Термостат устройство и принцип работы: принцип работы и способы проверки

Термостат системы охлаждения двигателя

Термостат системы охлаждения двигателя

В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга циркуляции охлаждающей жидкости, которые включаются в работу при разной температуре мотора. Функция управления кругами возложена на простое устройство — термостат. О том, что такое термостат, как он устроен и работает, читайте в этой статье.

Назначение термостата в системе охлаждения

На современных автомобилях применяется гибридная система охлаждения двигателя — отбор тепла от наиболее нагретых участков производится циркулирующей охлаждающей жидкостью, а охлаждение происходит в радиаторе благодаря проходящему сквозь него потоку воздуха. Система устроена таким образом, что в ней присутствует два круга циркуляции охлаждающей жидкости: малый, включающий все элементы, кроме радиатора, и большой, в который входит и радиатор. Это сделано для быстрого выведения двигателя на оптимальный температурный режим при пуске.

Работают круги следующим образом. При запуске мотора вода циркулирует только по малому кругу — через водяную рубашку и насос. Так достигается быстрый прогрев двигателя до оптимальной температуры 85-90°C. Однако по мере прогрева мотора наступает момент, когда жидкость нужно охлаждать — здесь включается большой круг, и вода поступает в радиатор, где отдает излишнее тепло в атмосферу.

За переключение между кругами отвечает простое и компактное устройство — термостат. Это устройство состоит из клапана (или клапанов) и термоэлемента, изменяющего свои свойства при изменении температуры. Термоэлемент управляет клапаном, открывая и закрывая его при повышении и понижении температуры.

Термостат подключается к системе охлаждения между водяной рубашкой двигателя, насосом и радиатором, причем применяются три схемы подключения:

1. Термостат включается между насосом, установленным на входе в водяную рубашку, и радиатором (его нижним бачком, то есть контактирует с охлажденным теплоносителем).
   При такой установке малый круг при открытии большого тоже остается открытым и по нему циркулирует жидкость. Используется одноклапанный термостат;
2. Термостат включается между выходом водяной рубашки, радиатором (его верхним бачком) и насосом. При такой схеме подключения малый круг при открытии большого перекрывается и вся охлаждающая жидкость проходит через радиатор. Используется двухклапанный термостат;
3. Термостат включается между выходом водяной рубашки, входом насоса и нижним бачком радиатора. При таком подключении малый круг полностью перекрывается при включении большого. Используется двухклапанный термостат.

В двухконтурных системах охлаждения используется два термостата — по одному в каждом контуре. Схемы подключения термостатов в таких системах не отличаются от описанных выше.

Чтобы понять различие между термостатами и схемами их включения, нужно рассказать об их классификации, устройстве и принципе работы.

Типы и виды термостатов

Существует четыре типа термостатов:

— Одноклапанный;
— Двухступенчатый;
— Двухклапанный;
— С электронным управлением.

Основное отличие между разными типами термостатов заключается в количестве клапанов и схеме их открытия.

Одноклапанный термостат. Самый простой и распространенный вариант (особенно на машинах иностранного производства). Термостат содержит всего один клапан, который при открытии включает в работу большой круг циркуляции воды, но не отключает малый.

Двухступенчатый термостат. На самом деле это тот же одноклапанный термостат, но предназначенный для работы в системах охлаждения с высоким давлением охлаждающей жидкости. Клапан такого термостата состоит из малой и большой тарелки, сначала открывается малая тарелка, которой из-за меньшей площади проще преодолеть давление жидкости, а следом за ней — большая, которая включает в работу большой круг.

Двухклапанный термостат. Еще одна распространенная конструкция, которая особенно широко применяется отечественным автопромом. Термостат содержит два клапана — для большого (основной клапан) и малого (перепускной клапан) круга. Клапаны имеют один привод, поэтому при открытии клапана большого круга закрывается клапан малого, и наоборот.

Термостат с электронным управлением. Принципиально это все тот же термостат, однако его термоэлемент может нагреваться не только охлаждающей жидкостью, но и встроенным нагревательным элементом. Этот элемент подключен к электронному блоку управления, который автоматически, в зависимости от режима работы двигателя, может управлять термостатом и всей системой охлаждения.

Устройство и принцип работы термостата

Большинство современных термостатов, независимо от типа, имеют одинаковое устройство. В основу термостата положен простой принцип увеличения объема тел при их нагреве, а в качестве рабочего тела используется вещество с высоким коэффициентом объемного расширения — обычно это воск в смеси с медным порошком (а иногда с алюминиевым и графитовым). При нагревании такая смесь плавится и увеличивается в объеме — это расширение и используется для открытия и закрытия клапана.

Основу термостата составляет рамка, внутри которой зафиксирован термоэлемент и клапан (или клапаны). Термоэлемент представляет собой капсулу с воском, помещенную в корпусе клапана (это небольшой цилиндрик), в который через направляющее устройство (еще один цилиндр или конус с проделанным в оси каналом) помещен шток, жестко закрепленный в рамке. К корпусу клапана присоединена тарелка (или две с разных сторон в двухклапанном термостате), она удерживается в закрытом положении возвратной пружиной.

Работает термостат очень просто. При нагревании термоэлемента воск плавится, увеличивается в объеме и толкает корпус клапана, который движется вдоль штока, преодолевает сопротивление возвратной пружины и открывает клапан. При охлаждении термоэлемента воск снова кристаллизуется и уменьшается в объеме, и возвратная пружина закрывает клапан.

Обычно термостат выполняется в виде отдельного компактного узла, который монтируется в патрубки и может быть легко извлечен для осмотра или замены.

В завершение скажем, что термостат — устройство очень простое, но важное для работы двигателя. Поэтому термостат необходимо менять сразу же при обнаружении его неисправности (что выражается перегревом двигателя) — только так можно обеспечить качественное функционирование двигателя и продлить его ресурс.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Термостат. Устройство и принцип работы. Основные неисправности.

 

Основное назначение термостата – поддержание оптимальной температуры работы двигателя внутреннего сгорания. Во время работы двигатель выделяет очень много тепла, поэтому его необходимо охлаждать. Система охлаждения двигателя состоит из набора трубок, в которых циркулирует охлаждающая жидкость, и радиатора.

Когда двигатель согревается, жидкость циркулирует по малому кругу, а когда в двигателе возрастает температура, жидкость начинает поступать уже и к радиатору охлаждения (большой круг). Так вот основным назначением термостата является открытие или закрытие пути жидкости к радиатору в нужный момент.

 

Конструкция и принципа работы термостата

 

Основной деталью термостата является цилиндр. Этот цилиндр может двигаться вниз-вверх. Когда цилиндр поднят вверх, то открывается отверстие внизу и закрывается вверху. Сам этот подвижный цилиндр заполнен специальным веществом. Это вещество под действием температуры расширяется и начинает толкать шток, и цилиндр опускается вниз.

Промежуточные выводы. Есть два положения термостата. Первое положение, когда термостат закрыт (закрыто верхнее отверстие). Тогда охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу. Во втором положении термостат называется открытым. Поскольку открывается верхнее и закрывается нижнее отверстие. Охлаждающая жидкость перестает двигаться по малому кругу и начинает двигаться к радиатору.

В зависимости от производителя термостаты могут закрываться при различных температурах, но в основном этот 90 градусов.

 

Когда менять? Основные неисправности.

 

Рекомендуется заменять термостат каждые 100 тыс. км пробега. Но обычно об этом забывают и сталкиваются с неожиданной поломкой термостата. Обычно это заклинивание в одном из положений. Самый опасный случай – когда термостат постоянно закрыт. В этом случае охлаждающая жидкость будет двигаться только по малому кругу и двигатель будет перегреваться. Вы можете заметить пар из-под капота, на приборной панели температура охлаждающей жидкости будет в красной зоне. В такой ситуации нужно сразу же остановиться. Поскольку если вы перегреете двигатель, то он может деформироваться и нарушится его конструкция и геометрические размеры. Это повлечет за собой очень дорогостоящий ремонт.

Когда термостат постоянно открыт жидкость будет сразу попадать на радиатор охлаждения. Поэтому если вы замечаете, что двигатель очень медленно разогревается, а на больших скоростях даже охлаждается, то термостат постоянно находится в открытом положении. Это тоже очень плохо и негативно сказывается на работе двигателя в целом.

Делайте своевременное ТО и меняйте вышедшие из строя запчасти вовремя. Удачи на дрогах!

 

 

 

 

Диагностика неисправностей термостата и особенности ремонта

Двигатель внутреннего сгорания может работать лишь в узком температурном диапазоне. Отклонение в меньшую или большую сторону приводит к повышенному износу и поломкам мотора. Основное назначение термостата заключается в поддержании оптимального режима эксплуатации. Он помогает ускорить процесс прогрева двигателя, а в случае приближающегося перегрева, обеспечивает снижение температуры охлаждающей жидкости. Выход термостата из строя чреват закипанием мотора, способным нанести существенный вред силовой установке, поэтому при первых же подозрениях о неправильной работе устройства, необходимо произвести диагностику системы охлаждения двигателя.

Структурная схема термостата

Исторический экскурс

Автопроизводители стали серийно устанавливать термостат в жидкосную систему охлаждения с 1922 года. Связанно это было с появлением силовых установок, выделяющих большое количество тепла, в которых стандартные ребра теплоотдачи перестали справляться с возложенной на них задачей. Терморегулятор стал нужен для недопускания последствий работы мотора с перегревом.

