Виды термостатов
К вариантам конструктивного исполнения термостатов относят:
- одноклапанное техническое решение;
- двухступенчатая реализация;
- двухклапанное устройство;
- электронное управление.
Наибольшую популярность получила одноклапанная технология. Она отличается простотой и надежностью. Автомобили прошлых лет преимущественно имели именно такой вид термостата. Двухступенчатая конструкция стала вынужденной мерой, вызванной высоким давлением антифриза. Клапан терморегулятора не был в состоянии преодолеть усилие, в результате чего в конструкции появились малая и большая тарелки. Меньшая открывается первой, так как на нее действует незначительное давление охлаждающей жидкости. Во время второго этапа добавляется основная тарелка и весь антифриз направляется в большой круг.
Термостат с электронным управлением
Максимальной точности в работе автопроизводителям удалось достичь, снабдив терморегулятор электронным управлением. Конструктивным различием с классической моделью является наличие нагревательного сопротивления. Термостат поддерживает температуру двигателя 85-95°С при высоких нагрузках и 95-110°С в остальных режимах работы мотора. Это позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности. Управляющий сигнал терморегулятор получает с ЭБУ инжектора. В случае с дизельным двигателем температурные диапазоны могут быть другими.
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.
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.
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.
Радиатор Лада Калина
Радиатор на Ладе Калине состоит из двух вертикальных пластмассовых бачков и двух горизонтальных рядов круглых алюминиевых трубок, проходящих сквозь охлаждающие пластины. Рядом с впускным патрубком расположен тонкий патрубок пароотводящего шланга. На радиаторе установлен кожух с электовентилятором. Жидкость подается через верхний патрубок, а отводится через нижний. В нижней части правого бачка находится сливная пробка.
А здесь все про автоморозильники: какие они бывают и какой автоморозильник лучше выбрать.
Также, мы собрали все отзывы владельцев ВАЗ Калина в специальном разделе сайта. Узнайте, о чем думают водители, отъездившие на Калине по многу лет!
Устройство и принцип действия
Независимо от варианта конструктивного исполнения, устройство терморегулятора выполняется по одной общей схеме и состоит из 3-х главных модулей или блоков:
- Первичный датчик температуры, оборудованный термочувствительным элементом;
- настроечный модуль;
- модуль управления.
Первичный датчик определяет температуру нагрева контролируемой среды: воздуха или воды. При изменении температуры внутри измерительного датчика происходит изменение физических параметров первичного элемента, которые передаются на управляющий блок.
После получения сигнала, блок управления обрабатывает и передает его на исполнительный механизм, который соответственно отрегулирует объем энергоносителя для нагрева среды.
В качестве исполнительных механизмов в отопительных системах применяются:
- электромагнитные реле;
- клапан механического или электрического принципа срабатывания;
- цифровой/аналоговый прибор, для последующей обработки сигнала.
ТР способен соблюдать определенное значение температуры либо установленный диапазон. На этот показатель влияет гистерезис первичного датчика.
В торговой сети сегодня существует довольно много моделей терморегуляторов, которые могут быть оснащены дополнительными функциями, например, запуск отопления по таймеру и программирование устройства по заданному графику. Но в основе работы всех этих приборов находится вышеназванный принцип действия.
Схема, элементы системы охлаждения и их работа
Основные элементы, из которых состоит схема системы охлаждения двигателя, встречаются и схожи у разных типов моторов: инжекторных, дизельных и карбюраторных.
Общая схема жидкостной системы охлаждения двигателя
Жидкостное охлаждение мотора дает возможность в равной мере забирать тепло со всех узлов и деталей двигателя не зависимо от степени тепловой нагрузки. Двигатель с использованием водяного охлаждения создает меньше шума, чем двигатель с воздушным охлаждением, обладает большей скоростью прогрева при пуске.
Система охлаждения двигателя содержит следующие детали и элементы:
- рубашка охлаждения (водяная рубашка);
- радиатор;
- вентилятор;
- термостат;
- жидкостный насос (помпа);
- расширительный бачок;
- соединительные патрубки и сливные краны;
- отопитель салона.
