دانلود ‫پروژه ترموستات

مقدمه "

اگر چه ترموستات قطعه ای کم ارزش و ارزان قیمت است و بطور کلی به عنوان مولفه ای با تکنولوژی بالا مطرح نیست ، ولی در وسایل نقلیه ی امروزی دارای کابردهایی حساس و حیاتی    می باشد.

برای درک بهتر کاربردها و موارد استفاده از ترموستات باید بدانیم که کربن و آب دو فرآورده ی مهم اشتعال درونی  هستند که در روغن موتور اتومبیل انباشته می شوند.متاسفانه این دو فرآورده با روغن موتور ترکیب شده و تشکیل لای و رسوب می دهند.

این رسوبات در موتور باعث زنگ زدگی رینگهای پیستون ، سوپاپ های هدایتگر و میزان کننده های ضربه های هیدرولیکی و همچنین سبب بسته شدن صفحه های پمپ روغن و دیگر گذرگاههای روغنکاری در موتور می­شوند ، البته انسداد سوراخهایی که روغن را از سرسیلندر و بلوک موتور به کارتر میبرند زیاد قابل توجه نیست .

بنابراین در هر مسیر کوتاهی ممکن است که موتور به دلیل انباشتگی رسوبات به دلیل استفاده از ترموستات غیر موثر خراب شود.

تولیدکنندگان خودرو به این نتیجه رسیده اند که تنها راه کنترل کردن رسوبات ایجاد شده ، خارج کردن آّب از روغن داخل محفظه ی میل لنگ است .

زیرا در طول رانندگی با سرعت پایین و همچنین در طی لغزشهای کوتاه ، دمای روغن پایین باقی می ماند و بنابراین آّب به حالت مایع در روغن موتور انباشته می شود.

سازندگان موتورهای پیشرفته در حال رسیدن به این نتیجه اند که خارج کردن آب از روغن داخل محفظه ی میل لنگ تنها با بالا بردن عامل عملیاتی دمای موتور تا حد نقطه ی جوش آب امکان پذیر است.

مهندسین ، برای به انجام رساندن این ایده ، دریچه ای قابل کنترل برای تنظیم دما طراحی کردند(ترموستات های جدید) تا بدین وسیله گذرگاه عبور ماده ی خنک کننده به داخل رادیاتور را تا زمانی که موتور در حال گرم شدن است تا دمای لازم برای تبخیر آب را مهیا کند ، بسته نگه دارد.

در سال 1970 ، زمانیکه خروجی های اگزوز و مسئله ی اقتصاد سوخت به یک نگرانی تبدیل شد ، تولیدکنندگان دریافتند که داشتن سیستم خنک کننده ی فعالی که به سرعت بتواند دمای تعیین شده را تامین کند ، یکی از راههای اصلی و عمده ی کاهش خروجی اگزوز اتومبیل ها و بهبود مسئله ی اقتصاد سوخت می باشد.

با تعیین محدوده ی دمایی 195-180 فارنهایت برای ماده ی خنک کننده ، صنعت ترموستات استاندارد شد و همچنین کارگران پالایشگاههای سوخت شروع به فرمول بندی بنزینی که بتواند به طور موثر در این محدوده ی دمایی تبخیر شود ، کردند.

مسئله حائز اهمیت این است که ، کارشناسان فنی سیستم خروجی اتومبیل ها شاهد آن بودند که بسیاری از وسایل نقلیه در آزمون سیستم خروجی شکست خوردند ، دلیل این شکست آن بود که این وسایل نقلیه دارای شرط لازم نبوده و به اندازه ی کافی گرم نشده بودند که سوخت را در مسیر مکش مانی فولد هوا تبخیر کنند.

بدنه ی کربوره شده (با ذغال ترکیب شده) و دریچه ی سیستم های سوختی بسیار به این شرط حساس اند.

زیرا کف دریچه ی مانی فولد هوا باید به اندازه ی کافی گرم شود تا بتواند قطرات کوچک سوخت را تبخیر کند.

هنگامیکه مجرای مکشی مانی فولد هوا خیلی سرد باشد ، جریانی مرطوب در طول مجرای مکش ایجاد می شود ، که باعث توزیع نامطلوب سوخت از سیلندری به سیلندر دیگر می شود.

در زمستانهای سرد که دمای مجرای مکش مانی فولد کاهش پیدا می کند ، ترموستات وظیفه دارد ، دمای فراهم آمده توسط موتور را تا نقطه ای که سوخت تبدیل به بخار شود ، افزایش دهد.

در نتیجه بیشتر سیستم های مدیریتی موتور OBD-1 به آزمایش و برنامه ریزی موتور در دمایی معین و در طول مدت زمانی ویژه برای گرم شدن و راه اندازی موتور می پردازند.

