Принцип работы термостата, схемы

Где он располагается

Есть множество вариантов, что будет, если термостат окажется постоянно открыт на большом или малом кругу. Это приведет к перегреву, из расширительного бачка может выбрасывать тосол, изменится нормальное давление в системе охлаждения и не только.

Допускать неисправностей этого узла нельзя. При этом используется он на всех машинах:

• на Калине;
• на Приоре;
• ВАЗ 2114;
• ВАЗ Классика;
• Форд Фокус;
• ВАЗ 2110;
• Шевроле Авео;
• Газель Некст;
• ВАЗ 2107;
• Лада Гранта;
• Рено Логан и пр.

Чтобы проверить исправность этого элемента на автомобиле, а также обнаружить признаки умирающего термостата, нужно хоть примерно понимать, где он находится.

Не могу сказать, что сделать это сложно.

Объективно правильно сразу заглянуть в руководство по эксплуатации. В разделе, где описывается система охлаждения, обязательно должно быть указано расположение искомого элемента.

При этом есть достаточно универсальный метод поиска, актуальный для почти всех отечественных авто и множества иномарок.

Для поиска термостата нужно сделать следующее:

• открыть капот;
• отыскать самый толстый патрубок;
• это будет шланг радиатора;
• он идет от радиатора к мотору;
• второй конец этого патрубка соединен с термостатом;
• добраться до второго конца;
• определить нахождение корпуса термостата;
• приступить к его снятию.

Хотя все же советую сначала заглянуть в руководство, и только потом начать поиски, демонтажные и ремонтно-восстановительные работы.

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Из чего сделано это устройство? Автомобильные термостаты производят из цветных металлов. Чаще всего используется латунь или медь. Первый вариант считают более подходящим. Принцип устройства прибора прост, он включает такие элементы:

• корпус;
• клапан малого и большого круга охлаждения;
• выходной патрубок, сообщённый с насосом;
• восковой шар;
• входной патрубок, присоединённый к радиатору;
• пружины;
• поршень.

Все устройства автомобильного термостата представлено в форме цилиндра, возвратного штыря, воскового шарика и запорного клапана большого и малого круга. Именно эта простота и обеспечивает надёжность работы конструкции.

В автомобилях отдельных марок термостат можно настроить для срабатывания при достижении двигателем определённых температур. Обычно пометка о данных возможностях есть в инструкции к прибору. Это своеобразный плюс, позволяющий сократить расход бензина при прогреве мотора.

Схемы циркуляции

Обычный механический термостат выполняет свою работу сам по себе. Чтобы понять, за счёт чего обеспечивается функционирование, нужно рассмотреть принципиальную схему:

1. Когда двигатель только запустился, но ещё не прогрелся до необходимой температуры, основной запорный клапан перекрывает поток охлаждающей жидкости на радиатор. Малый круг остаётся открытым и пропускает антифриз, чтобы предупредить его охлаждение и позволить мотору прогреться полностью.
2. После повышения температурных отметок происходит нагревание воска внутри цилиндра. Этот компонент планомерно расширяется, что обеспечивает выталкивание штока наружу. Он поднимается и открывает доступ антифриза ко второму кругу. От силы нагрева жидкости зависит высота подъёма клапана и величина охлаждающего потока.
3. Если антифриз горячий, доступ к малому кругу охлаждения перекрывается и весь поток поступает на радиатор — на большой круг охлаждения.
4. После того как жидкость остывает, вещество охлаждается и сжимается. Шток опускается при помощи пружины, а клапан уменьшает проток на радиатор охлаждения.

Следовательно, работоспособность системы заключается в контроле и восстановлении нормальной температуры двигателя. Если рассмотреть схему детально, то можно сделать вывод об автономности процесса. Восприимчивость к температурным колебаниям зависит от состава наполнителя.

Видео: автомобильный термостат. Принцип работы в 3D анимации

В этом наглядном видео вы узнаете строение и принцип работы термостата в 3D графике.

Конструкция системы охлаждения ЛАДА Калина

Система охлаждения: 1 — расширительный бачок; 2 — отводящий шланг радиатора; 3 — наливной шланг; 4 — радиатор; 5 — паро-отводящий шланг; б — подводящий шланг радиатора; 7 — электровентилятор; 8 — кожух электровентилятора; 9 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 11 — дроссельный узел; 12 — кронштейн трубы насоса охлаждающей жидкости; 13 — насос охлаждающей жидкости; 14 — труба насоса охлаждающей жидкости; 15 — подводящий шланг радиатора отопителя; 16 — отводящий шланг радиатора отопителя; 17 — выпускной патрубок; 18 — шланг трубы насоса охлаждающей жидкости; 19 — корпус термостата

Расширительный бачок. Охлаждающая жидкость заливается в систему через расширительный бачок. Он изготовлен из полупрозрачного полиэтилена, что позволяет визуально контролировать уровень жидкости. Для этого на стенке бачка нанесены метки «МАХ» и «MIN». В верхней части бачка имеется патрубок для соединения с пароотво-дящим шлангом радиатора, в нижней части — патрубок для соединения с наливным шлангом. Расширительный бачок калина

Крышка расширительного бачка с клапанами. Герметичность системы обеспечивается впускным и выпускным клапанами в крышке расширительного бачка. Выпускной клапан поддерживает повышенное (по сравнению с атмосферным) давление в системе на горячем двигателе (за счет этого температура кипения жидкости становится выше, уменьшаются паровые потери}. Он начинает открываться при давлении не менее 1,1 бар. Впускной клапан открывается при понижении давления в системе относительно атмосферного на 0,03-0,13 бар (на остывающем двигателе). Крышка расширительного бачка с клапанами