Первые конструкции не обеспечивали высокой надежности работы. В процессе усовершенствования автомобильных термостатов появилось несколько основных видов терморегуляторов. Устройство их сильно отличалось, например, наполнитель мог быть жидкостным или твердым. Современные устройства обзавелись электроникой, позволяющей получать управляющие сигналы от электронного контроллера.

Принцип действия термостата с твердым наполнителем

Механический клапан является основным конструктивным узлом, выполняющим распределение потоков антифриза. Управляется он термочувствительным элементом, в качестве которого очень часто используется искусственный воск, расположенный в герметичной камере. Его расплавление приводит к увеличению занимаемого объема. Воск сжимает резиновую камеру. Она, в свою очередь, воздействует на металлический хромированный шток. Задействованный клапан открывает либо закрывает ход для жидкости, что и является главным принципом того, как работает термостат.

Пример распределения потоков охлаждающей жидкости

Для большей стабильности работы термочувствительного элемента помимо гранулированного нефтяного воска могут быть использованы его смесь с графитовыми, медными или алюминиевыми мелкодисперсными частичками. Главным требованием является стабильное расширение при переходе из твердого в жидкое состояние и обратно. Это позволяет точно регулировать температуру работы двигателя, пуская жидкость в большой или малый круг. Термостат дизеля структурно аналогичен бензиновой версии двс.

Термостат с твердым наполнителем

Принцип действия термостата с жидким наполнителем

Принцип работы термостата с сильфоном похож на  устройства с твердым наполнителем. Главное отличие в том, что термочувствительным элементом выступает смесь дистиллированной воды и этилового спирта. При холодном двигателе испарение внутри герметичного баллона не происходит и  избыточного давления нет. Клапан термостат не допускает циркуляции охлаждающей жидкости через радиатор.

Термостат с жидким наполнителем

При нагреве двигателя этиловый спирт начинает интенсивно испаряться. Давление в баллоне растет. Расширяющийся в длину сильфон воздействует на шток и происходит отпирание клапана. После этого антифриз попадает вместо малого в большой круг циркуляции.

Виды термостатов

К вариантам конструктивного исполнения термостатов относят:

• одноклапанное техническое решение;
• двухступенчатая реализация;
• двухклапанное устройство;
• электронное управление.

Наибольшую популярность получила одноклапанная технология. Она отличается простотой и надежностью. Автомобили прошлых лет преимущественно имели именно такой вид термостата. Двухступенчатая конструкция стала вынужденной мерой, вызванной высоким давлением антифриза. Клапан терморегулятора не был в состоянии преодолеть усилие, в результате чего в конструкции появились малая и большая тарелки. Меньшая открывается первой, так как на нее действует незначительное давление охлаждающей жидкости. Во время второго этапа добавляется основная тарелка и весь антифриз направляется в большой круг.

Двухступенчатая реализация имеет только один клапан. В отличие от нее устройство двухклапанного термостата предполагает наличие двух отдельных регулирующих устройств, объединенных в одном корпусе.  Каждый клапан отвечает только за свой круг циркулирования охлаждающей жидкости. Наиболее важным в конструкции является синхронизм работы каждой части устройства.

Термостат с электронным управлением

Максимальной точности в работе автопроизводителям удалось достичь, снабдив терморегулятор электронным управлением. Конструктивным различием с классической моделью является наличие нагревательного сопротивления. Термостат поддерживает температуру двигателя 85-95°С при высоких нагрузках и 95-110°С в остальных режимах работы мотора. Это позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности. Управляющий сигнал терморегулятор получает с ЭБУ инжектора. В случае с дизельным двигателем температурные диапазоны могут быть другими.

Конструктивные особенности термостатов

Конструктивно термостаты делятся на корпусные и бескорпусные. Каждый вид имеет свои преимущества. Лидером на данный момент все же является терморегулятор, имеющий оболочку.

Корпусной термостат независимо от внутренней начинки имеет не менее двух выходов. Изготавливаются терморегуляторы из латуни, алюминия, пластика. Ручного регулирования температуры срабатывания устройство не имеет.

Корпусной термостат

Бескорпусный терморегулятор монтируется в блок двигателя. Для этих целей в моторе предусмотрено специальное место. Температурная характеристика термостата наносится при помощи цифровой маркировки. Внешний вид бескорпусного регулятора отображен на изображении ниже.

Бескорпусный термостат

Основные поломки устройства

Наиболее опасной поломкой является заклинивание терморегулятора в закрытом положении. Перегрев мотора ведет к уменьшению его ресурса и ускорению старения масла.  При неблагоприятных условиях после закипания двигателя могут появиться серьезные повреждения, исправить которые возможно только капитальным ремонтом.

После того как клапан заклинит в открытом положении, антифриз все время делает циркуляцию по большому кругу. Двигатель долго прогревается, особенно в зимнее время. Работа мотора при температуре ниже нормы ускоряет процесс его износа.

Признаки неисправности

Основными признаками необходимости провести диагностику термостата являются:

• прогрев двигателя стал более длительным;
• нижний патрубок нагревается одновременно с прогревом мотора;
• температура стремительно движется в красную зону;
• после преодоления пробки нижний патрубок холодный, а двигатель близок к закипанию.

К неисправностям термостата можно отнести и потерю герметичности. Если замечаются подтеки антифриза, необходимо обнаружить место утечки. Снижение уровня охлаждающей жидкости может вызвать перегрев двигателя.

Диагностика термостата

Нормально работающий термостат не требует внимания автовладельца. Вмешательство в работу системы охлаждения потребуется при появлении признаков перегрева или слишком длительного прогрева мотора. В таком случае в первую очередь необходимо начинать с диагностики терморегулятора. Рекомендуется придерживаться следующего плана:

1. Оценить работу термостата без снятия с автомобиля. Необходимо визуально оценить температуру патрубков. таким образом можно вычислить заклинивший в открытом или закрытом положении терморегулятор;
2. Снять терморегулятор. Поместив его в емкость с водой, начать нагревание, контролируя выдвижение штока. Если клапан не открывается в кипящей воде, то и в случае перегрева термостат не перенаправит охлаждающую жидкость в радиатор.

Проверка термостата

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо постоянно следить за его температурным режимом. Обнаружив неисправность термостата, необходимо в кратчайшие сроки произвести диагностику и ремонт системы охлаждения. В противном случае возможно закипание двигателя и последующий дорогостоящий ремонт.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Термостат системы охлаждения двигателя.

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Термостат



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

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Устройство и принцип работы термостата

Термостат системы охлаждения двигателя представляет собой устройство в виде клапана, реагирующее на температуру охлаждающей жидкости. Он позволяет автоматически поддерживать заданный тепловой режим работы мотора за счет направления потока жидкости по большому или малому кругу циркуляции. Это необходимо, чтобы двигатель при запуске разогревался быстрее, а при выходе на заданную температуру работы сохранял ее постоянной.

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой – всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

• Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
• Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
• Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
• Шток (поршень) – располагается внутри цилиндра.
• Клапан малого круга – перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
• Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
• Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Основные виды термостатов

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

• Одноклапанный – классическая конструкция.
• Двухступенчатый – это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
• Двухклапанный – в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая – малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
• Электронный (с электронным управлением) – представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Проверка термостата и распространенные неисправности

Неисправности термостата чаще всего связаны с износом или коррозионными образованиями. Это может спровоцировать заклинивание клапана в открытом, закрытом или частично открытом положениях. Признаки постоянно открытого термостата, а также ситуации заклинивания в промежуточном положении, проявляются только при низких температурах (холодной погоде), когда прогрев двигателя становится слишком долгим. Постоянно закрытое положение – более серьезная проблема, которая вызывает перегрев двигателя, что может привести к необратимым поломкам.

Как проверить исправность термостата

Также термостат может быть изначально некачественным, что нередко проявляется как несвоевременное открытие. При более раннем срабатывании увеличивается расход топлива, поскольку для выхода на рабочую температуру двигателю потребуется больше времени. Когда же клапан на большом контуре срабатывает позже, повышается износ мотора.

Основной способ проверки термостата предполагает его снятие с двигателя:

• Термостат демонтируется и помещается вначале в емкость с горячей (кипящей) водой. Если при этом клапан не раскрывается или происходит слишком медленное раскрытие, он потребует замены. Если клапан сработал, выполняют обратную проверку, поместив его в холодную воду и отследив процесс закрытия.

Автомобильные термостаты не подлежат ремонту и при обнаружении неисправностей требуют замены. Также следует знать, что разные марки имеют отличные температурные характеристики открытия и закрытия. Поэтому для обеспечения оптимального режима работы двигателя необходимо устанавливать модели, рекомендуемые производителем автомобиля.

В любом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания конструктивно предусмотрена система охлаждения. Нормальную работу системы в определённом температурном диапазоне обеспечивает термостат. Термостат является очень важным узлом двигателя, и потому требует к себе особого внимания.

Назначение термостата.

Термостат предназначен для распределения потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Его работа заключается в разделении системы охлаждения на два контура. Один контур считается малым, и включает в себя рубашку охлаждения двигателя и радиатор отопления салона автомобиля. Большой контур, помимо двигателя и отопления салона, включает в себя основной радиатор, который предназначен для охлаждения жидкости, направленной в него через термостат.

При холодном двигателе термостат полностью закрыт и жидкость циркулирует только по малому контуру. Это обеспечивает более быстрый прогрев холодного двигателя до рабочей температуры, что уменьшает время прогрева и положительно влияет на уровень расхода топлива и износ деталей.