به طوریکه در زمان عدم موفقیت در راه اندازی موتور ، یک کد تشخیص مشکل(TDC)در حافظه ی تشخیصی کامپیوتر باقی می ماند.

در برخی موارد عدم تاثیر ترموستات باعث روشن نشدن چراغ نمایشگر    می­­­­ شود.[1]

­­

 

مکان جایگیری ترموستات :

بیشتر ترموستات ها در قسمت بالای موتور ، در خروجی موتور که به طرف رادیاتور می رود ، قرار دارند.اما در برخی موارد ، ترموستات ممکن است ، در زیر موتور و نزدیک ورودی موتور نصب شود.

[2]

اگر شلنگ بالایی رادیاتور را دنبال کنیم ، در جایی که شلنگ به سرسیلندر موتور اتصال مییابد، یک قطعه آلیاژ گنبدی شکل دیده می شود که این قطعه محل جایگیری ترموستات (هوزینگ ترموستات) بوده و داخل آن یک ترموستات وجود دارد.بطوریکه ترموستات کاملا در بخش استوانه ای شکل هوزینگش ثابت گشته است.

سوپاپ ترموستات(Thermostat Valve) و اهمیت آن :

وظیفه ی ترموستات و سوپاپ آن نسبتا ساده ، اما بسیار مهم است .ترموستات همانند دروازه ای است که دائما، دمای ماده ی خنک کننده را کنترل کرده و جریان ماده ی خنک کننده به داخل رادیاتور را تنظیم میکند.

یک نمونه ترموستات از یک بدنه ی خارجی که سوپاپ های حساس به دما روی آن قرار گرفته اند تشکیل شده است، که این سوپاپ ها بر اساس دمای ماده ی خنک کننده باز و بسته می شوند.بیشتر ترموستاتها به تنهایی به کنترل دمای موتور می پردازند ولی بعضی از اتومبیل ها از ترموستاتهای با کنترل کامپیوتری استفاده می کنند.در این اتومبیل ها ترموستات تحت کنترل واحد کنترل قدرت (PCM) قرار دارد و در حالتی که دمای موتور خیلی پایین باشد، کامپیوتر ،مخلوط سوخت را با اضافه کردن سوخت بیشتر، غنی میکند ، تا این کمبود گرما جبران شود و اگر دمای موتور خیلی بالا باشد ، موتور خاموش می شود.

 ترموستات ها در درجه حرارتهای مختلف توان و قدرت متفاوتی دارند ، که به نوعی ، به دمای ماده ی خنک کننده بستگی دارد.

هنگامیکه موتور سرد است ، ترموستات بسته باقی می ماند و جریان ماده ی خنک کننده را به داخل موتور متوقف می کند و بدین وسیله به ماده ی خنک کننده کمک می کند تا به سرعت در موتور گرم شود و موتور در یک درجه حرارت مناسب کار کند(در برخی موارد ممکن است، تولیدکنندگان، از مجاری گرم کننده ی حامل و هسته های گرم کننده ،برای رساندن ماده ی خنک کننده به دمای مطلوبش ،استفاده کنند.).

این کار سبب می شود که موتور اقتصاد سوخت مطلوب تر ، خروج کمتر گازهای آلوده کننده ، بازدهی بیشترو عمر طولانی تری داشته باشد، همچنین از سائیدگی سریع سیلندرها و رینگ های پیستون جلوگیری نموده و تشکیل مواد کربنی در اطراف اتاقک احتراق و بر روی پیستون کم می شود.

گرم شدن ماده ی خنک کننده باعث می شود که دریچه ی ترموستات اندکی باز شود و به مقداری ماده ی خنک کننده اجازه ی ورود به رادیاتور را بدهد تا بعد از خنک شدن از طریق شلنگ پایینی رادیاتور، دوباره به موتور باز گردد.

مادامیکه موتور به گرم شدن ادامه می دهد ، ترموستات بیشتر باز می شود (به نسبت دمای ماده ی خنک کننده) .

در موقعیتهای عادی ، زمانیکه موتور کاملا گرم شده باشد، ترموستات کاملا باز خواهد شد.

 

از دیگر وظایف ترموستات ، متوقف کردن فشارهای برگشتی و حبابهای ایجاد شده توسط پروانه ی پمپ آب است.(اگر به پروانه ی قایق ، در حال شروع به حرکت، نگاه کنیم ، می توانیم این حبابهای تولید شده را ببینیم.) این حبابهای هوا باعث می شوند که هوا در داخل بلوک موتور به گردش درآید و از هدایت مطلوب گرما در داخل بلوک جلوگیری کند.به علاوه این حبابها می توانند، باعث بیش از حد گرم شدن واشر سرسیلندر شوند،که این اتفاق بیشتر در محلهایی که دارای کانالهای پیچیده هستند و هوا در این کانالها مسدود می شود ، به وقوع می پیوندد.[3]

ترموستات های با ظرفیت انتقال جریان بالا (High Flow Tthermostat)

موتورهای امروزی تمایل بیشتری به تولید گرما نسبت به وسایل نقلیه ی قدیمی دارند.