- Рубашкой охлаждения («водяной рубашкой») принято считать сообщающиеся между двойными стенками полости в тех местах, где наиболее нужен вывод избыточного тепла.
- Радиатор. Предназначен для рассеивания тепла в окружающую атмосферу. Он конструктивно состоит из множества изогнутых трубочек с дополнительными ребрами для увеличения теплоотдачи.
- Вентилятор, включающийся электромагнитной, реже гидравлической муфтой, при срабатывании температурного датчика охлаждающей жидкости усиливает набегающий на авто воздушный поток. Вентиляторы с “классическим” (постоянно включенным) ременным приводом встречаются в наши дни редко, в основном, на старых автомобилях.
- Центробежный жидкостный насос (помпа) в системе охлаждения обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости. Привод помпы чаще всего реализован с помощью ремня или шестерней. Двигатели с турбонаддувом и с непосредственным впрыском топлива, как правило, снабжены дополнительной помпой.
- Термостат – главный узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, устанавливается обычно между входным патрубком радиатора и «водяной рубашкой» двигателя, конструктивно выполнен в виде биметаллического или электронного клапана. Назначение термостата – поддержание заданного рабочего температурного диапазона охлаждающей жидкости при всех режимах работы двигателя.
- Радиатор отопителя очень похож на радиатор системы охлаждения меньших размеров и расположен в салоне авто. Принципиальное отличие состоит в том, что радиатор отопителя передает тепло в салон, а радиатор системы охлаждения – в окружающую среду.
Принцип работы
Принцип работы жидкостного охлаждения двигателя состоит в следующем: цилиндры окружены «водяной рубашкой» из охлаждающей жидкости, отбирающей лишнее тепло и переносящей его к радиатору, откуда оно передается в атмосферу. Жидкость, непрерывно циркулируя, обеспечивает оптимальную температуру двигателя.
Принцип работы системы охлаждения двигателя
Охлаждающие жидкости – антифризы, тосол и вода – в процессе эксплуатации образуют осадок и накипи, нарушающие нормальную работу всей системы.
Вода не бывает химически чистой в принципе (за исключением дистиллированной) – в ней содержатся примеси, соли и всевозможные агрессивные соединения. При повышенной температуре они выпадают в осадок и образуют накипь.
В отличие от воды антифризы не создают накипи, но в процессе эксплуатации разлагаются, а продукты распада отрицательным образом сказываются на работе механизмов: на внутренних поверхностях металлических элементов появляется коррозионный налет и наслоения органических веществ.
Кроме этого, в систему охлаждения могут попадать различные посторонние загрязняющие субстанции: масло, моющие средства или пыль. Также могут попасть и специальные герметики, используемые для аварийной заделки повреждений в радиаторах.
Все эти загрязнения оседают на внутренних поверхностях узлов и агрегатов. Они характеризуются плохой теплопроводностью и забивают тонкие трубки и соты радиатора, нарушая эффективную работу системы охлаждения, что приводит к перегреву двигателя.
Видео о том, как устроено охлаждение мотора, принцип работы и неисправности
Ещё кое-что полезное для Вас:
- Плохо греет печка в салоне, причины, что делать и профилактика
- Почему двигатель автомобиля не заводится: как найти причину
- Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы
Какие бывают неисправности термостата, их признаки и причины
Неисправность одного из основных узлов системы чаще всего связана с износом или коррозией некоторых элементов. На начальном этапе подобных деформаций, изменения незаметны, а потом случается так, что клапан завис в открытом или закрытом положении. Иногда встречается неполное открытие клапана. При этом автовладелец может не сразу заметить неисправность, потому что симптомы открытого термостата возникают только при небольшом морозе, когда прогрев ДВС идёт долго.
Если клапан термостата заклинило полностью в закрытом положении, то движок может перегреться даже при отрицательной температуре окружающей среды. Требуется незамедлительно заменить термостат на новый.
