Автомобильный термостат в системе жидкостного охлаждения ДВС: устройство и принцип работы

Для чего нужен термостат?

Всем известно, что в процессе работы двигатель сильно нагревается. Чтобы он не вышел из строя от чрезмерно высокой температуры, в нем имеется охлаждающая рубашка, которая подсоединена при помощи патрубков к радиатору.

В результате простоя автомобиля весь смазочный материал постепенно стекает в масляный поддон. Получается, в холодном моторе практически нет смазки. Учитывая этот фактор, когда заводится ДВС, ему нельзя давать большие нагрузки, чтобы его детали не износились быстрее обычного.

Холодное масло в поддоне более вязкое, чем при работе силового агрегата, поэтому насосу сложней его перекачать во все узлы. Для ускорения процесса двигатель должен как можно быстрее выйти на рабочую температуру. Тогда масло станет более текучим, и детали быстрее смажутся.

Перед первыми разработчиками автомобилей стояла непростая задача: что сделать, чтобы мотор быстро прогрелся, но при работе его температура была стабильной? Для этого система охлаждения была модернизирована, и в ней появилось два контура циркуляции. Один обеспечивает быстрый нагрев всех отделов мотора (антифриз или тосол нагревается от горячих стенок цилиндров и передает тепло на весь корпус ДВС). Второй используется для того, чтобы охлаждать агрегат, когда он вышел на рабочую температуру.

Термостат в данной системе играет роль клапана, который в нужный момент деактивирует обогрев мотора, и подключает радиатор для поддержания рабочей температуры ДВС. Благодаря чему достигается такой результат?

Диагностика снятого терморегулятора

Инструкция как проверить термостат, демонтированный с автомобиля:

  1. Налить в кастрюлю достаточное количество холодной воды;
  2. Положить термостат;
  3. Начать нагревать, снимая показания термометра и контролируя состояние терморегулятора;
  4. При достижении кипения исправные термостаты меняют состояние;
  5. Для того, чтобы убедится что термостат не имеет проблемы в работе, необходимо проследить за его срабатыванием при охлаждении воды.

Нагрев регулятора в емкости

Существует множество способов как проверить термостат, но вышеуказанный является наиболее простым и точным. Слишком долго задерживаться на этапе проверки не имеет смысла, поэтому, убедившись в неисправности, требуется переходить от диагностики к замене.

Что такое термостат

Термостат – это дискретный механический прибор, который при достижении заданной уставки по температуре, изменяет своё состояние или состояние своих электрических контактов.

Эти контакты, например, могут использоваться в релейных электросхемах, запуская или останавливая различные агрегаты или передавать информацию о достижении температуры в систему автоматизации АСУТП. Само слово происходит от двух греческих слов: «θερµο-», что означает тепло и «στατός» — стоячий, неподвижный.

В отличие от аналоговых датчиков температуры, таких как термопара или термометр сопротивления, термостат не покажет истинное значение температуры в определённый момент времени. Задача его заключается лишь в том, чтобы при выставленном заранее значении температуры «сработать», то есть изменить своё состояние. После этого в зависимости от типа термостата выполняются требуемые при регулировании действия.

Термостаты применяют в устройствах или системах, которые что-либо нагревают или охлаждают до заданных температурных значений. Например, в холодильниках, отопительных приборах, системах охлаждения автомобильных двигателей, промышленных печах и др.

Из чего состоит термостат и какой у него принцип работы

Устройство термостата и его принцип работы зависят от используемого типа чувствительного элемента. Это могут быть биметаллические пластинки или металлические капсулы с капиллярными трубками, заполненные жидкостью или газом.

Биметаллическая пластина представляет собой две разнородные металлические полоски с разными коэффициентами теплового расширения, которые сваривают вместе. Во время нагрева одна из металлических пластин расширяется больше, что приводит, при достижении заданной температуры, к её изгибанию или выпрямлению.

Механически передвигаясь таким образом, биметаллическая пластина может замкнуть или разомкнуть электрические контакты или, например, открыть клапан охлаждающей жидкости.

