Как устроен терморегулятор: от механических устройств к электронным. Термостат устройство и принцип работы
Принцип работы терморегулятора: устройство
Для обеспечения комфортного микроклимата в современных помещениях используются различные системы кондиционирования и отопления.
Схема устройства терморегулятора.
Функцию поддержания необходимой температуры берут на себя такие приборы, как термостаты (терморегуляторы).
Очень удобны и популярны термостаты, которые предназначены для контроля нагрева радиаторов. Они размещаются непосредственно на трубе, входящей в отопительный прибор. Принцип работы терморегулятора заключается в автоматическом поддержании температурного режима в заданных пределах. По способу управления различают механические (ручные) и электронные (автоматические) приборы. Для радиаторного термостата предпочтительнее и удобнее использовать автоматическое регулирование.
Устройство терморегулятора
Схема подключения комнатного термостата к котлу.
Радиаторный термостат работает благодаря двум главным составляющим: термостатической головке и клапану. Клапан выполняет функцию так называемого исполнительного устройства. В термостатической головке расположен цилиндр (или сильфон), который заполнен рабочим веществом. Принцип действия рабочего вещества заключается в постоянном реагировании на изменение температуры воздуха. Схема следующая: при повышении температуры происходит увеличение объема вещества, а при понижении — сжатие. За счет этих физических изменений приводится в движение нажимной шток, который соединен с цилиндром.
Если головку термостата поставить на клапан, то за счет постоянного сжатия и расширения ее, шток будет давить/отпускать подпружиненный запирающий конус. А этот конус будет открывать/прикрывать проходное отверстие, тем самым регулируя объем подачи теплоносителя.
Роль рабочего вещества может выполнять либо специальная жидкость, либо газ. В соответствии с этим различают два типа термостата: жидкостной и газонаполненный. Газонаполненные устройства обладают более быстрой реакцией на изменение температуры, а жидкостные точнее чувствуют перепады давления внутри цилиндра и лучше передают их на исполнительный механизм.
Принцип работы термостата в однотрубной и двухтрубной системе отопления будет одинаковым, но гидравлическое сопротивление клапанов разным: для однотрубных ниже, а для двухтрубных — значительно выше. Поэтому еще при проектировании инженерных конструкций нужно подобрать устройство соответствующего действия, в противном случае тепловая мощность сойдет на нет. То же самое касается модернизации системы. Общее устройство механического терморегулятора показано на Рис.1.
Вернуться к оглавлению
Схема работы терморегулятора
Схема механического терморегулятора.
Термостат может быть сконструирован по-разному: с ручным управлением или программным. Программируемый термостат устроен таким образом, что способен изменять температуру в помещении в зависимости от различных заданных факторов, например, от времени суток или дня недели. А электромеханический прибор просто постоянно поддерживает на одном уровне необходимую температуру.
Ручной терморегулятор имеет принцип работы утюга: после нагрева помещения до определенной отметки — отключается, а после остывания воздуха на несколько градусов — снова включается.
Вернуться к оглавлению
Двухпозиционный биметаллический термостат
Такое устройство функционирует в двух режимах: включено и выключено. Отличается дешевизной, надежностью и повышенной помехоустойчивостью. Его принцип работы базируется на особом свойстве биметаллической пластины изгибаться при изменении температуры. Схема действия следующая: когда температура повышается, то изгибание пластины приводит к размыканию цепи, а когда понижается, происходит выпрямление пластины и соответствующее замыкание электрической цепи.
В таком гистерезисе термостат работает непрерывно. Это свойство является необходимым для механических приборов. С одной стороны, оно приводит к снижению быстроты реакции управляющей системы, но с другой — уменьшает число необходимых соединений. Для снижения количества соединений регулятор может быть оборудован ускоряющим сопротивлением, которое позволит нагревать биметаллическую пластину, когда цепь замкнута. После размыкания нагрев прекратится. В случае, когда измеренная температура все еще остается ниже установленного значения, биметаллическая пластина опять замкнет контакты.
Самым главным недостатком биметаллических термодатчиков считается довольно большое отклонение от установленного температурного значения в условиях, когда нагрузка получается ниже номинальной. Ток, который проходит через терморегулятор, начинает нагревать пластину, при этом температура, измеренная термодатчиком, будет выше фактической. Это означает, что воздух в помещении не нагреется до заданного значения. Еще одним минусом биметаллического устройства является то, что оно не работает бесшумно, а издает щелчки в момент замыкания электрической цепи. Общее устройство механического терморегулятора показано на Рис. 2.