Когда двигатель набирает рабочую температуру, начинает срабатывать термостат. По мере повышения значения температуры охлаждающей жидкости термостат постепенно открывает ей доступ к радиатору для охлаждения. При охлаждении жидкости термостат постепенно прикрывается, уменьшая её доступ к радиатору. Таким образом, термостат поддерживает значение температуры охлаждающей жидкости в определённом диапазоне.

Устройство и принцип работы простого автомобильного термостата.

В зависимости от марки автомобиля и типа двигателя конструкция термостатов может незначительно отличаться. Однако, на примере самого распространённого термостата с восковым наполнителем можно описать его устройство.

Любой термостат этого типа состоит из следующих основных деталей: цилиндр с наполнителем, клапан, толкатель клапана и пружина.

Цилиндр с наполнителем представляет из себя герметичную ёмкость небольшого размера. Ёмкость заполнена специальным гранулированным воском с добавлением меди. Воск при изменении значения температуры имеет свойство изменяться в объёме. При повышении окружающей температуры воск расплавляется и расширяется. При снижении температуры наоборот — уменьшается в объёме. Медь добавляется в воск для увеличения теплообмена, так как этот металл обладает повышенной теплопроводностью.

Клапан термостата физически соединён с восковым цилиндром с помощью толкающего штока. При повышении температуры и расширению наполнителя клапан, толкаемый штоком, открывается и пропускает охлаждающую жидкость в большой контур. Пружина термостата предназначена для возвращения клапана в исходное положение при понижении температуры охлаждающей жидкости и уменьшении в объёме наполнителя.

Термостат работает таким образом, что чем выше температура охлаждающей жидкости, тем сильнее воск увеличивается в объёме и тем сильнее открывается клапан. Таким образом, при более сильном прогреве жидкости, клапан открывается сильнее и пропускает больший её объём к охлаждающему радиатору.

Разновидности термостатов.

Поскольку термостат был изобретён очень давно, то его конструкция постоянно изменялась и усовершенствовалась. На сегодняшний день на автомобилях применяются следующие три типа термостатов: одно-клапанные, двух-клапанные и термостаты с электронным управлением.

Конструкция одно-клапанного термостата описана выше. Двух-клапанный термостат конструктивно схожий с простым одно-клапанным. На двух-клапанном помимо основного перекрывающего клапана дополнительно установлен малый клапан, который физически соединён с основным. Такие термостаты применяются в тех двигателях, в которых система охлаждения работает при повышенном давлении. В этом случае, усилия расширения наполнителя бывает недостаточно, чтобы преодолеть давление в системе и открыть основной клапан. Малый клапан имеет намного меньшую площадь поверхности, и за счёт этого легко преодолевает сопротивление жидкости. Поскольку оба клапана соединены между собой, то малый клапан тянет за собой основной, таким образом открывая для охлаждающей жидкости доступ к основному радиатору.

Термостаты с двумя клапанами применяются в основном на отечественных моделях грузовиков и на некоторых легковых автомобилях. Термостаты с электронным управлением применяются на дорогих автомобилях для повышения эффективности и точности их работы.

Основные неисправности термостата и методы их обнаружения.

В большинстве случаев термостат при поломке не подлежит ремонту и заменяется на новый.

Признаками выхода из строя термостата являются нарушения температурного режима двигателя. При прогревании и работе двигателя температура поднимается очень долго не достигая рабочего значения. Или наоборот, двигатель перегревается в короткие сроки своей работы. В первом случае, если всё остальное в системе охлаждения находится в рабочем состоянии, термостат заклинило в открытом положении, в результате чего охлаждающая жидкость постоянно циркулирует по большому контуру не успевая прогреваться до нормальной температуры. Если двигатель очень быстро перегревается во время работы, то термостат скорее всего заклинило в закрытом положении и потому жидкость постоянно циркулирует по малому контуру, что непременно приводит к перегреву двигателя.

Для проверки термостата его необходимо извлечь из автомобиля и опустить в ёмкость с водой. Далее вода нагревается. Если в закипевшей воде клапан термостата никак не реагирует, то он неисправен и подлежит замене. Если этот тест прошёл успешно и термостат функционирует, то причиной перегрева двигателя скорее всего является засорённая система охлаждения.

Термостат появился в конструкции двигателя почти одновременно с появлением первых автомобилей и до сих пор с успехом используется. Замены ему пока что не придумали, ведь со своим назначением он справляется в полной мере.

Приборы и механизмы жидкостной системы охлаждения

Термостат

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.

Автомобильные двигатели охлаждаются во время работы тосолом или антифризом. Важным элементом такой системы охлаждения служит термостат. Он расположен между мотором и радиатором, и благодаря ему температура двигателя остается в заданных пределах.

Принцип работы термостата

После того как двигатель завели, ему нужно прогреться до рабочей температуры. Чтобы ускорить, этот процесс, охлаждающая жидкость не поступает в радиатор, а циркулирует по малому кругу через рубашку охлаждения и радиатор печки. Блокирует ее поток именно термостат.

Когда же двигатель нагреется до 95 градусов, клапан термостата сработает, и тосол начнет циркулировать уже по большому кругу через радиатор, охлаждая таким образом мотор. Когда открывается клапан основной циркуляции, малый круг перекрывается. Принцип работы термостата основан на физических свойствах воска, который находится у него внутри. При температуре в 82˚С воск плавится.

В жидком состоянии он увеличивается в объеме и выталкивает штырь, который и открывает клапан. При охлаждении двигателя воск в термостате застывает, штырь возвращается на место, клапан закрывается. Воск плавится быстро, благодаря примесям из порошка графита, меди и алюминия.

Из чего состоит термостат

Делают автомобильные термостаты из меди или латуни. Устроены они достаточно просто. Стандартный термостат состоит из таких деталей:

• корпуса;
• клапана малого круга охлаждения;
• выходного патрубка, соединенного с насосом;
• воскового шарика;
• входного патрубка, подключенного к радиатору;
• клапана основного круга охлаждения;
• двух пружин;
• поршня.

Другими словами, все устройство автомобильного термостата – это цилиндр, возвратный штырь, два клапана и шарик воска. Именно проста и надежность конструкции объясняет тот факт, что она не изменяется на протяжении многих лет, и такие термостаты ставят даже на самые современные модели автомобилей.

В различных марках машин термостаты настраивают на разный температурный режим открывания. Ее обычно указывают на самом устройстве. Бывают бескорпусные термостаты. Их ставят прямо в блок двигателя.

Наполнитель термостата

Термостат может иметь различные виды наполнителя в основе своей конструкции. Мы уже упоминали, что выделяют жидкостной наполнитель и твердотельный. Принцип работы и устройство этих решений практически одинаково. Отличия заключаются только в повышенной герметизации жидкостной конструкции, а также в индивидуальных физических свойствах самого наполнителя и его чувствительности к температурным колебаниям зависимо от состава.

Функции и место расположения

После того как мотор выходит на оптимальную рабочую температуру, становится необходимым поддерживать этот показатель в строгих рамках до самого момента остановки двигателя, а в ряде случаев и некоторое время после прекращения работы ДВС. Главной задачей устройства является контроль и распределение потока нагретой жидкости охлаждения внутри системы по отводу тепла от двигателя.

Термостат может быть расположен в различных местах, зависимо компоновки двигателя в подкапотном пространстве, а также место его установки напрямую зависит от модели силового агрегата. Также на место установки устройства влияют и конструктивные особенности реализации самой охлаждающей жидкостной системы. В большинстве случаев термостат находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Вторым наиболее распространенным местом его установки считается вход центробежного насоса охлаждающей жидкости (помпы).

• Двухклапанный. Именно принцип работы двухклапанного термостата был рассмотрен выше. Такой вид термочувствительных клапанов популярен у производителей отечественной грузовой и легковой техники.
• Одноклапанный. Имеет наиболее простую конструкцию, в которой не предусмотрен перепускной клапан. Именно такой вид чаще всего можно встретить на авто иностранного производства.
• Одноклапанный двухступенчатый. Из-за высокого давления в контуре охлаждения некоторых двигателей клапану достаточно сложно открыться, что увеличивает инерционность при срабатывании. Для лучшей работы конструкция одноклапанного двухступенчатого термостата предполагает наличие двух тарелок разных размеров. Первоначально открывается малая тарелка, освобождая доступ небольшой части потока охлаждающей жидкости, после чего открывается основная тарелка.

Термостат с электронным управлением

Электронные термостаты устанавливаются на современные двигатели для более точного регулирования температурного режима в тех либо иных условиях работы двигателя.

Для получения наибольшего КПД температура двигателя должна поддерживаться примерно на отметке в 110 ºС. Поскольку обычный механический термостат пропускает жидкость к большому контуру уже при температуре около 95ºС, то двигатель так и не выходит в режим оптимальной температуры и максимальной эффективности. Механизм с электронным управлением позволяет уменьшить инерционность срабатывания, что позволяет двигателю больше времени работать в высокотемпературном диапазоне. Электронное управление помогает повысить эффективность мотора, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

В целом конструкция напоминает обычный механический термостат, в который дополнительно вмонтирован нагревательный элемент. Электронный термостат рассчитан на большую температуру двигателя. В момент пиковых нагрузок для предотвращения перегрева в работу включается нагревательный элемент. Ускоренный нагрев твердого наполнителя позволяется уменьшить время открытия клапана. Нагревательным элементом управляет ЭБУ двигателя, который с датчиковой аппаратуры считывает количество оборотов коленчатого вала, температуру поступающего воздуха, степень нажатия педали акселератора и другие необходимые данные.

КАК ПРОВЕРИТЬ ТЕРМОСТАТ

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 термостата подразумевает участие опытного специалиста и специального оборудования.

