Thermostat

Bauarten und Funktionen der Thermostate

Abhängig von der Einsatzart und der Technologie des Verbrennungsmotors, müssen Thermostate über unterschiedliche Charakteristiken und Funktionen verfügen. Einsatzthermostate und Gehäusethermostate (Wachsthermostate) Einsatzthermostate sind einzelne Bauteile, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Diese regeln die Kühlmitteltemperatur exakt, sind robust, wartungsfrei und bewähren sich seit Jahrzehnten. Gehäusethermostate bestehen aus dem Einsatz und dem Gehäuse. Diese Module werden voll in den Motor integriert. Das Herzstück des Wachsthermostates ist das Arbeitselement. Dabei handelt es sich um ein druckfestes Gehäuse. Dieses ist mit einem speziellen Wachs gefüllt. Nach dem Starten des Motors erwärmt die Kühlflüssigkeit das Arbeitselement. Ab einer vorgegebenen Temperatur verflüssigt sich das Wachs im Arbeitselement. Dabei dehnt sich das Wachs aus und drückt in dem Gehäuse auf einen Stift, der als Arbeitskolben dient. Der Arbeitskolben wird nun aus dem Gehäuse gepresst und öffnet den Kühlmitteldurchfluss zum Kühler über ein Tellerventil. So wird der Motor im optimalen Temperaturbereich gehalten. Unterschreitet das Kühlmittel die vorgegebene Öffnungstemperatur wieder, werden Teller und Stift von einer Feder zurück in die Ausgangsposition gedrückt. Dadurch wird der Kühlmitteldurchfluss zum Kühler unterbrochen. Elektrisch beheizte Thermostate (Kennfeldthermostate) Leistungsoptimierte, moderne Pkws benötigen für die Kühlleistung des Verbrennungsmotors Thermostate mit einem breiteren Arbeitsbereich als der herkömmliche Wachsthermostat. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden elektrisch beheizte Thermostate entwickelt. Durch die zusätzliche Steuerung über das Motormanagements kann die Motortemperatur dabei präziser und nach Bedarf angepasst werden. Die Vorteile: bessere Verbrauchswerte und niedrigere Schadstoffemissionen. Das elektrisch beheizte Thermostat funktioniert folgendermaßen: Das Wachs wird im Arbeitselement durch das Kühlmittel und eine elektrische Heizung erwärmt. Durch diese Kombination kann die Motortemperatur abhängig von der Lastanforderung individuell geregelt werden. Die elektrische Beheizung des Arbeitselementes wird dabei anhand verschiedener Parameter vom elektronischen Motormanagement gesteuert. In Situationen mit stark erhöhten Leistungsanforderungen bewirkt die Beheizung außerdem die frühzeitige Öffnung des Kühlmittelkreislaufes. Abhängig von der Voreinstellung kann der Motor auf diese Weise beispielsweise im Teillastbereich mit ca. 100 °C – 110 °C betrieben werden – also heißer als bisher üblich. Daraus ergibt sich ein Verbrauchsvorteil von ein bis zwei Prozent. Bei Volllast wird die Temperatur auf ca. 80 °C abgesenkt. Dadurch lässt sich die Leistung, und speziell das Drehmoment, messbar um zwei bis drei Prozent steigern. Durch die Veränderung der Kühlmitteltemperatur wird auch die Klimaanlage in einem günstigeren Temperaturbereich betrieben, wodurch der Fahrzeuginnenraum besser klimatisiert ist.