Вернуться к оглавлению
Автоматический термостат
Чертеж автоматического терморегулятора.
Электронные модели бывают двухпозиционными или пропорциональными (P-регуляторы), а также полностью или частично механическими, либо электронными. Пропорциональные регуляторы корректируют процесс обогрева в зависимости от соответствия измеренной температуры заданной. Чем существеннее разница между ними, тем выше мощность, подаваемая на обогреватель. Такая же схема и принцип работы реализованы на низкой мощности.
P-управление для термостатов реализуется при помощи широтно-импульсной модуляции. Длительность периодов работы и отключения устройства регулируется для того, чтобы достигнуть некого среднего значения потребления энергии. Такие приборы идеально подходят для поддержания температуры обогревателя на постоянном уровне.
Электронная схема для частично автоматических устройств с выходным реле берет на себя функцию управления, а само реле выполняет роль выключателя. Здесь также используется гистерезис, поскольку необходимо продлить рабочий период термостата для предотвращения скорого износа реле. Чаще всего терморегуляторы, снабженные выходным реле, являются двухпозиционными.
Устройство терморегулятора в абсолютно электронных моделях отличается тем, что всей цепью управляет двунаправленный триодный тиристор. Этот прибор не содержит детали, которые могут быть подвержены механическому износу. Двухпозиционный электронный терморегулятор устроен так, что гистерезис в нем либо очень мал, либо используется пропорциональное управление, а регулировка температуры становится достаточно точной. Недостатком такого прибора являются немаленькие габариты за счет наличия необходимости эффективного охлаждения устройства.
В современных моделях термостатов часто используются жидкокристаллические дисплеи, которые удобным способом показывают как заданную, так и реальную температуру воздуха в помещении. Возможна сигнализация о неисправности устройства и выведение статистики работы прибора.
Использование термостатов не вызовет никаких трудностей в обращении и обеспечит качественную работу на долгие годы. Современные устройства позволят создать комфорт и уют в помещении, сэкономят электроэнергию и будут незаменимыми в реализации системы «умный дом».
1poteply.ru
Принцип работы термостата, устройство и видео схемы работы для автомобилей ВАЗ
Термостат — устройство, предназначенное для контроля температуры в системе охлаждения и ее регулирования. Цель — ускорение прогрева мотора после его запуска и предотвращение его перегрева в случае длительной работы.
Место установки устройства — в верхней части мотора, где осуществляется выход нагретой ОЖ (охлаждающей жидкости) в радиатор.
Термостаты, устанавливаемые на автомобилях, могут иметь два вида наполнителей — жидкие и твердые.
Содержание:
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- .
Назначение
Термостат — один из главных узлов системы охлаждения. Назначение — контроль температурных показателей ОЖ с последующим перенаправлением состава по большому или малому кругу.
Пока мотор прогревается, клапан находится в закрытой позиции, а жидкость идет по малому кругу. Как следствие, прогрев силового узла происходит быстрее.
При достижении требуемой температуры происходит открытие клапана и подача ОЖ через радиатор.
Схема работы системы охлаждения ВАЗ
Другими словами, термостат — специальный прибор, который поддерживает температуру мотора в заданных параметрах посредством грамотной работы терморегулятора и правильности осуществления фазового перехода.
Блокируя работу радиатора, устройство позволяет двигателю набирать нормальную температуру. Как следствие, улучшаются характеристики силового узла, и снижается его износ.
Клапан закрыт до момента, пока температура ОЖ не достигла 95-100 градусов Цельсия. После этого заслонка открывается и позволяет проходить жидкости по системе.
Виды термостатов
Сегодня есть несколько видов термостатов, каждый из которых имеет свои особенности (как по принципу действия, так и по цене).
К примеру, отечественные устройства обходятся в меньшую сумму, в то время как немецкие отличаются лучшим качеством, но и стоят дороже.
Востребованы и так называемые универсальные термостаты, которые могут подойти почти к любому типу мотора.
Итак, к основным видам термостатов можно отнести:
1. Одноклапанный.
