través de la bomba de agua para una pequeña circulación. Cuando la temperatura del refrigerante alcanza el valor especificado, la parafina comienza a fundirse y se convierte gradualmente en líquido, aumentando su volumen y comprimiendo el tubo de goma. Al contraerse el tubo de goma, se aplica un empuje hacia arriba a la varilla de empuje, que a su vez ejerce un empuje hacia abajo sobre la válvula para abrirla. En ese momento, el refrigerante fluye a través del radiador y la válvula del termostato, y luego regresa al motor a través de la bomba de agua para completar un ciclo. La mayoría de los termostatos se ubican en la tubería de salida de agua de la culata. La ventaja de esta disposición es su estructura simple y la facilidad para eliminar las burbujas de aire del sistema de refrigeración; la desventaja es que el termostato se abre y cierra con frecuencia durante el funcionamiento, lo que provoca oscilaciones.
Sentencia estatal
Cuando el motor empieza a funcionar en frío, si sale agua de refrigeración por el tubo de entrada de la cámara superior del depósito de agua, significa que la válvula principal del termostato no se puede cerrar. Si la temperatura del agua de refrigeración del motor supera los 70 ℃ y no sale agua de refrigeración por el tubo de entrada de la cámara superior del depósito de agua, significa que la válvula principal del termostato no se puede abrir correctamente y se requiere reparación. La inspección del termostato se puede realizar en el vehículo de la siguiente manera:
Inspección después de arrancar el motor: Abra la tapa de entrada de agua del radiador. Si el nivel de refrigerante en el radiador es estático, significa que el termostato funciona correctamente; de lo contrario, significa que no funciona correctamente. Esto se debe a que cuando la temperatura del agua es inferior a 70 °C, el cilindro de expansión del termostato está contraído y la válvula principal está cerrada. Cuando la temperatura del agua es superior a 80 °C, el cilindro de expansión se expande, la válvula principal se abre gradualmente y el agua de refrigeración comienza a circular por el radiador. Si el indicador de temperatura del agua marca menos de 70 °C y hay agua fluyendo por el tubo de entrada del radiador, pero la temperatura del agua es alta, significa que la válvula principal del termostato no está bien cerrada, lo que provoca que el agua de refrigeración circule prematuramente.
Comprobación tras el aumento de la temperatura del agua: En la fase inicial del funcionamiento del motor, la temperatura del agua aumenta rápidamente. Cuando el indicador de temperatura del agua marca 80, la velocidad de calentamiento disminuye, lo que indica que el termostato funciona correctamente. Por el contrario, si la temperatura del agua ha estado aumentando rápidamente y, al alcanzar la presión interna un cierto nivel, el agua hirviendo se desborda repentinamente, lo que significa que la válvula principal está atascada y se abre de forma repentina.
Cuando el indicador de temperatura del agua marque entre 70 °C y 80 °C, abra la tapa del radiador y la válvula de drenaje, y compruebe la temperatura del agua con la mano. Si ambas están calientes, significa que el termostato funciona correctamente; si la temperatura del agua en la entrada del radiador es baja y el radiador está lleno, o si no sale agua o sale muy poca agua por la tubería de entrada, significa que la válvula principal del termostato no se puede abrir.
El termostato que esté atascado o no cierre bien debe retirarse para su limpieza o reparación, y no debe utilizarse inmediatamente.
Inspección periódica
Estado del interruptor del termostato
Estado del interruptor del termostato
Según la información disponible, la vida útil segura del termostato de cera es generalmente de 50.000 km, por lo que es necesario reemplazarlo periódicamente de acuerdo con su vida útil segura.
Ubicación del termostato
El método de inspección del termostato consiste en verificar la temperatura de apertura, la temperatura de apertura máxima y la elevación de la válvula principal del termostato en el equipo de calefacción de temperatura constante regulable. Si alguno de estos valores no cumple con las especificaciones, se debe reemplazar el termostato. Por ejemplo, para el termostato del motor Santana JV, la temperatura de apertura de la válvula principal es de 87 °C ± 2 °C, la temperatura de apertura máxima es de 102 °C ± 3 °C y la elevación de apertura máxima es > 7 mm.