بیشتر موتورها به وسیله ی کامپیوتر ها و حسگرها کنترل می شوند و ترموستات را در انجام وظیفه ی مهمش یاری می کنند.

اگر در گذشته موتوری با مشکل جوش آوردن روبرو بود ، افراد تمایل داشتند که از یک ترموستات کاهنده ی دما استفاده کنند تا بر این مشکل فائق آیند.اما امروزه این راه حل نمی تواند در موتورهای با تکنولوژی بالای امروزی مورد استفاده قرار گیرد.خصوصا وسایل نقلیه ای که دارای thermo fan switch هستند.این کلیدها همراه به وسیله ی حسگر هایی برای قطع و وصل شدن در دماهای تعیین شده توسط تولیدکنندگان وسایل نقلیه برنامه ریزی شده اند.

تغییر دادن این حسگرها و سوئیچ ها به ترموستات های کاهنده ی دما ، باعث می شود که حسگر ها و سوئیچ ها به طوری متفاوت از تنظیمات تخصیص داده شده به آنها توسط تولیدکنندگان وسایل نقلیه ، کار کنند و در دورهای بالا جوش آوردن و خرابی های بعدی موتور را باعث شوند.بنابراین نیاز به سیستم خنک کننده ای که بتواند در بار زیاد به خوبی وظیفه اش را انجام دهد، بسیار مهم است.

Tridon Australia هم اکنون یک ترموستات با ظرفیت انتقال جریان بالا را پیشنهاد کرده است که کارایی سیستم خنک کننده را ارتقا می دهد.این نوع ترموستات ها دارای سوپاپ بزرگتری هستند و تقریبا 30% بیشتر از ترموستات های نوع معمولی و استاندارد اجازه ی جریان ماده ی خنک کننده به رادیاتور را می دهند.

استفاده کردن از ترموستات های با ظرفیت انتقال جریان بالا هر نیازی را برای استفاده کردن از ترموستات های کاهنده ی دما ،که به عنوان یک درمان موقتی برای مشکل جوش آوردن ، در گذشته استفاده می شد؛برطرف می کند.[4]

 

 سوپاپ فرعی ترموستات(Bypass Thermostat) :

بیشتر ترموستات ها به جای یک سوپاپ ، دو سوپاپ دارند.

سوپاپ دوم آنها یک مسیر انحرافی کوچک برای ماده ی خنک کننده است .

این سوپاپ به مقداری از ماده ی خنک کننده اجازه ی گردش بین بلوک سیلندر و سرسیلندر را در زمان سرد بودن موتورکه ترموستات بسته است ،      می دهد.این امر باعث ایجاد دمای یکنواخت در سیلندر ها می شود و از گرمای بیش از اندازه در یک نقطه ی موتور جلوگیری می کند.

زمانیکه موتور گرم می شود ، باید مسیر انحرافی بسته و یا محدود شود .در غیر این صورت ماده ی خنک کننده به گردش کردن در میان موتور ادامه داده و حجم خیلی کمی از ماده ی خنک کننده برای سرد شدن وارد رادیاتور می شود.

ترموستات چه از نوع بدون بای پس و چه از نوع دارای بای پس باشد ، باید ترموستاتی بی نقص و سالم بوده و در موقعیتی صحیح مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از ترموستات دارای  بای پس بی نقص ، در موقعیت مناسب :

شکل (1) نصب صحیح ترموستات از نوع با مسیر فرعی را نشان می دهد.هنگامیکه موتور سرد است ، سوپاپ اولی بسته است و از جریان ماده ی خنک کننده به درو ن رادیاتور جلوگیری می کند.اما سوپاپ دوم باز بوده و جریان ماده ی خنک کننده را به عقب ،در میان موتور برگشت می دهد و به آن اجازه می دهد که زودتر گرم شود.زمانیکه موتور در حال گرم شدناست، سوپاپ اولی شروع به باز شدن و سوپاپ دومی شروع به بسته شدن می کند.

 

شکل (2) حالتی را نشان می دهد که موتور به دمای عملیاتی مناسبش رسیده و سوپاپ دومی کاملا بسته وسوپاپ اولی کاملا باز است و به طور کامل به ماده ی خنک کننده اجازه ی ورود از موتور به رادیاتور را می دهد.

 

استفاده از ترموستات دارای بای پس معیوب ، در درگاه مسیر فرعی :

شکل (3) استفاده از یک ترموستات با مسیر فرعی معیوب در کاربرد مسیر فرعی را نشان          می دهد.اگر سوپاپ دوم دارای نقص باشد ، امکان این وجود دارد که بطور کامل بسته نشده و ماده ی خنک کننده همچنان در میان درگاه مسیر انحرافی جریان پیدا کند ، اگر چه سوپاپ اولی کاملا باز است .

