Автомобильный термостат: принцип работы и основные неисправности
Термостат — устройство для поддержания постоянной температуры охлаждающей жидкости. Он ускоряет нагревание холодного двигателя и автоматически сохраняет нормальную температуру, таким способом сводя износ деталей силового агрегата к минимуму. В устройстве жидкостного (водяного) охлаждения этому элементу принадлежит одно из основных мест.
Оглавление:
- Для чего нужен термостат?
- Принцип работы термостата
- Основные неисправности термостата автомобиля
- Как определить неисправность термостата
- Диагностика термостата в домашних условиях
- Видео как проверить термостат, не снимая его с авто?
Для чего нужен термостат?
Автомобильный термостат необходим для регулирования рабочей температуры двигателя в пределах температурного диапазона. До тех пор, пока жидкость в системе охлаждения сохраняет температуру на отметке 80-85 °С, термостат направляет ее из головки блока цилиндров через перепускной канал в водяной насос, минуя радиатор, по так называемому «малому контуру охлаждения».
В момент достижения указанной температуры жидкость перенаправляется через радиатор по «большому контуру охлаждения». Так образом происходит регулирование рабочей температуры двигателя в пределах температурного диапазона, обеспечивая более полное сгорание топлива и снижение токсичности отработанных газов.
Принцип работы термостата
Термостат размещен в патрубке, а через него подогретая жидкость отводится в емкость радиатора. Для его изготовления используют такие металлы, как медь и латунь. В конструкции большинства автомобильных термостатах сейчас применяется воск. Это объясняется его свойством значительного расширения, поскольку действие высокой температуры переводит его из твердого в текучее состояние. Подогретая жидкость растопляет воск, и клапан открывается, что дает возможность охлаждающей жидкости попадать в радиатор. Отключение мотора и его последующее остывание приводит к охлаждению жидкости. Если температура падает ниже 70 °С, воск сжимается и приобретает твердую форму, а клапан термостата закрывается.
Основные неисправности термостата автомобиля
При пользовании термостатом вы рискуете столкнуться с рядом неисправностей. В качестве таковых можно назвать заклинивание устройства в закрытом виде и его «зависание». Заклинивать он способен, когда происходит перегревание мотора. И для этого совершенно не имеет значения, какова температура окружающей среды. При такой поломке клапан термостата лишь чуть-чуть приоткрывается, но не может открыться полностью.Но в зависимости от условий пользования транспортного средства, а точнее режима работы силового агрегата, двигатель не гарантированно станет закипать.
При «зависании» клапан может быть открыт как нараспашку, так и слегка приоткрыт. Такая оплошность в работе термостата сказывается на длительности прогревания двигателя до необходимой для нормального функционирования температуры. Двигатель прогревается значительно дольше, а в некоторых случаях при низкой температуре воздуха на улице нужная температура далеко не всегда достигается. Нормальное время прогрева двигателя при хорошей работе системы охлаждения и температуре воздуха в 0°С от 5 до 10 минут.
Проблемы с работой термостата могут принести владельцу транспортного средства большие неприятности, связанные с дальнейшим ремонтом двигателя. Дабы это предотвратить, важно знать, функционирует термостат либо же нет. Конечно, несведущий человек при обычном осмотре двигателя сделать этого не сможет.
Как определить неисправность термостата
Вот что по данному поводу говорят специалисты. Основным способом проверки работоспособности термостата является прогрев двигателя до нужной температуры, то есть до того момента, когда приборная стрелка температуры доходит до зоны, отмеченной красным цветом.
Такие манипуляции необходимо производить с особой осторожностью, поскольку достаточно горячим может оказаться не только двигатель, но и шланги охлаждающей жидкости, и неудачное прикосновение приведет к ожогу. Если температурный датчик двигателя говорит о нагреве силового агрегата, при этом один из шлангов является горячим, а второй — холодным, это может свидетельствовать о том, что клапан закрыт. Естественно, жидкость не сможет проходить сквозь радиатор. Данное обстоятельство свидетельствует о наличии поломки термостата. Ремонт охлаждающей системы состоит в замене прибора.
Диагностика термостата в домашних условиях
Для оценки работоспособности можно воспользоваться способом народных умельцев.
Производя работы по его замене, необходимо помнить, что производителем выпускаются термостаты с различными температурными режимами открытия пропускного клапана. Этим, собственно, обусловлена необходимость подбора термостата с таким температурным режимом открытия клапана, который обеспечивал бы своевременную пропускную способность охлаждающей жидкости, предотвращая перегревание мотора.