КАКИЕ БЫВАЮТ НЕИСПРАВНОСТИ ТЕРМОСТАТА?

Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. С исправной системой охлаждения при температуре воздуха ноль градусов двигатель должен прогреваться до рабочей температуры при движении за 5–10 минут. В случае неполного открытия — температура двигателя не будет подниматься выше 70 градусов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, РАБОТАЕТ ТЕРМОСТАТ ИЛИ НЕТ?

Нужно прогреть двигатель, чтобы температурная стрелка немного не доходила до красной зоны. Затем выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Он крепится сверху и представляет черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре. Найти нижний шланг, он выглядит как и верхний.
Дотроньтесь до шлангов, но осторожно, так как они могут быть горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что он нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, вероятнее клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат нужно заменить на новый.
Есть «народный способ» проверки на работоспособность. Нужно положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан открывается — рабочий. Если нет — нерабочий термостат, меняем на новый. Данный способ предусматривает снятие термостата с машины.

5 признаков неисправного термостата

1. Мотор автомобиля долго набирает рабочую температуру.
2. Двигатель быстро перегревается.
3. Стрелка температуры двигателя падает на скорости меньше чем обычно, а поднимается после остановки.
4. Когда нижний патрубок теплый уже после нескольких минут работы, что свидетельствует о постоянно открытом термостате.
5. Если нижний патрубок холодный, в то время как температура на панели приборов говорит о закипании (при этом мотор работает длительное время), кроме случаев выхода из строя датчика вентилятора радиатора, то это говорит о заклинившем термостате в закрытом положении.

Такие признаки неисправности термостата могут возникнуть как через механическое повреждение вроде заклинивания штока, так и при использовании некачественной ОЖ.

Чтобы проверить работу термостата и принимать решение о его замене, стоит произвести простейшую проверку методом кипячения. Так как на корпусе детали пишется температура срабатывания, вы наглядно можете убедится как работает термостат поместив его в горячую воду с термометром.

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.

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.

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

Одноклапанный, двухклапанный и двухступенчатый термостат

Решение с одним клапаном отличается простотой конструкции и связанной с этим надежностью. Автопроизводители по всему миру отдают предпочтение такому виду конструкции и оборудуют большинство своих автомобилей именно таким устройством.

Отдельным видом термостата с одним клапаном является двухступенчатая конструкция. Установка такого решения обусловлена тем, что некоторые системы охлаждения в процессе работы создают очень высокое давление охлаждающей жидкости. Клапану термостата сложно преодолеть такое давление. По этой причине конструкция двухступенчатого терморегулятора получила решение, которое подразумевает наличие двух тарелок клапана, которые называют малой и большой. Первой в термостате открывается малая тарелка, которой необходимо заметно меньшее усилие для преодоления созданного в системе давления. Малая тарелка открывается легче, а уже при открытии взаимодействует с большой тарелкой и попросту тянет её за собой. Открытие большой (основной) тарелки термостата до конца открывает канал прохода охлаждающей жидкости.

Если в первом случае термостат имеет один клапан с двумя тарелками, то двухклапанный регулятор получил два отдельных клапана, которые находятся в едином корпусе. Первый клапан является основным и служит для перекрытия большого круга при движении охлаждающей жидкости в системе. Второй клапан является перепускным и отвечает за циркуляцию жидкости по малому кругу. Работа клапанов синхронизирована. Когда один из них перекрывает канал ОЖ, другой осуществляет открытие нужного контура. Указанная конструкция термостата нашла широкое применение в конструкции легковых авто и грузовиков, которые являются продуктами автоиндустрии из стран СНГ.

Диагностика поломки

На серьезные неполадки в системе охлаждения Вам укажет явное отклонение от нормальных показаний указателя температуры ОЖ на панели приборов в салоне. При нормальной работе системы охлаждения ДВС и температуре воздуха за бортом около ноля градусов Цельсия, силовой агрегат должен выходить на рабочую температуру под нагрузкой в движении за 5–10 минут.

Единственное условие-исправность самого температурного датчика, указателя на панели прибоов и системы охлаждения. Если герметичность системы и функциональность других элементов не нарушена, уровень ОЖ в расширительном бачке находится на нужной отметке, тогда явными признаками неисправности термостата являются:

• долгий прогрев двигателя;
• неспособность ДВС выйти на рабочую температуру под нагрузкой;
• отсутствие теплого воздуха из отопителя;
• постоянный перегрев двигателя независимо от окружающей температуры наружного воздуха;
• периодическое возникновение указанных симптомов и последующее их исчезновение;

Выявить неисправность термостата достаточно просто. После запуска холодного мотора верхний патрубок радиатора должен быть холодным и оставаться таковым определенный период времени. Если все в норме, значит ОЖ циркулирует только по «рубашке охлаждения» мотора (малый круг) и доступ в режиме прогрева в радиатор для нее перекрыт клапаном термостата.

Когда верхний патрубок теплеет практически сразу, тогда налицо нарушенная циркуляция. Это означает, что главный клапан устройства открыт и охлаждающая жидкость сразу идет по большому кругу. В результате ДВС не способен прогреться до оптимальной рабочей температуры. Такое явление означает, что присутствует ускоренный износ деталей силовой установки. Трущиеся пары агрегата не получают смазки в должной мере, так как непрогретый мотор имеет отличные от нормы тепловые зазоры. Масло также остается слишком загущенным и теряет свойства, что приводит к повышенному расходу горючего и преждевременному износу ДВС.

Случается и так, когда клапаны термостата подклинивают только периодически. Неисправность исчезает сама по себе, потом проявляется вновь. В таких случаях говорят, что термостат «залипает». Эта поломка более коварна, так как неисправность при таких симптомах сложнее выявить. Следует проверить состояние системы охлаждения и произвести профилактическую замену термостата. Не следует дожидаться ухудшения ситуации.

Существует еще один способ проверки работоспособности термостата, но данное решение востребовано крайне редко. Речь идет о демонтаже и последующей проверке термостата в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Для этого термостат кладут в емкость с водой и начинают её нагревать. Когда температура воды достигнет порога открытия клапана термостата, тогда исправное устройство отреагирует должным бразом. Наполнитель расширится и откроет клапан приблизительно на 20 мм. Если этого не произошло совсем, клапан открылся только частично или не вернулся после охлаждения в исходное состояние, тогда можно говорить о неисправности устройства.

Термостат. Устройство и принцип работы

Термостат выполняет важную функцию регулирования потоков антифриза по системе охлаждения двигателя.

Важной особенностью данного устройства является как можно более быстрый нагрев двигателя до рабочей температуры без излишних теплопотерь во внешнюю среду. Это осуществляется циркуляцией антифриза по так называемому «малому кругу», включающему в себя собственно двигатель и теплообменник печки. По достижении рабочей температуры 90-95 градусов термостат открывает клапан для сброса излишней теплоты в «большой круг», в который входит собственно «малый» плюс радиатор системы охлаждения, находящийся в передней части автомобиля (это справедливо для всех Смартов).

В разрезе наш термостат выглядит следующим образом:

Теперь перейдем к рассмотрению принципа работы термостата Смарта. Главным рабочим органом является заполненный воском цилиндр, в который вставлен шток. Суть сего устройства (упрощенно) в следующем: при нагреве воск нагревается и расширяется, толкая шток. Соответственно, приводится в движение тарелочка запорного клапана. Пружина служит для возврата тарелочки в исходное положение при остывании антифриза после выключения двигателя.

Теперь перейдем к рассмотрению потоков антифриза через термостат.

Основной поток антифриза идет через рубашку охлаждения блока цилиндров через отверстие (1), при этом он омывает стенки термосильфона, передавая ему свою температуру. Одновременно часть антифриза попадает в корпус термостата через тарированное отверстие патрубка (2) от всасывающей магистрали до помпы. Это необходимо для осуществления циркуляции по «малому кругу» для наиболее быстрого прогрева двигателя.

По нагнетательной линии антифриз попадает в переднюю часть машины в теплообменник печки по патрубку (3) и обратно возвращается на всас помпы, от которой есть ответвление на патрубок (2)

Так замыкается «малый круг» циркуляции антифриза.

При нагреве антифриза в цилиндре и расплавлении воска шток выдавливает латунный корпус, на котором расположена запорная тарелочка открытия прохода потока жидкости через патрубок (4) , идущий к подающей линии радиатора. Это «большой круг». Таким образом на прогретой машине в рубашку охлаждения у нас попадают потоки антифриза от патрубков 1 и 2 из линий всаса рубашки двигателя и байпаса до всаса помпы. Извините за применение теплотехнических жаргонных терминов.

Общий вид располовиненного термостата.

Хомуты на пружине термоэлемента , естественно, поставлены мной, для возможности фотографирования в сжатом состоянии пружины

Основная причина неисправности термостата – заклинивание его в открытом состоянии, когда в рубашку двигателя попадают все потоки антифриза, в том числе и от радиатора, в котором в холодное время года происходит переохлаждение оного. Отсюда невозможность поднять общую температуру антифриза в силу избыточного сброса теплоты в окружающую среду. Ремонту термостат не подлежит.

Как работает термостат в автомобиле: функции, принцип действия

Автоликбез15 декабря 2019

Водителю, самостоятельно обслуживающему силовой агрегат машины, необходимо иметь представление о работе термостата в автомобиле. Распределительный элемент, установленный в моторном отсеке, обеспечивает распределение потоков антифриза и поддерживает степень нагрева двигателя. При заклинивании клапана мотор работает в аварийном режиме, что приводит к поломкам или увеличенному расходу топлива.