Насос охлаждающей жидкости — лопастной, центробежного типа, приводится от шкива коленчатого вала зубчатым ремнем привода газораспределительного механизма. Корпус насоса — алюминиевый. Валик вращается в двухрядном подшипнике. Пластичная смазка в подшипнике заложена на весь срок службы. Наружное кольцо подшипника стопорится винтом. На передний конец валика напрессован зубчатый шкив, на задний — крыльчатка. К торцу крыльчатки прижато упорное кольцо из графитосодержащей композиции, за которым находится сальник. В корпусе насоса имеется контрольное отверстие для определения течи жидкости при выходе насоса из строя. Насос рекомендуется заменять в сборе. Перераспределением потоков жидкости управляет термостат. Насос охлаждающей жидкости калина

Система охлаждения состоит из двух так называемых кругов циркуляции:

• Движение жидкости через рубашку охлаждения и радиатор образует большой круг циркуляции.
• Движение жидкости по рубашке охлаждения двигателя, минуя радиатор, — малый круг циркуляции.

В систему охлаждения также включен радиатор отопителя и блок подогрева дроссельного узла. Жидкость через них циркулирует постоянно и не зависит от положения клапанов термостата.

Термостат. Он имеет твердый термочувствительный элемент и два клапана, которые перераспределяют потоки охлаждающей жидкости. На холодном двигателе основной клапан термостата перекрывает поток жидкости от радиатора и жидкость циркулирует только по малому кругу, минуя радиатор. При температуре (85±2) °С клапаны термостата начинают перемещаться, пропуская поток жидкости в радиатор и перекрывая байпасный канал. При температуре около (100±2) °С основной клапан полностью открывается, а байпасный закрывается. Почти вся жидкость циркулирует по большому кругу через радиатор двигателя. Термостат калина

Датчик температуры охлаждающей жидкости. Для контроля температуры охлаждающей жидкости в головку блока цилиндров двигателя ввернут датчик, связанный с указателем температуры в комбинации приборов. В выпускном патрубке, рядом с корпусом термостата, установлен датчик температуры охлаждающей жидкости, выдающий информацию для контроллера. Датчик температуры охлаждающей жидкости калина

Радиатор отопителя встроен в систему охлаждения двигателя и предназначен для обогрева салона за счет циркуляции через него горячей охлаждающей жидкости.

Радиатор состоит из двух вертикальных пластмассовых бачков (левый — с

перегородкой) и двух горизонтальных рядов круглых алюминиевых трубок, проходящих сквозь охлаждающие пластины. Трубки соединены с бачками через резиновую прокладку. Жидкость подается через верхний патрубок, а отводится через нижний. Рядом с впускным патрубком расположен тонкий патрубок пароотводя-щего шланга. На радиаторе установлен кожух с электовентилятором. В нижней части правого бачка находится сливная пробка. радиатор калина Вентилятор поддерживает тепловой режим работы двигателя, включается через реле по сигналу контроллера.

Устройство и принцип работы

Конструкция и принцип действия термостата во многом зависит от типа наполнителя.

Рассмотрим каждый из вариантов:

1. Термостат с жидким наполнителем.

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

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

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

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

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

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

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

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

Подобный принцип позволяет ОЖ быстрей набирать рабочую температуру.

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

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

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

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

2. Термостат с твердым наполнителем.

Всегда устанавливается на отечественных и импортных легковых и грузовых авто.

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

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

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

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

Когда воск прогревается до 65-70

градусам Цельсия, начинается процесс плавления и его увеличения в объеме.

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

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

В случае снижения температуры до уровня 65-67

градусов Цельсия происходит обратный процесс преобразования воска — он становится твердым и уменьшается в объеме.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Допуски и спецификации моторных масел

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

Виды термостатов

К примеру, отечественные устройства обходятся в меньшую сумму, в то время как немецкие отличаются лучшим качеством, но и стоят дороже.

ВАЖНО: С 2006 года в России нет производителей автомобильных термостатов! Единственный п. Ставрово, Владимирской обл., производивший с «нуля» термостаты для всех легковых и грузовых отечественных автомобилей был поглощен концерном «ПРАМО» и прекратил их выпуск, перейдя на закупку и переупаковку термостатов китайского производства и выпуск их под своей торговой маркой

Позднее появилось еще несколько «производителей», работающих по той же схеме. Но, хочется отметить, что единственным предприятием, которое осуществляет 100% контроль качества и имеет испытательное оборудование для контроля параметров термостатов является ЗАО «ЭЛЕКТОН» г. Радужный Владимирской обл.

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. Многие считают, что такой тип уже устарел и не способен обеспечить потребности мотора. Но это не так.

Этот тип термостатов не устарел и с успехом применяется в частности на двигателях УМЗ 4216 (Ульяновского моторного завода). Применение термостатов одноклапанного и двухклапанного зависит от компоновки системы охлаждения двигателя.

Но все же применение двухклапанных термостатов получило преимущественное распространение.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Подогреватели тосола, типы устройств, установка

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. Их ставят для увеличения эффективности системы охлаждения на мощных двигателях, таких как двигатели производства ПАО Автодизель (Ярославский моторный , а на двигатели Тутаевского моторного завода ставят даже 3 термостата в один контур системы охлаждения.

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.

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