Из чего состоит термостат: Автомобильный термостат | Для чего нужен и какие бывают неисправности?

Содержание

Термостат

Термостат используется в системе охлаждения двигателя для управления потоком охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором. В результате его работы обеспечивается быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимального температурного режима на всех режимах работы. Термостат в системе охлаждения двигателя применяется с 1922 года.

Местоположение термостата определяется типом и моделью двигателя, а также конструкцией системы охлаждения. Термостат, в большинстве своем, расположен на выходе из головки блока цилиндров или на входе насоса охлаждающей жидкости. На современных двигателях устанавливается термостат с твердым наполнителем. Под термином «твердый наполнитель» понимается физическое состояние термоэлемента термостата.

Конструктивно термостат представляет собой термочувствительный клапан, размещенный в латунной рамке. Клапан включает тарелку, насаженную на корпус. Корпус исполняет роль цилиндра, в который вставлен шток. Шток одним концом упирается в верхнюю рамку термостата, другим – в резиновую полость в корпусе. Между корпусом и резиновой полостью размещен термочувствительный элемент, состоящий из смеси гранулированного воска и меди.

При запуске двигателя термостат закрыт. Охлаждающая жидкость, выходя из блока цилиндров и снова туда возвращается, чем обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Нагрев охлаждающей жидкости до температуры 80-90°С приводит к началу открытия термостата. При данной температуре термоэлемент расплавляется и увеличивается в объеме. Увеличение объема термоэлемента сопровождается перемещением корпуса термостата по штоку (шток перемещаться не может, т.к. закреплен на верхней рамке). Тарелка клапана, преодолевая усилие возвратной пружины, начинает открываться. Часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать через радиатор и там охлаждаться.

При дальнейшем увеличении температуры охлаждающей жидкости термостат все больше открывается, и, соответственно, все больше жидкости проходит через радиатор. Термостат полностью открыт при температуре порядка 95-105°С. При различных режимах работы двигателя происходит постоянное изменение величины открытия термостата, чем достигается поддержание оптимальной температуры.

На двигателях устанавливаются различные виды термостатов: одноклапанный, двухступенчатый, двухклапанный, а также термостат с электронным управлением.

Одноклапанный термостат имеет самое простое устройство. Все, что было сказано выше про термостат, относится именно к одноклапанному термостату. Данный вид конструкции термостата наиболее популярен у зарубежных автопроизводителей.

Разновидностью одноклапанного термостата является двухступенчатый термостат. В некоторых системах охлаждения создается высокое давление охлаждающей жидкости, которое клапану термостата достаточно сложно преодолеть. Для таких случаев разработана конструкция термостата, у которой клапан состоит из двух тарелок – малой и большой. Сначала открывается малая тарелка, т.к. для преодоления давления ей требуется меньше усилий. При открытии малая тарелка тянет за собой большую тарелку, которая в свою очередь полностью открывает проход для охлаждающей жидкости.

Двухклапанный термостат имеет два клапана (две тарелки), расположенные на одном корпусе. Первый (основной) клапан запирает большой круг охлаждающей жидкости. Второй (перепускной) клапан управляет малым кругом. Клапаны работают совместно – когда один запирает, другой открывает соответствующий контур. Данная конструкция термостата популярна на отечественных легковых и грузовых автомобилях.

Самым совершенным является термостат с электронным управлением, который обеспечивает разные температурные режимы для разных режимов работы двигателя. Конструктивно это обычный одноклапанный термостат, в термоэлемент которого добавлено нагревательное сопротивление. Управление нагревом сопротивления осуществляется блоком управления двигателем. Данная конструкция термостата позволяет реализовать температурный режим 95-110°С при частичной нагрузке двигателя и 85-95°С при полной нагрузке. Эффект от применения электронного термостата заключается в снижении расхода топлива, а также некоторого увеличения мощности за счет более интенсивного охлаждения всасываемого воздуха.