Видео как проверить термостат, не снимая его с авто?
Как проверить термостат, не снимая с машины. Видео проверки работоспособности, температуры открытия в домашних условиях
Правильная работа термостата позволяет поддерживать тепловой баланс ДВС.
Последствием неисправности может стать плохая работа печки и даже перегрев двигателя. Поэтому крайне важно знать, как проверить термостат автомобиля. Оценить работоспособность можно, не снимая термоклапан с автомобиля.
Способы проверки работоспособности
В системе охлаждения двигателя термостат используется для быстрого прогрева и дальнейшего поддержания рабочей температуры. После холодного запуска клапан термостата перекрывает доступ охлаждающей жидкости к основному радиатору. Двигатель намного быстрее прогревается, так как антифриз циркулирует только в «рубашке» (малый круг циркуляции ОЖ). В корпусе термостата установлен чувствительный элемент, который в процессе нагрева расширяется в объеме, заставляя основной клапан перемещаться и открывать доступ ОЖ к основному радиатору. Антифриз начинает циркулировать по большому кругу, охлаждая тем самым двигатель.
Детальное устройство и принцип работы вы можете узнать из статьи «Как работает термостат».
Как проверить основные признаки неисправности термостата?
- По степени нагреву выходного патрубка, идущего к радиатору.
До выхода охлаждающей жидкости на температуру открытия, которая на большинстве авто лежит в пределах 80-90 градусов Цельсия (при 95-105ºС клапан открывается полностью), патрубок должен быть холодным. Если он прогревается практически сразу после запуска двигателя, термостат заклинил в открытом положении, а ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу. Когда термостат заклинивает в закрытом положении, патрубок будет относительно холодным даже при полностью прогретом моторе. Ситуация крайне опасная, так как вы рискуете потерять крупную сумму, устраняя последствия перегрева двигателя. - Провести тест с помещением в подогретую жидкость. Ниже мы подробно расскажем, как довольно точно проверить термостат в домашних условиях.
До выхода охлаждающей жидкости на температуру открытия, которая на большинстве авто лежит в пределах 80-90 градусов Цельсия (при 95-105ºС клапан открывается полностью), патрубок должен быть холодным. Если он прогревается практически сразу после запуска двигателя, термостат заклинил в открытом положении, а ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу. Когда термостат заклинивает в закрытом положении, патрубок будет относительно холодным даже при полностью прогретом моторе. Ситуация крайне опасная, так как вы рискуете потерять крупную сумму, устраняя последствия перегрева двигателя.Стоит ли проверять, не снимая с машины?
Преимущество диагностики по степени нагрева патрубка в том, что можно проверить термостат, не снимая с автомобиля. Но в отличие от теста в домашних условиях, метод не позволяет точно оценить температуру открытия и скорость срабатывания.
Контролируя степень нагрева жидкости, вы можете несколько раз подряд сымитировать смену режимов охлаждения и прогрева двигателя. Коварство неисправностей в том, что они могут проявлять себя периодически. Поэтому при серьезных подозрениях на неправильную работу термостата мы рекомендуем проверять его только тестом в домашних условиях.
Признаки и последствия неисправности
К каким последствиям стоит готовиться, если не удалось вовремя проверить работоспособность термостата?
- Плохая работа отопителя салона автомобиля. Если клапан заклинивает в открытом состоянии, ОЖ постоянно циркулирует по большому контуру. Охлаждение радиатора потоком набегающего воздуха и общее увеличение площади поверхности, отдающей тепло, приводит к постоянному недогреву двигателя. Из-за этого не только плохо греет печка, но и падает мощность, увеличивается расход топлива.
- Перегрев мотора. Краткосрочное превышение рабочей температуры может привести лишь к перегреву поршневых колец, из-за которого утрачивается их упругость. Впоследствии это приведет к потере компрессии и повышенному расходу масла. Долгая работа в режиме перегрева чревата пробоем прокладки ГБЦ, температурной деформацией ГБЦ, потерей эластичности маслосъемных колпачков, задирами цилиндропоршневой группы. Как вы понимаете, гораздо проще своими руками проверить термостат, нежели оплачивать капитальный ремонт двигателя. Если крышка расширительного бачка неисправна либо не справится с повышенным давлением в системе охлаждения, может треснуть бачок, нарушится целостность радиатора в поврежденных ранее местах.