Наиболее популярный вид устройства, который установлен на многих марках и моделях авто. Такой тип уже устарел и не способен обеспечить потребности мотора.
2. Двухклапанный или двухступечатый термостаты.
Данные устройства имеют множество общих черт с узлом одноклапанного типа. Преимущество лишь в расширенных возможностях, касающихся процесса охлаждения.
3. Термостат с электронным управлением.
Наиболее продвинутый тип устройства, отличающийся повышенным потенциалом.
Преимущества — точность работы и повышенная функциональность.
Благодаря эффективной работе системы, гарантируется нормальный цикл охлаждающей жидкости, а также своевременное открытие и закрытие клапана.
Работа может осуществляться в двух режимах — ручном или автоматическом.
Термостат с электронным управлением установлен лишь на самых новых авто. Обязательное условие для работы системы — наличие хорошего бортового компьютера, способного контролировать работу устройства.
Есть автомобили, в которых одновременно стоит два термостата. Данная конструкция, как правило, предусмотрена для моторов с двойной системой охлаждения. Одна часть несет ответственность за прогрев химического вещества, а другая — за качественное охлаждение мотора (даже при автономной работе).
Устройство и принцип работы
Конструкция и принцип действия термостата во многом зависит от типа наполнителя.
Рассмотрим каждый из вариантов:
1. Термостат с жидким наполнителем.
Устройство, 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.
2. Термостат с твердым наполнителем.
Часто устанавливается на отечественных 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).
С верхней части шток объединяется с клапаном, который удерживает седло. При этом сверху над крышкой монтируется специальная пружина, удерживающая клапан в закрытой позиции.
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 и буфер воздействует на клапан, открывая его. Благодаря этому, нагретая жидкость поступает в радиатор.
Открытие клапана происходит при температуре, достигающей 83-83 градусов Цельсия.
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 распрямляется и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.
Описание и схемы работы на ВАЗ 2106, 2107, 2109, 2114
В автомобилях ВАЗ система охлаждения имеет ряд особенностей. В частности, перед насосом монтируется специальный 2-клапанный термостат (дополнительный и основной), имеющий твердый (восковый) наполнитель.
Пока двигатель еще не прогрелся, большая часть ОЖ будет проходить по малому кругу, то есть с охватом насоса системы, рубашки охлаждения силового узла и цилиндров, а также термостата.
Далее жидкость снова возвращается к насосу. Вместе с этим ОЖ циркулирует через рубашку трубопровода впуска и камеры для смешивания в карбюраторе.
Если же кран отопителя салона открыт, то жидкость проходит и через его радиатор.
В случае, когда мотор прогрет не до конца, то есть температура ОЖ еще не достигла нужной отметки (90 градусов Цельсия), два клапана частично открываются, и часть раскаленной жидкости идет к основному радиатору.
Это позволяет быстрей прогреться силовому узлу. Как только температура доходит до уровня 90 градусов Цельсия, открытие клапана происходит полностью, что позволяет весь поток направить через радиатор.
Основные металлы, из которых выполнены элементы термостата — медь и латунь.
Принцип работы схож с тем, что уже рассматривался выше. В основе устройства лежит небольшой цилиндр. В нем есть шарик из воска, который плавится при достижении 82 градусов Цельсия.
Благодаря нагреву, воск начинает плавиться и увеличиваться в объемах. Как следствие, создается давление, способствующее «выпадению» штыря и открытию клапана.
Как только температура мотора приходит в норму, воск снова твердеет и занимает прежний вид.
Особенности проверки устройства
Сегодня есть три основных метода диагностики термостата. Кратко рассмотрим каждый из них:
- Пускайте мотор на авто и выдерживайте 7-10 минут. После поднимайте капот и касайтесь нижнего патрубка, отходящего от радиатора. При нормальной работе устройства температура шлангов должна быть идентичной. Если же температура разная, то термостат неисправен.
- Заводите мотор и прикасайтесь к трубке, подводящей ОЖ к верхней части радиатора. В случае корректной работы термостата трубка должна быть холодной до момента, пока мотор не прогреется до нужной температуры.
- Наиболее эффективный и сложный метод — со снятием термостата. В данном случае необходим демонтаж устройства с последующим окунанием его в жидкость.
Последняя прогревается в специальной емкости до момента срабатывания клапана.