Функции в системе кондиционирования

Жидкостная система охлаждения (или кондиционирования) состоит из рубашки, расположенной в блоке цилиндров и головке блока, помпы, радиатора и соединительных патрубков. Часть жидкости подается в отдельный теплообменник для отопления салона. Интенсивность нагрева воздуха регулируется краном (например, на классических легковых машинах ВАЗ) или отдельной заслонкой в воздушном канале.

Термостат предназначен для распределения потоков хладагента между рубашкой и радиатором, обеспечения рабочей температуры двигателя и прогрева салона.

Разновидности термостатов

В силовых установках автомобилей используется несколько типов термостатов:

1. С 2 клапанами, что обеспечивает управление потоками хладагента, идущими к радиатору и по малому кругу охлаждения (через рубашку силового агрегата и блок отопления салона).
2. С 1 подвижным элементом, корректирующим подачу жидкости к радиатору.
3. С 1 клапаном и двухступенчатым открытием. При прогреве мотора открывается протока малого диаметра, затем антифриз подается в теплообменник через отверстие увеличенного сечения.
4. Электронный термостат, оснащенный датчиком, измеряющим температуру антифриза. Блок управления фиксирует положение заслонки при помощи шагового электродвигателя. Регулятор корректирует подачу антифриза в дополнительные контуры охлаждения, что снижает расход топлива.

Устройство и принцип работы

После пуска силового агрегата часть тепла, образующегося при сгорании топлива, идет на нагрев картера и головки блока. Для обеспечения нормальной смазки и улучшения смесеобразования мотор должен прогреться до 85-105°С (зависит от модели ДВС). Установленный в контуре охлаждения терморегулятор не позволяет хладагенту циркулировать через радиатор. Антифриз ходит по внутреннему кругу, позволяя мотору прогреваться до рабочей температуры за 5-10 минут. По мере прогрева термостат пропускает хладагент в теплообменник машины, охлаждаемый вентилятором.

Принцип работы регулятора основан на температурном расширении жидкого или твердого наполнителя.

Увеличивающийся в объеме материал смещает штангу с клапаном, который распределяет потоки антифриза. В схеме предусмотрены пружины, возвращающие заслонки в исходное положение при снижении температуры жидкости. Элементы конструкции закреплены в корпусе, изготовленном из силумина или термостойкого пластика. На некоторых автомобилях монтируются термостаты без внешней оболочки, установленные в блок цилиндров силовой установки.

Термостаты с твердым наполнителем

Регуляторы с твердым рабочим веществом оснащаются герметичной камерой, заполненной синтетическим воском (церезином). Принцип действия основан на переходе воска при прогреве из твердой фазы в жидкую. Раствор воздействует на эластичную манжету и связанный с ней толкатель. Подвижная штанга связана с тарельчатым клапаном, позволяющим антифризу циркулировать по малому (или внутреннему) кругу или пропускать жидкость в теплообменник для охлаждения.

Для повышения чувствительности к изменению степени нагрева в воск вводят присадки на основе металлической пудры.

Полученный материал отличается стабильным коэффициентом расширения при переходе из твердой фазы в жидкую и обратно. За счет стабилизации параметра температура хладагента поддерживается в допустимом диапазоне.

Термостат с жидкостью

Регулятор с жидким рабочим веществом устроен аналогично конструкции с твердым заполнителем, но раствор находится в герметичном сильфоне. Жидкость состоит из смеси дистиллированной воды и этилового спирта. При температурном расширении в сильфоне возникает избыточное давление. Элемент распрямляется и через связанный с ним шток открывает канал отвода антифриза в бачок теплообменника. Количество жидкости, перекачиваемой в радиатор, зависит от температуры антифриза в блоке цилиндров.

Расположение элемента в автомобиле

Регулятор находится в моторном отсеке автомобиля – на картере силового агрегата или на входе в насос для циркуляции хладагента. В двигателях с распределенным впрыском топлива устанавливаются дополнительные регуляторы, позволяющие поддерживать температуру головной части блока цилиндров в заданном интервале. Элемент устанавливается на задней части силового агрегата. Возможна установка дополнительных элементов для ускоренного прогрева салона автомашины.

Неисправности: причины и «симптомы»

Признаки неисправности регулятора:

• длительный прогрев силового агрегата;
• прогревание отводного шланга одновременно с мотором;
• повышение температуры мотора до критической отметки во время стоянки;
• переохлаждение силового агрегата в режиме движения по трассе;
• холодное состояние патрубка подачи антифриза к теплообменнику при перегреве.

Причиной поломки регулятора является заедание штока с клапаном в открытой или закрытой позиции. При открытом большом круге жидкость подается в радиатор, увеличивая время прогрева. Неисправность становится наглядной при эксплуатации автомобиля в зимнее время. Например, дизельный мотор при температуре воздуха -10°С не удается прогреть до 40°С даже после пробега в 40-50 км.

Заклинивание штока происходит из-за негативного воздействия антифриза на металлические элементы конструкции. Производители автомобилей рекомендуют периодически заменять охлаждающую жидкость. При использовании старого антифриза на поверхности штока появляются отложения, ограничивающие подвижность детали. Дополнительной причиной дефекта является заправка системы охлаждения водопроводной водой (например, при утечке антифриза). Растворенные в жидкости соли вызывают коррозию стального штока.

Повышение степени нагрева мотора негативно влияет на рабочие характеристики моторного масла. При перегреве двигателя происходит заклинивание поршневой группы. На поверхностях зеркал цилиндров и опорах коленчатого и распределительного валов появляются задиры. Повреждения можно устранить только во время капитального ремонта мотора.

Дополнительной неисправностью термостата становятся трещины в корпусе, через которые уходит антифриз. Поврежденные детали подлежат замене: запаять или заклеить щели невозможно.

Как определить наличие поломки?

Первичная диагностика термостата проводится на автомобиле. После запуска двигателя проверяется температура патрубков, идущих к радиатору (рукой или датчиком, установленным на цифровом мультиметре). После прогрева мотора необходимо проконтролировать степень нагрева рукавов, идущих к радиатору. При исправном термостате шланги должны нагреваться равномерно. Методика позволяет определить заклинивание штока и тарелки клапана. Проверяется также отсутствие трещин в корпусных деталях регулятора.

Дополнительное тестирование предусматривает снятие регулятора с машины. Из системы охлаждения сливается антифриз, резиновые патрубки удерживаются на корпусе термостата винтовыми или пружинными хомутами (зависит от производителя автомобиля). Демонтированный элемент нужен для погружения в емкость с водой, которая устанавливается на газовую или электрическую плиту. Для проверки степени нагрева жидкости применяется градусник или электронный термометр.

При прогреве воды до 90°С и выше в исправном термостате клапан должен открываться. Процесс открытия контролируется визуально: если тарелка остается неподвижной, то регулятор необходимо заменить на устройство с идентичными рабочими характеристиками. Методика визуальной проверки не отличается высокой точностью, поскольку невозможно отследить связь между положением клапана и степенью нагрева. От данного параметра зависят корректность прогрева силового агрегата и поддержание заданной температуры.

Котловой термостат: принцип работы

• Поделиться через фейсбук
• Поделиться в Твиттере

Автоматическое управление в системе отопления позволяет точно контролировать температуру в помещении и экономить на топливе. Подключив термостат к отопительному котлу, хозяин дома увеличивает КПД оборудования на 20-30% и значительно упрощает его обслуживание.

Как работает термостат отопления?

Обычная система отопления с водой в качестве теплоносителя состоит из отопительного оборудования или отопительного агрегата, подключенного к централизованной сети, внутренних труб и радиаторов.

Для регулирования тепла, поступающего от него в помещение, нужно постоянно следить за состоянием котла или регулярно закрывать / открывать краны на батареях. Инертность такой системы не позволяет поддерживать желаемую температуру в течение дня на необходимом уровне.Термостат делает проживание в доме максимально комфортным, помогая сэкономить на отоплении.

Принцип его работы выглядит так:

• Блок управления помогает установить желаемую температуру.
• При достижении необходимой температуры датчик подает сигнал, который приводит к отключению котла или перекрытию клапана в трубах отопления.
• После понижения температуры воздуха в помещении снова включается котельное оборудование или обогреватели.

Электронный блок управления позволяет устанавливать не один температурный режим, а сразу несколько на каждое время суток. Современные котлы предлагают широкий выбор беспроводных датчиков и блоков управления. Вся связь между отдельными элементами идет по радиоканалу. В случае возникновения ошибки на экране отобразится код ошибки. У каждого производителя свои коды ошибок. Поэтому коды ошибок термостатов Honeywell будут отличаться от кодов ошибок других производителей.

В идеале термостат должен регулировать работу самого нагревательного устройства, а значит, он должен контролировать подачу топлива. Это наиболее эффективная схема подключения, обеспечивающая максимальную экономию топлива. В этом случае потребление источника энергии останется на минимальном уровне, необходимом для оптимального отопления.

Однако такой термостат можно устанавливать только на газовые или электрические обогреватели. Если котел работает на твердом топливе, то для регулировки температуры в помещении потребуется термостат с механическим клапаном, который монтируется прямо на трубе.

Электронный регулятор температуры состоит из двух основных элементов:

• Датчик температуры.
• Микроконтроллер

Первый измеряет температуру, а второй контролирует ее и подает сигналы на увеличение / уменьшение подачи тепловой энергии в помещение. Датчик может посылать на контроллер аналоговые или цифровые сигналы. В первом случае термостат работает аналогично механическому аналогу, но значительно превосходит его по точности измерения температуры.