На некоторых двигателях устанавливается два термостата, например в двухконтурной системе охлаждения. Один термостат отвечает за контур головки блока цилиндров и поддерживает в нем температуру 87°С. Другой термостат установлен в контуре блока цилиндров. Рабочая температура там выше – 105°С. Данная схема системы охлаждения используется на прогрессивных двигателях TSI и позволяет добиться определенного увеличения мощности за счет дополнительного охлаждения воздуха.

Термостат системы охлаждения двигателя.

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Назначение и особенности конструкции термостатов

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру жидкости в системе охлаждения и позволяет быстро прогреть холодный двигатель после запуска.

По конструкции термостаты бывают жидкостные (сильфонные) и с твердым наполнителем, а также одноклапанные, двухклапанные и двухступенчатые.
Кроме того, термостаты бывают с электронным управлением посредством следящего термодатчика и бортового компьютера, при этом конструктивное исполнение механической части таких термостатов может быть различной.

Чаще всего термостат устанавливается на пути движения охлаждающей жидкости — либо перед верхним патрубком рубашки охлаждения двигателя, либо перед жидкостным насосом (помпой).

Одноклапанные термостаты полностью ограничивают поток жидкости, а двухклапанные могут распределять поток жидкости между большим кругом (циркуляция через радиатор) и малым кругом (циркуляция только внутри рубашки охлаждения).

Устройство и работа сильфонного термостата

Жидкостный (сильфонный) термостат (рис. 1, а) состоит из корпуса 7 с окнами, гофрированного баллона 2, заполненного легкоиспаряющейся жидкостью, в качестве которой обычно используется смесь 2/3 дистиллированной воды и 1/3 этилового спирта, а также клапана 5.
К верхней части баллона припаян шток 3 с клапаном, нижняя часть баллона жестко соединена с кронштейном 8 корпуса термостата. Шток может перемещаться в направляющей корпуса, открывая и закрывая при этом клапан.

Если жидкость в сильфоне холодная, испарение этилового спирта не происходит, и избыточное давление в баллоне отсутствует. Клапан, пропускающий охлаждающую жидкость к радиатору при этом закрыт.

По мере прогрева охлаждающей жидкости нагревается и баллон со смесью воды и спирта, при этом спирт начинает интенсивно испаряться, поднимая давление в баллоне. Сильфон начинает расширяться в длину, воздействует на шток и открывает клапан, после чего жидкость начинает циркулировать по большому кругу через радиатор.
Клапан начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости 70…80 ˚С, и полностью открывается при температуре 85…95 ˚С.

Устройство и работа термостата с твердым наполнителем

Сильфон (баллон) жидкостного термостата является его слабым элементом – на тонкой гофрированной оболочке часто возникают микротрещины, приводящие к его разгерметизации и отказу. По этой причине на современных автомобилях чаще применяются твердотельные термостаты, основным рабочим элементом которых являются цилиндрические капсулы, заполненные твердым наполнителем, в качестве которого обычно используется кристаллический (гранулированный) нефтяной воск (церезин) в смеси с медными, графитовыми, алюминиевыми опилками или пудрой.

Это вещество способно значительно расширяться при нагревании, когда переходит из твердого состояния в жидкое. Капсула с термочувствительным веществом закрыта резиновой мембраной-буфером, соединенной со штоком, управляющим клапаном термостата.

Когда воск плавится или подобное термочувствительное вещество начинает плавиться, из капсулы выдавливается шток, открывая клапан термостата, и пропуская охлаждающую жидкость к радиатору. При охлаждении двигателя, например, после его остановки, воск возвращается в твердое агрегатное состояние, уменьшаясь в объеме. При этом шток, управляющий клапаном термостата, возвращается в исходное положение, перекрывая большой круг системы охлаждения.

Работа термостата с твердым наполнителем представлена на рис. 1, б. К корпусу 7 термостата пружиной 13 постоянно прижимается клапан

5, шарнирно соединенный со штоком 3. Шток опирается на резиновую мембрану 11, которая зажата баллоном 9 и направляющей втулкой.

