8Июл

Из чего состоит термостат: Строение термостата

Содержание

Строение термостата

Термостат автоматически поддерживает необходимую темпе­ратуру жидкости в системе охлаждения и позволяет быстро прогреть холод­ный двигатель при пуске.

Строение термостата двигателя:

а - жидкостного, б - с твердым наполните­лем,1 - корпус жидкостного насека; 2 – гофрированный баллон; 3 - шток; 4 - прокладка; 5 - клапан термостата, 6 — патрубок для отвода горячей жидкости; 7 - корпус термостата; 8 - кронштейн; 9 - баллон термостата; 10 — твердый наполнитель; 11 - резиновая мембрана; 12 - направляющая втулка; 13 - возвратная пружина, 14 — коромысло клапана: 15 — буфер; 16 — впускной трубопровод.

Термостаты двигателей бывают жидкостные и с твердым наполните­лем, а также одно клапанные, которые ограничивают только поток жидко­сти, и двух клапанные, распределяющие поток жидкости между радиато­ром и малым кругом циркуляции жидкости.

Устанавливают термостат либо на пути движения жидкости к радиатору (верхний патрубок), либо перед насосом.

Жидкостной термостат двигателя состоит из корпуса с окнами, гофрированного баллона, заполненного легко испаряющейся жидкостью — смесью дистиллированной воды и 1/3 этилового спирта и клапана. Нижняя часть бал­лона жестко соединена с кронштейном корпуса. К верхней части баллона припаян шток с клапаном. Шток может перемещаться в направляющей корпуса. Если жидкость в системе охлаждения не прогрета, то давление в сильфоне понижено и жидкость находится в сжатом состоянии (клапан закрыт). По мере прогрева системы охлаждения жидкость в сильфоне испа­ряется, давление повышается, сильфон расширяется, открывается клапан. С этого момента жидкость начинает циркулировать через радиатор. Клапан начинает открываться при температуре жидкости 70—80 градусов С не полностью открывается при температуре 85—95 градусов С.

Термостаты двигателя жидкостного типа вследствие образования микроскопиче­ских трещин в стенках сильфона и потери герметичности имеют ограни­ченный срок службы.

В настоящее время применяют термостаты двигателя с твердым наполнителем.

Они состоят из капсулы, заполненной активной массой (кристаллическим воском с медными опилками и церезином). Капсула закрыта резиновым буфером-мембраной, соединенным со штоком. Шток упирается в регули­ровочный винт, расположенный в верхней рамке термостата, кольцо кото­рой образует седло для основного клапана. Клапан и вместе с ним капсула поджимаются пружиной, которая вторым своим концом упирается в ниж­нюю рамку. При расширении активной массы шток, упирающийся в регу­лировочный винт, отжимает всю капсулу вместе с основным клапаном и открывает проход жидкости к радиатору.

Неисправности системы охлаждения

Термостат: устройство, принцип работы, неисправности

Термостат является элементом системы охлаждения автомобиля, отвечающим за распределение теплового баланса охлаждающей жидкости. В статье подробно рассмотрим принцип работы, устройство, а также виды механизмов, использующихся в конструкции современных автомобилей.

Принцип работы термостата

Простейшая система охлаждения двигателя состоит из малого и большого кругов циркуляции охлаждающей жидкости (ОЖ). Циркуляция в малом кругу, именуемом рубашкой охлаждения двигателя, способствует быстрому выходу двигателя в режим рабочей температуры. При повышении температуры термостат соединяет «рубашку» с основным радиатором системы охлаждения, при этом антифриз начинает циркулировать по большому кругу, поступая в бачок ОЖ уже охлажденной.

Термостат отвечает за перераспределение потока охлаждающей жидкости, что позволяет ускорить прогрев двигателя и дальнейшее поддержание оптимального температурного диапазона.

Термостат является термочувствительным клапаном, так как его принцип работы основан на свойстве изменения линейных размеров формы тела при изменении его температуры. В качестве наполнителя, расширяющегося при нагреве, использует смесь гранулированного воска и меди. Именно «твердый» наполнитель используется в конструкции современных механических термостатов.

Устройство

Конструктивно механизм состоит из следующих элементов.

В начале работы двигателя клапан термостата находится в закрытом положении – тарелка основного клапана плотно прижата к корпусу возвратной пружиной. Забор ОЖ через радиатор перекрыт, открытый перепускной клапан позволяет жидкости циркулировать по малому контору. При повышении температуры термоэлемент начинает расплавляться. Увеличение в объеме создает давление на корпус основного клапана, заставляя его преодолевать усилие возвратной пружины и перемещаться в направлении входного патрубка. Перемещения провоцирует закрытие перепускным клапаном магистрали от двигателя и открытия магистрали от радиатора. Таким образом, выходной патрубок (к насосу) сочленяется с входным патрубком №7 (от радиатора).

Температура открытия термостата зависит от состава наполнителя. В среднем термостат начинает открываться при температуре 80-90ºС, полное открытие достигается при температуре 95-105ºС. Точные показатели можно узнать в технической документации к автомобилю; часто температура открытия указывается непосредственно на корпусе изделия.

Для наглядного представления принципа работы предлагаем посмотреть видео работы термочувствительного клапана.

Виды

  • Двухклапанный. Именно принцип работы двухклапанного термостата был рассмотрен выше. Такой вид термочувствительных клапанов популярен у производителей отечественной грузовой и легковой техники.
  • Одноклапанный. Имеет наиболее простую конструкцию, в которой не предусмотрен перепускной клапан. Именно такой вид чаще всего можно встретить на авто иностранного производства.
  • Одноклапанный двухступенчатый. Из-за высокого давления в контуре охлаждения некоторых двигателей клапану достаточно сложно открыться, что увеличивает инерционность при срабатывании. Для лучшей работы конструкция одноклапанного двухступенчатого термостата предполагает наличие двух тарелок разных размеров. Первоначально открывается малая тарелка, освобождая доступ небольшой части потока охлаждающей жидкости, после чего открывается основная тарелка.
Термостат с электронным управлением

Электронные термостаты устанавливаются на современные двигатели для более точного регулирования температурного режима в тех либо иных условиях работы двигателя.

Для получения наибольшего КПД температура двигателя должна поддерживаться примерно на отметке в 110 ºС. Поскольку обычный механический термостат пропускает жидкость к большому контуру уже при температуре около 95ºС, то двигатель так и не выходит в режим оптимальной температуры и максимальной эффективности. Механизм с электронным управлением позволяет уменьшить инерционность срабатывания, что позволяет двигателю больше времени работать в высокотемпературном диапазоне. Электронное управление помогает повысить эффективность мотора, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

В целом конструкция напоминает обычный механический термостат, в который дополнительно вмонтирован нагревательный элемент. Электронный термостат рассчитан на большую температуру двигателя. В момент пиковых нагрузок для предотвращения перегрева в работу включается нагревательный элемент. Ускоренный нагрев твердого наполнителя позволяется уменьшить время открытия клапана. Нагревательным элементом управляет ЭБУ двигателя, который с датчиковой аппаратуры считывает количество оборотов коленчатого вала, температуру поступающего воздуха, степень нажатия педали акселератора и другие необходимые данные.

Неисправности

Устранения последствий перегрева двигателя часто требуют немалых финансовых вложений. У механического термостата может быть всего 2 поломки:

  • движение клапана с подклиниванием. В таком случае замедляется его быстродействие. Причина может быть в механическом износе элементов либо образовании на поверхности штока налета. К образованию налета, продуктов коррозии приводит некачественный антифриз, использование в качестве ОЖ воды, смешивание несовместимых по составу жидкостей;
  • заклинивание термостата в одном из положений. Если клапан замирает в открытом положении, ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу, что значительно увеличивает время прогрева двигателя и салона автомобиля. Заклинивание в закрытом положении обязательно приведет к перегреву двигателя, так как ОЖ не охлаждается в радиаторе набегающим потоком воздуха.

Кроме неисправностей, характерных для механических термочувствительных клапанов, в электронных термостатах возможны проблемы с питанием нагревательного элемента, подтекание ОЖ в месте прилегания корпуса к блоку двигателя. Учитывая специфику каждого из видов механизмов и условий эксплуатации, предречь ресурс термостата довольно сложно. Можно встретить утверждения о необходимости профилактической замены каждые 100 тыс.км. либо 5 лет эксплуатации, но в то же время практика знает случаи, когда механические термостаты служили более 10 лет.

Устройство и принцип работы термостата

Термостат системы охлаждения двигателя представляет собой устройство в виде клапана, реагирующее на температуру охлаждающей жидкости. Он позволяет автоматически поддерживать заданный тепловой режим работы мотора за счет направления потока жидкости по большому или малому кругу циркуляции. Это необходимо, чтобы двигатель при запуске разогревался быстрее, а при выходе на заданную температуру работы сохранял ее постоянной.

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой – всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

  • Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
  • Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
  • Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
  • Шток (поршень) – располагается внутри цилиндра.
  • Клапан малого круга – перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
  • Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
  • Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Основные виды термостатов

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

  • Одноклапанный – классическая конструкция.
  • Двухступенчатый – это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
  • Двухклапанный – в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая – малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
  • Электронный (с электронным управлением) – представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Проверка термостата и распространенные неисправности

Неисправности термостата чаще всего связаны с износом или коррозионными образованиями. Это может спровоцировать заклинивание клапана в открытом, закрытом или частично открытом положениях. Признаки постоянно открытого термостата, а также ситуации заклинивания в промежуточном положении, проявляются только при низких температурах (холодной погоде), когда прогрев двигателя становится слишком долгим. Постоянно закрытое положение – более серьезная проблема, которая вызывает перегрев двигателя, что может привести к необратимым поломкам.

Как проверить исправность термостата

Также термостат может быть изначально некачественным, что нередко проявляется как несвоевременное открытие. При более раннем срабатывании увеличивается расход топлива, поскольку для выхода на рабочую температуру двигателю потребуется больше времени. Когда же клапан на большом контуре срабатывает позже, повышается износ мотора.

Основной способ проверки термостата предполагает его снятие с двигателя:

  • Термостат демонтируется и помещается вначале в емкость с горячей (кипящей) водой. Если при этом клапан не раскрывается или происходит слишком медленное раскрытие, он потребует замены. Если клапан сработал, выполняют обратную проверку, поместив его в холодную воду и отследив процесс закрытия.

Автомобильные термостаты не подлежат ремонту и при обнаружении неисправностей требуют замены. Также следует знать, что разные марки имеют отличные температурные характеристики открытия и закрытия. Поэтому для обеспечения оптимального режима работы двигателя необходимо устанавливать модели, рекомендуемые производителем автомобиля.

В любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания конструктивно предусмотрена система охлаждения. Нормальную работу системы в определённом температурном диапазоне обеспечивает термостат. Термостат является очень важным узлом двигателя, и потому требует к себе особого внимания.

Назначение термостата.

Термостат предназначен для распределения потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Его работа заключается в разделении системы охлаждения на два контура. Один контур считается малым, и включает в себя рубашку охлаждения двигателя и радиатор отопления салона автомобиля. Большой контур, помимо двигателя и отопления салона, включает в себя основной радиатор, который предназначен для охлаждения жидкости, направленной в него через термостат.

При холодном двигателе термостат полностью закрыт и жидкость циркулирует только по малому контуру. Это обеспечивает более быстрый прогрев холодного двигателя до рабочей температуры, что уменьшает время прогрева и положительно влияет на уровень расхода топлива и износ деталей.

Когда двигатель набирает рабочую температуру, начинает срабатывать термостат. По мере повышения значения температуры охлаждающей жидкости термостат постепенно открывает ей доступ к радиатору для охлаждения. При охлаждении жидкости термостат постепенно прикрывается, уменьшая её доступ к радиатору. Таким образом, термостат поддерживает значение температуры охлаждающей жидкости в определённом диапазоне.

Устройство и принцип работы простого автомобильного термостата.

В зависимости от марки автомобиля и типа двигателя конструкция термостатов может незначительно отличаться. Однако, на примере самого распространённого термостата с восковым наполнителем можно описать его устройство.

Любой термостат этого типа состоит из следующих основных деталей: цилиндр с наполнителем, клапан, толкатель клапана и пружина.

Цилиндр с наполнителем представляет из себя герметичную ёмкость небольшого размера. Ёмкость заполнена специальным гранулированным воском с добавлением меди. Воск при изменении значения температуры имеет свойство изменяться в объёме. При повышении окружающей температуры воск расплавляется и расширяется. При снижении температуры наоборот — уменьшается в объёме. Медь добавляется в воск для увеличения теплообмена, так как этот металл обладает повышенной теплопроводностью.

Клапан термостата физически соединён с восковым цилиндром с помощью толкающего штока. При повышении температуры и расширению наполнителя клапан, толкаемый штоком, открывается и пропускает охлаждающую жидкость в большой контур. Пружина термостата предназначена для возвращения клапана в исходное положение при понижении температуры охлаждающей жидкости и уменьшении в объёме наполнителя.

Термостат работает таким образом, что чем выше температура охлаждающей жидкости, тем сильнее воск увеличивается в объёме и тем сильнее открывается клапан. Таким образом, при более сильном прогреве жидкости, клапан открывается сильнее и пропускает больший её объём к охлаждающему радиатору.

Разновидности термостатов.

Поскольку термостат был изобретён очень давно, то его конструкция постоянно изменялась и усовершенствовалась. На сегодняшний день на автомобилях применяются следующие три типа термостатов: одно-клапанные, двух-клапанные и термостаты с электронным управлением.