Цифровые термостаты — это вершина развития этих приборов. Они способны регулировать подачу тепла по выбранному алгоритму. Плюс к ним можно подключить гораздо больше датчиков, расположенных как в помещениях, так и на улице.

Многие электронные термостаты предлагают дистанционное управление через инфракрасный порт или сотовую связь.

Электронные приборы, предназначенные для автоматической регулировки качественных и количественных характеристик теплоносителя, являются неотъемлемой частью систем отопления в умных домах.

Как работает термостат — Урок

Когда наступает лето, сражаться с жарой может быть ужасно. К счастью, вы можете выключить термостат вашего блока HVAC и создать комфортную и приятную температуру в помещении. Точно так же в зимние месяцы вы можете включить термостат и сохранить тепло и уют. Домовладельцы часто не уделяют слишком много внимания скромному термостату, который представляет собой хитроумно разработанный гаджет, обеспечивающий комфортную температуру окружающей среды независимо от температуры наружного воздуха.

Что такое термостат?

Прежде чем смотреть, как работает термостат, также важно понять, что такое термостат. Это гаджет, который является частью вашей системы отопления и / или охлаждения, который бесшумно измеряет температуру внутри вашего дома, а затем на основе показаний решает, нужно ли активировать обогрев или охлаждение.

Термостат был изобретен в 17 веке и состоял из поплавка, присутствующего в ртутном термометре, и соединенного с демпферной крышкой, установленной на печи.Когда ртуть в градуснике достигла определенного уровня, поплавок сдвинулся, в результате чего заслонка закрылась. Хотя это простое устройство, оно открыло путь для современных термостатов.

Современные термостаты выполняют ту же работу, но с гораздо большей технологией, которая им помогает. Сегодняшний термостат — это активируемый нагреванием переключатель, который поставляется с датчиком температуры. Этот переключатель размыкается или замыкается, в результате чего электрическая цепь, отвечающая за нагрев и охлаждение, замыкается или прерывается.

Термостаты могут быть механическими или электронными. Оба отвечают за тщательный контроль температуры окружающей среды в помещении, но работают по-разному. Кроме того, некоторые термостаты настолько усовершенствованы, что ими можно управлять удаленно с помощью смартфона или подключения к Интернету.

Работа термостата

Термостаты работают по принципу теплового расширения. Этот принцип регулирует выключение или включение электрической цепи. В наиболее распространенных типах механических термостатов обычно используются либо биметаллические ленты, либо сильфоны, заполненные газом.В то время как цифровые термостаты используют тот же принцип, но все управляется микросхемой и встроенным миникомпьютером.

Биметаллические полосы: Как видно из названия, этот термостат состоит из двух металлических частей с разными коэффициентами расширения, но соединенных друг с другом с помощью болтов в виде биметаллической полосы. Эта полоса работает как мост для подключения или отключения электрической цепи системы отопления или охлаждения. Когда мост выходит из строя, цепь замыкается, вызывая нагрев или охлаждение.Однако со временем полоса нагревается, в результате чего одна из металлических частей становится горячее, чем другая. Более горячая полоса расширяется, вызывая ее искривление и изгиб. Это, в свою очередь, разрывает цепь, отключается нагрев или охлаждение.

При разрыве цепи через биметаллическую полосу не проходит электричество. Итак, он начинает постепенно остывать. Расширенная металлическая деталь начинает сжиматься, возвращая ее к исходному размеру. В этот момент контур снова замыкается и возобновляется нагрев или охлаждение.

Вы можете регулировать температуру с помощью термостата для изменения, когда электрическая цепь нагревательного или охлаждающего устройства завершается или разрывается. Скорость охлаждения металла в биметаллической полосе зависит от того, насколько хорошо утеплен ваш дом. В типичных случаях для охлаждения биметаллической ленты и включения термостата требуется около часа.

Биметаллическая лента и электрическая цепь

Легенда
1 = Внешний диск для регулировки температуры
2 = Цепь, которая соединяет диск с датчиком температуры
3 = Биметаллическая полоса, показывающая первый металл — латунь
4 = Биметаллическая полоса, показывающая второй металл — железо
5 = Внутренняя электрическая цепь, которая включается, когда биметаллическая полоса опускается, и прерывается, когда биметаллическая полоса расширяется из-за тепла

Сильфон с газом: Одна из проблем биметаллической ленты заключается в том, что для ее нагрева и охлаждения требуется время.Следовательно, когда вам нужно, чтобы температура изменилась быстро, этого не произойдет. Именно здесь вступают в силу сильфоны с газом и два металлических диска. Металлические диски имеют большую площадь поверхности, что позволяет им быстро нагреваться. Таким образом, когда электрический ток проходит через цепь, газ в сильфоне нагревается, и сильфон расширяется. Это приводит к разделению двух металлических дисков, и диск, расположенный сзади, подталкивается к крошечному переключателю, расположенному в центре термостата. Это немедленно прерывает контур, вызывая отключение нагрева или охлаждения.Затем газ в сильфоне начинает остывать, в результате чего сильфон сжимается. Это заставляет металлические диски снова вместе, в результате чего внутренний диск отодвигается от крошечного переключателя. Итак, цепь замыкается, и блок HVAC снова включается.

Электронные термостаты: Сегодня, благодаря достижениям технологии, существуют электронные термостаты с электронными датчиками тепла и цепями, которые могут определять любое изменение температуры окружающей среды и автоматически включать нагрев или охлаждение.Они похожи на мини-компьютер и могут быть запрограммированы. Электронный термостат содержит устройство, известное как термистор, которое отвечает за измерение температуры окружающей среды. Термистор также является резистором, который способствует изменению электрического сопротивления при изменении температуры. Термистор выделяет тепло, когда через него проходит электрический ток. Это нагревает катушку термометра, которая раскручивается от тепла, вызывая отключение микроконтроллера в электронном термостате.В результате отключается нагрев или охлаждение. Как только термистор и катушка термометра охлаждаются, они возвращаются в исходное положение, в результате чего включается блок HVAC.

Цифровой или электронный термостат предотвращает потери энергии. Он позволяет запрограммировать отопление и охлаждение вашего дома на разные периоды времени, чтобы потреблялось минимальное количество энергии, когда оптимальное охлаждение или обогрев не требуется. Это прекрасный способ сэкономить деньги и энергию.

Итог

С появлением смартфонов сегодня вы можете получить термостаты с поддержкой Wi-Fi, которые можно использовать для управления отоплением и охлаждением вашего дома с помощью смартфона.Все, что вам нужно, — это приложение для работы термостата, и эти приложения практически не стоят денег, что делает их одним из самых эффективных технологических достижений нашего времени.

Термостаты — обзор | Темы ScienceDirect

5.4.5 Создание целевого проекта Eclipse

Несмотря на то, что наш проект термостата включал цель make для целевой версии термостата, мы создадим новый проект, чтобы проиллюстрировать некоторые дополнительные возможности Eclipse. Создайте новый исполняемый проект C и назовите его «target.”В проекте термостата выберите следующие файлы с помощью клавиш Shift и Ctrl так же, как при выборе нескольких файлов в Windows или графической среде Linux:

•

AT91RM9200.h

•

driver.h

•

thermostat.h

•

monitor.c

•

thermostat.c

•

trgdrive.c

Щелкните правой кнопкой мыши и выберите Копировать . Щелкните новый целевой проект, щелкните правой кнопкой мыши и выберите Вставить . Теперь у нас есть все файлы, необходимые для проекта. Но помните, что мы хотим создавать этот проект не для хоста, а для цели. Это требует настройки проекта для использования другой цепочки инструментов GNU.

Файл trgdrive.c предоставляет набор функций драйвера устройства для платы Intellimetrix ARM9. Это не настоящий «драйвер устройства» Linux, а скорее обращается к вводу-выводу с отображением памяти непосредственно из пользовательского пространства.Если вы используете другую целевую плату, вам необходимо соответствующим образом изменить функции в trgdrive.c.

Если вашей целью является ПК, вы можете перейти к следующему разделу об отладке на целевой машине. Вам не нужно выбирать другой компилятор.

Щелкните правой кнопкой мыши имя проекта и выберите Свойства . Разверните запись C / C ++ Build и выберите Settings . Появится диалоговое окно, показанное на рисунке 5.11. Первая вкладка, Параметры инструмента, позволяет указать, какой компилятор C, компоновщик C и ассемблер использовать.По умолчанию компилятор и компоновщик — это просто gcc. Это стандартное имя хост-компилятора GNU C.

Рисунок 5.11. Настройки сборки проекта.

По соглашению кросс-компиляторам дается префикс, который определяет архитектуру и операционную систему, в которой будет выполняться скомпилированная программа. В моей системе кросс-компилятор ARM называется arm-linux-gcc, и я добавил путь к нему в свою переменную среды PATH. Поэтому измените имя команды, чтобы оно соответствовало вашему кросс-компилятору. Все элементы в GCC C Compiler представляют категории параметров компилятора.Просмотрите их, чтобы увидеть, что там.

Аналогичным образом измените команду GCC C Linker , чтобы она соответствовала вашему кросс-компилятору. Здесь мы также должны добавить библиотеку в команду компоновщика. Выберите библиотеки , нажмите кнопку Добавить и введите «pthread». Это библиотека функций потоков Posix. Взгляните на категории параметров компоновщика.

Наконец, измените ассемблер GCC Assembler , чтобы он соответствовал вашему кросс-ассемблеру.

Обратите внимание, что мы сделали все это для конфигурации Debug .Щелкните раскрывающееся меню Configuration вверху, выберите Release и внесите те же изменения.