این اتفاق باعث می شود که ماده ی خنک کننده ی داغ بدون خنک شدن به موتور برگردد.

در این حالت دمای موتور بیشتر از حد مجاز و مطلوب خواهد شد و ممکن است سبب ایجاد خرابی زودرس در قطعات سیستم شود.

شکل (3) استفاده از یک ترموستات با مسیر فرعی معیوب در کاربرد مسیر فرعی را نشان می دهد.اگر سوپاپ دوم دارای نقص باشد ، امکان این وجود دارد که بطور کامل بسته نشده و ماده ی خنک کننده همچنان در میان درگاه مسیر انحرافی جریان پیدا کند ، اگر چه سوپاپ اولی کاملا باز است .

در این حالت دمای موتور بیشتر از حد مجاز و مطلوب خواهد شد و ممکن است سبب ایجاد خرابی زودرس در قطعات سیستم شود.

استفاده از ترموستات بدون بای پس ، در درگاه مسیر فرعی : در این موقعیت سوپاپ دومی وجود ندارد که در هنگام گرم شدن موتور درگاه مسیر انحرافی را مسدود کند.

(شکل(4)).

این باعث میشود که ماده ی خنک کننده ی داغ به گردشش در میان موتور ، بدون رفتن به سمت رادیاتور ادامه دهد.(مانند موقعیت قبلی) استفاده از ترموستات بدون بای پس در موقعیت مناسب : در موتورهایی که ترموستات آنها بدون بای پس است و نیز درگاه مسیر انحرافی ندارد،باید از این روش استفاده نمود.(شکل(5)).

در این حالت هیچ ماده ی خنک کننده ای تا زمان باز شدن ترموستات اجازه ی ورود به رادیاتور را پیدا نمی کند.

در صورتیکه یک ترموستات بدون بای پس و معیوب را در این موقعیت مورد استفاده قرار دهیم ، به طور معمولی (نه به صورت فیزیکی) در هوزینگ جای می گیرد اما لق می زند.

استفاده از ترموستات دارای بای پس در هوزینگ بدون درگاه مسیر فرعی : این ترکیب، بدترین ترکیب ممکن است.

در این حالت سوپاپ دومی به قسمت ته هوزینگ صدمه وارد می کند(شکل(6)).

و از باز شدن ترموستات جلوگیری می کند.در این هنگام ابدا هیچ ماده ی خنک کننده ای ، به طرف رادیاتور جریان نمی یابد و موتور جوش آورده و بسیار گرم می شود.

خرابی موتورهای بزرگ ممکن است در نتیجه ی ایجاد این موقعیت به وجود آید.

کاربرد میله ی لغزنده (Jiggle Pin) در ترموستات : از آنجاییکه هوا محتوای انرژی کافی برای گرم کردن حسگر را ندارد ، تمام هوا باید از قسمت زیر ترموستات خارج شود.

برای اجرای این ایده بیشتر تولیدکنندگان ترموستات یک میله ی لغزنده (Jiggle Pin) در لبه ی نصب ترموستات داخل می کنند و یا یک منفذ کوچک در لبه ی سوپاپ مکش ایجاد می کنند که به هوا اجازه ی عبور به خارج از محفظه را بدهد.

همچنین jiggle pin قادر است فشار سیستم را کنترل کند .

به طوریکه سوپاپ ترموستات بتواند به راحتی باز شود.

درجه بندی ترموستات (Thermostat Rating) : ترموستاتها برنامه ریزی شده اند تا در دماهای خاصی باز شوند، این امر به عنوان درجه بندی ترموستات یا thermostat rating مطرح است .که ممکن است بر روی ترموستات نقش بسته باشد.معمولا ترموستات مورد استفاده در خودروهای معمولی، در دمای 180 فارنهایت شروع به باز شدن می کند و در دمای 195فارنهایت کاملا باز شده است و ترموستات استفاده شده برای وظایف سنگین در محدوده ی 203-170 فارنهایت فعالیت می کند .

موتورهای مختلف از ترموستات هایی با محدوده ی دمایی متفاوت استفاده می کنند.

در موتورهایی دارای ترموستات هایی با رنج دمایی بالا که دمای عملیاتی موتور را بالاتر از 200 فارنهایت نگه می دارند، موتور آلودگی های بیشتری را می سوزاند و به این طریق به کنترل خروجی موتور کمک می کنند.

محدوده ی دمایی ترموستات به نوع موتور ، توان و قدرت مورد نیاز و متغیرات دیگری بستگی دارد.