Конструкция одно-клапанного термостата описана выше. Двух-клапанный термостат конструктивно схожий с простым одно-клапанным. На двух-клапанном помимо основного перекрывающего клапана дополнительно установлен малый клапан, который физически соединён с основным. Такие термостаты применяются в тех двигателях, в которых система охлаждения работает при повышенном давлении. В этом случае, усилия расширения наполнителя бывает недостаточно, чтобы преодолеть давление в системе и открыть основной клапан. Малый клапан имеет намного меньшую площадь поверхности, и за счёт этого легко преодолевает сопротивление жидкости. Поскольку оба клапана соединены между собой, то малый клапан тянет за собой основной, таким образом открывая для охлаждающей жидкости доступ к основному радиатору.

Термостаты с двумя клапанами применяются в основном на отечественных моделях грузовиков и на некоторых легковых автомобилях. Термостаты с электронным управлением применяются на дорогих автомобилях для повышения эффективности и точности их работы.

Основные неисправности термостата и методы их обнаружения.

В большинстве случаев термостат при поломке не подлежит ремонту и заменяется на новый.

Признаками выхода из строя термостата являются нарушения температурного режима двигателя. При прогревании и работе двигателя температура поднимается очень долго не достигая рабочего значения. Или наоборот, двигатель перегревается в короткие сроки своей работы. В первом случае, если всё остальное в системе охлаждения находится в рабочем состоянии, термостат заклинило в открытом положении, в результате чего охлаждающая жидкость постоянно циркулирует по большому контуру не успевая прогреваться до нормальной температуры. Если двигатель очень быстро перегревается во время работы, то термостат скорее всего заклинило в закрытом положении и потому жидкость постоянно циркулирует по малому контуру, что непременно приводит к перегреву двигателя.

Для проверки термостата его необходимо извлечь из автомобиля и опустить в ёмкость с водой. Далее вода нагревается. Если в закипевшей воде клапан термостата никак не реагирует, то он неисправен и подлежит замене. Если этот тест прошёл успешно и термостат функционирует, то причиной перегрева двигателя скорее всего является засорённая система охлаждения.

Термостат появился в конструкции двигателя почти одновременно с появлением первых автомобилей и до сих пор с успехом используется. Замены ему пока что не придумали, ведь со своим назначением он справляется в полной мере.

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Термостат

Назначение и особенности конструкции термостатов

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру жидкости в системе охлаждения и позволяет быстро прогреть холодный двигатель после запуска.

По конструкции термостаты бывают жидкостные (сильфонные) и с твердым наполнителем, а также одноклапанные, двухклапанные и двухступенчатые.
Кроме того, термостаты бывают с электронным управлением посредством следящего термодатчика и бортового компьютера, при этом конструктивное исполнение механической части таких термостатов может быть различной.

Чаще всего термостат устанавливается на пути движения охлаждающей жидкости — либо перед верхним патрубком рубашки охлаждения двигателя, либо перед жидкостным насосом (помпой).

Одноклапанные термостаты полностью ограничивают поток жидкости, а двухклапанные могут распределять поток жидкости между большим кругом (циркуляция через радиатор) и малым кругом (циркуляция только внутри рубашки охлаждения).

Устройство и работа сильфонного термостата

Жидкостный (сильфонный) термостат ( рис. 1, а ) состоит из корпуса 7 с окнами, гофрированного баллона 2, заполненного легкоиспаряющейся жидкостью, в качестве которой обычно используется смесь 2/3 дистиллированной воды и 1/3 этилового спирта, а также клапана 5.
К верхней части баллона припаян шток 3 с клапаном, нижняя часть баллона жестко соединена с кронштейном 8 корпуса термостата. Шток может перемещаться в направляющей корпуса, открывая и закрывая при этом клапан.

Если жидкость в сильфоне холодная, испарение этилового спирта не происходит, и избыточное давление в баллоне отсутствует. Клапан, пропускающий охлаждающую жидкость к радиатору при этом закрыт.
По мере прогрева охлаждающей жидкости нагревается и баллон со смесью воды и спирта, при этом спирт начинает интенсивно испаряться, поднимая давление в баллоне. Сильфон начинает расширяться в длину, воздействует на шток и открывает клапан, после чего жидкость начинает циркулировать по большому кругу через радиатор.
Клапан начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости 70…80 ˚С, и полностью открывается при температуре 85…95 ˚С.

Устройство и работа термостата с твердым наполнителем

Сильфон (баллон) жидкостного термостата является его слабым элементом – на тонкой гофрированной оболочке часто возникают микротрещины, приводящие к его разгерметизации и отказу. По этой причине на современных автомобилях чаще применяются твердотельные термостаты, основным рабочим элементом которых являются цилиндрические капсулы, заполненные твердым наполнителем, в качестве которого обычно используется кристаллический (гранулированный) нефтяной воск (церезин) в смеси с медными, графитовыми, алюминиевыми опилками или пудрой. Это вещество способно значительно расширяться при нагревании, когда переходит из твердого состояния в жидкое. Капсула с термочувствительным веществом закрыта резиновой мембраной-буфером, соединенной со штоком, управляющим клапаном термостата.

Когда воск плавится или подобное термочувствительное вещество начинает плавиться, из капсулы выдавливается шток, открывая клапан термостата, и пропуская охлаждающую жидкость к радиатору. При охлаждении двигателя, например, после его остановки, воск возвращается в твердое агрегатное состояние, уменьшаясь в объеме. При этом шток, управляющий клапаном термостата, возвращается в исходное положение, перекрывая большой круг системы охлаждения.

Работа термостата с твердым наполнителем представлена на рис. 1, б . К корпусу 7 термостата пружиной 13 постоянно прижимается клапан 5, шарнирно соединенный со штоком 3. Шток опирается на резиновую мембрану 11, которая зажата баллоном 9 и направляющей втулкой. Пока двигатель не прогрет, наполнитель (церезин) находится в твердом состоянии и клапан термостата закрыт. При достижении температуры охлаждающей жидкости 70 ˚С церезин плавится и объем его увеличивается. При этом он нажимает на мембрану, она прогибается вверх и давит на буфер 13 на шток, который поворачивает клапан 5, вследствие чего охлаждающая жидкость поступает в радиатор.

При снижении температуры охлаждающей жидкости объем церезина уменьшается и клапан термостата под действием возвратной пружины закрывается.

Общим недостатком термостатов с термочувствительными наполнителями является прерывание циркуляции жидкости через радиатор при низкой температуре окружающей среды (например, зимой), когда двигатель еще не прогрет.
В случае заполнения системы охлаждения водой это может привести к ее замерзанию в нижнем бачке или трубках сердцевины радиатора, и вывести его из строя. Замерзание воды может произойти и в нижнем резиновом патрубке – он становится твердым на ощупь. Двигатель при этом может быстро перегреться, поскольку циркуляция воды по малому кругу не обеспечивает надлежащее охлаждение деталей.
Поэтому в системах охлаждения двигателей с термостатами в зимнее время года желательно использовать низкозамерзающие жидкости или утеплять радиатор. Если же вода, все-таки, замерзла в системе, автомобиль необходимо срочно поместить в теплый гараж или проливать замерзшие участки системы охлаждения кипятком.

Электронный термостат

Наиболее современным видом этого устройства, является термостат с электронным управлением. С помощью электронной системы управления обеспечивается наиболее оптимальный процесс охлаждения двигателя, при этом конструкция может работать как в автоматическом, так и в ручном режиме.
Термостаты с электронным управлением устанавливаются на современных легковых автомобилях оборудованных бортовым компьютером, работающим под управлением программы, следящей, в том числе, и за термостатом.

На некоторых двигателях, могут устанавливаться два термостата. Такая конструкция часто применяется в двигателях, оснащенных двойной системой охлаждения, при этом один из термостатов следит за подогревом термочувствительного элемента, другой осуществляет слежение за температурой охлаждающей жидкости.

Термостат — очень важная деталь системы охлаждения, и его неисправность может привести к отказу двигателя из-за перегрева. В случае если термостат по каким-либо причинам вышел из строя при закрытом положении клапана, охлаждающая жидкость не попадает в радиатор и циркулирует по малому кругу, нагреваясь все сильнее.
Поломка термостата при открытом положении клапана менее опасна – она может привести лишь к недостаточному прогреву двигателя во время работы.
Наиболее частой причиной отказа термостата является коррозия его деталей, приводящая к их заклиниванию.
Электронный термостат чаще всего ломается из-за неправильной работы двигателя и при слишком частых запусках и остановках.

Автомобильные двигатели охлаждаются во время работы тосолом или антифризом. Важным элементом такой системы охлаждения служит термостат. Он расположен между мотором и радиатором, и благодаря ему температура двигателя остается в заданных пределах.

Принцип работы термостата

После того как двигатель завели, ему нужно прогреться до рабочей температуры. Чтобы ускорить, этот процесс, охлаждающая жидкость не поступает в радиатор, а циркулирует по малому кругу через рубашку охлаждения и радиатор печки. Блокирует ее поток именно термостат.

Когда же двигатель нагреется до 95 градусов, клапан термостата сработает, и тосол начнет циркулировать уже по большому кругу через радиатор, охлаждая таким образом мотор. Когда открывается клапан основной циркуляции, малый круг перекрывается. Принцип работы термостата основан на физических свойствах воска, который находится у него внутри. При температуре в 82˚С воск плавится.

В жидком состоянии он увеличивается в объеме и выталкивает штырь, который и открывает клапан. При охлаждении двигателя воск в термостате застывает, штырь возвращается на место, клапан закрывается. Воск плавится быстро, благодаря примесям из порошка графита, меди и алюминия.

Из чего состоит термостат

Делают автомобильные термостаты из меди или латуни. Устроены они достаточно просто. Стандартный термостат состоит из таких деталей:

  • корпуса;
  • клапана малого круга охлаждения;
  • выходного патрубка, соединенного с насосом;
  • воскового шарика;
  • входного патрубка, подключенного к радиатору;
  • клапана основного круга охлаждения;
  • двух пружин;
  • поршня.

Другими словами, все устройство автомобильного термостата – это цилиндр, возвратный штырь, два клапана и шарик воска. Именно проста и надежность конструкции объясняет тот факт, что она не изменяется на протяжении многих лет, и такие термостаты ставят даже на самые современные модели автомобилей.

В различных марках машин термостаты настраивают на разный температурный режим открывания. Ее обычно указывают на самом устройстве. Бывают бескорпусные термостаты. Их ставят прямо в блок двигателя.

Наполнитель термостата

Термостат может иметь различные виды наполнителя в основе своей конструкции. Мы уже упоминали, что выделяют жидкостной наполнитель и твердотельный. Принцип работы и устройство этих решений практически одинаково. Отличия заключаются только в повышенной герметизации жидкостной конструкции, а также в индивидуальных физических свойствах самого наполнителя и его чувствительности к температурным колебаниям зависимо от состава.

Функции и место расположения

После того как мотор выходит на оптимальную рабочую температуру, становится необходимым поддерживать этот показатель в строгих рамках до самого момента остановки двигателя, а в ряде случаев и некоторое время после прекращения работы ДВС. Главной задачей устройства является контроль и распределение потока нагретой жидкости охлаждения внутри системы по отводу тепла от двигателя.

Термостат может быть расположен в различных местах, зависимо компоновки двигателя в подкапотном пространстве, а также место его установки напрямую зависит от модели силового агрегата. Также на место установки устройства влияют и конструктивные особенности реализации самой охлаждающей жидкостной системы. В большинстве случаев термостат находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Вторым наиболее распространенным местом его установки считается вход центробежного насоса охлаждающей жидкости (помпы).

  • Двухклапанный. Именно принцип работы двухклапанного термостата был рассмотрен выше. Такой вид термочувствительных клапанов популярен у производителей отечественной грузовой и легковой техники.
  • Одноклапанный. Имеет наиболее простую конструкцию, в которой не предусмотрен перепускной клапан. Именно такой вид чаще всего можно встретить на авто иностранного производства.
  • Одноклапанный двухступенчатый. Из-за высокого давления в контуре охлаждения некоторых двигателей клапану достаточно сложно открыться, что увеличивает инерционность при срабатывании. Для лучшей работы конструкция одноклапанного двухступенчатого термостата предполагает наличие двух тарелок разных размеров. Первоначально открывается малая тарелка, освобождая доступ небольшой части потока охлаждающей жидкости, после чего открывается основная тарелка.

Термостат с электронным управлением

Электронные термостаты устанавливаются на современные двигатели для более точного регулирования температурного режима в тех либо иных условиях работы двигателя.

Для получения наибольшего КПД температура двигателя должна поддерживаться примерно на отметке в 110 ºС. Поскольку обычный механический термостат пропускает жидкость к большому контуру уже при температуре около 95ºС, то двигатель так и не выходит в режим оптимальной температуры и максимальной эффективности. Механизм с электронным управлением позволяет уменьшить инерционность срабатывания, что позволяет двигателю больше времени работать в высокотемпературном диапазоне. Электронное управление помогает повысить эффективность мотора, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

В целом конструкция напоминает обычный механический термостат, в который дополнительно вмонтирован нагревательный элемент. Электронный термостат рассчитан на большую температуру двигателя. В момент пиковых нагрузок для предотвращения перегрева в работу включается нагревательный элемент. Ускоренный нагрев твердого наполнителя позволяется уменьшить время открытия клапана. Нагревательным элементом управляет ЭБУ двигателя, который с датчиковой аппаратуры считывает количество оборотов коленчатого вала, температуру поступающего воздуха, степень нажатия педали акселератора и другие необходимые данные.

КАК ПРОВЕРИТЬ ТЕРМОСТАТ

Не снимая термостат с автомобиля, проверить его работу можно приблизительно условно. Исключения составляют случаи, когда он заклинил в полностью открытом или закрытом положении. В таком случае по температуре патрубков, времени прогрева и датчику температуры можно сделать вывод о возможной неисправности термостата.