Диагностика в домашних условиях
Для проверки поместите термостат в емкость, после чего залейте его корпус кипятком. Если устройство исправно, клапан должен практически сразу начать открываться. Когда температура воды снизится, возвратная пружина вернет клапан в исходное положение.
Чтобы наиболее точно проверить термостат, поместите емкость с погруженным в воду термоклапаном на нагреватель. С помощью термометра проверьте, по достижению какой температуры клапан начинает открываться. Рабочий температурный диапазон термостата можно узнать из руководства по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля. Часто производители указывают эту информацию непосредственно на корпусе термостата.
Ресурс
Механический термостат – крайне надежная деталь автомобиля, в которой практически нечему изнашиваться. Выходит он из строя лишь вследствие естественного износа трущихся частей стержня клапана, направляющей. Спрогнозировать пробег автомобиля, на котором потребуется замена, крайне сложно, но зачастую это происходит не ранее 150-200 тыс.км.
Гораздо чаще выходят из строя термостаты с электронным управлением. При этом неисправность может быть как в нагревательном элементе, так и в цепи управления от электронного блока управления двигателем (ЭБУ).
Использование некачественной охлаждающей жидкости, езда на воде, значительно ускоряют механический износ.
Коррозии, отложения, накипь замедляют быстродействие клапана и могут стать причиной заклиниваний в открытом/закрытом положении.
Если проверка работоспособности термостата потребовалась после применения герметика для устранения течи радиатора, возможно, причина неисправности именно в составе. На фото наглядный пример того, чем чревато использование ремонтных составов для системы охлаждения.
Электронный термостат
Устройство системы охлаждения с электронным управлением на автомобилях Volkswagen, Skoda, Audi предполагает наличие нагревателя, встроенного в чувствительный элемент клапана термостата. На определенных режимах работы двигателя нагреватель используется для ускоренного открытия термостата.
Система самодиагностика способна во многих случаях определять характер неисправности и отображать его в коде ошибке. С помощью диагностического оборудования можно проверить работоспособность системы, не снимая термостат с автомобиля. Считав код неисправности после появления на приборной панели «Check Engine», вы можете увидеть:
- обрыв цепи;
- короткое замыкание на массу;
- КЗ на +.
Косвенно проверить работоспособность нагревательного элемента можно, измерив его сопротивление. Обычно это значение в пределах 12-15 Ом, но перед проверкой лучше уточнить нормальное сопротивление конкретной модели электронного термостата.
Если вы знаете, как пользоваться мультиметром, то сможете проверить нагреватель в домашних условиях. Бесконечное сопротивление будет свидетельствовать об обрыве нагревателя. Также в режиме измерения сопротивления можно проверить целостность проводов цепи управления. ЭБУ управляет нагревателем с помощью ШИМ-сигнала, поэтому без осциллографа в домашних условиях проверить сигнал не получится.
Описание термостата двигателя— saVRee
Введение Термостаты регулируют температуру охлаждающей воды двигателя ( воды рубашки охлаждения ) при работающем двигателе.
Термостат позволяет двигателю быстро прогреваться в холодном состоянии и поддерживать заданную температуру после ее достижения. Термостаты устанавливаются на многие двигатели внутреннего сгорания с водяным охлаждением , оба четырехтактные и два удара .
Термостат двигателя
Компоненты термостатаГлавный клапан / первичный клапан
главный клапан водяного охлаждения двигателя 90-30 0 управляет потоком 90.0040 радиатора 0. По мере повышения температуры охлаждающей воды клапан постепенно открывается и подает больше охлаждающей воды в радиатор, где она охлаждается.
Компоненты термостата двигателя
Перепускной клапан/вторичный клапан
Когда перепускной клапан открыт, охлаждающая вода обходит радиатор двигателя и циркулирует по замкнутому контуру.
По мере повышения температуры охлаждающей жидкости двигателя перепускной клапан начинает закрываться, и охлаждающая вода направляется в сторону радиатора. Двигатель быстро перегревался бы, если бы охлаждающая вода не отводилась на радиатор для охлаждения.
Зарядный цилиндр
зарядный цилиндр заполнен воском , который начинает плавиться (переход из твердого состояния в жидкое состояние ) по мере повышения температуры охлаждающей воды двигателя. Расплавление парафина приводит к закрытию перепускного клапана и открытию основного клапана; это приводит к тому, что охлаждающая вода направляется к радиатору. Когда температура охлаждающей жидкости ниже, т. е. когда двигатель холодный, парафин находится в твердом состоянии и перепускной клапан радиатора открыт.