انواع ترموستات : سه نوع ترموستات وجود دارد : 1)فانوسی(bellow type) 2)دو فلزه(bimetallic type) 3)ساچمه ای(pellet type) ترموستات فانوسی(Thermostat Bellow Type) : در این نوع ترموستات ، فانوسک قابل انعطافی از الکل یا اتر که دارای نقطه ی جوش پایینی هستند پر می شود و در این نوع ترموستات مورد استفاده قرار می گیرد.زمانیکه فانوسک گرم می شوند ، مایع داخل آن تبخیر شده و فشار کافی ، برای انبساط فانوسک را ایجاد می کند.وقتی که این سیستم خنک می شود ، گاز حاصل از مرحله ی تبخیر ، چگالش پیدا می کند و به حالت اولش باز می گردد و فشار اولیه کاهش یافته و فانوسک به شکل اولش برمی گردد و سوپاپ ترموستات بسته می شود.

گفتیم که ، فانوسک برنجی که در قسمت پائین ترموستات قرار دارد از یک سیال فرّار پر شده است.

این قسمت یک حلقه ی متحرک عریض در پائین و حول قسمت بیرونی دارد .

در سر سیلندر دریچه ی انحرافی در محلی بالاتر از این حلقه متحرک قرار دارد.

وقتی آب رادیاتور دمائی کمتر از درجه حرارت مؤثر موتور دارد و ترموستات در حالت بسته قرار دارد ،مقدار جزئی ازآب رادیاتور می تواند به درون دریچه ی انحرافی در سر سیلندر ، در جائی که به واتر پمپ متصل می شود، درون موتور گردش کند ، وارد می شود.

این در حالی است که آب رادیاتور در حالت گرم شدن می تواند در موتور گردش کند و بدون آنکه بتواند به درون رادیاتور وارد شود .

نتیجه این است که دمای موتور به سرعت به درجه حرارت موثر موتور می رسد.

وقتی سیال فرار درون ترموستات گرم شده و به جوش بیاید ،منبسط شده و باعث می شود تا فانوسک ترموستات باز شود.

این حجم و مخلوط سیال است که تعیین می کند در چه دمائی بایستی ترموستات باز شود.

وقتی دریچه ی بالایی از جای خود بلند شود نوار (باند) حول آن نیز بالا می آیدکه در نهایت باعث مسدود شدن سوراخ منفذ دار در سر سیلندر می شود.

این کار باعث می شود که آب رادیاتور در حال گردش به داخل رادیاتور رفته که در این حالت موتور به درجه حرارت مؤثر خود می رسد .

وقتی رینگ بیرونی از قسمت لبه ی بالائی در حدود 3.8 اینچ بالا می آید دریچه منفذ دار کاملاً مسدود میشود .وقتی رینگ در حدود 5.16 اینچ از طرف قسمت بالایی بلند می شود ،راه حرکت آب رادیاتور را دربالای رینگ می بندد و تمام جریان آب رادیاتور بایستی از درون رینگ ،بین رینگ و فانوسکها ، حرکت کند.

سطح مقطع آب رادیاتور درون رینگ دز اطراف فانوسک تقریباً برابر 0.8 اینچ مربع از قسمت برش عرضی می باشد .

مساحت سطح بالائی سوپاپ در حالت کاملاً باز در حدود 1.2 اینچ مربع می باشد.

بنابراین نمی تواند جلوی جریان را بگیرد.

این قسمت کمی زودتر از سایر قسمت ها باز می شود اما عکس برداری از آًن هنگامی که جزئی از آن ازّ آب داغ بیرون امده کاری سخت و مشکل است .در ظاهر 0.8 اینچ مربع عاملی برای جلوگیری از جریان یافتن سیال نمی باشد.

فانوسک ها قطری در حدود 1 اینچ دارند ،بنابراین مساحت آنها از یک سمت در حدود 1 اینچ مربع می باشد .کار با فشار بالا در سیستم خنک کاری نیروی زیادی را به ته فانوسک ها وارد می کند و باعث می شود که ترموستات بسته شود.

(نیروئی در حدود 1 پوند برای هرpsi 1 فشار ) ترموستات دو فلزه(Bimetallic Type Thermostat) ترموستات دوفلزه دارای یک نوع سوپاپ است که با فنر (حلقه مارپیچ ) دو فلزه کار می کند.که اساس کار آن اختلاف در ضریب انبساط دو فلز است.

حلقه ی مارپیچ سوپاپ را وقتی که به دمائی بالاتر از دمای لازم رسید ، منبسط و باز می کند.

هنگامی که حلقه ی مارپیچ سرد می شود ، منقبض شده و سوپاپ بسته می شود.

ترموستات فلزی مرکب از مواد مختلف است و معمولا به شکل باریکه یا ورقه ای است که از دو یا چند لایه ی فلزی با ضریب انبساط گرمایی متفاوت ساخته شده است.زمانیکه این لایه ها با هم خم می شوند ، مواد را مجبور به تغییر انحنایشان با تغییر دما می کنند.

این تغییر انحنا در پاسخ به تغییر دما یک ویژگی اساسی در تمام ترموستات های فلزی است.