В горячей воде термостат должен открыться

Можно проверить термостат и своими силами, сняв его с автомобиля. Для этого его или поливают кипятком, визуально наблюдая открытие, или греют в емкости с водой на электроплитке, контролируют температуру градусником и замеряют длину выдвижения штока. Оба эти метода дают весьма неточный результат, не позволяя отобразить петлю гистерезиса работы термостата и сравнить ее с образцовой, полученной в лаборатории завода-изготовителя.

Профессионально проверить термостат можно только в специализированных точках диагностирования, так как неправильная его работа бывает связана с другими неполадками двигателя, которые нужно уметь различать. Если у вас нет нареканий на работу двигателя, который зимой «удерживает» стрелку термометра в нормальной зоне, а летом не перегревается, то с вашим термостатом все в порядке. Точная диагностика работы термостата подразумевает участие опытного специалиста и специального оборудования.

КАКИЕ БЫВАЮТ НЕИСПРАВНОСТИ ТЕРМОСТАТА?

Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. С исправной системой охлаждения при температуре воздуха ноль градусов двигатель должен прогреваться до рабочей температуры при движении за 5–10 минут. В случае неполного открытия — температура двигателя не будет подниматься выше 70 градусов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, РАБОТАЕТ ТЕРМОСТАТ ИЛИ НЕТ?

Нужно прогреть двигатель, чтобы температурная стрелка немного не доходила до красной зоны. Затем выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Он крепится сверху и представляет черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре. Найти нижний шланг, он выглядит как и верхний.
Дотроньтесь до шлангов, но осторожно, так как они могут быть горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что он нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, вероятнее клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат нужно заменить на новый.
Есть «народный способ» проверки на работоспособность. Нужно положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан открывается — рабочий. Если нет — нерабочий термостат, меняем на новый. Данный способ предусматривает снятие термостата с машины.

5 признаков неисправного термостата

  1. Мотор автомобиля долго набирает рабочую температуру.
  2. Двигатель быстро перегревается.
  3. Стрелка температуры двигателя падает на скорости меньше чем обычно, а поднимается после остановки.
  4. Когда нижний патрубок теплый уже после нескольких минут работы, что свидетельствует о постоянно открытом термостате.
  5. Если нижний патрубок холодный, в то время как температура на панели приборов говорит о закипании (при этом мотор работает длительное время), кроме случаев выхода из строя датчика вентилятора радиатора, то это говорит о заклинившем термостате в закрытом положении.

Такие признаки неисправности термостата могут возникнуть как через механическое повреждение вроде заклинивания штока, так и при использовании некачественной ОЖ.

Чтобы проверить работу термостата и принимать решение о его замене, стоит произвести простейшую проверку методом кипячения. Так как на корпусе детали пишется температура срабатывания, вы наглядно можете убедится как работает термостат поместив его в горячую воду с термометром.

ТЕРМОСТАТ С ЖИДКИМ НАПОЛНИТЕЛЕМ.

Таких устройств давно нет в природе (отечественных с 1983 г), но все же для ознакомления мы затроним эту тему.

Изделие, в основе которого лежит латунный цилиндр. Внутри последнего находится жидкость, которая состоит из дистиллированной воды и эфирного спирта

Крепление цилиндра осуществляется на специальном штоке, а к второму краю, которого приварен специальный клапан.

Последний опирается на седло и фиксируется в кожухе устройства. В корпусной части есть четыре окна, которые позволяют жидкости поступать из охладительной рубашки к насосу даже при запертом клапане.

Принципа работы термостата, имеющего жидкостный наполнитель, выглядит следующим образом.

В момент пуска силового узла происходит прижатие клапана к седлу, благодаря упругой структуре гофрированного цилиндра.

Как следствие, доступ к основному радиатору блокирован, и охлаждающая жидкость не идет по большому кругу.

Через специальные окна жидкость попадает в насос, а после снова возвращается в рубашку системы.

Подобный принцип позволяет ОЖ быстрей набирать рабочую температуру.

Как только уровень последней достигает 67-70 градусов, происходит закипание жидкости в системе термостата и увеличение давления.

Гофрированный цилиндр расширяется и оказывает давление на шток. Одновременно с этим открывается клапан, и перекрываются окна, через которые жидкость поступает к насосу.

Далее охлаждающая жидкость направляется через клапан к основному баку радиатора, распределяясь по его трубкам и одновременно охлаждаясь до безопасной температуры.

После охлажденная жидкость возвращается к насосу и в общую систему. Цикл повторяется.

ТЕРМОСТАТ С ТВЕРДЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ.

Всегда устанавливается на отечественных и импортных легковых и грузовых авто.

В основе устройства — церезин (специальный воск), который смешивается с медным порошком и устанавливается в специальном баллоне (выполняется из латуни или меди).

Между крышкой и баллоном установлена мембрана, выполненная из резины. В последнюю упирается шток (также резиновый).

В верхней части баллон объединяется с клапаном, который упирается в седло. Под клапаном монтируется пружина, которая упирается в подковообразную направляющую, соединенную с корпусом (фланцем) и удерживающая клапан в закрытом положении.

В процессе работы силового узла и нагрева ОЖ происходит прогрев баллона и повышение температуры находящегося внутри воска.

Когда воск прогревается до 65-70 градусам Цельсия, начинается процесс плавления и его увеличения в объеме.

Как следствие, состав действует на мембрану, а последняя через специальный шток воздействует на клапан, открывая его. Благодаря этому, нагретая жидкость поступает в радиатор.

Открытие клапана происходит при температуре 78-82 °С. А вообще температуры начала открытия клапана для разных двигателей и условий эксплуатации лежат в диапазоне от 70 до 92 °С с допуском ±2°С.

В случае снижения температуры до уровня 65-67 градусов Цельсия происходит обратный процесс преобразования воска — он становится твердым и уменьшается в объеме.

Как следствие, пружина разжимается и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.

Одноклапанный, двухклапанный и двухступенчатый термостат

Решение с одним клапаном отличается простотой конструкции и связанной с этим надежностью. Автопроизводители по всему миру отдают предпочтение такому виду конструкции и оборудуют большинство своих автомобилей именно таким устройством.

Отдельным видом термостата с одним клапаном является двухступенчатая конструкция. Установка такого решения обусловлена тем, что некоторые системы охлаждения в процессе работы создают очень высокое давление охлаждающей жидкости. Клапану термостата сложно преодолеть такое давление. По этой причине конструкция двухступенчатого терморегулятора получила решение, которое подразумевает наличие двух тарелок клапана, которые называют малой и большой. Первой в термостате открывается малая тарелка, которой необходимо заметно меньшее усилие для преодоления созданного в системе давления. Малая тарелка открывается легче, а уже при открытии взаимодействует с большой тарелкой и попросту тянет её за собой. Открытие большой (основной) тарелки термостата до конца открывает канал прохода охлаждающей жидкости.

Если в первом случае термостат имеет один клапан с двумя тарелками, то двухклапанный регулятор получил два отдельных клапана, которые находятся в едином корпусе. Первый клапан является основным и служит для перекрытия большого круга при движении охлаждающей жидкости в системе. Второй клапан является перепускным и отвечает за циркуляцию жидкости по малому кругу. Работа клапанов синхронизирована. Когда один из них перекрывает канал ОЖ, другой осуществляет открытие нужного контура. Указанная конструкция термостата нашла широкое применение в конструкции легковых авто и грузовиков, которые являются продуктами автоиндустрии из стран СНГ.

Диагностика поломки

На серьезные неполадки в системе охлаждения Вам укажет явное отклонение от нормальных показаний указателя температуры ОЖ на панели приборов в салоне. При нормальной работе системы охлаждения ДВС и температуре воздуха за бортом около ноля градусов Цельсия, силовой агрегат должен выходить на рабочую температуру под нагрузкой в движении за 5–10 минут.

Единственное условие-исправность самого температурного датчика, указателя на панели прибоов и системы охлаждения. Если герметичность системы и функциональность других элементов не нарушена, уровень ОЖ в расширительном бачке находится на нужной отметке, тогда явными признаками неисправности термостата являются:

  • долгий прогрев двигателя;
  • неспособность ДВС выйти на рабочую температуру под нагрузкой;
  • отсутствие теплого воздуха из отопителя;
  • постоянный перегрев двигателя независимо от окружающей температуры наружного воздуха;
  • периодическое возникновение указанных симптомов и последующее их исчезновение;

Выявить неисправность термостата достаточно просто. После запуска холодного мотора верхний патрубок радиатора должен быть холодным и оставаться таковым определенный период времени. Если все в норме, значит ОЖ циркулирует только по «рубашке охлаждения» мотора (малый круг) и доступ в режиме прогрева в радиатор для нее перекрыт клапаном термостата.

Когда верхний патрубок теплеет практически сразу, тогда налицо нарушенная циркуляция. Это означает, что главный клапан устройства открыт и охлаждающая жидкость сразу идет по большому кругу. В результате ДВС не способен прогреться до оптимальной рабочей температуры. Такое явление означает, что присутствует ускоренный износ деталей силовой установки. Трущиеся пары агрегата не получают смазки в должной мере, так как непрогретый мотор имеет отличные от нормы тепловые зазоры. Масло также остается слишком загущенным и теряет свойства, что приводит к повышенному расходу горючего и преждевременному износу ДВС.

Случается и так, когда клапаны термостата подклинивают только периодически. Неисправность исчезает сама по себе, потом проявляется вновь. В таких случаях говорят, что термостат «залипает». Эта поломка более коварна, так как неисправность при таких симптомах сложнее выявить. Следует проверить состояние системы охлаждения и произвести профилактическую замену термостата. Не следует дожидаться ухудшения ситуации.

Существует еще один способ проверки работоспособности термостата, но данное решение востребовано крайне редко. Речь идет о демонтаже и последующей проверке термостата в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Для этого термостат кладут в емкость с водой и начинают её нагревать. Когда температура воды достигнет порога открытия клапана термостата, тогда исправное устройство отреагирует должным бразом. Наполнитель расширится и откроет клапан приблизительно на 20 мм. Если этого не произошло совсем, клапан открылся только частично или не вернулся после охлаждения в исходное состояние, тогда можно говорить о неисправности устройства.

виды, устройство и принцип работы

Если вы в последнее время замечаете, что двигатель в вашем автомобиле очень медленно прогревается, стало холодно в салоне или, наоборот, в пробках приходится включать вентилятор печки на максимальную скорость и открывать все окна, так как стрелка температуры на щитке приборов находится в красной зоне или около нее, то причина, скорее всего, кроется в достаточно простом и довольно недорогом изделии системы охлаждения — термостате.

Долго ездить с неработающим термостатом нельзя, так как при длительном прогреве двигателя повышается его износ, а при слишком высокой температуре может произойти перегрев, который чреват капитальным ремонтом.

На заре автомобилестроения охлаждение двигателя осуществлялось при помощи термосифонного метода. Более легкая горячая вода поднималась по водосборной трубе в верхнюю часть радиатора, опускалась в нем книзу и опять поступала в двигатель. Охлаждение воды обеспечивалось постоянно вращающимся на валу двигателя вентилятором, регулирование температуры было невозможно. При возрастании мощностей двигателей такой метод охлаждения перестал справляться с возросшей тепловой нагрузкой, и в системе охлаждения появился водяной насос.

Термостат же появился на автомобиле только в 1922 году.

Место термостата в системе охлаждения находится между двигателем и радиатором.

Основная задача термостата — блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не прогрелся до нужной температуры. Когда вы заводите остывший двигатель, то жидкость циркулирует только по малому кругу системы, в который входят сам двигатель, помпа, термостат и радиатор отопителя. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор охлаждения. Таким образом, термостат позволяет двигателю разогреться быстрее, тем самым уменьшая износ двигателя и вредные выхлопы.

Сам термостат состоит из корпуса с патрубками, в который вставляется термоэлемент в каркасе. К термоэлементу прикрепляются две подпружиненные тарелки-клапана (основной и перепускной), а в сам термоэлемент вставляется шток, который и перемещает тарелки-клапана.

Принцип работы термостата кроется в маленьком медном цилиндре (термоэлементе), который размещается внутри термостата. В этом цилиндре находится смесь нефтяного воска (церезина) и медного порошка, которая начинает плавиться при заданной температуре. Воск используется из-за его способности значительно расширяться, под действием тепла он переходит из твердого состояния в жидкое. Эта смесь герметично отделена изнутри резиновой прокладкой, не позволяющей протекать смеси в систему охлаждения. Воск плавится, значительно расширяется и выдавливает шток из цилиндра, тем самым приоткрывая подпружиненный основной клапан. Через основной открытый клапан термостата охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор — это и есть большой круг системы охлаждения.

До достижения температуры полного открытия термостата жидкость циркулирует как по малому, так и по большому кругу.

При достижении температуры полного открытия термостата перепускной клапан перекрывает движение жидкости по малому кругу, таким образом, вся жидкость проходит через большой круг.

Когда температура жидкости понижается, воск в термостате начинает застывать, пружина основного клапана вдавливает шток обратно в цилиндр с воском — снова открывается малый круг системы охлаждения для прохода жидкости.

 

Методика испытаний

В первую очередь проводился контроль температуры начала открытия. По условиям ВАЗа она должна составлять 85±2 оС.

Далее проверялась герметичность основного клапана под давлением 1 атм. при температуре воды от 10 до 35 оС — в нашем случае температура воды была 21 оС, при этом допускается протечка воды через основной клапан в количестве не более 0,5 литра за минуту. Мы замеряли, за какое время вытечет 0,5 литра воды под давлением.

Следующим этапом проверки стал контроль времени полного открытия основного клапана при опускании термостата в жидкость с температурой 102±2 оС — в нашем случае мы опускали термостаты в кипящую воду, при этом время полного открытия должно было составить не более одной минуты.

Также проводился контроль герметичности корпуса термостата — к патрубкам термостата, погруженного в воду, подается сжатый воздух под давлением 2 атм. и выдерживается в течение минуты. На поверхности воды не должно наблюдаться пузырьков воздуха.

Результаты всех испытаний представлены в таблице:

Водитель, который хочет всегда иметь исправный автомобиль, должен знать и понимать принципы функционирования всех деталей его «железного коня». Для тех, кто только начал вникать в такую сложную механику, подобная задача может показаться недостижимой. Однако, чем больше удается узнать обо всех системах автомобилях, тем лучше запоминается информация и о каждой, даже самой незначительной, его детали. На нашем блоге мы уже успели ознакомить Вас с особенностями функционирования системы охлаждения двигателя, однако сегодня мы посвятим статью одному из самых важных ее элементов – термостате.

  • 1. Конструкция, особенности работы и выполняемые функции: все, что нужно знать о термостатах
  • 2. Какие бывают термостаты: знакомимся с наиболее распространенными видами и их конструктивными особенностями
  • 3. В чем заключается принцип работы термостатов разных моделей
  • 4. Неисправности термостата: к чему нужно быть готовым во время эксплуатации двигателя?
  • 5. Диагностирование исправности термостата

Это устройство является обязательным элементом каждого автомобиля и без него любой двигатель может закипеть. Чтобы понять, как же происходит охлаждение двигателя и какую роль в этом играет термостат, ознакомимся с главными принципами его функционирования, видами и спецификой разных моделей. Отдельно обратимся к вопросу об неисправностях термостатов и тому, как именно можно определить поломку путем простой диагностики.

1. Конструкция, особенности работы и выполняемые функции: все, что нужно знать о термостатах

Если говорить о системе охлаждения двигателя в целом, то охлаждение не является ее единственной функцией. Первоначально, когда заводится еще полностью холодный двигатель, она совсем даже наоборот стимулирует его более быстрый разогрев до уровня рабочей температуры. Но как только этот уровень будет достигнут, температура двигателя начинает нормализироваться и поддерживаться на одном уровне, удобном для двигателя. И все это происходит благодаря такому устройству, как термостат.

Естественно, Вы хотите задать нам вопрос, как работает термостат? Отвечаем. Когда Вы заводите холодный двигатель, охлаждающая жидкость (антифриз или же тосол) поначалу функционирует лишь по малому кругу системы охлаждения. А все это потому, что термостат находится в закрытом состоянии и через него охлаждающая жидкость начнет проходить только после того, как ее температура достигнет 95°С. Благодаря такой небольшой особенности термостата, является возможным не только быстро разогревать двигатель, но и в разы уменьшать его износ, сокращать количество вредных выхлопов.Таким образом, основная функция термостата – это блокирование подачи жидкости в большой круг охлаждения автомобильного двигателя.

Происходит это благодаря специальному клапану, который и задерживает тосол при попытке попасть в радиатор, ограничивая его движение исключительно свободным пространством двигателя. Но как мы уже отметили, одновременно с тем, как температура жидкости достигнет рабочего уровня, этот клапан автоматически открывается и пропускает жидкость по полному кругу, где она имеет возможность охладиться. Происходит это благодаря специальному наполнителю внутри устройства, который способен реагировать на повышение температуры. Если она высокая, наполнитель расширяется, тем самым открывая клапаны. Если низкая – вся процедура происходит с точностью до наоборот.

Функции термостата довольно просты, однако играют огромную роль в исправности работы всего автомобиля. Ознакомившись с таким простым принципом его работы, Вы сами догадаться, где именно это устройство можно найти под капотом машины. Большинство конструкторов последовали такой простой логике и разместили данное приспособление между автомобильным мотором и его радиатором. Однако стоит учесть, что на некоторых автомобилях можно встретить и исключения, которые вызваны особенностями конструкции главного силового агрегата автомобиля или его системы охлаждения.

Из каких рабочих элементов состоит автомобильный термостат?

Основной рабочей деталью, благодаря которой функционирует термостат, является термоэлемент, внутри которого находится сложное по своему составу твердое вещество. Так, оно включает в себя:

– гранулированный воск;

– медь в порошкообразном состоянии;

– такие же порошкообразные графит и алюминий.

Температурные режимы для открывания и закрывания основного клапана устанавливаются соответственно конкретной модели двигателя. Зачастую они находятся в промежутке между 70 и 95°С или же между 100 и 105°С. Чтобы определить это, достаточно посмотреть на корпус термостата, на котором подобная информация должна быть обязательно обозначена. К двигателю термостат подключается благодаря трем патрубкам, каждый из которых выполняет свою функцию:

– входной патрубок – через него жидкость из двигателя поступает в радиатор для охлаждения;

– патрубок перепускного шланга, благодаря которому происходит попадание жидкости в термостат непосредственно из головки самого цилиндра;

– третий патрубок, который обеспечивает подачу жидкости в насос.

Можем заключить, что термостат по своей сути является ни чем иным, как регулятором температурного уровня охлаждающей жидкости двигателя. На некоторых автомобилях, который предназначены для особенно интенсивной эксплуатации, может устанавливаться даже не один, а несколько термостатов. Не смотря на идентичный принцип функционирования, они могут отличаться друг от друга конструкционными особенностями, типом наполнителя или же температурному уровню, на который они способны реагировать. Но чтобы не путать Вас, посвятим разнообразию термостатов отдельный раздел.

2. Какие бывают термостаты: знакомимся с наиболее распространенными видами и их конструктивными особенностями

В первую очередь все термостаты стоит различать по видам, из которых выделяют:

1. Одноклапанные.

2. Двухступенчатые.

3. Двухклапанные.

4. Термостаты с электронным управлением.

Если говорить о них в целом, то следует сразу отметить, что первая тройка функционируют практически по одному и тому же принципу. Так, самый простой вид термостатов, которыми являются одноклапанные, имеет всего одну клапанную тарелку и терморегулирующий элемент, который способен ее закрывать и открывать. Таким образом, такой клапан может либо пропускать охлаждающую жидкость, либо не пропускать, других функций у него нет. Что же касается двухступенчатого термостата – то тут уже имеется целых два клапана, один из которых основной, а второй – вспомогательный. Что же касается двухклапанного термостата, то он состоит из двух затворов, которые являются абсолютно равноправными. Функционируют они по обратной связи друг с другом.

Самым совершенным на сегодняшний день видом термостатов является тот, который обладает возможностью электронного управления. Его конструкция позволяет регулировать открытием/закрытием клапана, что, в свою очередь, позволяет достигать разных режимов функционирования двигателя. Оказывается, что под влиянием разных температурных режимов, можно добиться того, что двигатель будет использовать в разы меньше горючего, при этом, не теряя мощности и не изнашиваясь от такой «хитрой» эксплуатации. Но и это еще не все. Благодаря электронному регулированию стало возможным двухконтурное охлаждение антифриза, что особенно важно при управлении автомобилем в сложных условиях.Но кроме отличий конструктивного характера, каждый все виды термостатов имеет свои особенные принципы функционирования. Их мы и рассмотрим далее

3. В чем заключается принцип работы термостатов разных моделей

По сути, принцип функционирования любого термостата схож с принципом работы реле. Внутренний рабочий элемент, о котором упоминалось выше, имеет форму небольшого цилиндра. Поскольку в состав смеси, которая помещена внутри него, входит искусственный воск, при температуре в 82°С он начинает потихоньку таять. В следствие этого происходит естественное расширение жидкости, которое и выталкивает из цилиндра специальный штырек. Как Вы догадались, данный штырек и открывает клапан. Описанный принцип работы присущ обычному капиллярному термостату и понять его несложно даже восьмикласснику, который прошел основы термодинамики и механики.

Что же касается двухступенчатых термостатов, которые имеют уже два клапана, то тут стоит обратить внимание на некоторые отличия. Основной клапан приводится в действие тем же способом, что и в вышеописанном варианте. Однако, здесь есть еще и вспомогательный клапан, который позволяет усиливать все действия основного. Зачем это нужно, спросите Вы? Ответ будет довольно простым. Дело в том, что в моторах с большим объемом и повышенным давлением работы охладительная жидкость движется под довольно высоким давлением. Поэтому, без «дружественной подмоги» основной клапан не сможет перекрыть трубку, даже если температуры жидкости сильно опустится.

В двухклапанных системах термостатов все происходит еще проще, хотя конструкция у них и сложнее. Поскольку конструкция таких термостатов состоят из двух заслонов, абсолютно независимых друг от друга, то один из них отвечает за движение охлаждающей жидкости по маленькому кругу, а второй – за ее движение по большому кругу. Но как же это возможно? Просто когда открывается один из клапанов, автоматически закрывается один. Ну и наоборот.

И наконец-то мы переходим к термостатам, управляемых электронно. По сути, они функционирует так же, как и обычные одноклапанные. Только вот у описываемых здесь моделей есть одна своя существенная особенность. Терморегуляция клапанов осуществляется при помощи температурного резистора. Именно нагрев этого элемента и дает сигнал для того, чтобы заслонка открылась. Проходит сигнал непосредственно через электронный блок управления, который и управляет клапаном. Правильно запрограммировав блок, Вы сможете сразу почувствовать все достоинства езды на автомобиле с электронным термостатом. Ведь он будет обеспечивать необходимое охлаждение, опираясь на темп езды, сложность дорог и тип Вашего двигателя.

4. Неисправности термостата: к чему нужно быть готовым во время эксплуатации двигателя?

В том, что термостат является очень важной составляющей системы охлаждения двигателя, Вы должны были убедиться исходя из всего вышеописанного материала. Однако, так же как и любой другой механизм, термостат может сломаться, и причины и последствия этого могут проявляться совершенно по-разному. То, что чаще всего поражает термостат и нарушает его работу, является самой обычной коррозией. Последствия, к которым она может привести, могут быть очень разнообразными. Поэтому, рассмотрим неприятные ситуации, которые могут случиться с термостатом и автомобилем, когда на нем вдруг появилась коррозия (хотя сразу отметим, что нижеописанные происшествия могут возникнуть не только по этой причине).

К примеру, термостат находится в полностью закрытом виде, однако неожиданно заклинивает и отказывается пропускать жидкость по большому кругу системы охлаждения. Последствия подобного могут привести к перегреву двигателя. При чем, произойти подобное может при любых погодных условиях и при любой нагрузке на сам двигатель (ну и естественно на термостат). Также, термостат может открываться только наполовину. Это может уберечь мотор автомобиля от закипания, однако он все равно будет эксплуатироваться «на грани».

Бывают случаи, когда клапан «замирает» в полностью открытом или частично открытом положении. Из-за этого двигатель будет нереально долго прогреваться до уровня рабочей температуры. Бывают случаи, когда зимой двигатель вообще не прогревается. Подобная неисправность систему охлаждения сразу же должна Вам указать на то, в чем действительно кроется настоящая причина поломки. Отметим, что при полностью исправной системе охлаждения и при температуре воздуха в 0°С двигатель можно разогреть всего за 5-10 минут. Если же клапан термостата открыт изначально, двигатель не сможет разогреться до температуры выше, чем 70°С. Понятно, что при таком состоянии двигателя Вы не сможете никуда уехать.

Однако, прежде чем приступать к замене или ремонту термостата, необходимо на все 100%!убедиться в том, что причина неисправности – это действительно он. Для этого можно провести несколько нехитрых манипуляций, который мы описали в отдельном разделе.

5. Диагностирование исправности термостата

Полную диагностику термостата можно проводить самостоятельно, без автомехаников и других помощников. И так, при обнаружении неисправности системы охлаждения двигателя, следует прибегнуть к одному из нижеописанных вариантов диагностики термостата:

1. Запустите двигатель на холостом ходу, чтобы он смог немного прогреться. Проследите, чтобы стрелка, указывающая на температуру внутри двигателя, не успела дойти до красной отметки. После этого необходимо сразу же выключить двигатель и перейти к осмотру «ситуации» под капотом автомобиля. Сразу же отыщите радиатор и его верхний шланг. Он изготовлен из черной резины и имеет в диаметре примерно 5 сантиметров. Также найдите нижний шланг, который выглядит идентично верхнему (будьте очень осторожны, поскольку шланги могут быть очень горячими; чтобы это понять, иногда достаточно поднести к ним руку). Если датчик показал Вам нормальное прогревание двигателя, а один из шлангов остался холодным – то верный признак того, что клапан не пропускает жидкость и она не попадает в радиатор. В этом случае остается одно – полная замена термостата.

2. Второй способ называют «народным», хотя он и дает не менее точные результаты. Проводить его рационально в том случае, когда изначально Вы заподозрили поломку в другой составляющей системы охлаждения и в результате обширной диагностики уже успели снять термостат с двигателя. Для проверки его исправности, просто поместите устройство в сосуд с водой и начинайте понемногу его подогревать. Учтите, что температура воды должна практически достигнуть температуры закипания (помните о рабочей температуре каждого термостата). После этого Вам будет необходимо всего-навсего визуально оценить, открылся ли клапан, или же нет. Если термостат рабочий – он несомненно откроется, если нерабочий – так и останется в прежнем положении, что требует замены данного термостата на новый.

Касательно второго варианта следует отметить, что иногда для оценки работоспособности термостата его даже не приходится опускать в воду. Речь идет о ситуациях, когда клапан заклинивает в открытом состоянии. Отметить подобное Вы сможете сразу же, как только снимете устройство, предварительно успевшее охладится.

Важно обратить Ваше внимание на ситуацию замены термостата. Для того, чтобы он подошел Вашему автомобиля «как родной», необходимо узнать температуру открывания клапана и уже с этой информацией отправляться за покупкой в специализированный магазин. Думаем, Вы понимаете, что если на обычное авто поставить термостат с температурой открывания клапана свыше 100°С, двигатель постоянно будет перегреваться. Так что будьте внимательны не только на дорогах, но и в автомагазинах. Удачных Вам поездок!

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой — всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

  • Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
  • Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
  • Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
  • Шток (поршень) — располагается внутри цилиндра.
  • Клапан малого круга — перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
  • Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
  • Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Читайте также:  Устройство и принцип работы насоса системы охлаждения двигателя (помпы)

Ответственная работа, но простая конструкция

Итак, самое время перейти к изучению конструкции. Мы уже упомянули, что само по себе устройство этого элемента системы охлаждения мотора довольно простое. Посудите сами, состоит он из таких деталей:

  • корпус;
  • входные и выходные патрубки;
  • термочувствительный элемент;
  • клапан.

Как правило, корпус термостата изготавливают из меди или латуни – материалы хорошо себя чувствующие в окружении разгорячённой охлаждающей жидкости.

Главный секрет нашего сегодняшнего героя статьи заключается в термочувствительном элементе. Это цилиндр, внутри которого находится шарик из специального технического воска.

Температура плавления воска находится на уровне 80 градусов – именно столько нужно для нормальной работы двигателя.

При плавлении, воск расширяется и выталкивает, вставленный в цилиндр штырь, который взаимодействуя с клапаном, открывает его, и антифриз отправляется по большому кругу через радиатор.

Охлаждающая жидкость теперь может остужаться и температура мотора поддерживается на оптимальном уровне… Поддерживается, если конечно термостат исправен, а это, к сожалению, бывает не всегда.

Из чего состоит термостат

Делают автомобильные термостаты из меди или латуни. Устроены они достаточно просто. Стандартный термостат состоит из таких деталей:

  • корпуса;
  • клапана малого круга охлаждения;
  • выходного патрубка, соединенного с насосом;
  • воскового шарика;
  • входного патрубка, подключенного к радиатору;
  • клапана основного круга охлаждения;
  • двух пружин;
  • поршня.

Другими словами, все устройство автомобильного термостата – это цилиндр, возвратный штырь, два клапана и шарик воска. Именно проста и надежность конструкции объясняет тот факт, что она не изменяется на протяжении многих лет, и такие термостаты ставят даже на самые современные модели автомобилей.

В различных марках машин термостаты настраивают на разный температурный режим открывания. Ее обычно указывают на самом устройстве. Бывают бескорпусные термостаты. Их ставят прямо в блок двигателя.

Основные виды термостатов

Автомобильные термостаты

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

  • Одноклапанный — классическая конструкция.
  • Двухступенчатый — это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
  • Двухклапанный — в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая — малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
  • Электронный (с электронным управлением) — представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Термостат это автоматический клапан, выполняющий две важные задачи

Как мы уже сказали, термостат отвечает сразу за две важных задачи. Во-первых, он позволяет силовому агрегату максимально быстро достичь оптимальной рабочей температуры (примерно 95 градусов), что необходимо для его стабильной работы, а, во-вторых, не даёт ему затем перегреться.

Чтобы разобраться в секретах этой тонкой деятельности, для начала необходимо выяснить, где термостат находится. А расположен этот элемент в системе охлаждения между рубашкой двигателя и радиатором.

Логика действий термостата следующая: когда вы только сели в машину и завели мотор, он и жидкость (антифриз), остужающая его, ещё холодные, поэтому всегда (особенно в зимнюю пору) нужно выдержать несколько минут перед поездкой, чтобы дать силовому агрегату прогреться.

Это звёздный час героя нашей статьи – он, пока машина ещё холодная, закрывает доступ для антифриза к радиатору, поэтому жидкость, циркулирует только по малому кругу, по сути, только по каналам в моторе. Благодаря этому, силовой агрегат быстро набирает необходимый градус, а вместе с ним также нагревается и антифриз.

Теперь термостат должен открыть доступ к радиатору и большому кругу системы, чтобы антифриз мог охлаждаться, а вместе с ним и двигатель сохранит стабильную температуру.

Как вы видите, друзья, термостат это крайне ответственный элемент, поэтому может создаться впечатление, что его устройство должно быть сложным, но, на самом деле, это не так…

5 признаков неисправного термостата

  1. Мотор автомобиля долго набирает рабочую температуру.
  2. Двигатель быстро перегревается.
  3. Стрелка температуры двигателя падает на скорости меньше чем обычно, а поднимается после остановки.
  4. Когда нижний патрубок теплый уже после нескольких минут работы, что свидетельствует о постоянно открытом термостате.
  5. Если нижний патрубок холодный, в то время как температура на панели приборов говорит о закипании (при этом мотор работает длительное время), кроме случаев выхода из строя датчика вентилятора радиатора, то это говорит о заклинившем термостате в закрытом положении.

Такие признаки неисправности термостата могут возникнуть как через механическое повреждение вроде заклинивания штока, так и при использовании некачественной ОЖ.

В результате нарушения температурного режима страдает двигатель. Он интенсивно изнашивается при перегреве (в плоть до клина, при выкипании жидкости) и потребляет больше топлива при недостаточном разогреве.

Чтобы проверить работу термостата и принимать решение о его замене, стоит произвести простейшую проверку методом кипячения. Так как на корпусе детали пишется температура срабатывания, вы наглядно можете убедится как работает термостат поместив его в горячую воду с термометром.

ТЕРМОСТАТ С ЖИДКИМ НАПОЛНИТЕЛЕМ.

Таких устройств давно нет в природе (отечественных с 1983 г), но все же для ознакомления мы затроним эту тему.

Изделие, в основе которого лежит латунный цилиндр. Внутри последнего находится жидкость, которая состоит из дистиллированной воды и эфирного спирта

Крепление цилиндра осуществляется на специальном штоке, а к второму краю, которого приварен специальный клапан.

Последний опирается на седло и фиксируется в кожухе устройства. В корпусной части есть четыре окна, которые позволяют жидкости поступать из охладительной рубашки к насосу даже при запертом клапане.

Принципа работы термостата, имеющего жидкостный наполнитель, выглядит следующим образом.

В момент пуска силового узла происходит прижатие клапана к седлу, благодаря упругой структуре гофрированного цилиндра.

 

Как следствие, доступ к основному радиатору блокирован, и охлаждающая жидкость не идет по большому кругу.

Через специальные окна жидкость попадает в насос, а после снова возвращается в рубашку системы.

 

Подобный принцип позволяет ОЖ быстрей набирать рабочую температуру.

Как только уровень последней достигает 67-70 градусов, происходит закипание жидкости в системе термостата и увеличение давления.

Гофрированный цилиндр расширяется и оказывает давление на шток. Одновременно с этим открывается клапан, и перекрываются окна, через которые жидкость поступает к насосу.

Далее охлаждающая жидкость направляется через клапан к основному баку радиатора, распределяясь по его трубкам и одновременно охлаждаясь до безопасной температуры.

После охлажденная жидкость возвращается к насосу и в общую систему. Цикл повторяется.

ТЕРМОСТАТ С ТВЕРДЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ.

Всегда устанавливается на отечественных и импортных легковых и грузовых авто.

В основе устройства — церезин (специальный воск), который смешивается с медным порошком и устанавливается в специальном баллоне (выполняется из латуни или меди).

Между крышкой и баллоном установлена мембрана, выполненная из резины. В последнюю упирается шток (также резиновый).

В верхней части баллон объединяется с клапаном, который упирается в седло. Под клапаном монтируется пружина, которая упирается в подковообразную направляющую, соединенную с корпусом (фланцем) и удерживающая клапан в закрытом положении.

 

В процессе работы силового узла и нагрева ОЖ происходит прогрев баллона и повышение температуры находящегося внутри воска.

Когда воск прогревается до 65-70 градусам Цельсия, начинается процесс плавления и его увеличения в объеме.

Как следствие, состав действует на мембрану, а последняя через специальный шток воздействует на клапан, открывая его. Благодаря этому, нагретая жидкость поступает в радиатор.

 

Открытие клапана происходит при температуре 78-82 °С. А вообще температуры начала открытия клапана для разных двигателей и условий эксплуатации лежат в диапазоне от 70 до 92 °С с допуском ±2°С.

В случае снижения температуры до уровня 65-67 градусов Цельсия происходит обратный процесс преобразования воска — он становится твердым и уменьшается в объеме.

Как следствие, пружина разжимается и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.

Одноклапанный, двухклапанный и двухступенчатый термостат

Решение с одним клапаном  отличается простотой конструкции и связанной с этим надежностью. Автопроизводители по всему миру отдают предпочтение такому виду конструкции и оборудуют большинство своих автомобилей именно таким устройством.

Отдельным видом термостата с одним клапаном является двухступенчатая конструкция. Установка такого решения обусловлена тем, что некоторые системы охлаждения в процессе работы создают очень высокое давление охлаждающей жидкости. Клапану термостата сложно преодолеть такое давление. По этой причине конструкция двухступенчатого терморегулятора получила решение, которое подразумевает наличие двух тарелок клапана, которые называют малой и большой. Первой в термостате открывается малая тарелка, которой необходимо заметно меньшее усилие для преодоления созданного в системе давления. Малая тарелка открывается легче, а уже при открытии взаимодействует с большой тарелкой и попросту тянет её за собой. Открытие большой (основной) тарелки термостата до конца открывает канал прохода охлаждающей жидкости.

Если в первом случае термостат имеет один клапан с двумя тарелками, то двухклапанный регулятор получил два отдельных клапана, которые находятся в едином корпусе. Первый клапан является основным и служит для перекрытия большого круга при движении охлаждающей жидкости в системе. Второй клапан является перепускным и отвечает за циркуляцию жидкости по малому кругу. Работа клапанов синхронизирована. Когда один из них перекрывает канал ОЖ, другой осуществляет открытие нужного контура. Указанная конструкция термостата нашла широкое применение в конструкции легковых авто и грузовиков, которые являются продуктами автоиндустрии из стран СНГ.

Диагностика поломки

На серьезные неполадки в системе охлаждения Вам укажет явное отклонение от нормальных показаний указателя температуры ОЖ на панели приборов в салоне. При нормальной работе системы охлаждения ДВС и температуре воздуха  за бортом около ноля градусов Цельсия, силовой агрегат должен выходить на рабочую температуру под нагрузкой в движении за 5–10 минут.

Единственное условие-исправность самого температурного датчика, указателя на панели прибоов и системы охлаждения.  Если герметичность системы и функциональность других элементов не нарушена,  уровень ОЖ в расширительном бачке находится на нужной отметке, тогда явными признаками неисправности  термостата являются:

  • долгий прогрев двигателя;
  • неспособность ДВС выйти на рабочую температуру под нагрузкой;
  • отсутствие теплого воздуха из отопителя;
  • постоянный перегрев двигателя независимо от окружающей температуры наружного воздуха;
  • периодическое возникновение указанных симптомов и последующее их исчезновение;

Выявить неисправность термостата достаточно просто. После запуска холодного мотора верхний патрубок радиатора должен быть холодным и оставаться таковым определенный период времени. Если все в норме, значит ОЖ циркулирует только по «рубашке охлаждения» мотора (малый круг) и доступ в режиме прогрева в радиатор для нее перекрыт клапаном термостата.

Когда верхний патрубок теплеет практически сразу, тогда налицо нарушенная циркуляция. Это означает, что главный клапан устройства открыт и охлаждающая жидкость сразу идет по большому кругу. В результате ДВС не способен прогреться до оптимальной рабочей температуры.  Такое явление означает, что присутствует  ускоренный износ деталей силовой установки. Трущиеся пары агрегата не получают смазки в должной мере, так как непрогретый мотор имеет отличные от нормы тепловые зазоры. Масло также остается слишком загущенным и теряет свойства, что приводит к повышенному расходу горючего и преждевременному износу ДВС.

Если клапан термостата постоянно находится в закрытом положении, тогда закономерно возникает перегрев и последующее закипание охлаждающей жидкости. Водители условно говорят, что двигатель «закипел». Это грозит не только сильным ростом давления в системе охлаждения и поломкой её отдельных функциональных элементов, но и  выходом из строя самого двигателя.

Случается и так, когда клапаны термостата подклинивают только периодически. Неисправность исчезает сама по себе, потом проявляется вновь. В таких случаях говорят, что термостат «залипает». Эта поломка более коварна, так как неисправность при таких симптомах  сложнее выявить. Следует проверить состояние системы охлаждения и произвести профилактическую замену термостата. Не следует дожидаться ухудшения ситуации.

Существует еще один способ проверки работоспособности термостата, но данное решение востребовано крайне редко. Речь идет о демонтаже и последующей проверке термостата в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Для этого термостат кладут в емкость с водой и начинают её нагревать. Когда температура воды достигнет порога открытия клапана термостата, тогда исправное устройство отреагирует должным бразом. Наполнитель расширится и откроет клапан приблизительно на 20 мм. Если этого не произошло совсем, клапан открылся только частично или не вернулся после охлаждения в исходное состояние, тогда можно говорить о неисправности устройства.

Термостат, регулирующий работу системы охлаждения двигателя

 

Для охлаждения двигателя используется малый и большой круг движения охладителя, которые начинают работать в зависимости от температуры работающего мотора. Управляет этими включениями небольшой прибор – термостат.

 

Зачем нужен термостат

Двигатель охлаждается при помощи гибридной системы, то есть тепло от двигателя отводиться при помощи охладителя, который в свою очередь отдает его в окружающее пространство. Охладитель проходит через радиатор, который обдувается потоком воздуха, вследствие чего ее температура понижается до допустимых пределов.

Система охлаждения состоит из двух кругов циркуляции охлаждающей жидкости, в малый круг не входит только радиатор. Такая система сделана для того, чтобы двигатель начинал быстрее работать в оптимальных параметрах.

Когда происходит запуск двигателя, охладитель движется по малому кругу охлаждения, что позволяет быстро двигателю прогреться. Но при работе двигателя жидкость все время нагревается и приходит время, когда требуется снизить ее температуру. В этом случае запускается в работу большой круг, охладитель начинает поступать в радиатор, отдавая свое тепло и в охлажденном виде, поступает в двигатель.

За включение большого круга отвечает небольшое устройство – термостат, который состоит из термического элемента и клапана. Термический элемент изменяет свои свойства при различной температуре, что позволяет закрывать или открывать клапан. Термостат может быть разной конструкции и устанавливается тремя способами:

1.Если термостат с одним клапаном установить между насосом на входе в рубашку охлаждения и радиатором, то при включении термостата малый круг не закрывается;

2.Если термостат с двумя клапанами установить между радиатором, выходом рубашки охлаждения и насосом, то малый круг работать не будет и весь охладитель движется через радиатор охлаждения;

3.Если термостат с двумя клапанами установить между выходом рубашки охлаждения, входом насоса и низом радиатора, то будет работать только большой круг охлаждения.

 

 

Для двухконтурных систем необходимо использовать два термостата, но схемы их подключения остаются такими же, как описано выше.

Существует разные термостаты, которые работают по-разному и поэтому есть различия в их подключении. Термостаты делятся на четыре типа:

- с одним клапаном;

- с двумя клапанами;

- с двумя ступенями;

- управляемой электроникой.

Все термостаты различаются в первую очередь числом клапанов и порядком их работы.

Термостат с одним клапаном считается самым простым в использовании, при включении он открывает доступ охладителю в большой круг охлаждения, не перекрывая, маленький.

Термостат с двумя ступенями ничем не отличается от  одноклапанного механизма, так как нужен для систем с повышенным давлением. Сам клапан состоит из двух частей, сначала происходят, открытие небольшой части, так как у нее более низкое сопротивление набегающей жидкости, потом большей части, включая большой круг.

Термостат с двумя клапанами чаще всего используется там, где необходимо во время включения большого круга охлаждения отключить малый. Конструкция такого устройства проста, оба клапана имеют общий привод, если один открывается, то другой закрывается.

 

 

Электронное устройство в термостате не делает его другим, просто нагрев термоэлемента происходит при помощи нагревательного элемента. При подключении элемента к электронному блоку, происходит автоматическая регуляция температуры охлаждающей жидкости.

 

Из чего состоит термостат и как он работает

Почти все термостаты одинаковы, так как используется физический закон, когда под воздействием температуры тело увеличивается. Просто в качестве рабочего элемента используется материал, сильно расширяющийся при нагреве. Чаще всего, это воск, смешанный с медным, графитовым или медным порошком. Внутри термостата есть направляющая рамка с закрепленным в ней клапаном и капсулой термоэлемента. Также есть возвратная пружина, которая закрывает клапан, когда жидкость охлаждается до нужной температуры и термоэлемент уменьшается в объеме. Когда термоэлемент нагревается, при помощи штока происходит открытие клапана и открывается большой круг охлаждения.

Чаще всего термостат, это отдельная деталь системы охлаждения, которая устанавливается при помощи резиновых патрубков. Это позволяет быстро поменять его при необходимости.

Так как термостат является важной частью системы охлаждения, его необходимо менять при обнаружении неисправности, так как он отвечает за качественную работу двигателя и сроков его эксплуатации.

Термостат

После выхода на оптимальную температуру необходимо поддерживать ее до момента остановки двигателя. Термостат устанавливается в «ключевой точке» тракта системы охлаждения, и контролирует распределение потока разогретой жидкости, отводящей тепло от двигателя. В системах жидкостного охлаждения используются два вида термостатов: с твердым или жидкостным наполнителем.

Устройство термостата с жидкостным наполнителем

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, латунного гофрированного цилиндра, штока и двойного клапана. Гофрированный цилиндр заполнен специальной жидкостью с температурой кипения 70-75 градусов Цельсия. Температура открытия главного клапана термостата указывается на его корпусе и может быть разной. К примеру, на двигатели автомобилей, поставляющихся в страны с жарким климатом, устанавливают термостаты с минимальной температурой открытия клапана.

Ртутный термостат для поддержания температуры в инкубаторе для кур изобрел англичанин Корнелий Дреббел в 1620 году

Пока температура охлаждающей жидкости в двигателе ниже точки кипения наполнителя термостата, главный клапан закрыт. Циркуляция охлаждающей жидкости в это время проходит по малому кругу, то есть по самому двигателю, не попадая в радиатор охлаждения.

При нагреве охлаждающей жидкости до 70-75 градусов, жидкость, содержащаяся в цилиндре термостата, начинает закипать и испаряться. Давление в цилиндре возрастает, «разжимая» его. Шток перемещается и открывает клапан. Образуется путь для движения охлаждающей жидкости по большому кругу через радиатор.

Автомобильный гелевый термостат изобрел француз Серж Вернье в 1936 году. Фирма Vernet продолжает производить термостаты для самых разных автомобилей и в наши дни

Когда температура рабочей жидкости в системе охлаждения достигает 90 градусов, происходит полное открытие клапана термостата. При это, его скошенная кромка перекрывает доступ жидкости к малому кругу.

Устройство термостата с твердым наполнителем

В современных системах охлаждения получил наибольшее распространение неразборные двухклапанные термостаты с твердым наполнителем.

Такой термостат состоит из корпуса, двух входных патрубков, выходного патрубка, основного и дополнительного клапанов, чувствительного элемента.

Термостат устанавливается перед входом рабочей жидкости в центробежный насос и соединяется с ним выходным патрубком. При этом одним входным патрубком термостат подсоединяется к головке БЦ, а другим – к нижнему бачку радиатора.

Чувствительный элемент состоит из медного баллона, резиновой диафрагмы и штока. Между диафрагмой и стенкой баллона и расположен твердый наполнитель из материала с высоким коэффициентом объемного расширения - смесь медного порошка с церезином или мелкокристаллический воск.

Воск или парафин, используемый в автомобильных термостатах, отличается от обычного. Специфические свойства появляются у воска в результате дистилляции

Когда температура охлаждающей жидкости превышает 80-ти градусную отметку, твердый наполнитель чувствительного элемента начинает плавиться и увеличиваться в объеме. Он надавливает на шток и тот выходит из баллона. Баллон начинает перемещаться вверх, закрывая дополнительный клапан термостата и перекрывая доступ охлаждающей жидкости к малому кругу.

При достижении жидкостью температуры в 94 градуса, дополнительный клапан закрывается полностью. Основной клапан в этом случае остается открытым и охлаждающая жидкость активно циркулирует по большому кругу через радиатор.

Когда температура охлаждающей жидкости падает ниже 80 градусов, из-за уменьшения объема наполнителя, основной клапан термостата начинает закрываться, и поток жидкости в радиаторе постепенно иссякает. При этом начинает открываться дополнительный клапан, обеспечивая доступ охлаждающей жидкости к малому кругу циркуляции.

Таким образом, термостат с твердым наполнителем контролирует и поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя. Это увеличивает срок службы всех его деталей и узлов.

Характерные неисправности термостата

Основной причиной неисправности термостата является ухудшение подвижности его клапанов.

Причиной этого может стать загрязнение термостата накипью или химическая деградация твердого наполнителя.

Если коэффициент расширения твердого наполнителя снизился, это не значит, что изменился и его объем. Следовательно, расширения не будет, и шток не сдвинется с места, оставив открытым либо один, либо второй клапан. Охлаждающая жидкость при работе двигателя будет либо недостаточно нагреваться, либо сильно перегреваться. 

Вследствие загрязнения термостата, его клапаны может заклинить механически - чаще всего это случается в открытом или приоткрытом положении.

Диагностировать такую неисправность термостата несложно. При запуске холодного двигателя, верхний патрубок радиатора должен оставаться холодным в течение некоторого времени. Если же он теплеет сразу, значит, основной клапан термостата открыт и охлаждающая жидкость циркулирует по большому кругу, а  мотор не прогревается до оптимальной рабочей температуры. Это приводит к ускоренному износу его деталей и узлов. Трущиеся детали двигателя не получают достаточной смазки так как масло остается излишне густым, что приводит к увеличению расхода топлива.

Если же клапан термостата заклинило в закрытом положении, то перегрев и закипание охлаждающей жидкости неизбежны, а перегрев грозит поломкой двигателя.

Бывают ситуации, когда неисправность термостата проявляется только время от времени, когда клапан то «залипает», то снова функционирует нормально. Такая поломка термостата опасна тем, что ее тяжело диагностировать.    

Если при включении двигатель долго не прогревается, если плохо обогревается салон автомобиля, если стрелка датчика, контролирующего температуру ОЖ, находится в красной зоне – следует срочно проверить исправность термостата. Любой из этих признаков может сигнализировать о его поломке.

Компактный лабораторный жидкостной термостат Т-2

    Назначение
  • Поверка и калибровка:
    -термометров сопротивления (ТС),
    -термоэлектрических преобразователей (ТП),
    -манометрических термометров.
  • Термостатирование габаритных объектов.
    Свойства
  • Высокая стабильность поддержания температуры.
  • Малые температурные градиенты.
  • Произвольная форма поверяемых датчиков.
  • Высокая производительность.
  • Низкая цена.

Жидкостные лабораторные термостаты Т-2 предназначены для воспроизведения температур в диапазоне +35… +230°С. Совместно с образцовым термометром сопротивления ТСПВ и прецизионным измерителем температуры МИТ 8 образуют универсальную систему для поверки термометров сопротивления (ТС), термоэлектрических преобразователей (ТП), манометрических термометров.
В качестве теплоносителя, в зависимости от воспроизводимых температур, используются: дистиллированная вода (+35… +80°С) и полиметилсилоксановая жидкость марки ПМС-100 (+80… +230°С).
Термостат состоит из ванны, перемешивающего устройства, электронного блока (регулятора температуры). Перемешивающее устройство и регулятор температуры конструктивно исполнены в одном корпусе. Установка температуры осуществляется при помощи ручки управления. Дискретность задания температуры регулирования – 0,01°С. Текущая температура отображается на светодиодном дисплее либо на компьютере через последовательный интерфейс RS-232C. Программное обеспечение позволяет калибровать термостат для точного воспроизведения заданной температуры.

Комплект поставки:

  • ванна - 1 шт;
  • устройство для перемешивания и регулирования температуры - 1 шт;
  • крышка для установки термопреобразователей - 1 шт;
  • компакт-диск с программным обеспечением - 1 шт;
  • шнур связи с компьютером - 1 шт;
  • сетевой шнур - 1 шт;
  • паспорт - 1 экз.

Дополнительное оборудование

  • Кремнийорганическая жидкость (масло) ПМС-100.

Технические характеристики.

Полный диапазон воспроизводимых темпе­ратур, °С +35...+230
Теплоноситель — дистиллированная вода
Диапазон воспроизводимых темпе­ратур, °С +35...+80
Стабильность поддержания температуры, °С ±0.01
Неравномерность температурного поля в рабочем пространстве, не более, °С ±0.01
Теплоноситель — полиметилсилоксановая жидкость ПМС 100
Диапазон воспроизводимых темпе­ратур, °С +80...+230
Стабильность поддержания температуры, °С ±0.01
Неравномерность температурного поля в рабочем пространстве, не более, °С ±0.02
Рабочее пространство
Объём заливаемого теплоносителя, л 20
Рабочее пространство, мм 210 x 210 x 240

Условия эксплуатации
напряжение пи­тающей сети, В 220±22
нестабильность пи­тающей сети, В ±4.4
частота пи­тающей сети, Гц 50±1
температура ок­ружающей среды, °С +15...+25
относительная влажность, % 30... 80
атмосферное давление, кПа 84... 106.7
Потребляемая от сети мощность, Вт 1600
Размеры, мм 415 x 300 x 460
Масса, кг 22
Связь с компьютером RS-232C

Термостаты - обзор | Темы ScienceDirect

5.4.5 Создание целевого проекта Eclipse

Несмотря на то, что наш проект термостата включал цель make для целевой версии термостата, мы создадим новый проект, чтобы проиллюстрировать некоторые дополнительные возможности Eclipse. Создайте новый исполняемый проект C и назовите его «target». В проекте термостата выберите следующие файлы с помощью клавиш Shift и Ctrl так же, как вы это делаете при выборе нескольких файлов в Windows или графической среде Linux:

AT91RM9200.h

driver.h

thermostat.h

monitor.c

thermostat.c

8 tr c

Щелкните правой кнопкой мыши и выберите Копировать . Щелкните новый целевой проект, щелкните правой кнопкой мыши и выберите Вставить . Теперь у нас есть все файлы, необходимые для проекта. Но помните, что мы хотим создавать этот проект не для хоста, а для цели.Это требует настройки проекта для использования другой цепочки инструментов GNU.

Файл trgdrive.c предоставляет набор функций драйвера устройства для платы Intellimetrix ARM9. Это не настоящий «драйвер устройства» Linux, а скорее обращается к вводу-выводу с отображением памяти непосредственно из пользовательского пространства. Если вы используете другую целевую плату, вам необходимо соответствующим образом изменить функции в trgdrive.c.

Если вашей целью является ПК, вы можете перейти к следующему разделу об отладке на целевой машине. Вам не нужно выбирать другой компилятор.

Щелкните правой кнопкой мыши имя проекта и выберите Свойства . Разверните запись C / C ++ Build и выберите Settings . Появится диалоговое окно, показанное на рисунке 5.11. Первая вкладка, Параметры инструмента, позволяет указать, какой компилятор C, компоновщик C и ассемблер использовать. По умолчанию компилятор и компоновщик - это просто gcc. Это стандартное имя для компилятора GNU C.

Рисунок 5.11. Настройки сборки проекта.