Остается лишь зафиксировать температуру открытия и закрытия прибора.
- Если мотор через 10-12 минут после заводки так и не набрал 90 градусов Цельсия (при условии температуры на улице около 0), то можно говорить о поломке рассматриваемого нами устройства.
Скорее всего клапан заклинило и ОЖ постоянно идет по большому кругу.
Более подробно читайте .
Итоги
Термостат — один из ключевых узлов, отвечающих за качественный прогрев и охлаждение силового узла.
Выход устройства из строя неизбежно влечет к проблемам с мотором и необходимостью дорогостоящего ремонта.
Знание принципа его работы позволяет вовремя диагностировать проблему и устранить ее еще на раннем этапе. При этом сделать это несложно.
portalvaz.ru
Устройство и принцип работы автомобильного термостата
Устройство и принцип работы автомобильного термостата.
Все машины, в которых двигатель охлаждается при помощи жидкости, в системе охлаждения имеют небольшой прибор под названием термостат. Он располагается между двигателем и радиатором. В большинстве автомобилей диаметр термостата — 5 см. Основная задача термостата — блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не разогрелся. Когда двигатель холодный, через него не проходит охлаждающая жидкость. Когда двигатель достигнет операционной температуры 95 градусов, термостат открывается. Термостат позволяет двигателю разогреться быстрее, тем самым термостат уменьшает износ двигателя и вредные выхлопы.
Если вам интересно, то можно посмотреть, как работает термостат и показать это детям. Это довольно познавательно. Положите термостат в кастрюлю с водой и поставьте кастрюлю на электрическую плитку. По мере закипания воды в термостате примерно на 2 см откроется клапан. Эксперимент лучше проводить с новым термостатом, не со своей машины.
Термостат сделан из латуни и меди. Рассмотрим устройство термостата. Принципа работы термостата кроется в маленьком цилиндре, который находится со стороны, повернутой в сторону двигателя. В этом цилиндре находится шарик искусственного воска, который начинает плавиться при температуре 82 градусов по Цельсию. Воск выбран потому, что он может значительно расширяться, так как под действием тепла переходит из твердого в жидкое состояние. Штырь вдавлен в цилиндр с воском и соединен с клапаном. Когда воск плавится, он значительно расширяется и выдавливает штырь из цилиндра, тем самым открывая клапан. Через открытый термостат проходит охлаждающая жидкость через радиатор. Когда двигатель отключается, он остывает, и воск в термостате застывает, снова становится твердым.
Термостат — маленькая, но очень важная деталь. Плохо работающий термостат может задержать вас у обочины дороги. Неработающий термостат перестает пропускать охлаждающую жидкость, в результате чего двигатель может перегреться.
Термостат может выйти из строя по многим причинам, но самая распространенная причина — это коррозия. Если клапан постоянно открыт, то охлаждающая жидкость будет все время проходить через радиатор, и двигателю потребуется намного больше времени, чтобы достичь операционной температуры. Если термостат все время закрыт, то двигатель довольно быстро перегреется, и на автомобиле нельзя продолжать движение, пока не заменен термостат. Термостат — недорогая деталь. Его рекомендуется заменять на новый каждые два года.
Как определить, работает термостат или нет? Для этого нужно разогреть двигатель, но так, чтобы температурная стрелка не доходила до красной линии. Затем нужно выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Это черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре с металлическим хомутом на концах. Верхний шланг крепится сверху радиатора. Затем нужно найти нижний шланг. Он выглядит так же, как и верхний. Нижний шланг крепится к низу радиатора.
Дотроньтесь до шлангов, но очень осторожно, так как они могут быть очень горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что двигатель нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, то вероятнее всего клапан термостата закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат нужно заменить на новый.
Есть еще один "народный способ как проверить термостат на работоспособность. Смысл в том, что мы должны положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан термостата открывается, то он рабочий. Если нет - нерабочий термостат, меняем его на новый. Также при замена термостата следует узнать температуру открывания клапана. У различных автомобильных термостатов она может быть разной и варьироваться в очень широком диапазоне. А как вы понимаете, нельзя ставить термостат с высокой температурой открывая, ведь двигатель в этом случае может перегреваться.
progiavto.ru
Термостат: принцип работы, устройство, неисправности и проверка
Принцип работы термостата кроется в небольшом цилиндре, внутри которого находится воск. Звучит необычно, но каждому автолюбителю, который занимается самостоятельным обслуживанием своей машины, необходимо знать особенности работы и основные неисправности. Ознакомившись с данным материалом, читатели получат ответы на все вопросы, касающиеся термостата.