Ещё один из распространенных видов термостата – капиллярный. Его работа основана на первом законе термодинамики, согласно которому при изменении температуры в термодинамической системе, она должна выполнять механическую работу до тех пор, пока не придет в равновесное состояние.

Капиллярный термостат включает в себя следующие элементы:

  • металлическую капсулу, содержащую рабочую жидкость (например, гликоль);
  • капиллярную трубку, соединяющий датчик с регулирующим блоком термостата;
  • регулирующий блок или электромеханическое реле, при помощи которого задаётся уставочное значение температуры.

При нагреве металлической капсулы изменяется объём её содержимого, которое через капиллярную трубку давит на мембрану реле и при достижении заданной температуры происходит замыкание или размыкание его контактов.

У всех типов термостатов задание температуры происходит механически, поворачивая регулировочный винт, либо жёстко задано производителем на определённую температуру.

Назначение термостата

Как было сказано выше, основной задачей термостата является контроль за температурным режимом. Сфера использования термостатов очень широкая: от утюга в маленькой квартире до огромных печей на промышленных объектах. Они применяются в различной технике, отопительных системах, кондиционерах и бытовых приборах.

Термостат делает их использование безопасным и в то же время комфортным, поскольку регулирование температуры осуществляется автоматически.

Термостаты могут быть уже встроенными или применяться дополнительно, например, в смесителях для воды, для корректировки работы газовых котлов или подогрева пола.

Автомобильный термостат – обязательный компонент для системы охлаждения двигателя. Он помогает поддерживать необходимую температуру, не допуская перегрева.

Как правильно выбрать и заменить термостат

Неисправность термостата проявляется некорректной работой системы охлаждения двигателя, что в некоторых случаях делает эксплуатацию транспортного средства затруднительной или вовсе невозможной. Неполадки данной детали проявляются длительным прогревом двигателя (в этом случае не закрывается большой круг) либо его перегревом даже на щадящих режимах работы (что говорит о перекрытом большом круге). Для диагностики достаточно запустить двигатель и пощупать отводящие патрубки — если термостат не открывается, то даже после прогрева двигателя патрубок радиатора будет холодными, а если термостат не закрывается, то патрубок радиатора начнет нагреваться уже в первые минуты работы мотора. Такой термостат подлежит замене.

На замену следует выбирать термостат того же типа и модели, что был установлен на автомобиль ранее, особенно, если машина еще на гарантии. Однако во многих отечественных и зарубежных автомобилях используются одинаковые термостаты, поэтому при необходимости без труда можно подобрать аналог. Также вполне допустима установка и другой модели термостата, главное, чтобы он срабатывал при тех же температурах, что и старый, имел нужное количество патрубков и совместимые с двигателем установочные размеры.

Покупать термостат можно в разных комплектациях: только термостат без корпуса — это отличный вариант сэкономить при нормальной сохранности корпуса с патрубками от старого устройства; термостат в сборе с корпусом — к такому варианту следует прибегать при неисправности старого корпуса, либо в тех случаях, когда невозможно поменять термостат без корпуса. При этом может потребоваться покупка новых патрубков и хомутов — перед ремонтом следует проверить эти детали и при наличии трещин или повреждений купить новые.

Замена термостата должна выполняться строго по инструкции по ремонту транспортного средства. Обычно данная операция сводится к следующему:

  1. На остановленном двигателе слить антифриз;
  2. Снять с термостата все патрубки и электрические разъемы (при наличии датчика температуры или в случае прибора с электронным управлением);
  3. Установить новый термостат, предварительно прочистив место его монтажа на головку/блок и не забыв о прокладке;
  4. Залить новую охлаждающую жидкость.

При верном подборе и замене термостата вся система охлаждения не требует регулировок, исправный термостат будет надежно управлять потоками жидкости, обеспечивая необходимый температурный режим силового агрегата.

Охлаждение масла и топлива

Часть теплоты, выделяемой двигателем, по­глощается маслом, для охлаждения которого часто используется поверхность масляного поддона. Если температура масла выходит за пределы установленного диапазона при ра­боте двигателя на режиме полной нагрузки (мощные автомобили), то необходима допол­нительная установка масляного радиатора.