Нажмите ОК , чтобы закрыть диалоговое окно «Свойства». Убедитесь, что активной конфигурацией сборки является «Отладка», и соберите проект. Вы найдете две новые записи под целевым проектом в представлении Project Explorer: Binaries и Debug. Отладка перечисляет все построенные объекты, включая исполняемый файл с именем «target». При раскрытии любой из записей построенного объекта создается список всех исходных файлов, используемых для построения этого объекта.Мне не ясно, для какой цели это служит.

Как работают домашние термостаты | HowStuffWorks

Часто в вашем доме есть комнаты, которые всегда теплее или холоднее, чем другие. Этому может быть много объяснений. Во-первых, повышается температура, поэтому в комнатах на втором или третьем этажах часто бывает слишком тепло. В свою очередь, в подвальных помещениях обычно слишком холодно. Комнаты со сводчатыми потолками с трудом удерживают тепло, в то время как комнаты, которые получают долгие часы солнечного света, часто трудно охладить.Это всего лишь несколько причин, но независимо от того, почему температура в комнате неудобная, есть только один верный способ выровнять температуру в вашем доме: зонирование системы.

Система зонирования довольно проста. Он включает в себя несколько термостатов, которые подключены к панели управления, которая управляет заслонками в воздуховоде вашей системы приточного воздуха. Термостаты постоянно считывают температуру в своей конкретной зоне, а затем открывают или закрывают заслонки в воздуховоде в соответствии с настройками термостата.Системное зонирование не только полезно для домов с непостоянной комнатной температурой, но также отлично подходит для обогрева или охлаждения отдельных спален в зависимости от желаемой настройки температуры. Если у вас обычно пустая комната для гостей, просто закройте дверь и закройте заслонку.

При правильном использовании зонирование системы может помочь вам сэкономить деньги на счетах за электроэнергию. По данным Министерства энергетики США, зонирование системы может сэкономить домовладельцам до 30 процентов на типичных счетах за отопление и охлаждение. Эта экономия может составлять приличную сумму — по оценкам Министерства энергетики, на отопление и охлаждение приходится 40 процентов расходов на коммунальные услуги в среднем домохозяйстве.Поскольку комнаты для гостей и другие редко используемые комнаты не требуют постоянного обогрева или охлаждения, зонирование системы позволяет вам сэкономить деньги, подавая в эти комнаты воздух с регулируемой температурой только тогда, когда это необходимо.

Многие домовладельцы не решаются или не хотят переходить на программируемые термостаты и зонирование системы из-за первоначальной стоимости установки. Это понятная проблема для всех, кто не строит новый дом или не заменяет старую систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, но есть и другие варианты.Несмотря на то, что установка типичной зонированной системы не является самостоятельным проектом, Программа изобретений и инноваций Министерства энергетики профинансировала разработку демпферной системы, которая может быть модернизирована для существующих воздуховодов. Система сочетает в себе вставки для контроля воздуха с гибкими заслонками RetroZone с электронным контроллером и системой откачки воздуха. Здесь нет тяжелых двигателей, поэтому существующие воздуховоды не нуждаются в изменении или поддержке.

Гибкие демпферы, которые выпускаются в моделях с круглыми и квадратными воздуховодами, заполняются воздухом, чтобы ограничить или заблокировать воздушный поток внутри воздуховода.Они устойчивы к нагреванию, старению, влаге, переносимым по воздуху химическим веществам и озону, и даже если они проткнуты, что маловероятно, большинство отверстий не повлияют на производительность. Демпферы Flex следует устанавливать в стальных или гибких воздуховодах. Заслонки можно легко обслужить, получив доступ через регистр. Демпферы Flex также работают с большинством марок зонных панелей управления.

Если вы планируете установить модернизированную систему управления зонами, вот что вам нужно будет включить в список покупок:

• термостат для каждой зоны
• соленоидный насос
• соленоидная панель
• панель управления зонами
• нагнетательный трубопровод
• трансформатор
• огнестойкая лента
• контрольный концевой выключатель
• гибкие демпферы

Количество зон, необходимых для вашего дома, повлияет на способ настройки системы.В двухзонной системе, где зоны примерно равны по размеру, воздуховоды каждой зоны должны быть способны обрабатывать до 70 процентов общего CFM (кубических футов в минуту) воздуха, производимого вашей системой HVAC. В трехзонной системе зоны должны располагаться как можно ближе по общей площади. В этом случае воздуховоды каждой зоны должны выдерживать до 50 процентов общего объема CFM. Установка четырехзонной системы требует немного больше работы. Воздуховоды необходимо увеличить на один дюйм, и они требуют демпфера сброса статического давления и защиты от верхнего и нижнего пределов.Чтобы избежать серьезных повреждений, не перекрывайте полностью поток воздуха через теплообменник или змеевик вашей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Теперь мы рассмотрим еще одну новинку в области домашнего термостата — говорящий термостат.

Как работает термостат | HomeTips

Термостаты измеряют температуру окружающей среды в вашем доме и используют эту информацию для включения печи или кондиционера, в зависимости от настройки термостата.

Первый термостат был изобретен в начале 17 века голландцем Корнелисом Дреббелем, который поместил поплавок в ртутный термометр и подключил этот прибор к крышке заслонки на печи.Когда ртуть поднималась до определенного уровня, поплавок закрывал заслонку.

Механический (вверху) и электронный (внизу) термостаты © Дон Вандерворт, HomeTips

Современные термостаты в основном делают то же самое, но с тех пор технология прошла долгий, долгий путь. По сути, это активируемый нагревом переключатель, термостат имеет датчик температуры, который заставляет переключатель открываться или закрываться, завершая или прерывая электрическую цепь, которая управляет системой отопления или охлаждения дома. Он может выполнять эту работу механически или через электронную схему.

Современный термостат, который, вероятно, лучше всего демонстрирует Nest Learning Thermostat, изучает поведение и предпочтения семьи, переваривает эту информацию и соответствующим образом регулирует температуру — по сути, программирование самого себя. При подключении к домашней сети Wi-Fi им можно управлять удаленно со смартфона, планшета или ноутбука. Подробнее об этом см. Руководство по покупке термостатов.

Программируемые электронные термостаты

Электронные термостаты используют электронный термочувствительный элемент и схему для определения изменений температуры и включения нагревательного или охлаждающего оборудования.Как маленький компьютер, они программируемы; их таймеры позволяют вам согреть ваш дом перед тем, как вы встанете с постели утром и перед тем, как вы вернетесь с работы, и установить разные температуры для разного времени дня. Это означает, что вы можете точно согласовать комнатную температуру с вашими потребностями, обеспечивая комфорт, не тратя впустую энергию. Лучшие «обучающиеся» термостаты, такие как упомянутый выше термостат Nest, представляют собой сложные версии электронного термостата.

Электромеханические термостаты

Электромеханические термостаты имеют некоторые типы механических датчиков температуры — обычно биметаллическую катушку или полосу.Как следует из названия, этот тип сделан из двух связанных металлов. Изменения температуры заставляют эти металлы расширяться и сжиматься с разной скоростью, вызывая перемещение катушки или полосы. Электромеханический термостат имеет биметаллическую катушку, которая перемещается при изменении температуры, изменяя наклон небольшого пузырька, заполненного ртутью, который завершает электрический ток. схема. © Дон Вандерворт, HomeTips

Биметаллическая катушка или полоса подключаются к устройству, замыкающему электрическую цепь. В случае электромеханических термостатов Honeywell спиральный биметаллический датчик прикрепляется к небольшому стеклянному сосуду, содержащему ртуть; движение катушки вызывает наклон флакона в ту или иную сторону.

Поскольку одним из свойств ртути является то, что она проводит электричество, цепь замыкается, когда ртуть течет к одному концу пузырька, где есть два отдельных электрических контакта.

Термостат, который управляет как нагревательными, так и охлаждающими устройствами, имеет по два контакта на каждом конце флакона. Когда пузырек наклоняется в одном направлении, ртуть течет к этому концу и замыкает контур, требующий тепла. Когда система переключается на цикл охлаждения, ртуть течет к другому концу пузырька, чтобы включить охлаждение.

Утилизация небольшого количества ртути из этого типа термостата стала проблемой в последние годы. В некоторых штатах апробируются пилотные программы по утилизации старых ртутьсодержащих термостатов; Компания Honeywell была очень активным участником этих инициатив.

Некоторые электромеханические термостаты, например, произведенные GE, работают аналогично, но замыкают цепь с помощью геркона с магнитной защелкой.

Зональное отопление и охлаждение

Сложные системы домашнего климата с зональным управлением делят дом на несколько отдельных зон, каждая из которых может контролироваться отдельными настройками и временем на отдельных термостатах.С зональным контролем термостаты открывают и закрывают заслонки, отправляя теплый или холодный воздух, когда и где это необходимо. Зонированная система отопления использует несколько термостатов и заслонок в воздуховодах для регулирования подачи нагретого и охлажденного воздуха. © Дон Вандерворт, HomeTips

Справка по установке предварительно проверенного местного термостата

О Доне Вандерворте

Дон Вандерворт имеет более 30 лет опыта в качестве редактора зданий Sunset Books, старшего редактора журнала Home Magazine, автора книги более 30 книг по обустройству дома и автор бесчисленных журнальных статей.Он появлялся в течение 3 сезонов на телеканале HGTV «Исправление» и несколько лет был домашним экспертом MSN. Дон основал HomeTips в 1996 году. Узнайте больше о Доне Вандерворте

Как работает термостат?