Если открытие термостата происходит очень рано, то это может указывать на бракованное изделие или самодельное, или устройство просто не подходит для вашей модели автомобиля.
Если клапан термостата заклинило наполовину или в полностью открытом состоянии, то ДВС будет долго прогреваться до рабочей температуры. А в зимнее время двигатель вообще не прогреется, да и печка греть совсем не будет. Отмечу, что если детали исправны, то при нуле двигатель прогреется до рабочей температуры за 5-7 минут.
Автомобильный термостат может быть некачественным изначально. В этом случае открытие клапанов происходит несвоевременно. Такое нарушение не опасно, но может бить по бюджету из-за увеличения расхода топлива. Чтобы суметь вовремя диагностировать проблему надо знать, какие типы поломок существуют и как проводить тестирование самостоятельно.
Причины неисправностей термостата:
- Появление накипи на металлических деталях, штоке. Это происходит из-за плохого качества охлаждающей жидкости либо несвоевременной её замены. Накипь затормаживает работу клапанов и штока, что приведёт к некорректной работе термостата.
- Вибрационные разрушения. Как правило это появляется при использовании некачественных или бракованных термостатов. В таких устройствах плохо завальцованы соединения и стыки, а также плохая герметизация медного цилиндра.
- Деформация резинового уплотнителя. Чаще всего это происходит из-за высоких температур, которые вызывают в резине протечки или трещины. Также перегревается мембрана между штоком и наполнителем.
Перечислю признаки неисправностей термостата:
- ДВС постоянно перегревается – стрелка на приборной панели всё время находится в красной зоне. Это означает, что антифриз не проходит к радиатору.
- ДВС плохо прогревается, а при повышенных нагрузках он очень быстро перегревается. Это указывает на то, что клапаны заклинило в среднем положении, в результате чего только небольшое количество охлаждающей жидкости попадает в радиатор, чего, разумеется, недостаточно для охлаждения мотора при высоких нагрузках.
- Слишком долго прогревается движок. Это значит, что открыт патрубок к радиатору, из-за чего антифриз постоянно охлаждается и не даёт силовому агрегату прогреться до рабочей температуры.
- Стрелка температуры двигателя после остановки поднимается, а при движении – падает.
- Нижний патрубок становится тёплым после 3 минут работы движка. Это означается, что термостат открыт постоянно.
- Нижний патрубок холодный, но стрелка указывает на перегрев мотора (ДВС при этом работает долгое время). Это означает, что термостат заклинило в закрытом положении. Исключение – поломка датчика вентилятора радиатора.
- Дополнительные признаки: печка в салоне дует прохладным воздухом, снижается динамика авто, увеличивается расход бензина.
Самое опасное – это моментальный перегрев двигателя в жаркое время года, что приведёт к его поломке. А если двигатель не выходит на рабочую температуру, то повысится износ узлов и ухудшится эффективность моторного масла.
Процесс приготовления смеси из воска
Смешав воск с перечисленными выше примесями, его нагревают и в расплавленном состоянии заливают на специально приготовленные пресс формы. Спустя некоторое время смесь остывая, застывает. Полученные таким образом пластины воска, меди, графита и алюминия достают из разливочных пресс форм далее измельчают на мелкие гранулы.
Гранулированный воск засыпают в специальный аппарат, на подобии аппарата используемого фармакологией для приготовления различных таблеток «пилюль». Аппарат путем сдавливания прессует гранулы комбинированного воска на подобие, цилиндрических капсул.
Следующим этапам изготовления автомобильного термостата структурой производства является изготовление специальных колпачков, куда будут помещены цилиндрические капсулы воска. Для этого рабочие операторы заправляют специальную медную ленту в станок. В итоге получается отформованный полый цилиндр, напоминая форму стаканчика с внешним буртом.
Способ изготовления колпачков
Первоначально машина вырубает из ленты круги на подобии пятаков, из которых потом поэтапно, согласно заложенной программе станка формирует колпачки. Готовые колпачки устанавливаются на круговой конвейер, где в каждый колпачок машина помещает капсулу воска.