Маслоохладители могут быть охлаждае­мыми воздухом или жидкостью. Они могут быть установлены в охлаждающем модуле или любом ином месте в моторном отсеке. Если маслоохладитель установлен вне охлаждаю­щего модуля, без принудительного обдува, необходимо принять меры к обеспечению надлежащей подачи охлаждающего воздуха.

Маслоохладители, охлаждаемые воздухом

Маслоохладители, охлаждаемые воздухом, в основном изготавливаются из алюминия. В большинстве случаев они состоят из пло­ских трубок и рифленых ребер и отличаются высокой плотностью энергии. В меньшей степени распространены сборные системы с механическим креплением круглых трубок и ребер. В целях увеличения охлаждающей способности и прочности (стойкости к высо­ким внутренним давлениям) в систему пло­ских трубок впаяны специальные вставки для создания турбулентности.

На мощных коммерческих и легковых автомобилях также устанавливаются охлаж­даемые воздухом маслоохладители транс­миссии. Для обеспечения хорошего теплооб­мена они устанавливаются перед основным радиатором двигателя.

Маслоохладители с жидкостным охлаждением

В настоящее время составные алюминиевые маслоохладители с жидкостным охлажде­нием практически вытеснили дисковые охла­дители из нержавеющей стали и алюминие­вые охладители с разветвленными трубками.

Дисковые маслоохладители устанавлива­ются между блоком цилиндров и масляным фильтром. Они имеют отдельный кожух и центральный канал для прохождения масла. Масло, возвращающееся из масляного филь­тра, проходит через лабиринт перфориро­ванных дисков, разделенных специальными вставками для создания турбулентности. Этот лабиринт охлаждается охлаждающей жидко­стью, протекающей через кожух.

Охладители с разветвленными трубками состоят из оребренных трубок, по которым протекает охлаждающая жидкость. На сто­роне подачи масла они не имеют кожуха, поэтому должны быть встроены в корпус масляного фильтра или масляный поддон.

Составные дисковые маслоохладители со­стоят из отдельных дисков с установленными между ними вставками для создания турбу­лентности. Края дисков вставлены в кожух. Каналы, образованные дисками, соединены таким образом, что охлаждающая жидкость и масло протекают по различным каналам.

Когда потребность в охлаждении более умеренна (для рабочих жидкостей в автомати­ческих трансмиссиях), могут использоваться маслоохладители для легковых и коммерче­ских автомобилей. Они не имеют кожуха на сто­роне охлаждающей жидкости и встраиваются в выпускной бачок радиатора охлаждающей жидкости. Для этой цели могут использоваться маслоохладители со сдвоенными трубками (частично изготавливаемыми из цветных ме­таллов) или с плоскими алюминиевыми труб­ками. Маслоохладители со сдвоенными труб­ками состоят из двух концентричных трубок с установленными между ними вставками для создания турбулентности. Маслоохладители с плоскими трубками представляют собой систему плоских трубок и вставок для созда­ния турбулентности на стороне охлаждающей жидкости. Соединения выполняются методом высокотемпературной пайки. Плоские трубки соединены друг с другом через отверстия на их концах. В целях повышения охлаждающей спо­собности и прочности в плоские трубки впаяны вставки для создания турбулентности.

Для охлаждения моторного масла двигате­лей коммерческих автомобилей обычно ис­пользуются дисковые охладители из нержа­веющей стали или охладители с плоскими алюминиевыми трубками без кожуха на стороне охлаждающей жидкости. Они встра­иваются в удлиненный канал охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Охладитель топлива

Охладители топлива устанавливаются на совре­менных дизельных двигателях для охлаждения избытка топлива до допустимого уровня. Это избыточное дизельное топливо нагревается во время впрыска в результате сжатия в топливном насосе высокого давления перед его возвратом в топливный бак по обратной линии. Охлажде­ние топлива может осуществляться при помощи системы с воздушным или жидкостным охлаж­дением. Поэтому для этой цели используются охладители с воздушным охлаждением или дисковые охладители различных типов.