Уплотнение/прокладка
Уплотнение используется для предотвращения любого нежелательного потока через главный клапан термостата.
Седло, на котором сидит уплотнение, должно быть чистым, чтобы уплотнение функционировало правильно.
Пружина
Пружина возвращает главный клапан в закрытое положение, когда температура охлаждающей воды падает ниже определенного значения.
Вспомогательная пружина
По мере снижения температуры системы охлаждающей воды парафин зарядного цилиндра шток сжимается в зарядном цилиндре. Вспомогательная пружина позволяет стержню втягиваться в определенную точку, после чего остаточное напряжение пружины предотвращает дальнейшее втягивание стержня.
Воздухоотводчик
Воздухоотводчик используется для удаления воздуха ( воздухоотводчик ) из системы водяного охлаждения. При установке термостата необходимо убедиться, что воздуховыпускное отверстие повернуто в максимально возможное положение, так как именно здесь будет собираться воздух.
Приведенное ниже видео представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса «Основы двигателя внутреннего сгорания» .
Термостат состоит из первичного клапана , вторичного клапана (перепускного клапана) , уплотнения , пружины и цилиндра заряда . Загрузочный цилиндр заполнен воском с заданной температурой плавления (точка, при которой парафин переходит из твердого состояния в жидкое). Воск меняет состояние с твердого на жидкое приблизительно при 80°C в большинстве водяных систем охлаждения двигателя.
После изменения состояния внутри зарядного цилиндра жидкий парафин занимает больше места, чем когда он был в твердом состоянии. Стержень , вставленный в зарядный цилиндр, выталкивается наружу линейно, так как больше нет места для стержня внутри зарядного цилиндра.
Автомобильный радиатор
Термостат имеет конструкцию с пропорциональным откликом . Температура охлаждающей воды определяет, насколько термостат открывается или закрывается, и направляется ли охлаждающая вода в радиатор или в обход радиатора; это фактически петля обратной связи .
Температура горячей охлаждающей воды (>80°C) = Охлаждающая вода направляется в радиатор.
Температура холодной охлаждающей воды (
Хотите узнать больше? Нажмите здесь, чтобы узнать о системе охлаждающей воды двигателя типичный термостат, в том числе:
- Главный клапан
- Воздухоотводчик
- Уплотнение
- Зарядный цилиндр
- Пружина
- Вторичная пружина
- Перепускной клапан
https://auto.
howstuffworks.com/how-does-the-thermostat-in-a-cars-cooling-system-work.htm
https://petrolheadgarage.com/Posts /thermostat-cars-cooling-system-work/
‘Bright Idea’ For Short Detection
Термостаты уже почти столетие являются важным компонентом автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Изначально термостаты использовались для ускорения прогрева двигателя и уменьшения износа поршневых колец. Сегодня термостаты играют важную роль в повышении эффективности сгорания двигателя и снижении выбросов. Для выполнения этой задачи функции термостата контролируются электронным блоком управления двигателем (ECU), обеспечивая точное регулирование температуры в зависимости от нагрузки двигателя.
Процесс сгорания в двигателе легкового автомобиля оптимально протекает при рабочей температуре около 230°F. Однако в старых двигателях температура двигателя поддерживалась ниже этого идеального уровня температуры, чтобы предотвратить повреждение компонентов. Поскольку двигателю требуется определенный запас мощности, особенно при работе с полной нагрузкой, обычные термостаты начинают открываться при температуре двигателя примерно 110°F, открывая контур охлаждающей жидкости.
Самым основным типом термостата является термостат с перепускным клапаном. Они имеют чувствительный элемент, содержащий смесь воска и алюминия, которая расширяется при нагревании. Когда двигатель холодный, парафин твердый; по мере расширения чувствительный элемент скользит, открывая клапан и позволяя охлаждающей жидкости течь к радиатору. Пружина растяжения давит на чувствительный элемент и закрывает клапан, когда рабочая температура падает ниже уровня открытия термостата. Этот процесс может происходить несколько раз в день, особенно в холодном климате.
Эта технология, которая надежно служит и по сей день, используется уже несколько десятилетий, но настройку температуры открытия термостата можно лишь немного отрегулировать, заменив восковой состав в чувствительном элементе.
Картирование оптимальной производительности
Новые технологии приближают эффективность двигателя и качество сгорания к оптимальным условиям эксплуатации. Поскольку мы приближаем двигатель к желаемому диапазону 230 °, чтобы улучшить как выбросы, так и экономию топлива, нам нужна более совершенная технология термостата.