Пока двигатель не прогрет, наполнитель (церезин) находится в твердом состоянии и клапан термостата закрыт. При достижении температуры охлаждающей жидкости 70 ˚С церезин плавится и объем его увеличивается. При этом он нажимает на мембрану, она прогибается вверх и давит на буфер 13 на шток, который поворачивает клапан 5, вследствие чего охлаждающая жидкость поступает в радиатор.

При снижении температуры охлаждающей жидкости объем церезина уменьшается и клапан термостата под действием возвратной пружины закрывается.

Общим недостатком термостатов с термочувствительными наполнителями является прерывание циркуляции жидкости через радиатор при низкой температуре окружающей среды (например, зимой), когда двигатель еще не прогрет.

В случае заполнения системы охлаждения водой это может привести к ее замерзанию в нижнем бачке или трубках сердцевины радиатора, и вывести его из строя. Замерзание воды может произойти и в нижнем резиновом патрубке – он становится твердым на ощупь.

Двигатель при этом может быстро перегреться, поскольку циркуляция воды по малому кругу не обеспечивает надлежащее охлаждение деталей.
Поэтому в системах охлаждения двигателей с термостатами в зимнее время года желательно использовать низкозамерзающие жидкости или утеплять радиатор. Если же вода, все-таки, замерзла в системе, автомобиль необходимо срочно поместить в теплый гараж или проливать замерзшие участки системы охлаждения кипятком.

Электронный термостат

Наиболее современным видом этого устройства, является термостат с электронным управлением. С помощью электронной системы управления обеспечивается наиболее оптимальный процесс охлаждения двигателя, при этом конструкция может работать как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Термостаты с электронным управлением устанавливаются на современных легковых автомобилях оборудованных бортовым компьютером, работающим под управлением программы, следящей, в том числе, и за термостатом.

На некоторых двигателях, могут устанавливаться два термостата. Такая конструкция часто применяется в двигателях, оснащенных двойной системой охлаждения, при этом один из термостатов следит за подогревом термочувствительного элемента, другой осуществляет слежение за температурой охлаждающей жидкости.

***

Термостат — очень важная деталь системы охлаждения, и его неисправность может привести к отказу двигателя из-за перегрева. В случае если термостат по каким-либо причинам вышел из строя при закрытом положении клапана, охлаждающая жидкость не попадает в радиатор и циркулирует по малому кругу, нагреваясь все сильнее.

Поломка термостата при открытом положении клапана менее опасна – она может привести лишь к недостаточному прогреву двигателя во время работы.
Наиболее частой причиной отказа термостата является коррозия его деталей, приводящая к их заклиниванию.
Электронный термостат чаще всего ломается из-за неправильной работы двигателя и при слишком частых запусках и остановках.

***

Предпусковой подогрев двигателя

Главная страница

Страничка абитуриента

Дистанционное образование

Группа ТО-81
Группа М-81
Группа ТО-71

Специальности

Ветеринария
Механизация сельского хозяйства
Коммерция

Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

Инженерная графика
МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
Карта раздела
Общее устройство автомобиля
Автомобильный двигатель
Трансмиссия автомобиля
Рулевое управление
Тормозная система
Подвеска
Колеса
Кузов
Электрооборудование автомобиля
Основы теории автомобиля
Основы технической диагностики
Основы гидравлики и теплотехники
Метрология и стандартизация
Сельскохозяйственные машины
Основы агрономии

Перевозка опасных грузов
Материаловедение
Менеджмент
Техническая механика
Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

«Инженерная графика»
«Техническая механика»
«Двигатель и его системы»
«Шасси автомобиля»
«Электрооборудование автомобиля»

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 забитые 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.

Сегодняшние 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.

Утилизация небольшого количества ртути из этого типа термостата в последние годы стала проблемой. В некоторых штатах проходят испытания пилотные программы утилизации старых ртутьсодержащих термостатов; Компания Honeywell принимала активное участие в этих инициативах.

Некоторые электромеханические термостаты, например, производимые GE, работают аналогично, но дополняют цепь герконовым переключателем с магнитной защелкой.

Зональное отопление и охлаждение

Сложные домашние климатические системы с зональным управлением делят дом на несколько отдельных зон, каждая из которых может управляться отдельными настройками и временем на отдельных термостатах.