اگر یک ترموستات فلزی در ابتدا مستقیم و بدون خمیدگی باشد و یا دارای خمی اولیه باشد ، خم نهایی برای تغییر دمای یکسان ، یکسان است.

که این یک کمان صحیح به وجود آمده از شعاع ثابت است.در همه ی ترموستات های فلزی موارد زیر به صورت مشترک وجود دارند : دو باریکه ی فلزی با طول برابر (در دمای معین)، دارای ضریب انبساط گرمایی متفاوت.

زمانیکه دما افزایش می یابد ، طول نسبی این دو باریکه، تغییر خواهد کرد.

در هنگام گرم شدن نوار دوفلزه ، فلزی که ضریب انبساط گرمایی بالاتری دارد ، بیشتر از فلز دیگر منبسط می شود ، بنابراین نوار دوفلزه خم شده و وضعیت خم شدنش به صورتی است که قسمت مقعر نوار در طرف فلز با ضریب انبساط گرمایی پایین و قسمت محدب نوار در طرف فلز با ضریب انبساط گرمایی بالا است.در هنگام سرد شدن نوار ، برعکس حالت گرم شدن اتفاق می افتد .

(مثلا یک باریکه ی دو فلزه که در یک طرفش فلز برنج و در طرف دیگرش فلز فولاد است ، پس از گرم شدن به طرف فلز فولاد گرم می شود و زمانیکه در نیتروژن مایع سرد شود ، به طرف دیگر خم می شود.

این نیروهای وارد بر دو باریکه ی فلزی، یک گشتاور چرخشی ایجاد می کنند که باعث خم شدن نوار با زاویه ی کمان یکسان می شود.

تغییر در انحنا ی یک ترموستات فلزی مستقیما با اختلاف در ضریب انبساط گرمایی و تغییر مولفه ی دمای باریکه ها متناسب است و با ضخامت نوارها نسبت عکس دارد .

میزان خمیدگی همواره تحت تاثیر نسبت ضریب قابلیت ارتجاعی دو باریکه و نسبت ضخامت آنهاست.

مراحل ساخت ترموستات فلزی : انواع گوناگونی از فلزات و آلیاژها در ساخت و تولید ترموستات فلزی استفاده می شود.

مولفه هایی که در یک پیوند ذوب شناختی صحیح ، شرکت می کنند ، به وسیله ی مهارت خاصی شناخته می شوند .نتیجه ی این شناخت صحیح ، یک پیوند دائمی است که در بسیاری موارد بر قدرت جداکنندگی فلزات غلبه می کند.

ترموستات فلزی برای رسیدن به اندازه ی مطلوب و کمترین خطا در استفاده از آن، به وسیله ی ماشین نورد ، با دقت بالا ، پیچانده می شود (رول می شود).

عمل گداختگی میانی در فشاری کمتر از فشار اتمسفر، درون کورهی گداختگی نوار انجام می شود.سپس مراحل غوطه ور ساختن در محلول رقیق اسید (قطعه شویی) ، تمیز کردن و برس زنی نقش مهمی را در دست یافتن به کیفیت نهایی بازی می کنند.

عملیات تکمیلی شامل حک کردن مشخصات بر روی ترموستات است.

همچون مشخص کردن ضریب انبساط گرمایی و در بسیاری موارد ، نوع فلز، برای دو فلز استفاده شده در ترموستات.

سرانجام ترموستات فلزی شکاف داده شده و مسطح می شود.

یک قطعه ی مسطح پیچانده شده و سرد نتیجه ی استاندارد نهایی است.

این عملیات تکمیلی با تحمل یک بازرسی سخت توسط مواد دنبال می شود.

در این بازرسی اندازه ی فیزیکی ، ضخامت ، سختی ، مقاومت الکتریکی و انعطاف پذیری کنترل می شوند.

ترموستات های فلزی EMS به بخشهایی تقسیم می شوند که هر کدام مجهز به استانداردهای ظریف و تجهیزات ویژه برای تولید این قطعات با تنوع بسیار زیاد هستند، از جمله سیم پیچ حلزونی و مارپیچی ، تیغه های مسطح ، قطعه های سوراخ دار و یا بدون سوراخ و ساده ، قطعات U شکل و قطعات پیچیده ی دیگری که با مراقبت های ویژه و دشوار ساخته می شوند.

اندازه های در دسترس برای ترموستات فلزی : ضخامت : 0.003 تا 0.125 اینچ.

عرض : 0.020 تا 0.12 اینچ .

در زمان انبساط، این عرض به 1.64 اینچ میرسد.

در اندازه گیری با خط کش معمولی کوچکترین عرض 3 برابر ضخامت است .

طول : باریکه ی دو فلزه به صورت سیم پیچ یا مسطح کشیده است .باریکه ی مسطح کشیده حداکثر تا 12 فوت طول دارد.