Термостат с электрическим управлением (также называемый управляемым по карте) обеспечивает более широкую и быструю работу, чем традиционные термостаты. Помимо механической функции чувствительного элемента парафина, термостаты с электрическим управлением включают в себя электрический нагреватель внутри чувствительного элемента. Этот обогреватель управляется ЭБУ автомобиля, который получает информацию о частоте вращения и условиях нагрузки двигателя. Эта информация используется для регулирования температуры охлаждающей жидкости. Набор данных или карта хранится в ECU, чтобы управлять тем, когда и как добавляется тепло для обеспечения оптимальной работы двигателя.
Следовательно, термостат может значительно быстрее воздействовать на температуру, позволяя двигателю работать при различных нагрузках и режимах работы в соответствующем оптимальном диапазоне.
Этот уровень регулирования температуры дает несколько преимуществ:
- оптимальное сгорание благодаря повышенной температуре стенок цилиндра и компонентов;
- снижен расход топлива за счет снижения вязкости моторного масла и, как следствие, снижения потерь на трение;
- более низкие выбросы загрязняющих веществ благодаря улучшенному сгоранию;
- улучшена выходная мощность при полной нагрузке за счет снижения температуры охлаждающей жидкости;
- повышенный комфорт за счет более высокой температуры охлаждающей жидкости и, как следствие, улучшенной эффективности обогрева салона.
Принцип работы
В стандартном режиме работы термостат с электроприводом работает так же, как и обычный термостат, только при более высокой температуре двигателя. Охлаждающая жидкость течет вокруг воска чувствительного элемента теплового расширения. При повышении температуры расширительный материал плавится, увеличиваясь в размерах и приводя в движение поршень, что, в свою очередь, увеличивает расход охлаждающей жидкости. Если температура падает, пружина возвращает поршень в исходное положение, уменьшая расход охлаждающей жидкости или полностью закрывая контур охлаждающей жидкости.
В условиях частичной нагрузки (езда по городу) термостат стабилизирует работу двигателя при более высокой температуре, дольше оставаясь закрытым, что позволяет получить такие преимущества, как хорошая приемистость, снижение выбросов и уменьшение трения (с соответствующим снижением расхода топлива).
При внезапной большой нагрузке включается дополнительный источник тепла с термостатом, управляемым по карте.
После выполнения условий сохраненной рабочей карты система управления двигателем активирует нагревательный элемент, встроенный в расширительный материал. Этот дополнительный источник тепла позволяет парафину расширяться быстрее, полностью открывая термостат независимо от фактической температуры охлаждающей жидкости, поэтому поток охлаждающей жидкости увеличивается, что сразу же позволяет двигателю работать в оптимальном диапазоне температур без опасности перегрева.
Поскольку электрический термостат управляется компьютером двигателя и сопоставляется с условиями вождения, когда внезапная высокая потребность устраняется, ток отключается от электрического нагревателя, и термостат снова действует как традиционный восковой блок с полностью открытым температура примерно 230°F. Эти действия могут происходить много раз в день, особенно если транспортное средство движется в горах, где двигатель и система охлаждения будут испытывать большие нагрузки при движении вверх по склону, а затем могут охлаждаться до 30–50 ° F при спуске с другой стороны.
. Прелесть этой концепции и конструкции в том, что она работает совершенно незаметно для водителя и продолжается в течение всего срока службы термостата без необходимости обслуживания.
Вопросы послепродажного обслуживания
Как и в случае с обычными термостатами, термостаты с электроприводом не подвержены износу материалов; они не требуют обслуживания и рассчитаны на весь срок службы двигателя. Однако внешние факторы, такие как использование низкокачественной охлаждающей жидкости и несоблюдение регулярного обслуживания охлаждающей жидкости, могут привести к выходу из строя материала. Другими возможными причинами отказа являются предыдущие повреждения, вызванные термической перегрузкой или загрязнением в результате работ, выполненных с системой охлаждения, например, при замене охлаждающей жидкости или водяного насоса, радиатора, шланга охлаждающей жидкости, ремня ГРМ или клинового ремня. .
Техническому персоналу важно помнить, что термостат, управляемый MAP, является лишь частью более сложной системы охлаждения, состоящей из каналов охлаждающей жидкости в двигателе, камеры смешивания охлаждающей жидкости вокруг термостата, шлангов охлаждающей жидкости, радиатора, электровентиляторов и охлаждающей жидкости.