Отопитель салона

Смотреть галерею

Это самая важная часть, если смотреть с точки зрения водителя и пассажиров. От эффективности работы печки зависит комфорт при езде в зимнее время года. Отопитель входит в схему циркуляции охлаждающей жидкости и состоит из таких компонентов:

  1. Электродвигатель с крыльчаткой. Включается он по специальной схеме, в которой имеется постоянный резистор – он позволяет менять частоту вращения крыльчатки.
  2. Радиатор – это элемент, по которому проходит горячий антифриз.
  3. Кран – предназначен для открывания и закрывания подачи антифриза внутрь радиатора.
  4. Система воздуховодов позволяет направлять горячий воздух в нужном направлении.

Схема циркуляции охлаждающей жидкости по системе такая, что при закрывании всего одного входа в радиатор горячий антифриз никаким образом в него не попадет. Существуют автомобили, в которых кран печки отсутствует – внутри радиатора всегда находится горячий антифриз. А в летнее время просто закрываются воздуховоды и тепло в салон не подается.

Диагностика

Заметить проблемы легко зимой и сложно летом. В теплое время года движок не требует серьезных усилий для прогрева. Зимой же можно легко определить, зачем нужен термостат: двигатель может прогреваться медленно: указатель температуры с трудом идет к отметкам рабочего диапазона — свыше 75 гр С.

Правильная проверка функционирования термостата:

  • Прогреть движок до нормальной для его работы температуры. Следить, чтобы показатель оборотов не попал в красную область.
  • Заглушить мотор, открыть капот. На радиаторе есть два патрубка: верхний и нижний. Тактильным образом, то есть касаясь шлангов руками, определить какой из шлангов какой температуры. Если верхний шланг горячий, а нижний – холодный, значит термостату кирдык и у вас в системе охлаждения постоянно перекрыт большой круг..

То есть, когда двигатель вышел на рабочую температуру, охлаждающая жидкость должна идти через радиатор, а этого не происходит. Меняйте термоста

blamper.ru

Есть более «экзотический» метод проверки работоспособности устройства, — это народный способ, заключающийся в том, сто термостат надо снять с автомобиля. Узел помещается в емкость с водой, нагретой почти до температуры кипения- 100 гр С.

Вслед за этим нужно осмотреть и проверить, открывается ли клапан. Рабочий исправный термостат должен в горячей воде – при рабочей температуре легко открывать клапан. Если этого не происходит – значит не судьба ему работать дальше — придется заменить на новый.

Эта ситуация чревата серьезным последствиями для автомобиля в целом и мотора в частности. Ремонтные работы могут обойтись хозяину авто очень дорого, поэтому стоит предусмотреть этот момент заранее.

А на этом про термостат всё!

Но раз уж речь шла про систему охлаждения автомобиля, то как можно забыть про «Антифриз». Нажимайте на ссылку и читайте. 

Пишите ваши комментарии и ставьте оценки статье.

Пока, пока.