В то время как термометр — это инструмент для измерения температуры в помещении, термостат может ее контролировать. Будь то настенный или установленный на бойлере, этот регулятор необходим для регулирования температуры в вашем доме. Давайте подробнее рассмотрим, что такое термостат, какие бывают термостаты и как они работают.

Что такое термостат?

Как контролировать температуру в доме? Сегодня существует множество вариантов, начиная от приложений для смартфонов и заканчивая традиционным регулятором температуры. Это все формы термостатов. По своей сути термостат — это просто средства управления, используемые для регулирования температуры в системе отопления. Вы можете установить желаемую температуру, и термостат будет поддерживать температуру в вашей комнате или бойлере на этом желаемом уровне. Если в доме начинает падать температура, термостат включает отопление, чтобы согреть его.После того, как внутренняя температура достигает заданного значения, термостат выключает обогрев, чтобы предотвратить перегрев.

В рамках этой базовой структуры существует ряд функций и опций:

• Некоторые термостаты беспроводные и работают от батареек
• Остальные подключены проводами к самому котлу.
• Программируемые термостаты используют установленный график для включения нагрева в определенное время дня.
• Умные термостаты учатся и адаптируются к вашим распорядкам

Здесь вы можете узнать о различиях между программируемыми и интеллектуальными термостатами.

Типы термостатов

Термостаты бывают разных форм, размеров и стилей. Основными двумя типами термостатов являются цифровые и механические.Они различаются по нескольким ключевым причинам. Сегодня большинство новых термостатов являются цифровыми или электронными. Цифровые термостаты имеют внутренние компоненты, способные точно и быстро реагировать на комнатную температуру. Электронные датчики считывают текущую внутреннюю температуру и могут соответствующим образом регулировать обогрев, удерживая комнату в пределах одного градуса от целевого значения.

Напротив, механический термостат обычно регулирует температуру с помощью двух металлических кусочков.Они соединены вместе в датчике термостата биметаллической полосой. Поскольку различные типы металлов расширяются и сжимаются при изменении температуры, электрическая цепь, подключенная к вашей системе отопления, включается и выключается. Таким образом термостат может считывать и регулировать температуру. Что важно отметить в отношении биметаллического термостата, так это то, что он не такой точный, как цифровая модель; температура может отличаться от заданного значения на пять градусов. Однако некоторые предпочитают механические термостаты из-за их доступности и простого в использовании переключателя включения / выключения.

Как настроить термостат

Вот несколько полезных советов по использованию термостата.

• Устройства этого типа необходимо размещать в доме с притоком свежего воздуха. Если вы разместите термостат в особенно солнечном месте или за занавеской, он не сможет точно определять температуру.
• Для начала установите самую низкую температуру, которая вам удобна.Для большинства людей это значение находится в диапазоне от 18 до 21 градуса.

Хотя может возникнуть соблазн включить термостат в холодные дни, в этом нет необходимости. Идея термостата заключается в том, что он будет реагировать на более холодную погоду и следить за тем, чтобы отопление продолжалось достаточно долго, чтобы согреть дом до заданной температуры по вашему выбору. Однако, поскольку для обогрева дома в холодный день может потребоваться больше времени, вы можете запрограммировать включение отопления раньше.

Программируемые термостаты имеют настройки времени и температуры, так что вы можете регулировать температуру в разные периоды дня.Это позволяет экономить электроэнергию, выключая отопление на работе, но при этом возвращаться домой в теплый дом позже днем. При программировании термостата необходимо учитывать время нагрева и охлаждения.

Как использовать механический термостат

Механические термостаты регулируют тепло за счет расширения внутренних металлических полос. Эта полоска проводит электричество по подключенной цепи, включая нагрев.Когда полоса нагревается, один из металлов расширяется настолько, что размыкает цепь и выключает нагрев, охлаждая комнату. Чтобы отрегулировать этот механизм на вашем термостате, используйте шкалу температуры, которую вы можете настроить на желаемую температуру. Это устанавливает точку включения и выключения цепи.

Металлическим полосам требуется время для расширения или сжатия, поэтому процесс может быть довольно постепенным. Одним из решений этого является поиск механического термостата с газонаполненным сильфоном, зажатым между двумя металлическими дисками.Эти металлические диски имеют довольно большую площадь поверхности, что позволяет им быстро реагировать на тепло. Газ в сильфоне расширяется и сжимается, соответственно регулируя электрическую цепь и нагрев. Хотя это может показаться сложным, с точки зрения пользователя все, что вам нужно сделать с термостатом, — это установить желаемую температуру, а все остальное сделают механические компоненты!

Как работает термостат? Объяснил технический специалист Южной Калифорнии.

Если в вашем доме слишком тепло или слишком прохладно, вы, вероятно, направитесь прямо к термостату, чтобы решить проблему. Одним нажатием кнопки вы можете направить теплый или холодный воздух в циркуляцию по всему дому. Как главный регулятор температуры в вашем доме, термостат позволяет вам взаимодействовать с системой отопления и охлаждения.

Однако именно здесь большинство людей перестают думать об этом.

Хотя большинство из нас понимают, что делает термостат, на самом деле мы не задумываемся о том, как он работает.Поскольку это одна из самых важных систем в вашем доме, важно понимать, как она контролирует температуру в вашем доме.

Давайте посмотрим, как на самом деле работает ваш термостат, а также что вы можете сделать, чтобы сэкономить электроэнергию и снизить расходы на электроэнергию.

Нужна помощь с термостатом? Свяжитесь с нами сегодня, и мы пришлем вам технику!

Как работает термостат?

Прежде чем мы поговорим о том, как термостат на самом деле контролирует температуру в вашем доме, нам нужно рассмотреть типы термостатов, которые могут быть в вашем доме.В то время как в большинстве домов сегодня есть электронные термостаты, в старых домах все еще могут быть электромеханические системы. Каждый из этих термостатов работает по-своему.

Электронные термостаты просты в понимании. Они работают так же, как маленький компьютер, используя датчики, чтобы определить, поддерживается ли в вашем доме нужная температура. Они также предоставляют функции и преимущества, такие как программируемые настройки и возможности Wi-Fi, позволяющие поддерживать в вашем доме разную температуру днем ​​или ночью, независимо от того, находитесь вы дома или вдали от дома.

Электромеханические системы могут быть немного сложнее для понимания. Электромеханический термостат обычно содержит биметаллическую катушку или металлическую полосу. При изменении температуры эта катушка или полоска будет двигаться, в результате чего флакон, содержащий ртуть, опрокинется в одну сторону. Ртуть течет к одному концу пузырька, сигнализируя о том, что необходимо включить нагрев или охлаждение.

Независимо от того, какой у вас термостат, слишком большое количество перепадов температуры заставляет вашу систему работать сверхурочно.Если вы постоянно поворачиваете термостат вверх и вниз, вы можете обнаружить, что тратите много энергии.

Правильный контроль над вашим термостатом важен для экономии энергии и денег.

Как установить температуру для экономии энергии

Вот несколько советов, связанных с термостатами, которые помогут вам экономить энергию круглый год.

1. Знайте внешнюю температуру

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 должна работать система, в результате чего вы потребляете больше энергии.

Чтобы снизить потребление энергии, следите за ожидаемой наружной температурой. Установите термостат как можно ближе к этому числу, сохраняя при этом комфортную атмосферу в доме.

2. Пребывание пациента

Если вы пылаете или очень холодно, у вас может возникнуть соблазн повысить или понизить температуру термостата, надеясь, что это поможет вам быстрее освоиться.Однако ваша система может выделить не так много энергии за один раз. Ваш дом не будет охлаждаться или нагреваться быстрее только потому, что вы установили слишком высокую или очень низкую температуру.

Не забывайте сохранять терпение, пытаясь установить в доме нужную температуру. Избегайте чрезмерного нагрева или охлаждения дома и вместо этого сосредоточьтесь на установке нужной температуры с первого раза.

3. Используйте свои программируемые функции

Если у вас есть электронный термостат, воспользуйтесь преимуществами программируемых функций, которые, вероятно, идут с ним.Попробуйте настроить термостат так, чтобы температура была ближе к температуре наружного воздуха, когда вы отсутствуете на работе в течение дня. Вы можете использовать программируемые функции термостата, чтобы изменить температуру после того, как вы ушли на работу, и переключиться обратно перед возвращением.

Использование программируемого термостата с поддержкой Wi-Fi позволяет получить удаленный доступ с помощью смартфона или компьютера. У вас есть возможность точного контроля температуры с помощью интеллектуальных предупреждений, которые автоматически определяют, нужно ли обогревать ваш дом или охлаждать.Некоторые термостаты Wi-Fi даже имеют индикаторы смены фильтров, чтобы вы не догадывались, когда вам нужно заменить эти надоедливые фильтры!

4. Используйте альтернативы энергосбережению

Если вы серьезно относитесь к экономии энергии, сокращение количества, которое вы используете для системы охлаждения и обогрева, может иметь огромное значение. Хотя в некоторые дни вы просто не сможете обойтись без кондиционера или отопления, альтернативы энергосбережению могут помочь вам сократить количество дней, в течение которых ваша система работает.

Зимой одеяла с подогревом или камин могут добавить тепла без значительного расхода энергии. В более теплые летние месяцы вентиляторы помогают циркулировать воздуху в помещении. При использовании вместе с вашей системой отопления и охлаждения вы можете избежать возни с термостатом, что может помочь снизить потребление энергии.

5. Поддерживайте надлежащий уход за ОВК

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 компрессоров могут привести к тому, что ваша система будет работать тяжелее.Чем тяжелее ему нужно работать, тем больше энергии он будет использовать.

Всегда внимательно относитесь к своей системе HVAC.