Принцип работы термостата
Принцип работы термостата
Итак, термостат представляет собой регулятор температуры антифриза (охлаждающей жидкости) в системе. Некоторые автомобилисты по этой причине называет этот агрегат терморегулятором, что не является ошибкой. Его основные задачи:
- Поддерживать необходимый для двигателя тепловой режим;
- Ускорять прогрев силовой установки.
Работа у него достаточно сложная. При первом пуске двигателя показатели температуры антифриза и окружающей среды не отличаются. Чтобы сделать время прогрева мотора минимальным, агрегат направляет охлаждающую жидкость по малому кругу: через помпу, рубашку и радиатор салона. При этом терморегулятор закрывает поток антифриза к двигателя.
Через некоторое время температура силовой установки начинает расти, тогда термостат открывает клапан и запускает поток антифриза по большому кругу, который проходит через помпу, рубашку, радиатор салона и основной радиатор. На основе этих знаний можно прийти к выводу, что термостат автомобильный работает в двух положениях:
- В закрытом при малом круге.
- В открытом при большом круге.
Большой и малый контур системы охлаждения
Регулирование температуры двигателя
Аналогичным образом термостат функционирует в обратном порядке: антифриз начинает циркулировать по малому кругу, если температура снижается – клапан в этот момент закрывается. Для примера можно взять , когда машина с горячим мотором выезжает из пробки на свободную трассу. Подходит для примера и включение.
Если температура антифриза составляет 80-95°C, то клапан терморегулятора остается в промежуточном состоянии, как результат – основной радиатора получает лишь часть антифриза. Чем больше поднимается клапан, тем выше количество поступающей охлаждающей жидкости в область основного радиатора. При помощи клапана и происходит регулировка температурного режима, за счет которой значительно снижается токсичность выхлопных газов, выполняется полное сгорание топлива.
Устройство термостата
С тем, как работает термостат мы разобрались. Теперь стоит рассмотреть его устройство. Современный термостат для автомобилей изготовлен из меди и латуни. Все процессы в агрегате выполняются при помощи небольшого цилиндра – термоэлемента. Внутри этого цилиндра есть твердое вещество, в котором находится смесь алюминия, графита, гранулированного воска и различных порошков меди.
Устройство термостата
При 82°С твердое вещество начинает плавиться, а если быть точнее – то плавится в основном гранулированный воск. При разработке агрегата воск был выбран из-за моментального расширения под действием тепла. После перехода в жидкое состояние под действием высоких температур он может точно также быстро застыть при понижении градусов.
Термоэлемент (цилиндр) соединен с клапаном при помощи штыря. При повышении температуры воск внутри твердого вещества расширяется и поднимает клапан за счет штыря. Принцип работы терморегулятора мы уже знаем – большой круг начинает функционировать при открытом клапане термостата. Когда водитель глушит мотор, он остывает, а воск снова переходит в твердое состояние.
Проверка работы термостата
В «домашних» условиях мы можем узнать, функционирует ли его клапан, датчик, в порядке ли само железо термостата. При этом снимать устройство с двигателя не обязательно. Наша задача заключается в поиске неисправностей и в проверке клапана: реагирует ли он на повышение температуры, в каком положении находится, открыт или закрыт. Зная, что такое термостат в машине, автомобилист сможет самостоятельно определить возможную неисправность.
Перед тем, как проверить термостат, нам нужно отыскать его под капотом и потрогать патрубки, которые отходят от устройства. Проходит работа по следующей схеме:
- Заводим мотор и ждем около 3 минут.
- Теперь трогаем шланг термостата, который идет к основному радиатору охлаждения.
- Этого времени не должно хватить для открытия клапана термостата. То есть если клапан холодный, то заслонка находится в закрытом положении. Если клапан нагревается, значит нарушена нормальная работа датчика – неисправность удалить можно заменой.