Проверка термостата автомобиля

Каждый водитель должен уметь находить и проверять термостат на работоспособность. В случае перегрева двигателя, из строя выйдут все важные детали, поэтому следует серьезно отнестись к этому процессу.Система охлаждения двигателя автомобиля одна из главных составных, которая выполняет свою функцию на полную силу. Без охлаждения двигателя, автомобиль может вовсе заглохнуть, а двигатель прийти в негодность. Термостат, один из компонентов системы охлаждения, и его поломка не приведет к хорошей работе агрегата.Термостат – это специально устройство, созданное для того, чтобы избегать перегрев двигателя. В его конструкции находится воск, который при особой температуре начинается плавиться и расширяться, что приводит к раскрытию клапанов.Сквозь эти клапаны протекает охлаждающая жидкость. Когда температура стабилизируется воск сужается и жидкость прекращает поступать. Это и есть принцип работы термостата. В зависимости от выбранного температурного режима термостаты делятся на высоко-, средне- и низкотемпературные.В основном неисправность приводит к тому что двигатель перегревается, а охлаждающая жидкость закипает и вследствие этого приходят в неисправность связующие детали автомобиля.Так одной из признаков неполадок является недостаточный прогрев двигателя в зимнее время. Двигатель или сильно долго прогревается, или не нагревается до оптимальной температуры. Это способствует большему употреблению топлива, что ведет за собой снижение мощности.Возможен также вариант, когда двигатель наоборот сильно перегревается, зачастую это происходит в летнее время. В любом случае если присутствуют какие-либо признаки и сигналы о проблемах с термостатом его необходимо проверить.В первую очередь осуществить проверку термостата необходимо непосредственно в машине, не снимая его. Прежде всего надо знать, что охлаждающая жидкость циркулирует двумя кругами: малым и большим. В случае малого круга подогревается двигатель. После этого жидкость начинает циркулировать по большому кругу, достигая радиатора.

В начале проверки двигатель должен находиться в охлажденном состоянии. Затем следует его включить в специальном режиме неподвижного автомобиля холостой ход. Через пару минут следует проверить радиатор системы охлаждения. Он должен находиться в состоянии покоя, так как двигатель не должен за такое короткое время прогреться. В этом случае клапан термостата, как и положено должен быть закрыт.

Затем снова через некоторое время, а именно когда температура достигнет 90° С следует опять проверить патрубок. Если он горячий значит клапан открыт и жидкость циркулирует уже по большому кругу. Если патрубок так и остался холодным, значит клапан не сработал и остался закрытым. Это указывает на проблемы с работой термостата. В таком случае он подлежит замене.Вторая проблема может заключаться в том, что двигатель нагревается раньше времени. Это сигнализирует о том, что клапан остается в открытом состоянии и происходит постоянная циркуляция жидкости по большому кругу. В данном случае потребляется большее количества топлива, что также создает неудобства.Однако бывают редкие случаи, когда термостат находится в среднем положении. Это влечет за собой длительное время прогрева двигателей, и трудность состоит в том, что данную неполадку довольно сложно определить. Единственный выход – это снять термостат.Прежде чем снимать термостат следует слить охлаждающую жидкость. Подставьте посудину под сливные бачки или же в случае его отсутствия под патрубок радиатора. Для того, чтобы правильно слить жидкость лучше воспользоваться инструкцией. Сливать жидкость следует аккуратно, так как её можно использовать повторно.

После этого следует снять сам термостат и открутить патрубок. Затем приступаем к проверке термостата на пригодность. Для этого заливаем воду в кухонную емкость, к примеру, в кастрюлю и опускаем туда термостат. Затем ставим на огонь. Следует прогреть емкость примерно до 100° С. Измерить точную температуру можно при помощи специального термометра.

Далее, после всего этого наблюдаем за поведением термостата. При достижении необходимой температуры клапан термостата должен открыться, а после того как достали его из воды, и температура снизилась, он должен закрыться.

Если этого не произошло, значит, термостат находится в нерабочем состоянии и подлежит замене.Цена на термостат стартует от $8. Следует выбирать качественную продукцию, так как именно этого зависит срок эксплуатации устройства.

Ремонтные работы могут обойтись порядка $16, поэтому лучше в домашних условиях заменить самостоятельно.

Неисправности. Как влияют на работу двигателя

autochainik.ru

Устройство несложное и поломки довольно немногочисленны. Однако выход из строя узла приводит к неприятным последствиям

Заклинивание прибора в закрытом состоянии вызывает перегрев мотора, это не зависит от внешней температуры воздуха.

Если не до конца открывается термостат, двигатель не обязательно закипит, — это зависит от состояния и срока эксплуатации машины. Но ситуация все равно неприятная. Единственный способ действий в такой ситуации – замена прибора на новый.

  • «Зависание» в открытом или наполовину открытом состоянии приводит к долгому прогреву мотора. Летом это не так страшно, а зимой можно замерзнуть в автомобиле, поскольку печка не включится и не будет прогревать воздух в салоне. Хотя на работу двигателя мощности прибора хватит.
  • Также одной из проблем может быть банальная коррозия металла – возникновение ржавчины на деталях прибора.