بررسی سختی در ترموستات فلزی : از آنجاییکه ترموستات فلزی لز آلیاژهایی تشکیل شده است که امکان سخت شدن به صورت معمول ، با استفاده از پردازش گرمایی را ندارند، سختی آنها با Cold Rolling(عملیاتی برای افزایش سختی و استحکام فلزات) ارتقا می یابد.

همچنین خاصیت ارتجاعی ترموستات ، به وسیله ی Cold Rolling کنترل می شود.

معمولا سختی بالا وابسته به خاصیت ارتجاعی بالاست.

بنابراین درجه ی سختی بالا در ترموستات فلزی ، یک مولفه ی مطلوب است.مگر اینکه عملیات شکل گیری طاقت فرسا باشد یا مرحله ی خمش نیاز به مواد نرم تر داشته باشد.

برای هر ضخامت معین ، ترموستات فلزیی با ارزش سختی استانداردی تولید شده است.

اگر عملیات خم کردن و شکل دادن بسیار طاقت فرسا باشند، میتوان از مواد نرم تری نسبت به استاندارد سختی استفاده کرد.مواد سخت تر از استاندارد ، می توانند برای قطعه هایی با ضخامت کم که نیاز به خاصیت فنری و ارتجاعی دارند ،مورد استفاده قرار گیرند.

برای تمام ترموستات های فلزی مراحل ، رول کردن و بازپخت با دقت بسیاری کنترل می شوند، تا اندازه و وزن مناسب قطعه کار در طول عملیات حفظ شود.

بیشتر ترموستات های فلزی در اندازه های نسبتا کوچک مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا دو طرف باریکه فلزی با ضریب انبساط گرمایی متفاوت(و گاهی یک لایه ی سوم میانی) تنها بخشی از قسمت متقاطع کل هستند.

آزمایش سختی بهتر است در ماشینهایی مثل : vickers , tukonو knoop انجام بگیرد.این ماشین ها در هنگام آزمایش سختی دارای فشار کم و نفوذ کم عمق هستند.

با این وجود ، با استفاده از این وسایل ، با دقت تعیین کردن درجه ی سختی موادی با ضخامتی، تنها حدود یک هزارم اینچ مشکل است.

حداکثر مقاومت برای اندازه های استاندارد ترموستات فلزی : ترموستات ساچمه ای (Pellet Type Thermostat): بیشتر ترموستات ها از نوع pellet هستند.

نام این نوع ترموستات از wax pellet(ساچمه ی مومی) می آید.این نوع ترموستات از ترموستات های دوفلزه سریع تر عمل می کنند.

در حال حاضر ترموستات از یک حسگر دمایی به صورت ساچمه ی مومی استفاده می کند ، تا سوپاپ مکش را که فنرییت زیادی در آن ذخیره شده است ، مجبور به باز شدن کند و از این طریق ماده ی خنک کننده ی داغ اجازه ی عبور از ترموستات را داشته باشد و به رادیاتور راه یابد.

نحوه ی کار ترموستات wax pellet : مکانیزم این نوع ترموستات در قسمت استوانه ای شکل این وسیله است.

این سیلندر مسی(دارای هدایت گرمایی بالا) با واکس(زیرا واکس در زمان تغییر فاز از جامد به مایع سریعا و شدیدا منبسط می شود.) پر شده است و با افزایش دما منبسط شده و با کاهش دما منقبض می شود.

با افزایش دما واکس موجود در محفظه ی ترموستات که در فاز جامد است منبسط شده و به مایع تبدیل می شود.

اتاقک انبساط دارای یک انبساط پیش بینی شده است.

انبساط واکس یک میله ی ثابت از جنس فولاد زنگ نزن را که در قسمت بالایی ترموستات قرار دارد هل می دهد به این ترتیب محفظه ی استوانه ای شکل ترموستات به سمت پایین حرکت می کند.

در این هنگام، سوپاپ ترموستات شروع به باز شدن می کند و هنگامی که واکس خنک می شود ، فنر موجود در ترموستات سیلندر را به سر جای خودش برمی گرداند و سوپاپ بسته می شود.

موتور مومی(Wax Motor) تغییر حالت موم از ذوب شدن تا انجماد به خوبی شناخته نشده است (همچون آب ) امّا این تغییرات در محدوده ی دمایی مشخص رخ می دهد .

وقتی موم گرم می شود به تدریج نرم شده و سپس به حالت انعطاف پذیری، در می آید و سرانجام مایع می شود.از حالت اولیه (جامد) تا حالت نهایی(مایع) ،حجم موم تولید شده از 13 تا 15 درصد افزایش می یابد.که این بستگی به ساختمان موم دارد.

زمانی که موم سرد است و دوباره به حالت اولیه در می آید عکس حالت قبل رخ می دهد تنها با چند تفاوت جزئی که در زیر مورد بحث قرار می گیرند.