Затем в каждой капсуле проделывается отверстие, куда машина вставляет резиновую прокладку, изготовленную на производстве «рти» резинотехнических изделий из резиновой смеси в отверстие капсулы и закрывает ее латунной крышкой.
Далее машина под давлением прижимает колпачок, к крышке закрывая его полностью герметично.
Затем машина вставляет в отверстие крышки стальной штырь, который будет открывать, и закрывать клапан автомобильного термостата системы охлаждения. Штырь вставляется в тело, ранее запрессованной резиновой муфты находящейся в восковой капсуле.
Термостаты ВАЗ 2101-2115
Когда автомобильный термостат начинает работать, то расплавленный воск расширяется и сдавливает резиновую муфту, которая выдавливает стальной штырь из капсулы. Штырь, как уже говорилось выше, начинает в свою очередь давить на клапан и он открывается, заставляя тем самым термостат работать.
В процессе изготовления термостата структурой производства его нагревают до температуры его срабатывания на автомобиле, и калибровочная машина сжимает тело цилиндра до тех пор, пока штырь не поднимется из цилиндра на величину, достаточную для того, чтобы открылся клапан.
Потом откалиброванные детали поступают в машину, которая подсоединяет этот клапан с цилиндром. Тело самого клапана состоит из двух частей из нержавеющей стали. Машина укладывает их друг на друга на тонкий конец колпачка. Затем прижимает клапан к концу цилиндра и закрепляет его на широком конце.
Перед нами на видео показаны два цилиндра: слева цилиндр до установки клапана, а справа цилиндр уже с напрессованным термоэлементом. Одновременно в другой пресс закладывается лента из покрытой смазкой нержавеющей стали для штамповки фланца (верхний конец термостата). Аналогично с цилиндром машина по заданной программе штампует фланец в несколько этапов, где он в конце принимает законченную форму.
Наступает заключительный этап окончательной сборки для термостата…
Сначала устанавливается стальная основа термостата, затем следом ставится стальная пружина, которая должна закрыть клапан, когда остынет охлаждающая жидкость. Следующим шагом вставляется цилиндр и сверху цилиндра надевается фланец. Клепальная машина соединяет заклепками крышки термостата воедино и одновременно с этим сглаживает края заклепок.
Далее сборочная машина устанавливает два фиксатора штыря, которые не позволят ему выпасть из резиновой прокладки. Это последняя операция по изготовлению и автомобильный термостат полностью готов к работе.
Теперь на видео происходит демонстрация работы термостата, путем его нагрева газовой горелкой, имитируя тем самым его реальную работу системой охлаждения автомобиля.
После нагрева расплавленный воск, расширяясь, выталкивает штырь наверх, а после охлаждения клапан вновь возвращается на свое первоначальное место. Таким образом, термостат машины спасает двигатель от закипания, когда вы двигаетесь по дорожным пробкам или на крутую гору, обеспечивая его сохранность от перегрева.
См. Видео
Видео выше наглядно демонстрирует не только поэтапный процесс изготовления термостата структурой производства, но и показывает на простом примере принцип его работы, расширяя знания автолюбителей о системе охлаждения двигателя к которому относится термостат машины.
Удачи Вам и до скорых встреч на страницах блога RtiIvaz.ru!
Вам так же будет интересно:
Устройство
По конструкции термостат автомобиля — это клапан, который находится между радиатором и двигателем. Небольшая рабочая полость механизма наполнена смесью:
- воска;
- порошков меди;
- алюминия и графита.
При смене температуры эти соединения способны изменять свой объем и соответственно – передвигать шток заслонки термостата.
Устройство термостата:1 – входной патрубок от двигателя; 2 – перепускной клапан (перекрывает малый круг); 3 – выходной патрубок к помпе (насосу охлаждающей жидкости); 4 – пружина перепускного клапана; 5 – воск; 6 — входной патрубок от радиатора; 7 — пружина основного клапана; 8 – основной клапан (перекрывает большой круг); 9 – корпус; 10 – поршень.