Если после замены термостата греется двигатель

По-хорошему, вместе с запчастью нужно менять и жидкость
охлаждения, потому, что после длительных перегревов, выкипаний и контакта с воздухом
(пока слитая с радиатора ОЖ плещется в тазике) гигроскопичный антифриз меняет
стандартное соотношение воды к этиленгликолю в пользу первой, соответственно –
становится более агрессивным к металлическим и резиновым элементам системы
охлаждения.

На вид вы не определите (если, конечно, в бачке уже не
плавают грязные хлопья), насколько охлаждающая жидкость соответствует норме. Возможно,
изначально концентрат был неправильно разбавлен, антифриз был «левым», или
доливался водой непосредственно в бачок (если автомобиль недавно куплен с рук –
вы можете этого не знать).

Грязная жидкость в радиаторе
Грязная
охлаждающая жидкость в радиаторе

Варианты причин перегрева двигателя после замены термостата,
в порядке вероятности:

  1. При доливке охлаждающей жидкости образовалась
    «воздушная пробка».
  2. Подобран термостат не той «температуры» (слишком
    горячий).
  3. Врет датчик температуры жидкости охлаждения
    (окислился контакт термопары).
  4. Вам «криво» установили «обманку», либо залили не
    ту прошивку (под механический).
  5. Проблема не в самом устройстве, а, что хуже – в прокладке
    ГБЦ.

В любом из этих случаев неисправность – серьезная, с ней
машина будет постоянно греться, пока вы не исправите положение. Даже если
захотите ликвидировать неисправность самостоятельно, вначале нужно правильно
определить причину. Если проблемы с системой охлаждения поставили в тупик, вы
устали проверять и заменять все подряд – рациональнее съездить на диагностику в
нормальный сервис.

Установка термостата

Многие термостаты устанавливаются определенным образом, особой меткой (например, стрелкой, указывающей на радиатор) вперед. Стартовая температура, как правило, указывается на ободе.

Перед установкой нового термостата соскребите с корпуса все следы старой прокладки

Действуйте очень осторожно, чтобы не повредить корпус

В качестве скребка можно использовать щетку или деревяшку. Заткните отверстие тряпками, чтобы куски старой прокладки не проваливались внутрь.

Снимите крепежные гайки на корпусе термостата.

Вставьте в корпус новый термостат и слегка смажьте новую прокладку несхватывающимся герметиком. Вложите прокладку на место и закройте крышку. Поочередно закрутите гайки, избегая перекоса. Не перетягивайте гайки.

Долейте жидкость в систему охлаждения и ощупайте шланги, чтобы обнаружить возможные протечки.

Заключение

Итак, мы выяснили, как проверить термостат и как правильно его заменить. Проверку можно сделать разными способами. Но в любом случае с решением проблемы не стоит медлить. Своевременная проверка исправности термостата поможет предотвратить перегрев двигателя, что чревато серьезным капитальным ремонтом.

Источники

  • https://pricep-vlg.ru/remont-svoimi-rukami/kak-proverit-rabotu-termostata/
  • https://www.syl.ru/article/345143/kak-proverit-termostat-zamena-i-remont-termostata
  • https://promercedes.ru/informatsiya/avtomobilnyj-termostat
  • https://Tehno.expert/holodilnik/zamena-termoregulyatora.html
  • https://avto-idea.ru/remont/metody-proverki-termostata-kotorye-ne-trebuyut-snyatiya-ego-s/
  • https://FB.ru/article/328980/printsip-rabotyi-termostata-v-avtomobile-shema-ustroystvo-i-rekomendatsii
  • https://okeydrive.ru/termostat-avtomobilya-kak-proverit-ne-snimaya-s-avtomobilya/
  • https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/zamena-termostata.html
  • http://17koles.ru/how/kak-zamenit-termostat-v-avtomobile

Post Views:
767

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий