Принцип работы термостата
Термостат двигателя. Устройство, принцип работы и возможные поломки
Про термостат слышали все автомобилисты, но не все видели его вживую — немудрено, ведь он скрыт в недрах системы охлаждения. Что же такое автомобильный термостат? Как он работает и из-за чего выходит из строя? Отвечаем на частые вопросы об этой маленькой, но важной детали двигателя.
Что такое термостат
В общем смысле термостат — устройство для поддержания статичной (постоянной) температуры, что следует из его названия. Термостаты разной конструкции есть во многих приборах и механизмах, от водонагревателей до холодильников. Есть термостат и в автомобильном двигателе внутреннего сгорания (с жидкостным охлаждением, конечно).
В автомобиле термостат регулирует температуру охлаждающей жидкости (антифриза): ускоряет прогрев холодного мотора и обеспечивает отвод тепла от горячего. Так двигатель работает эффективнее и комфортнее для водителя, особенно зимой — без термостата печка почти всё время дула бы холодным воздухом.
Конструкция термостата
Классический термостат представляет собой подвижный клапан, который приходит в движение из-за изменения внешней среды — нагрева или охлаждения антифриза. Для этого в нём есть термоэлемент, заполненный веществом, напоминающим по структуре воск — церезином, с добавлением медного порошка, графита или алюминия для лучшей теплопроводности. При определённой температуре антифриза церезин расширяется, открывая клапан термостата. При остывании мотора церезин сжимается, и термостат вновь закрывается.
Момент начала движения клапана термостата и температура его полного открытия у каждой модели двигателя свои: обычно это 70–95 °С и 90–100 °С соответственно. Температура начала срабатывания указана на корпусе термостата.
Термостат может быть одноклапанным и двухклапанным — последний не только открывает большой круг системы охлаждения, но и одновременно закрывает малый, что важно для правильной циркуляции антифриза. На большинстве современных двигателей используются двухклапанные термостаты. Помимо основных клапанов для антифриза в термостате обычно есть ещё один маленький воздушный клапан — он нужен для удаления воздушных пробок из системы охлаждения.
Как работает термостат
Корпус термостата — это своеобразный тройник системы охлаждения, в центре которого термостат распределяет потоки антифриза. Один из патрубков подводит к нему охлаждающую (и уже охлаждённую) жидкость от основного радиатора, другой служит для перепуска антифриза из двигателя, а третий направляет поток жидкости к водяному насосу (помпе).
При холодном запуске двигателя температура антифриза равна температуре окружающего воздуха, что далеко от нормальной рабочей температуры двигателя (80–90 °С). Чтобы ускорить прогрев, термостат блокирует поток охлаждающей жидкости к радиатору, пуская антифриз по так называемому малому кругу — через рубашку охлаждения двигателя. При повышении температуры жидкости клапан термостата приоткрывается, включая в работу большой круг системы охлаждения с основным радиатором. Пока клапан находится в промежуточном положении, в радиатор направляется лишь часть жидкости, которая затем подмешивается к горячему потоку из малого круга — так термостат поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя.
Когда режима смешивания не хватает для эффективного охлаждения мотора, термостат полностью открывается, исключая из работы малый круг — антифриз начинает циркулировать только через радиатор. И наоборот: при снижении температуры клапан термостата закрывается, вновь пуская охлаждающую жидкость по малому кругу.
Устройство системы охлаждения двигателя
Поддержание оптимальной температуры двигателя важно не столько для эффективной работы печки (хотя её водитель ощущает в первую очередь), сколько для полного сгорания рабочей смеси, снижения токсичности отработанных газов и увеличения ресурса двигателя. На некоторых моторах даже устанавливают несколько термостатов и/или термостаты с электронным управлением, чтобы более точно регулировать температуру в каждом контуре системы охлаждения.
Причины и признаки неисправности термостата
Иногда термостат выходит из строя, попросту заклинивая. Чаще всего это происходит из-за коррозии внутри радиатора, некачественного или старого антифриза: частицы накипи или ржавчины оседают на термоэлементе термостата, из-за чего тот становится нечувствительным к изменению температуры жидкости в системе и перестаёт двигать клапан. Но иногда термостат заклинивает и механически.
Термостат может заклинить в разных положениях: в полностью открытом, закрытом или промежуточном. Если термостат полностью закрыт, антифриз циркулирует только по малому кругу, что вызовет перегрев двигателя практически в любом режиме работы, при этом радиатор останется холодным. Полностью открытый заклинивший термостат тоже нетрудно вычислить: с ним двигатель будет прогреваться очень долго, а зимой даже не достигнет рабочей температуры.
А вот заклинивший в промежуточном положении термостат вычислить непросто. Поэтому, в случае проблем с системой охлаждения, термостат часто меняют превентивно, на всякий случай — просто чтобы исключить его из списка возможных причин. Благо, стоит он недорого.
Другая распространённая проблема — утечка охлаждающей жидкости — связана не с самим термостатом, а с его прокладкой, которая со временем перестаёт обеспечивать герметичность. Если вы меняете термостат, обязательно смените и прокладку, чтобы не пришлось сливать антифриз и разбирать систему охлаждения заново, обнаружив утечку.
Как проверить термостат
Снятый с машины термостат можно проверить в домашних условиях. Для этого его помещают в закипающую воду и смотрят, открывается ли клапан. Выглядит эффектно, но такая проверка, к сожалению, мало что даёт — лишь подтверждение, что термостат сохранил подвижность. Но при какой температуре он открывается? Чтобы тест был действительно полезным, нужно использовать термометр и контролировать температуру воды, сравнивая её с номинальной температурой начала открытия термостата.
Горячий и холодный термостат. Температура открытия
В магазинах можно купить термостат с разной температурой начала открытия: от 76–78 °С (холодный термостат) до 92–95 °С (горячий термостат). Если система охлаждения работает исправно и не создаёт проблем, стоит использовать термостат, идентичный заводскому — как правило, это 82 или 88 °С. Но при необходимости можно регулировать температурный режим двигателя установкой нештатного термостата.
Если двигатель автомобиля изначально очень горячий и склонен к перегреву при нагрузках (например, из-за слишком тесного подкапотного пространства или маленького радиатора), можно немного улучшить его охлаждение, установив термостат с ранним открытием. А если на дворе зима и у вас проблемы с прогревом машины, горячий термостат поможет мотору не терять тепло — в Сибири это популярный зимний тюнинг.
Узнать температуру открытия штатного термостата можно с помощью онлайн-каталога запчастей. Выберите свой автомобиль, найдите на схеме системы охлаждения термостат и посмотрите, какие аналоги предлагает интернет-магазин — у большинства производителей характеристики термостата отражены в артикуле. Другой способ — подбор по снятому образцу: температура открытия клапана указана прямо на корпусе термостата.
Езда без термостата
А можно ли ездить вообще без термостата? Иногда так борются с летними перегревами: полностью демонтируют термостат, принудительно включая большой контур охлаждения в работу. Но делать так не нужно. Вспомните основное назначение термостата: не способствовать охлаждению или нагреву мотора, а обеспечивать его термическую стабильность. Без термостата не будет режима подмешивания охлаждающей жидкости и перекрытия малого круга (что грозит локальными перегревами), нарушится расчётная циркуляция антифриза в системе. А во многих режимах работы двигатель окажется недогретым, что порой не менее вредно, чем перегрев. Пониженная температура двигателя (без термостата он может не нагреться и до 70 °С) негативно влияет на сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндрах: мотор зарастает нагаром, выходят из строя свечи, лямбда-зонды, нейтрализаторы выхлопа. Поэтому, если ваш двигатель хронически перегревается, поставьте холодный термостат с ранним открытием, но не удаляйте его из системы полностью. И поищите другие причины перегрева: отказавший электромотор или вискомуфту вентилятора, забитый радиатор или изношенную помпу.
Уделяйте термостату должное внимание: вовремя меняйте его, правильно подбирайте температуру открытия и не забывайте о замене прокладке — это избавит от многих проблем с двигателем.
Устройство и работа термостата, как проверяется исправность
Многим водителям и людям, очень далеким от устройства двигателя внутреннего сгорания (ДВС), наверняка, знакома картина, ярко растиражированная кинорежиссерами, когда из-под капота автомобиля поднимаются густые клубы пара, а главный герой с задумчивым лицом всем своим видом изображает немую сцену — “приехали”. Виновником этого значимого события зачастую бывает незаметная, но очень важная деталь системы охлаждения – термостат.
Примерно так выглядят все автомобильные термостаты
Именно термостат должен автоматически перенаправлять потоки охлаждающей жидкости при разной температуре нагрева двигателя по так называемым контурам системы охлаждения: большому – через радиатор, и малому – минуя его. Если двигатель перегрелся, то термостат отправляет охлаждающую жидкость к радиатору по большому контуру. В радиаторе излишнее тепло отводится.
Если двигатель холодный, то термостат прогоняет охлаждающую жидкость по малому контуру, что позволяет двигателю быстрее нагреться. В холодное время года неправильно работающий термостат полностью парализует работу печки, и салон автомобиля обогреть невозможно. Термостат есть у большинства автомобильных двигателей, использующих жидкостную систему охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, и его устройство принципиально ничем не отличается ни у русских, ни у европейских или японских автомобилей.
Принцип работы термостата
Основным узлом термостата является механический клапан: он приводится в действие довольно простым и точным механизмом. В герметичном корпусе находится термочувствительный искусственный воск, который при расплавлении увеличивается в объеме и сжимает резиновую камеру, выталкивающую металлический хромированный шток, который и приводит в действие клапаны. В этом и заключается принцип работы термостата.
Так работает термостат
При нарушении целостности данного механизма воск вытекает вследствие использования некачественного антифриза (тосола) или коррозии и увеличивается сила трения подвижного штока. Термостат начинает функционировать неправильно, постепенно и неумолимо превращая жизнь водителя в ад.
Устройство термостата
Термостат представляет собой клапан, иногда помещенный в корпус, регулирующий поток охлаждающей жидкости в двигателе вашего автомобиля. По конструктивным особенностям устройство термостатов бывает корпусным и бескорпусным.
Корпусный термостат с двумя выводами
1.Корпусный термостат
Как видно на рисунке, одним из видов термостатов является устройство, заключенное в корпус и, как правило, имеющее не менее двух выводов. Исключением являются устройства с корпусным устройством, которые образуют сложные 2-хуровневые контуры. Корпусы термостатов изготавливают из пластика, латуни или алюминия.
Два вывода, находящихся рядом, обычно называют «малым контуром». Он не дает охлаждающей жидкости поступать в радиатор, позволяя циркулировать внутри мотора и радиатора печки. Это делает возможным быстрый прогрев двигателя до нужной (рабочей) температуры – точки, при которой термостат открывается полностью. На автомобилях отечественного производства довольно часто встречается температура полного открытия термостата 80-85 градусов. Как правило, у корпусных термостатов ручная регулировка температуры открытия-закрытия невозможна, но в профессиональных автомастерских могут оказать такую услугу.
2.Бескорпусный термостат
А так выглядит бескорпусный термостат
Бескорпусный термостат устанавливается непосредственно в блоки двигателей, в специально предусмотренные для этого места. Этим он отличается от корпусного устройства. Цифровая маркировка, выбитая на термостате, означает температуру его полного открытия.
В последнее время для одной и той же марки авто выпускаются летние и зимние разновидности термостатов. В зимних вариантах открытие устройства происходит при более высоких температурах, позволяя мотору лучше прогреваться и работать в повышенном диапазоне температур. Смысл нововведения состоит в следующем: на старых авто печка и радиатор засорены, и более высокая температура двигателя в холодный период и более низкая – в летнее время позволят автомобилю «вписаться» в допустимые рамки теплоотдачи, а исправному автомобилю совершенно не нужна эта подмена с разными температурами.
Ещё кое-что полезное для Вас:
- Какой герметик выбрать для системы охлаждения автомобиля?
- Принцип работы вентилятора охлаждения двигателя и радиатора автомобиля
- Как устроена система охлаждения двигателя, и какие у нее могут быть характерные неисправности?
Как проверить
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 прибора подразумевает участие опытного специалиста и специального оборудования.
Видео: Термостат- проверка и принцип работы.
Признаки неисправности прибора
Явными признаками неисправности термостата являются:
- долгий прогрев двигателя до рабочей температуры, а также быстрый его перегрев;
- стрелка температуры двигателя падает на скорости ниже обычного и подымается при остановке автомобиля;
- нижний патрубок теплый при нескольких минутах прогрева двигателя: это означает, что термостат все время открыт;
- термостат заклинил в закрытом положении, двигатель кипит, а нижний патрубок остается холодным даже при прогретом моторе
Как работает термостат? Объясняет Технологический институт Южной Калифорнии.
Если в вашем доме слишком жарко или слишком холодно, вы, вероятно, сразу обратитесь к термостату, чтобы решить эту проблему. Одним нажатием кнопки вы можете направить теплый или холодный воздух по всему дому. Как основной регулятор температуры в вашем доме, ваш термостат позволяет вам общаться с вашей системой отопления и охлаждения.
Однако большинство людей перестают об этом думать.
Хотя большинство из нас понимает, что делает термостат, мы не задумываемся о том, как он работает. Как одна из самых важных систем в вашем доме, важно понимать, как она контролирует температуру вашего дома.
Давайте посмотрим, как на самом деле работает ваш термостат, а также что вы можете сделать для экономии энергии и снижения счетов за электроэнергию.
Нужна помощь с термостатом? Свяжитесь с нами сегодня, и мы пришлем специалиста!
Как работает термостат?
Прежде чем мы поговорим о том, как термостат на самом деле регулирует температуру в вашем доме, нам нужно рассмотреть типы термостатов, которые могут быть в вашем доме. В то время как в большинстве домов сегодня есть электронный термостат, в старых домах все еще могут быть электромеханические системы. Каждый из этих термостатов работает немного по-разному.
С электронными термостатами легко разобраться. Они функционируют аналогично небольшому компьютеру, используя датчики, чтобы определить, правильная ли температура в вашем доме. Они также предоставляют функции и преимущества, такие как программируемые настройки и возможности Wi-Fi, позволяющие поддерживать в вашем доме разную температуру в течение дня или ночью, независимо от того, находитесь ли вы дома или вдали от дома.
Электромеханические системы могут быть немного сложнее для понимания. Электромеханический термостат обычно содержит либо биметаллическую катушку, либо металлическую полосу. При изменении температуры эта катушка или полоска будет двигаться, в результате чего пузырек с ртутью опрокинется набок. Ртуть стекает к одному концу флакона, сигнализируя о том, что необходимо включить нагрев или охлаждение.
Независимо от того, какой у вас термостат, слишком частое изменение температуры приводит к перегрузке системы. Если вы постоянно включаете термостат вверх и вниз, вы можете обнаружить, что тратите много энергии впустую.
Правильный контроль над термостатом важен для экономии энергии и денег.
Как установить температуру для экономии энергии
Вот несколько советов, связанных с термостатом, которые помогут вам экономить энергию круглый год.
1. Знайте температуру наружного воздуха
Когда ваш термостат пытается контролировать температуру внутри дома, он будет бороться с температурой снаружи. Это означает, что чем больше разница между двумя температурами, тем тяжелее будет работать система, что заставит вас использовать больше энергии.
Чтобы снизить потребление энергии, следите за ожидаемой температурой наружного воздуха. Установите термостат как можно ближе к этому значению, сохраняя при этом комфортную атмосферу в вашем доме.
2. Будьте терпеливы
Если вам жарко или холодно, у вас может возникнуть соблазн увеличить или уменьшить температуру термостата, надеясь, что это поможет вам быстрее освоиться. Однако количество энергии, которое ваша система может выдать за один раз, ограничено. Ваш дом не будет остывать или нагреваться быстрее только потому, что вы установите очень высокую или очень низкую температуру.
Будьте терпеливы, пытаясь установить в доме нужную температуру. Избегайте чрезмерного нагрева или охлаждения вашего дома и вместо этого сосредоточьтесь на том, чтобы установить правильную температуру в первый раз.
3. Используйте программируемые функции
Если у вас есть электронный термостат, воспользуйтесь преимуществами программируемых функций, которые, вероятно, поставляются вместе с ним. Попробуйте настроить термостат так, чтобы он был ближе к температуре наружного воздуха, когда вы уезжаете на работу на целый день. Вы можете использовать программируемые функции в своем термостате, чтобы изменить температуру после того, как вы уходите на работу, и переключиться обратно, прежде чем вы вернетесь.
Использование программируемого термостата с поддержкой Wi-Fi позволяет получить удаленный доступ с помощью смартфона или компьютера. Вы оснащены точным контролем температуры с помощью интеллектуальных предупреждений, которые автоматически определяют, нужно ли обогревать или охлаждать ваш дом. Некоторые Wi-Fi-термостаты даже имеют индикаторы замены фильтров, чтобы не догадываться, когда нужно менять эти надоедливые фильтры!
4. Используйте энергосберегающие альтернативы
Если вы серьезно относитесь к экономии энергии, сокращение количества используемой вами системы охлаждения и обогрева может иметь огромное значение. Хотя в некоторые дни вы просто не сможете обойтись без кондиционера или обогревателя, энергосберегающие альтернативы могут помочь вам сократить количество дней, в течение которых ваша система работает.
Зимой одеяла с подогревом или камин могут согреть вас без значительных затрат энергии. В теплые летние месяцы вентиляторы помогают циркулировать воздуху в помещении. При использовании вместе с системой отопления и охлаждения вы можете не возиться с термостатом, что может помочь снизить потребление энергии.
5. Поддерживайте надлежащий уход за HVAC
Если вы не заботитесь о своей системе HVAC должным образом, вы можете тратить много энергии впустую. Грязные и засоренные воздушные фильтры, пренебрежение графиком обслуживания или невыполнение очистки области вокруг ваших компрессоров могут привести к тому, что ваша система будет работать тяжелее. Чем усерднее он должен работать, тем больше энергии он будет использовать.
Будьте внимательны при уходе за вашей системой HVAC. Назначьте профессионального технического специалиста для выполнения технического обслуживания вашей системы один раз осенью и один раз весной, чтобы убедиться, что она готова к обогреву или охлаждению вашего дома. Планирование предсезонных встреч может помочь вам найти и устранить проблемы до того, как они станут слишком серьезными.
Поддержание хорошо функционирующей системы HVAC важно для поддержания комфортного дома и экономии энергии.
Получить помощь по термостату от Redlands Tech
Если у вас есть вопросы по уходу за системами отопления и охлаждения или вы готовы записаться на техническое обслуживание, свяжитесь с командой Burgeson по отоплению и кондиционированию воздуха, записавшись онлайн или позвонив по телефону 909.792.2222
How a Thermostat Работы | HomeTips
Термостаты измеряют температуру окружающей среды в вашем доме и используют эту информацию для включения печи или кондиционера, в зависимости от настройки термостата.
В этой статье:
Программируемые электронные термостаты
Электромеханические термостаты
Зональное отопление и охлаждение
Первый термостат был изобретен в начале 17 века голландцем Корнелисом Дреббелем, который поместил поплавок внутрь ртутного термометра и соединил этот прибор с крышкой заслонки на печь. Когда ртуть поднималась до определенного уровня, поплавок закрывал заслонку.
Механический (вверху) и электронный (внизу) термостаты © Don Vandervort, HomeTipsСегодняшние термостаты в основном делают то же самое, но с тех пор технология прошла долгий путь. По сути, термовыключатель, термостат имеет датчик температуры, который заставляет переключатель открываться или закрываться, замыкая или прерывая электрическую цепь, которая управляет системой отопления или охлаждения дома. Он может выполнять эту работу либо механически, либо с помощью электронных схем.
Современный термостат, лучшим примером которого, вероятно, является обучаемый термостат Nest, изучает поведение и предпочтения семьи, усваивает эту информацию и соответствующим образом регулирует температуру — по сути, программируя себя. При подключении к домашней сети Wi-Fi им можно управлять удаленно со смартфона, планшета или ноутбука. Дополнительную информацию см. в Руководстве по покупке термостатов.
Программируемые электронные термостаты
Электронные термостаты используют электронный термочувствительный элемент и схему для определения изменений температуры и включения нагревательного или охлаждающего оборудования. Подобно маленькому компьютеру, их можно программировать; их таймеры позволяют вам прогреть дом перед тем, как вы встанете с постели утром и перед тем, как вернуться домой с работы, и установить разные температуры для разного времени дня. Это означает, что вы можете точно согласовать температуру в помещении с вашими потребностями, обеспечивая комфорт без лишних затрат энергии. Топовые «обучаемые» термостаты, такие как упомянутый выше Nest Thermostat, представляют собой сложные версии электронного термостата.
+
Найдите специалистов по термостатам рядом с вами
Получите бесплатные ставки прямо сейчас!
Термостаты электромеханические
Термостаты электромеханические имеют определенный тип механического датчика температуры — обычно это биметаллическая катушка или полоска. Как следует из названия, этот тип изготовлен из двух соединенных металлов. Изменения температуры заставляют эти металлы расширяться и сжиматься с разной скоростью, заставляя катушку или полоску двигаться. схема. © Дон Вандерворт, HomeTips
Биметаллическая катушка или полоса соединены с устройством, замыкающим электрическую цепь. В случае электромеханических термостатов Honeywell спиральный биметаллический датчик прикрепляется к небольшому стеклянному флакону, содержащему ртуть; движение катушки заставляет флакон наклоняться в ту или иную сторону.
Поскольку одним из свойств ртути является то, что она проводит электричество, цепь замыкается, когда ртуть течет к одному концу флакона, где есть два отдельных электрических контакта.
Термостат, который управляет как нагревательными, так и охлаждающими устройствами, имеет два контакта на каждом конце пузырька. Когда пузырек наклоняется в одном направлении, ртуть течет к этому концу и замыкает цепь, требующую тепла. Когда система переключается на цикл охлаждения, ртуть перетекает на другой конец флакона, чтобы включить охлаждение.