- Проверив закрытую заслонку, переходим к открытию. Для этого ждем уже 5 минут и снова трогаем шланг, идущий к радиатору. При нормальной работе он станет горячим, значит термостат направил по большому кругу – устройство работает.
Как проверить работу термостата под капотом мы уже знаем. Но существует ещё один метод проверки, который можно провести в домашних условиях. Для этого необходимо полностью отсоединить устройство и поместить в кастрюлю (подойдет и другая емкость) с водой. Теперь включаем газ и ждем полного кипения. Изначально клапан должен быть закрыт, но после кипения он откроется. Этот метод не только покажет, функционирует ли агрегат или нет, но и наглядно продемонстрирует принцип работы терморегулятора.
Неисправности
Если клапан термостата заклинило в открытом положении, то мотор очень долго будет прогреваться до рабочей температуры. В нужный температурный режим и вовсе не будет достигнут. Если все элементы системы охлаждения находятся в исправном состоянии, то прогрев мотора проходит за 5-10 минут.
Также термостат может «зависнуть» в закрытом положении. Такая неисправность входит в причины перегрева двигателя. При закрытом клапане перегрев будет в любом режиме эксплуатации и даже в мороз. Что касается неполного открытия, то здесь может быть два варианта: мотор не наберет необходимую температуру или перегреется.
portalvaz.ru
Назначение и принцип действия термостата
В системе охлаждения двигателя имеется устройство - термостат, который обеспечивает работу двигателя в оптимальном для него, ограниченном температурном режиме. Проблемы в работе этого небольшого узла ведут к серьезным последствиям. Из данной публикации можно узнать про назначение и принцип действия термостата, о диагностике его неисправностей, а также о причинах выхода из строя автомобильного термостата.
Основное назначение автомобильного термостата - перекрыть путь охлаждающей жидкости в радиатор, пока система холодная. В это время жидкость, не попадая в радиатор, протекает по малому кругу. Когда двигатель прогреется и достигнет необходимой температуры, термостат открывается и горячий антифриз движется через радиатор.
Функциональной составляющей этого узла является также автоматическое поддержание температуры двигателя при изменении на него нагрузки. Это бывает, например, когда после движения в «пробке» машина с горячим двигателем вырывается на свободную трассу, или когда водитель включает отопитель салона, подсоединенный к системе охлаждения.
Устройство и принцип действия термостата
Термостат, несмотря на небольшие размеры, имеет довольно сложную конструкцию. По сути, термостат - это клапан (клапаны), размещенный в корпусе, но бывают и бескорпусные термостаты.
Закрывается или открывается клапан посредством собственного привода, в работе которого заложен принцип расширения вещества при повышении температуры. Медноцерезитовый порошок или спиртосодержащая жидкость, находящиеся в закрытой полости, меняют свой объем при изменении температуры, толкая при этом соединенный с заслонкой клапана стержень в одну или другую сторону.
От того, насколько открыт клапан, зависит количество поступающей жидкости. Когда температура охлаждающей жидкости составляет 80-95 градусов, клапан термостата находится в промежуточном положении. В этом случае в радиатор поступает только часть жидкости. Температура, при которой клапан начинает открываться, и температура, при которой клапан полностью открыт, отличаются у разных моделей двигателей и, как правило, находятся в пределах 70–95°С и 100–105°С соответственно.
В отдельных импортных автомобилях работой термостата управляет электрический привод, регулируемый блоком управления мотором. При этом в течение нескольких секунд значительно (вплоть до 117 градусов) поднимается температура двигателя, что приводит к снижению концентрации токсичных веществ в выхлопных газах на холостом ходу.
Симптомы неисправности
Неисправности термостата, например, заклинивание клапана в одном из положений, обнаруживаются при пуске холодного двигателя. В холодное время года при исправной системе охлаждения он должен за 5–10 мин прогреться при движении до рабочей температуры. Вместе с тем, если клапан «застрял» в полуоткрытом положении, двигатель может «закипеть» при неблагоприятных условиях на дороге и при нагрузке.
Если клапан заклинило в закрытом положении, это приведет к перегреву мотора в любом режиме движения, как в теплое время года, так и в небольшой мороз. В термостате с выработавшим свой ресурс термоэлементом, клапан открывается поздно, что приводит к повышению температуры двигателя. Это чревато его заклиниваем при выкипании жидкости, а также интенсивным изнашиванием.
Проблемы в работе термостата возникают, когда ограничена подвижность клапана, например, при вырабатывании рабочего ресурса вещества-наполнителя термоэлемента или при засорении устройства частицами накипи. В таких ситуациях клапан заклинивает или в одном из двух крайних положений, или в промежуточном положении.
Иногда случаются периодические перебои в работе термостата, когда двигатель не прогревается до нужной температуры или, наоборот, перегревается, а при запуске после полного остывания работает нормально.
Выход из строя термостата сразу не приведет к отказу двигателя, но, если вовремя не заметить повышение температуры охлаждающей жидкости, то мотор перегреется.
Когда же двигатель работает, будучи не прогретым до рабочей температуры, сокращается его ресурс и происходит повышенная затрата топлива.
Тестирование термостата проводится при пуске двигателя. Верхний (подводящий) патрубок радиатора должен потеплеть, не ранее, чем при достижении стрелкой термометра на приборном щитке отметки 60–70°С.
Наглядную диагностику термостатов, в том числе и новых, можно провести и дома на кухне: устройство вместе с термометром помещают в сосуд (лучше стеклянный) с водой, которую подогревают.
По мере нагревания воды клапан начинает движение и затем открывается полностью. Обычно полный ход стержня клапана составляет около 5-8 мм. В инструкции по ремонту автомобиля или в справочной литературе можно уточнить данные для конкретной модели двигателя о температурных режимах момента срабатывания и завершения движения клапана.
Работоспособность термостатов, управляемых при помощи электроники, проверяют диагностическим сканером, подключаемым к электронному блоку управления двигателем.
Школа ремонта BMW от BMW LifeStyle Omsk
note2auto.ru
Принцип работы и устройство термостата автомобиля
Термостат блокирует циркуляцию охладителя через радиатор до тех пор, пока движок не разогреется до температуры 95 °C (в зависимости от модели авто). Когда мотор в холодном состоянии, то жидкость протекает по малому контуру, что способствует более быстрому его нагреву. После достижения этой температуры термостат двигателя открывается, и протекание охлаждающей жидкости осуществляется через радиатор. За счет того, что охладитель протекает по большому контуру, а радиатор, через который она проходит, обдувается вентилятором системы охлаждения, температура жидкости находится в допустимых пределах и двигатель работает в нормальных условиях.
Корпус термостата изготовлен из меди и латуни. Внутри термостата находится цилиндр небольшого размера, в котором размещен шарик из искусственного воска. При достижении температуры 82 °C, он начинает плавиться и значительно расширяется. Клапан открывается за счет того, что расплавленный воск выталкивает штырь, вдавленный в цилиндр и соединенный с самим клапаном. При выключении мотора и его остывании, воск начинает застывать, а штырь возвращается на место.
Термостат температуры является очень важным элементом в работе двигателя. Если он выйдет из строя, это может привести к перегреву двигателя. Причин его поломки может быть много, но самой распространенной, как правило, является коррозия.
Если термостат сломался и клапан пребывает в открытом состоянии, то охладитель постоянно будет проходить по большому контуру. В результате движку потребуется значительно больше времени, чтобы набрать рабочую температуру.
В обратном случае (клапан постоянно закрыт) охладитель будет циркулировать только по малому контуру. Результат – перегрев двигателя. А это значит, что продолжать движение на авто нельзя и срочно необходима замена термостата.
Для того чтобы определить работает ли термостат нужно завести двигатель и разогреть его, но на столько, чтобы стрелка немного не дошла до красной отметки. Затем двигатель глушится, открывается капот, и проверяется верхний и нижний патрубки, идущие от радиатора. Проделывается это с максимальной осторожностью, потому что можно получить ожог. Оба патрубка должны быть горячими, если же горячий только один, то, скорее всего, термостат в закрытом состоянии и его требуется заменить.
Если термостат уже снят с автомобиля по каким-либо причинам, то проверить его можно следующим образом. В емкость набирается вода, в нее помещается термостат, после чего все это ставится на огонь и доводится практически до кипения. При достижении водой определенной температуры визуально должно быть видно, как сработает клапан термостата. Если же этого не произошло, то его необходимо заменить.
Термостат – небольшая деталь, его цена невысока и зависит от марки машины.
automuse.ru