تغییرات حجم از فاز جامد به مایع و بر عکس در تولید انرژ ی مکانیکی در دمای مشخص شده و به طور خودکار( بدون آنکه به مکانیزمی قابل کنترل نیاز باشد) استفاده می شود.

ترموستات هایی که در وسایل نقلیه استفاده می شوند از یک موم که با کلاهکی که توسط یک پیستون جاسازی و آبندی شده است پر می شود.زمانی که ساچمه ی مومی ترموستات تا دمای ذوب گرم و منبسط می شود،این انبساط پیستون را به درون می راند و سپس سوپاپ ترموستات را از نشیمنگاه خود بلند می کند.

هنگامی که موم سرد شد و دوباره به حالت جامد درآمد ،پیستون با نیروی یک فنر به عقب رانده می شود و سوپاپ را می بندد.

انبساط گرمایی موم فشاری را در حدودpsi 2.000 تولید می کند.ترموستات خنک کننده ی موتورهای وسایل نقلیه ی سبک و معمولی ، ) wax motorموتور مومی) نیرویی برابر 20 تا 25 پوند و با کورس 0.2 تا 0.35 اینچ به پیستون وارد می کند.

کلاهک ساچمه مومی ترموستات معمولاً از آلیاژ برنج با کیفیت بالا تولید می شود تا بتواند فشار زیادی را تحمل کند وعمر مفید زیادی در طی سالهای متمادی داشته باشد .

استفاده از آلیاژ خارج از استاندارد یا ساخت ضعیف قطعه، معمولاً باعث بروزشکاف هایی روی پوسته هوزینگ ترموستات می شود.موم تحت فشار نشت کرده اما شکاف ها در زمان بازرسی ترموستات به سختی شناسایی می شوند و با سرد شدن و بسته شدن شکاف ها تراوش موجب ضربه های کوچک افزاینده می شود.

بیش از اندازه گرم شدن خساراتی به ساچمه ی مومی ترموستات وارد می کند.ترموستات ها طوری طراحی شده اند که سوپاپ ها آنها در حالت بسته روی نشیمنگاه سوپاپ قرار بگیرد.در این حالت با آنکه اجباری جهت تقویت نیروی فنر بوسیله ی موم وجود ندارد اما پتانسیل نشت موم کاهش می یابد.

فشار معمول فنر های مورد استفاده در ترموستات در ترموستات های وسایل سبک (با سوپاپ بسته ) معمولاً در حدود 10 تا 16 پوند بر اینچ مربع است.

یک فنر معیوب یا ضعیف هرگز نشیمنگاه سوپاپ را در مقابل فشارآب رادیاتور نگه نمی دارد ، اگرچه باعث تراوش آب رادیاتور از مدار رادیاتور می شود اما باعث به تاخیر افتادن در زمان گرم شدن و کاهش بازده ی گرمائی می شود.

از طرف دیگر فشار بیش از اندازه ی فنر علاوه بر اینکه موجب تولید فشار بیش از اندازه در ساچمه ی مومی ترموستات هنگام باز بودن سوپاپ می شود، باعث کاهش عمر مفید ساچمه ی مومی ترموستات (wax pellet ) و پیستون آب بندی شده می شود.

درجه بندی ترموستات wax pellet : دریچه ی ترموستات در دمای بین 83 تا 93 درجه ی سانتیگراد ، به سرعت باز می شود و بین دمای 70 تا 83 درجه ی سانتیگراد به آهستگی باز می شود ؛که در این محدوده انبساط گرمایی واکس جامد را داریم.

در دمای بالاتر از 93 درجه ی سانتیگراد ، دریچه ی ترموستات به باز شدنش تا آخرین حد مقرر ادامه می دهد ؛ که در این محدوده انبساط گرمایی واکس مایع را داریم.

همچنین ترموستات در هنگام بسته شدن ، حدود 2 تا3 درجه پسماند دارد.

یعنی دما 2 تا3 درجه قبل از اینکه ترموستات شروع به بسته شدن کند، کاهش می یابد.

ترموستات و کامپیوتر : به تازگی سیستم های کامپیوتری OBD-1 به ترموستات وابسته شده اند ، تا عامل عملیاتی دما را ، قبل از اینکه موتور در حلقه ی بسته ی گرم شدن داخل شود ، تا حداقل 160 فارنهایت افزایش دهند.

همچنین کنترل سوخت کاملا کامپیوتری شده است.

ممکن است موتور ، در آب و هوای سرد ، به مدت 15 دقیقه قبل از وارد شدن به حلقه ی بسته ی کنترل سوخت کار کند.در زمانیکه دریچه ی ترموستات در حالت باز باقی مانده است نوعی از سیستم OBD-1 با قدرت کار می کند ولی با تضعیف اقتصاد سوخت و افزایش خروجی اگزوز همراه خواهد بود.