Посмотрите интересное видео, принцип работы термостата:
Неисправности
- клапан может заклинить в открытом и закрытом положении;
- также в промежуточном состоянии.
1. Если термостат транспортного средства всегда закрыт, то охлаждающая жидкость будет циркулировать по малому кругу. Получаем быстрый перегрев двигателя и на машине не получиться ездить, до замены неисправной детали.
Принцип работы термостата
2. При не полном открытии клапана термостата, двигатель будет испытывать постоянный перегрев, но может и стабильно работать, в зависимости от эксплуатации автомобиля.
3. При полностью открытом состоянии клапана, ОЖ движется по большому кругу всегда и рабочая температура двигателя не будет достигнута. А это чревато ускоренным износом деталей и увеличенным расходом горючего.
Как проверить работу?
Проверить работу термостата на исправность можно несколькими способами:
- Запустить двигатель и потрогать верхний патрубок радиатора. При исправном узле, он должен быть холодным вплоть до достижения температуры охлаждающей жидкости 60-70 градусов. После прохода данного рубежа, патрубок должен постепенно нагреваться.
- Нагреть двигатель до рабочей температуры и заглушить, открыть капот и проверить рукой верхний и нижний шланги, которые отходят от радиатора, снизу и сверху. Они должны на ощупь одинаковой температуры. Если температура разная, значит термостат не исправен.
Это полезно знать. Считается, что при исправной системе охлаждения, при нулевой уличной температуре, двигатель автомобиля при движении в течение 10 минут должен нагреваться до рабочей температуры.
Посмотрите полезное видео, проверка термостата путем кипячения:
Заключение
Срок безупречной работы термостата — всего 2 года. По истечение данного времени его рекомендуется менять.
Весна уже близко так что можно и не менять термостат Шучу конечно. Сам осенью заменил на автомобиле термостат, так зимой балдел в тепле, да и топливо стало заметно меньше кушать.
Подходит время надо готовиться к зиме
Автомобильный термостат вроде бы незаметная маленькая деталь летом, в холодное время года приобретает повышенную важность. Если он уже плохо работает, то самое время его заменить, а то будет — сами читали выше, что будет
На моей машине уже барахлит так что буду менять — пора, не хочу зимой мерзнуть
Виды систем охлаждения
Всего на двигателях внутреннего сгорания используется два типа охлаждения – воздушное и жидкостное.
Воздушная система охлаждения, ее конструкция, недостатки
Устройство воздушной системы охлаждения двигателя
В силу ряда недостатков на автомобильном транспорте воздушная система широкого распространения не получила, хотя конструктивно она значительно проще, чем жидкостная.
Основным ее элементом являются ребра охлаждения на цилиндрах.
Тепло, выделяемое от цилиндров, распространялось на эти ребра, а проходящий через них поток воздуха осуществлял его отвод. Для создания потока дополнительно конструкция системы могла включать турбину – специальную крыльчатку, с приводом от коленчатого вала и рукав, которым создаваемый поток воздуха направлялся на цилиндры. Это вся конструкция воздушной системы.
На автотранспорте воздушная система практически не используется, потому что:
- невозможна регулировка температурного режима (зимой мотор не выходил на необходимую температуру, а летом – очень быстро перегревался);
- чтобы обеспечить равномерное распределение потока воздуха, каждый цилиндр стоял отдельно;
- во время стоянки с заведенным мотором даже при наличии турбины поток воздуха очень слабый, что приводит к быстрому перегреву;
- невозможно организовать обогрев салона.
Устройство и принцип работы автомобильного термостата
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.
Стоимость термостата зависит от марки производителя вашего автомобиля. Например, для автомобилей ВАЗ он колеблется в пределах от 100 до 300 рублей. Для иностранных автомобилей стоимость термостата может составлять от 300 до 1000 рублей. Наиболее распространенные марки автомобильных термостатов – Gates и Wahler.