Termostaty fazowe – po co komplikować proste urządzenie?

Termostaty fazowe zdają się być kolejnym wymysłem producentów podnoszącym koszty potencjalnych napraw. W rzeczywistości pomagają utrzymać silnik w możliwie najlepszym zakresie temperatur, a to oznacza wyższą wydajność, niższe zużycie paliwa oraz niższą emisję spalin.

Po co komplikować termostat?

Konwencjonalny termostat otwiera się przy temperaturze silnika wynoszącej niewiele powyżej 90 stopni Celsjusza. Jest to niższa temperatura od optymalnej dla silnika, ale dzieje się tak ze względu na bezpieczeństwo. W razie nagłego wzrostu obciążenia i temperatury, otwierający się z opóźnieniem termostat mógłby doprowadzić do przegrzania jednostki napędowej, gdyby pracował w pozycji zamkniętej przy temperaturze ok. 100–110 stopni Celsjusza, czyli najlepszej dla silnika. Dzieje się tak dlatego, że termostat nie reaguje na to, co robi kierowca, a jedynie na temperaturę płynu chłodzącego – to dla niego jedyna informacja. Uściślając, termostat nie chroni przed wzrostem temperatury, ale zwalcza jej dalszy wzrost gdy ta przekracza określoną granicę. Dlatego też granicę wyznaczono poniżej poziomu optymalnego dla silnika. Takie działanie jest problemem przy wyśrubowanych normach emisji spalin, zmuszających do wyżyłowania wydajności silników, które powinny pracować przy wyższej temperaturze.

Termostat – zadania termostatów i celowość ich stosowania

Termostat regulujący temperaturę cieczy chłodzącej to jedno z najprostszych urządzeń w samochodzie. Jednak w najnowszych konstrukcjach nic nie jest…

W takiej sytuacji lepszy byłby termostat powiązany z komputerem sterującym pracą silnika, który miałby wpływ na otwieranie się i zamykanie termostatu, niezależnie od samej temperatury cieczy, a zależnie od obciążenia termicznego silnika. Można by w ten sposób podnieść temperaturę płynu chłodzącego do bezpiecznego maksimum. I tak powstał termostat fazowy, którego zadaniem nie jest już zwalczanie zbyt wysokiej temperatury, ale utrzymanie jej zawsze możliwie blisko maksymalnej granicy oraz reagowanie na potencjalny wzrost temperatury.

Termostat fazowy – praca na granicy bezpieczeństwa

Termostat fazowy w rzeczywistości pracuje stale na granicy bezpieczeństwa, ale dzięki powiązaniu jego pracy z informacjami komputera samochodu, jest to bezpieczne. Aby osiągnąć to bezpieczeństwo zastosowano element woskowy, zwiększający swoją objętość przy wyższej temperaturze i tym samym otwierający termostat oraz dodatkowe, elektryczne podgrzewanie tegoż elementu.

Budowa termostatu fazowego

W normalnych warunkach termostat działa klasycznie, tyle tylko, że utrzymuje temperaturę chłodziwa na poziomie ok. 110 stopni Celsjusza. Jednak w momencie chwilowego wzrostu obciążenia (np. wciśnięcia pedału gazu), komputer zarządzający silnikiem wysyła sygnał do elektrycznego podgrzewacza, który zwiększając natężenie prądu symuluje wzrost temperatury czynnika chłodzącego. Wówczas „okłamany” termostat zaczyna się otwierać, choć w rzeczywistości jeszcze nie musi, przewidując niejako przyszły wzrost temperatury. W ten sposób, przy dużym obciążeniu temperatura cieczy zamiast rosnąć – jak przy klasycznym termostacie - spada do bezpiecznego dla silnika poziomu ok. 90 stopni Celsjusza. Gdy obciążenie silnika zniknie, grzałka zmniejsza temperaturę i termostat znów pracuje w tradycyjny sposób, podnosząc temperaturę do granicznych 110 stopni Celsjusza. Natomiast w sytuacji nagłego spadku temperatury silnika, na przykład podczas jazdy z górki z zamkniętą przepustnicą, komputer obniża temperaturę grzałki, tym samym znów symulując inną temperaturę niż jest w rzeczywistości. „Okłamany” termostat zamyka się i jeszcze przed spadkiem temperatury cieczy chłodzącej przechodzi na tryb małego obiegu cieczy by zapowiedz ewentualnemu spadkowi temperatury cieczy.