По соглашению кросс-компиляторам дается префикс, который определяет архитектуру и операционную систему, в которой будет выполняться скомпилированная программа.В моей системе кросс-компилятор ARM называется arm-linux-gcc, и я добавил путь к нему в свою переменную среды PATH. Поэтому измените имя команды, чтобы оно соответствовало вашему кросс-компилятору. Все элементы в GCC C Compiler представляют категории параметров компилятора. Просмотрите их, чтобы увидеть, что там.

Аналогичным образом измените команду GCC C Linker , чтобы она соответствовала вашему кросс-компилятору. Здесь мы также должны добавить библиотеку в команду компоновщика. Выберите библиотеки , нажмите кнопку Добавить и введите «pthread.Это библиотека функций потоков Posix. Взгляните на категории параметров компоновщика.

Наконец, измените ассемблер GCC Assembler , чтобы он соответствовал вашему кросс-ассемблеру.

Обратите внимание, что мы сделали все это для конфигурации Debug . Щелкните раскрывающееся меню Configuration вверху, выберите Release и внесите те же изменения.

Нажмите ОК , чтобы закрыть диалоговое окно «Свойства». Убедитесь, что активная конфигурация сборки - «Отладка», и соберите проект.Вы найдете две новые записи под целевым проектом в представлении Project Explorer: Binaries и Debug. Отладка выводит список всех построенных объектов, включая исполняемый файл с именем «target». При раскрытии любой из записей построенного объекта создается список всех исходных файлов, используемых для построения этого объекта. Мне не ясно, для какой цели это служит.

Компоненты термостата | Обслуживание нагревателя и устранение неисправностей

Термостат состоит из двух основных частей: основания и крышки.К термостату также можно добавить дополнительную подставку для обеспечения работы вентилятора и различных переключателей (см. Рисунок 4-11).

Крышка защищает внутреннюю проводку основания термостата от пыли, ворса и других возможных загрязнений. Он также содержит рычаг установки температуры, рычаги переключения системы и индикатор температуры (см. Рисунок 4-12).

Крышка крепится к основанию либо фиксатором с положительным трением, либо винтами. В первом случае крышку можно снять, взявшись за основание одной рукой и потянув за нее другой (см. Рисунок 4-13).Для завинчивания винтов может потребоваться шестигранный ключ (см. Рисунок 4-14), который обычно поставляется производителем термостата и поставляется вместе с устройством.

База содержит внутреннюю проводку термостата. На Рис. 4-15 показаны виды сзади и спереди типичной базовой проводки для низковольтного термостата, показанного на Рис. 4-12. Это не единственный возможный способ подключения базы. Способ подключения базы будет зависеть от конкретного приложения. Некоторые из возможных вариантов проиллюстрированы схемами электрических соединений основания термостата на Рисунке 4-16.Множество вариантов подключения будет зависеть от того, какая комбинация следующих функций требуется для установки:

1. Тип переключателя и переключающего действия (мгновенного действия или ртутная лампа; контакт spst или spdt).
2. Количество полевых проводов (два, три, четыре или пять).
3. Тип упреждения (фиксированный нагрев, регулируемый нагрев, фиксированное охлаждение).
4. Использование вентилятора и переключателей системы.
5. Тип рабочего напряжения (низкое напряжение, линейное напряжение или милливольтная цепь).

Добавление основания к термостату обеспечивает вентилятор и другие функции переключения. Схемы подключения термостатов и вспомогательных блоков ITT General Controls, показанные на рис. 4-17, иллюстрируют множество различных доступных комбинаций переключения.

Защитные кожухи термостата можно приобрести для защиты термостата от повреждений. Это особенно важно на складах, в магазинах и других местах, где существует большая вероятность повреждения термостата.Некоторые примеры использования этих ограждений показаны на Рисунке 4-18. У производителей термостатов также доступны переходные пластины (настенные пластины) для закрытия электрических распределительных коробок или распределительных коробок (см. Рисунок 4-19).

Как работает термостат - Урок

Когда наступает лето, сражаться с жарой может быть ужасно. К счастью, вы можете выключить термостат вашего блока HVAC и создать комфортную и приятную температуру в помещении.Точно так же в зимние месяцы вы можете включить термостат и сохранить тепло и уют. Домовладельцы часто не уделяют слишком много внимания скромному термостату - продуманному устройству, обеспечивающему комфортную температуру окружающей среды независимо от температуры наружного воздуха.

Что такое термостат?

Перед тем, как посмотреть, как работает термостат, также важно понять, что такое термостат. Это гаджет, который является частью вашей системы отопления и / или охлаждения, который бесшумно измеряет температуру внутри вашего дома, а затем на основе показаний решает, нужно ли активировать обогрев или охлаждение.

Термостат был изобретен в 17 веке и состоял из поплавка, присутствующего в ртутном термометре и соединенного с демпфирующей крышкой, установленной на печи. Когда ртуть в градуснике достигает определенного уровня, поплавок перемещается, в результате чего заслонка закрывается. Хотя это простое устройство, оно открыло путь для современных термостатов.

Современные термостаты выполняют ту же работу, только с гораздо большей технологией, чтобы помочь им. Сегодняшний термостат - это активируемый нагреванием переключатель, который поставляется с датчиком температуры.Этот переключатель размыкается или замыкается, в результате чего электрическая цепь, отвечающая за нагрев и охлаждение, замыкается или прерывается.

Термостаты могут быть механическими или электронными. Оба отвечают за тщательный контроль температуры окружающей среды в помещении, но работают по-разному. Кроме того, некоторые термостаты настолько усовершенствованы, что ими можно управлять удаленно с помощью смартфона или подключения к Интернету.

Работа термостата

Термостаты работают по принципу теплового расширения.Этот принцип регулирует выключение или включение электрической цепи. В наиболее распространенных типах механических термостатов обычно используются биметаллические ленты или сильфоны, заполненные газом. В то время как цифровые термостаты используют тот же принцип, но все управляется микросхемой и встроенным миникомпьютером.

Биметаллические полосы: Как видно из названия, этот термостат состоит из двух металлических частей, которые имеют разные коэффициенты расширения, но соединены друг с другом с помощью болтов, образуя биметаллическую полосу.Эта полоса работает как мост для подключения или отключения электрической цепи системы отопления или охлаждения. Когда мост выходит из строя, цепь замыкается, вызывая нагрев или охлаждение. Однако со временем полоса нагревается, в результате чего одна из металлических частей становится горячее, чем другая. Более горячая полоса расширяется, вызывая ее искривление и изгиб. Это, в свою очередь, разрывает цепь, отключается нагрев или охлаждение.

При разрыве цепи через биметаллическую полосу не проходит электричество.Итак, он начинает постепенно остывать. Расширенная металлическая деталь начинает сжиматься, заставляя ее вернуться к своему первоначальному размеру. В этот момент контур снова замыкается, и возобновляется нагрев или охлаждение.

Вы можете регулировать температуру с помощью термостата для изменения, когда электрическая цепь нагревательного или охлаждающего агрегата завершается или разрывается. Скорость охлаждения металла в биметаллической полосе зависит от того, насколько хорошо утеплен ваш дом. В типичных случаях для охлаждения биметаллической ленты и включения термостата требуется около часа.

Биметаллическая лента и электрическая цепь

Легенда
1 = Внешняя шкала для регулировки температуры
2 = Цепь, которая соединяет шкалу с датчиком температуры
3 = Биметаллическая полоса, показывающая первый металл - латунь
4 = Биметаллическая полоса, показывающая второй металл - железо
5 = Внутренняя электрическая цепь, которая включается, когда биметаллическая полоса опускается, и прерывается, когда биметаллическая полоса расширяется из-за тепла

Сильфон с газом: Одна из проблем с биметаллической лентой заключается в том, что для ее нагрева и охлаждения требуется время.Следовательно, когда вам нужно, чтобы температура изменилась быстро, этого не произойдет. Именно здесь вступают в силу сильфон с газом и два металлических диска. Металлические диски имеют большую площадь поверхности, что позволяет им быстро нагреваться. Таким образом, когда электрический ток проходит через цепь, газ в сильфоне нагревается, и сильфон расширяется. Это приводит к разделению двух металлических дисков, и диск, расположенный сзади, подталкивается к крошечному переключателю, расположенному в центре термостата. Это немедленно прерывает контур, вызывая отключение нагрева или охлаждения.Затем газ в сильфоне начинает остывать, в результате чего сильфон сжимается. Это заставляет металлические диски снова вместе, в результате чего внутренний диск отодвигается от крошечного переключателя. Итак, цепь замыкается, и блок HVAC снова включается.

Электронные термостаты: Сегодня, благодаря достижениям технологии, существуют электронные термостаты с электронными датчиками тепла и цепями, которые могут определять любое изменение температуры окружающей среды и автоматически включать нагрев или охлаждение.Они похожи на мини-компьютер и могут быть запрограммированы. Электронный термостат содержит устройство, известное как термистор, которое отвечает за измерение температуры окружающей среды. Термистор также является резистором, который способствует изменению электрического сопротивления при изменении температуры. Термистор выделяет тепло, когда через него проходит электрический ток. Это нагревает катушку термометра, которая раскручивается от тепла, вызывая отключение микроконтроллера в электронном термостате.В результате отключается нагрев или охлаждение. Как только термистор и катушка термометра охлаждаются, они возвращаются в исходное положение, в результате чего включается блок HVAC.

Цифровой или электронный термостат предотвращает потери энергии. Он позволяет запрограммировать отопление и охлаждение вашего дома на разные периоды времени, чтобы потреблялось минимальное количество энергии, когда оптимальное охлаждение или обогрев не требуется. Это прекрасный способ сэкономить деньги и энергию.

Итог

С появлением смартфонов сегодня вы можете получить термостаты с поддержкой Wi-Fi, которые можно использовать для управления отоплением и охлаждением вашего дома с помощью смартфона.Все, что вам нужно, - это приложение для работы термостата, и эти приложения практически не стоят денег, что делает их одним из самых эффективных технологических достижений нашего времени.

Термостат с электроприводом | ДВИГАТЕЛЬ

Термостаты были важным компонентом автомобильных двигателей внутреннего сгорания почти столетие. Изначально термостаты использовались для ускорения прогрева двигателя и уменьшения износа поршневых колец. Сегодня термостаты играют важную роль в повышении эффективности сгорания двигателя и сокращении выбросов.Для выполнения этой задачи функции термостата контролируются электронным блоком управления двигателем (ЭБУ), обеспечивая точное регулирование температуры в зависимости от нагрузок двигателя.

Процесс сгорания в двигателе легкового автомобиля оптимально протекает при рабочей температуре около 230 ° F. Однако в более старых двигателях температура двигателя поддерживалась ниже этого идеального температурного уровня, чтобы предотвратить повреждение компонентов. Поскольку двигателю требуется определенный запас мощности, особенно при работе с полной нагрузкой, обычные термостаты начинают открываться при температуре двигателя приблизительно 110 ° F путем размыкания контура охлаждающей жидкости.

Самый простой тип термостата - это термостат с байпасным клапаном. У них есть чувствительный элемент, содержащий смесь воска и алюминия, которая расширяется при нагревании. Когда двигатель холодный, воск твердый; при расширении чувствительный элемент скользит, открывая клапан и позволяя охлаждающей жидкости течь к радиатору. Пружина растяжения прижимается к чувствительному элементу и закрывает клапан, когда рабочая температура падает ниже уровня открытия термостата. Этот процесс может происходить несколько раз в день, особенно в более холодном климате.


Эта технология, которая надежно работает и по сей день, используется уже несколько десятилетий, но настройку открытой температуры термостата можно лишь слегка отрегулировать, изменив восковую смесь в чувствительном элементе.

Отображение оптимальной производительности

Новые технологии приближают эффективность двигателя и качество сгорания к оптимальным условиям эксплуатации. Поскольку мы приближаем двигатель к желаемому диапазону 230 °, чтобы улучшить как выбросы, так и экономию топлива, нам нужна более совершенная технология термостатов.

Термостат с электрическим приводом (также называемый управляемым по карте) обеспечивает более широкую и быструю работу, чем традиционные термостаты. Помимо механической функции парафинового чувствительного элемента, электрические термостаты включают в себя электрический нагреватель внутри чувствительного элемента. Этот обогреватель управляется ЭБУ автомобиля, который получает информацию о скорости и условиях нагрузки двигателя. Он использует эту информацию для регулирования температуры охлаждающей жидкости. Набор данных или карта хранится в ЭБУ, чтобы определять, когда и как добавляется тепло для обеспечения оптимальной производительности двигателя.

Следовательно, термостат может значительно быстрее влиять на температуру, позволяя двигателю работать при различных нагрузках и рабочих условиях в соответствующем оптимальном диапазоне.


Этот уровень регулирования температуры дает несколько преимуществ:

  • оптимальное сгорание за счет повышенной температуры стенок цилиндра и компонентов;
  • снижение расхода топлива за счет снижения вязкости моторного масла и, как следствие, уменьшения потерь на трение;
  • более низкие выбросы загрязняющих веществ за счет улучшенного сгорания;
  • улучшенная выходная мощность при полной нагрузке за счет пониженной температуры охлаждающей жидкости;
  • повышенный комфорт за счет более высоких температур охлаждающей жидкости и, как следствие, улучшенных характеристик обогрева салона.

Как это работает

В стандартном режиме работы термостат с электроприводом работает так же, как и обычный термостат, только при более высокой температуре двигателя. Охлаждающая жидкость обтекает парафин чувствительного элемента теплового расширения. При повышении температуры расширяющийся материал плавится, увеличиваясь в размерах и перемещая поршень, что, в свою очередь, увеличивает объем потока охлаждающей жидкости. Если температура падает, пружина толкает поршень обратно в исходное положение, уменьшая расход охлаждающей жидкости или полностью закрывая контур охлаждающей жидкости.