Disposición del termostato
Generalmente, el refrigerante del sistema de refrigeración líquida entra por la carrocería y sale por la culata. La mayoría de los termostatos se ubican en la salida de la culata. La ventaja de esta disposición es su simplicidad y la facilidad para eliminar las burbujas de aire del sistema; la desventaja es que se producen oscilaciones cuando el termostato está en funcionamiento.
Por ejemplo, al arrancar un motor frío en invierno, la válvula del termostato se cierra debido a la baja temperatura del refrigerante. Cuando el refrigerante entra en un ciclo corto, la temperatura sube rápidamente y la válvula del termostato se abre. Al mismo tiempo, el refrigerante frío del radiador fluye hacia la carrocería, enfriándose nuevamente, y la válvula del termostato se cierra otra vez. Cuando la temperatura del refrigerante vuelve a subir, la válvula del termostato se abre de nuevo. Hasta que la temperatura de todo el refrigerante se estabilice, la válvula del termostato se mantendrá estable y no se abrirá ni se cerrará repetidamente. Este fenómeno de apertura y cierre repetidos de la válvula del termostato en un corto período de tiempo se denomina oscilación del termostato. Cuando esto ocurre, aumenta el consumo de combustible del automóvil.
El termostato también puede instalarse en el tubo de salida de agua del radiador. Esta disposición puede reducir o eliminar la oscilación del termostato y controlar con precisión la temperatura del refrigerante, pero su estructura es compleja y su costo elevado, por lo que se utiliza principalmente en vehículos de alto rendimiento y en aquellos que circulan con frecuencia a altas velocidades en invierno. [2]
Mejoras en el termostato de cera
Mejoras en los componentes de accionamiento con control de temperatura.
La Universidad de Ingeniería y Tecnología de Shanghái ha desarrollado un nuevo tipo de termostato con un termostato de parafina como cuerpo base y un elemento de control de temperatura accionado por una aleación con memoria de forma a base de cobre con forma de resorte helicoidal cilíndrico. Cuando la temperatura del cilindro de arranque del automóvil es baja, el termostato ejerce una fuerza sobre el resorte, y esta fuerza de compresión provoca el cierre de la válvula principal y la apertura de la válvula auxiliar durante un ciclo corto. Cuando la temperatura del refrigerante alcanza un valor determinado, la aleación con memoria de forma expande y comprime la fuerza sobre el resorte, lo que provoca la apertura de la válvula principal del termostato. A medida que aumenta la temperatura del refrigerante, la apertura de la válvula principal aumenta gradualmente y la válvula auxiliar se cierra progresivamente, completando así un ciclo más amplio.
Como unidad de control de temperatura, la aleación con memoria permite que la apertura de la válvula varíe de forma relativamente suave con la temperatura, lo que contribuye a reducir el impacto del estrés térmico del agua de refrigeración a baja temperatura del depósito sobre el bloque del motor al arrancar el motor de combustión interna y, al mismo tiempo, prolonga la vida útil del termostato. Sin embargo, este termostato se basa en una modificación del termostato de cera, y el diseño estructural del elemento de accionamiento del control de temperatura presenta ciertas limitaciones.
Mejoras en las válvulas
El termostato ejerce un efecto de estrangulamiento sobre el líquido refrigerante. La pérdida de este líquido al pasar por el termostato provoca una pérdida de potencia en el motor de combustión interna, un efecto que no debe ignorarse. La válvula tiene forma de cilindro delgado con orificios en la pared lateral, y el canal de flujo del líquido se forma entre los orificios laterales y centrales. Se utiliza latón o aluminio como material para lograr una superficie lisa, reduciendo así la resistencia y mejorando la eficiencia térmica del dispositivo.
Optimización del circuito de flujo del medio de refrigeración
El estado térmico ideal de funcionamiento del motor de combustión interna es aquel en el que la temperatura de la culata es relativamente baja y la del bloque del motor es relativamente alta. Por este motivo, se utiliza el sistema de refrigeración de flujo dividido (IIA), donde la estructura y la posición de instalación del termostato desempeñan un papel fundamental. En la estructura de instalación conjunta de los termostatos, se instalan dos termostatos en el mismo soporte, el sensor de temperatura se ubica en el segundo termostato, y un tercio del flujo de refrigerante se utiliza para enfriar el bloque del motor y dos tercios para enfriar la culata.