Zasada działania termostatu konwencjonalnego.
Zasada działania termostatu fazowego

Zobacz również: Tylko na Autokult.pl

Różnicę pomiędzy termostatem konwencjonalnym i fazowym najlepiej obrazują powyższe wykresy. Na pierwszym widać na jakiej zasadzie działa termostat konwencjonalny, który reaguje dopiero wtedy, gdy temperatura cieczy się podniesie. Tymczasem na drugim wykresie widać, że w tej samej sytuacji termostat fazowy obniżył temperaturę cieczy zanim ta się podniosła, przygotowując tym samym silnik na pracę pod pełnym obciążeniem.

Dzięki takiemu działaniu, termostat fazowy działa prewencyjnie, czyli zanim temperatura cieczy się rzeczywiście zmieni, a zatem nie wystąpi żadne opóźnienie gdy nagle wzrośnie temperatura silnika, co pozwala utrzymać chłodziwo w wyższej temperaturze.

Charakterystyka pracy termostatu fazowego

Kierowca też jest okłamywany

Czujnik temperatury silnika musi działać prawidłowo razem ze wskaźnikiem, by kierowca mógł odpowiednio zareagować na wzrost temperatury. Jednak w samochodach z termostatem fazowym wskazania rzeczywistej temperatury mogłyby być trochę niepokojące, gdyby kierowca cały czas dostawał informację o zmianach temperatury silnika. Instynktownie odczytałby to jako problemy z układem chłodzenia, choć w rzeczywistości problemy nie występują. A zatem wskaźnik temperatury również trochę „okłamuje” kierowcę, pokazując stałą temperaturę silnika gdy termostat jest sterowany grzałką. Oczywiście w przypadku problemów z utrzymaniem właściwiej temperatury wskaźnik zacznie działać prawidłowo.

Zalety stosowania termostatów fazowych

Jeśli zrozumieliście zasadę działania termostatu fazowego i zauważyliście różnice w stosunku do konwencjonalnego rozwiązania, nie możecie nie przyznać, że termostat fazowy jest zdecydowanie lepszy rozwiązaniem. Oto kilka zalet stosowania takiego rozwiązania:

  • Optymalne spalanie mieszanki dzięki wyższej temperaturze ścianek i elementów cylindra
  • Niższa lepkość oleju dzięki wyższej temperaturze pracy, zmniejszenie tarcia
  • Zmniejszona emisja substancji szkodliwych dzięki polepszonemu spalaniu, wyższa moc przy pełnym obciążeniu dzięki wcześniej zredukowanej temperaturze cieczy
  • Wyższy komfort dzięki szybszemu nagrzewaniu wnętrza

O opinię na temat termostatów fazowych zapytaliśmy również eksperta z iParts.pl:
Duża część produkowanych współcześnie samochodów posiada obiegi chłodzenia oparte na tzw. termostatach fazowych. W tych urządzeniach konwencjonalny element termorozszerzalny zintegrowano z grzałką sterowaną przez elektronikę pokładową. Oprócz temperatury płynu chłodzącego wielkościami wpływającymi na regulację są m.in. prędkość pojazdu oraz obciążenie silnika.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której pojazd jedzie ze stałą prędkością, a temperatura płynu chłodniczego wynosi 85°C. Kierowca nagle wciska pedał przyspieszenia, korzystając z pełnej silnika, który zaczyna generować znaczne ilości ciepła. Konwencjonalny termostat zareaguje na tę sytuację dopiero w momencie, gdy temperatura płynu chłodzącego wzrośnie do ok 90°C.