В условиях частичной нагрузки (вождение по городу) термостат стабилизирует двигатель при более высокой температуре, дольше оставаясь закрытым, чтобы получить такие преимущества, как хороший отклик мощности, снижение выбросов и снижение трения (с соответствующим снижением расхода топлива).

При внезапной большой нагрузке срабатывает дополнительный источник тепла с термостатом, управляемым картой. Как только условия сохраненной рабочей карты выполнены, нагревательный элемент, встроенный в расширительный материал, включается системой управления двигателем.Этот дополнительный источник тепла позволяет воску быстрее расширяться, полностью открывая термостат независимо от фактической температуры охлаждающей жидкости, поэтому поток охлаждающей жидкости увеличивается, что немедленно позволяет двигателю работать в оптимальном температурном диапазоне без опасности перегрева.

Поскольку электрический термостат управляется компьютером двигателя и сопоставляется с условиями движения, при устранении внезапного повышенного спроса ток отключается к электронагревательному блоку, и термостат снова действует как традиционный восковой блок с полностью открытой температурой. примерно 230 ° F.Эти действия могут происходить много раз в день, особенно если транспортное средство движется в горах, где двигатель и система охлаждения будут испытывать высокие требования при подъеме на уклон, а затем могут охладиться на 30–50 ° F при спуске с другой стороны. . Прелесть этой концепции и конструкции заключается в том, что они работают совершенно незаметно для водителя и работают в течение всего срока службы термостата без необходимости обслуживания.

Рекомендации для вторичного рынка

Как и обычные термостаты, термостаты с электроприводом не подвержены износу материалов; они не требуют обслуживания и рассчитаны на весь срок службы двигателя.Однако внешние факторы, такие как использование низкокачественной охлаждающей жидкости и отказ от регулярного обслуживания охлаждающей жидкости, могут привести к повреждению материала. Другие возможные причины отказа включают предыдущие повреждения, вызванные термической перегрузкой или загрязнением из-за работ, проведенных в системе охлаждения, например, при замене охлаждающей жидкости или водяного насоса, радиатора, шланга охлаждающей жидкости, ремня ГРМ или клинового ремня. .

Техническим специалистам важно помнить, что термостат, управляемый MAP, является лишь частью более сложной системы охлаждения, состоящей из каналов охлаждающей жидкости в двигателе, камеры смешивания охлаждающей жидкости вокруг термостата, шлангов охлаждающей жидкости, радиатора, электрических вентиляторов и самой охлаждающей жидкости. .При замене неисправных деталей в системе охлаждения, термостаты и / или встроенные термостатические кожухи также должны всегда заменяться одновременно, потому что любая потеря функциональности или даже полный отказ может иметь серьезные последствия, включая повреждение двигателя.

Билл Макнайт, руководитель группы по обучению в MAHLE Aftermarket, Inc., ранее также занимал должность директора по обучению и директора по маркетингу подшипников Clevite. Он представляет продукцию MAHLE Aftermarket для подшипников и поршневых колец на выставках NASCAR, NHRA, дрэг-рейсинг, дизельных мотоспортов, Formula Drift и на большинстве других спортивных площадок.Он является членом PERA и AERA и провел множество презентаций для обеих организаций.

Описание термостата двигателя

- saVRee

Введение

Термостаты регулируют температуру охлаждающей воды двигателя ( воды рубашки охлаждения ) во время работы двигателя. Термостат позволяет двигателю быстро нагреваться в холодном состоянии и поддерживать заданную температуру после достижения заданной температуры.Термостаты установлены на многих двигателях внутреннего сгорания с водяным охлаждением , оба четырехтактных и двухтактных .

Термостат двигателя

Компоненты термостата

Главный клапан / Первичный клапан

Главный клапан регулирует поток охлаждающей воды двигателя к радиатору. По мере увеличения температуры охлаждающей воды клапан постепенно открывается и выпускает больше охлаждающей воды в радиатор, где она охлаждается.

Компоненты термостата двигателя

Перепускной клапан / вторичный клапан

Когда перепускной клапан открыт, охлаждающая вода обходит радиатор двигателя и циркулирует в замкнутом контуре. При повышении температуры охлаждающей жидкости двигателя перепускной клапан начинает закрываться, и охлаждающая вода направляется в сторону радиатора. Двигатель быстро перегреется, если охлаждающая вода не будет направлена ​​на радиатор для охлаждения.

Зарядный цилиндр

Зарядный цилиндр заполнен парафином , который начинает таять (переход от твердого состояния к жидкому состоянию ) по мере повышения температуры охлаждающей жидкости двигателя. При плавлении воска перепускной клапан закрывается, а главный клапан открывается; это приводит к тому, что охлаждающая вода направляется к радиатору. Когда температура охлаждающей воды ниже, т. Е. Когда двигатель холодный, воск находится в твердом состоянии и перепускной клапан радиатора открыт.

Уплотнение / прокладка

Уплотнение используется для предотвращения нежелательного потока через главный клапан термостата. Седло, на котором находится уплотнение, должно быть чистым для правильной работы уплотнения.

Пружина

Пружина возвращает главный клапан в закрытое положение, как только температура охлаждающей воды упадет ниже определенного значения.

Вторичная пружина

По мере снижения температуры в системе охлаждающей воды парафин зарядного цилиндра меняет состояние, и шток вжимается в зарядный цилиндр.Вторичная пружина позволяет стержню втягиваться до определенной точки, после чего остаточное напряжение пружины предотвращает дальнейшее втягивание стержня.

Выпуск воздуха

Отвод воздуха используется для удаления воздуха ( отвод воздуха ) из системы охлаждающей воды. При установке термостата необходимо убедиться, что воздухозаборник повернут в максимально возможное положение, так как именно здесь будет собираться воздух. Не все термостаты имеют воздухоотводчик.

Как работают термостаты двигателя?

Видео ниже представляет собой отрывок из онлайн-видеокурса «Основы двигателя внутреннего сгорания» .

Термостат состоит из первичного клапана , вторичного клапана (перепускной клапан) , уплотнения , пружин и зарядного баллона . Цилиндр загрузки заполнен воском с заданной температурой плавления (точка, при которой воск переходит из твердого состояния в жидкое).Парафин меняет свое состояние с твердого на жидкое примерно при 80 ° C в большинстве систем водяного охлаждения двигателя.

После изменения состояния внутри зарядного цилиндра жидкий воск занимает больше места, чем когда он был в твердом состоянии. Шток , вставленный в зарядный цилиндр, линейно выталкивается наружу, так как теперь больше нет места для штока внутри зарядного цилиндра. Шток закрывает перепускной клапан, одновременно открывая главный клапан. Таким образом, температура двигателя контролирует движение штока и, следовательно, количество охлаждающей воды, направляемой в радиатор или в обход радиатора.

Радиатор автомобиля

Термостат имеет пропорциональную характеристику , конструкцию . Температура охлаждающей воды определяет, насколько термостат открывается или закрывается, и направляется ли охлаждающая вода в радиатор или в обход радиатора; это фактически контур обратной связи .

Температура горячей охлаждающей воды (> 80 ° C) = охлаждающая вода направляется в радиатор.

Температура холодной охлаждающей воды (

Хотите узнать больше? Щелкните здесь, чтобы узнать о системе водяного охлаждения двигателя .

Детали 3D-модели

Эта 3D-модель показывает все основные компоненты, связанные с типичным термостатом, в том числе:

  • Главный клапан
  • Выпуск воздуха
  • Уплотнение
  • Зарядный цилиндр
  • Пружина
  • Вторичная пружина
  • Перепускной клапан
Дополнительные ресурсы

https://auto.howstuffworks.com/how-does-the-thermostat-in-a-cars-cooling-system-work.htm

https://petrolheadgarage.com/Posts/thermostat-cars-cooling-system-work/

Термостат

- Designing Buildings Wiki

Термостат - это компонент, который является частью системы управления зданием, помогая поддерживать постоянную заданную температуру. Он делает это, измеряя температуру системы и регулируя входную мощность нагрева или охлаждения для достижения требуемой уставки. Термостаты обычно используются в центральном отоплении, кондиционировании воздуха, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, водонагревателях, а также в таких устройствах, как холодильники и духовки.

Оно образовано от греческих слов «термос» (означающих «горячий» или «жаркий») и «стат» (что означает стояние или неподвижные).

Термостат работает как система управления «замкнутым контуром», в которой выходной сигнал влияет на вход для поддержания желаемого выходного значения. Это достигается за счет обратной связи. Например, котел может иметь термостат температуры , который контролирует уровень теплового комфорта в здании и отправляет сигнал обратной связи, чтобы гарантировать, что контроллер поддерживает заданную температуру.

Обычные типы термостата используют биметаллические ленты или газонаполненные сильфоны.

Биметаллическая полоса состоит из двух кусков металла разных типов, скрепленных вместе в полосу, образующую мост в электрической цепи, подключенной к системе нагрева или охлаждения. Когда полоса изменяет температуру, два металла расширяются или сжимаются по-разному, слегка изгибая или выпрямляя полосу и в конечном итоге разрывая или замыкая цепь и тем самым активируя или деактивируя систему нагрева или охлаждения.Недостатком биметаллических полос является то, что они могут относительно медленно реагировать на изменения температуры.

Газонаполненные сильфоны закрыты парой металлических дисков. Газ в сильфоне расширяется при повышении температуры, раздвигая диски и отключая систему. Этот тип термостата обычно реагирует быстрее, чем термостат из биметаллической ленты.

Термостаты могут работать независимо или как часть более сложной системы.Например, в большинстве бытовых радиаторов есть термостатический радиаторный клапан, который позволяет локально контролировать количество горячей воды, попадающей в радиатор. Кроме того, котел может иметь органы управления, позволяющие регулировать температуру воды на выходе из котла. Затем обычно имеется центральный термостат , который позволяет жильцам регулировать температуру в здании или его части в целом.

Некоторые термостаты могут быть подключены к другим системам управления, таким как таймеры или более сложные системы автоматизации и управления зданиями (BACS).

В последнее время возросла популярность «умных» термостатов , которые позволяют управлять температурой здания удаленно с помощью смартфона, планшета или другого устройства. Пользователи могут запрограммировать термостат на включение или выключение обогрева в определенное время, а некоторые модели могут «разумно» узнать о здании и о том, сколько времени требуется для нагрева или охлаждения, а также о предпочтениях и привычках пассажиры. Это может помочь более эффективно использовать энергию.

Как термостаты контролируют температуру - И услуги

В течение года вы настраиваете свой термостат на обогрев или охлаждение дома, но задумывались ли вы, как именно термостат работает? Чтобы понять внутреннюю работу домашнего термостата, мы начнем с понимания базового механического нецифрового термостата.

Ртутный переключатель

Если вы когда-либо жили в старом доме, возможно, у вас был термостат, который требовал от вас перемещения ползунка в верхней части термостата вдоль указателя температуры.Перемещение ползунка вверх или вниз включает или выключает систему. Внутри термостата находится небольшой стеклянный флакон с ртутью. Возможно, вы знакомы с ртутью, если когда-либо использовали традиционный термометр для измерения температуры. Две характеристики ртути делают ее идеальным вариантом для термостатов. Во-первых, ртуть легко проводит электричество, а во-вторых, жидкое состояние металла позволяет ему легко течь, как вода. Внутри стеклянного пузырька с ртутью есть три очень тонких провода. Одна проволока проходит по дну флакона, поэтому она всегда контактирует со ртутью.Два других провода находятся слева и справа от флакона, и ртуть касается одного из проводов, когда флакон наклонен. Наклоните флакон влево, и ртуть коснется нижнего и левого проводов. Наклоните флакон вправо, и ртуть коснется нижнего и правого проводов.

Спиральные биметаллические полосковые термометры

Старые термостаты имеют две спиральные биметаллические полоски, которые работают как термометры для системы отопления и охлаждения. Первая полоса - это та, которую вы видите в верхней части термостата, которая указывает настройку термостата.Вторая биметаллическая полоса - это то, как термостат отображает текущую температуру в комнате. Биметаллическая полоса состоит из двух разных металлов, соединенных в одну полосу. Каждый металл реагирует на тепло и холод, расширяясь на определенную величину в зависимости от изменения температуры. Когда тепло подается на свернутую в биметаллическую ленту, она расширяется и раскручивается. Полоса сжимается и скручивается более плотно при воздействии низких температур. Катушка прикреплена к ртутному переключателю, так что катушка разматывается и сжимается, пузырек с ртутью наклоняется влево или вправо.

Переключатели термостата

Переключатели внутри термостата работают для управления настройкой нагрева / охлаждения и циркуляционным вентилятором. Когда вы перемещаете переключатель с нагрева / охлаждения или включения / выключения, вы фактически перемещаете маленькие металлические шарики по каналу, чтобы войти в контакт с определенной частью платы управления внутри термостата.

Собираем все вместе

Включение отопления в вашем доме путем увеличения настройки температуры перемещает ртутный переключатель и биметаллическую катушку влево.Электрический ток проходит через ртуть внутри флакона к реле, которое включает циркуляционный вентилятор и нагреватель. По мере повышения температуры в помещении катушки медленно разматываются и начинают поворачивать ртутный переключатель вправо. Как только пузырек с ртутью выровняется, электрический ток перестает проходить через ртуть, тем самым отключая нагреватель и циркуляционный вентилятор.

Тот же процесс используется для вашей системы кондиционирования воздуха, за исключением того, что ртутный переключатель наклонен вправо, таким образом, включаются охлаждающие компоненты вашей системы HVAC.

Энергоэффективность и цифровые термостаты

Цифровые термостаты более эффективны, чем механические термостаты, потому что сложные алгоритмы управляют питанием системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.