W przypadku samochodów z termostatem fazowym elektronika pokładowa przewidzi taką sytuację znacznie wcześniej. Już w momencie wciśnięcia pedału przyspieszenia sygnał sterujący uruchomi grzałkę zintegrowaną z elementem woskowym w termostacie, który otworzy się, zanim temperatura cieczy chłodzącej zacznie rosnąć.

Takie rozwiązanie zapewnia wysoką stabilność temperatury pracy silnika, ze względu na wąski zakres regulacji. To z kolei przykłada się na:

  • optymalny proces spalania – niskie zużycie paliwa i mniejsza emisja szkodliwych substancji;
  • lepszą dostępność pełnej mocy silnika;
  • szybsze nagrzewania wnętrza pojazdu w okresie zimowym;
  • zwiększona trwałość jednostki napędowej, ze względu na skrócony czas nagrzewania;
  • stabilność pracy elektroniki pokładowej, gdzie jednym z czynników sterujących jest temperatura cieczy chłodzącej.
Przykładowe ceny termostatów fazowych
Model samochodu Cena w zł Producent
Audi A4 B7 1.8 Turbo 288 Meyle
BMW 530 xDrive (E60) 322 Vernet
BMW X5 xDrive 48i (E53) 165 Wahler
Citroen C5 2.2 HDI 227 Facet
Land Rover Freelander II TD4 227 Facet
Opel Insignia 2.0 CDTI BiTurbo 289 Gates

Ceny przygotowano w opaciu o katalog iParts.pl.

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ smarowania i chłodzenia

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Leki zaburzające zdolność prowadzenia pojazdu [poradnik] Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Jaka technika jazdy na autostradzie jest najlepsza? Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Termostat – zadania termostatów i celowość ich stosowania Czy jazda na oponach całorocznych się opłaca? Opony całoroczne – czym się różnią od opon sezonowych? Świeca żarowa pełni więcej funkcji niż myślisz Przyczyny awarii turbosprężarek – część 5 Przyczyny awarii turbosprężarek – część 4 Utrata wartości samochodu po 3 latach – sprawdź ile stracisz Jak dobrać oświetlenie do auta? Przyczyny awarii turbosprężarek – część 3 Przyczyny awarii turbosprężarek – część 2 Niewyważenie kół cz.2 - więcej o procesie wyważania Przyczyny awarii turbosprężarek – część 1 Wymiana turbosprężarki – prawidłowa technologia naprawy Niewyważenie kół cz.1 - rodzaje i przyczyny występowania Samochód szybki kontra ekonomiczny – porównanie Duże koła – plusy i minusy ich posiadania Awarie cewek zapłonowych i ich objawy Jak gasić pożar samochodu? Kolor spalin - co oznacza? Aluminiowe czy stalowe - jakie felgi lepsze na zimę?

Popularne w tym tygodniu:

Przepisy, o których warto pamiętać jesienią. Gapiostwo może kosztować Marki, których samochody najczęściej mają problemy ze skrzynią biegów Jak zapobiec wcześniejszemu zużyciu łożysk kół? Ich wymiana kosztuje coraz więcej i jest coraz trudniejsza Kary i mandaty z zagranicy: kiedy nie warto płacić? Standardowy silnik czy dopłata za mocniejszy? Zobacz, jak producenci aut łatwo zarabiają Uważaj na głębokie kałuże! Łatwo poważnie uszkodzić auto i zapłacić kilka tysięcy złotych za naprawę Jak skleić, polakierować i pomalować zderzak w samochodzie? Ile oleju wlewać do silnika i jak wybrać najlepszy? Jak działa i jak sprawdzić regulator napięcia? Jak prawidłowo zapiąć pas bezpieczeństwa oraz jak odblokować i naprawić uszkodzony pas? Jak naprawić błotnik? Usuwanie rdzy, klepanie i reperaturka błotnika Jak hamować silnikiem i czy warto to robić?