Принцип работы термостата в автомобиле: схема, устройство и рекомендации

Неисправности агрегата на автомобиле

Проверить работоспособность прибора на автомобиле, не снимая его, очень просто. Необходимо завести двигатель, нагреть его до рабочей температуры и заглушить. Затем следует открыть капот, найти верхний и нижний патрубок на радиаторе. Они похожи и в диаметре составляют от 5 до 7 см. Далее необходимо аккуратно пощупать оба патрубка. Если один из них будет холодным, а второй — горячим, значит, прибор не работает и требует замены.

Во время эксплуатации могут возникнуть некоторые нарушения функций системы охлаждения из-за термостата. Например, двигатель нагревается дольше обычного или не может поднять температуру до рабочего значения. Такая ситуация возможна, когда прибор заклинило и он остается постоянно открытым. В летнее время такая неисправность может быть незаметна, а вот зимой в салоне автомобиля будет очень холодно.

Это полезно: признаки и причины неисправности термостата автомобиля.

Возможна ситуация, когда прибор, наоборот, не будет открываться. В этом случае может произойти перегрев двигателя с последующим выходом его из строя. Обычно это приводит к нарушению герметичности прокладки головки блока цилиндров, что потребует ремонта всего двигателя.

Как он устроен

Давайте разберемся, как это устройство выглядит на самом деле. По факту, с визуальной точки зрения термостат представляет из себя специальный клапан, который в некоторых ситуациях помещают в корпус двигателя автомобиля. По самой конструкции они бывают двух видов: безкорпусные и корпусные.

Корпусная конструкция встроена в корпус двигателя, и имеет несколько выводов (не менее двух). Однако, и из этого пункта есть исключения — некоторые двухуровневые устройства. Изготавливаются эти устройства из некоторых специальных материалов: алюминиевого, латуниевого и пластикового покрытия. Двое выводов, которые расположены максимально близко друг к другу, называют на техническом языке малым контуром. Этот контур сдерживает температуры антифриза внутри двигателя, и закрывает им доступ непосредственно в радиатор. Все вышеперечисленное позволяет автомобилю прогреваться как можно быстрее, что обеспечивает более оперативное открытие термостата. В российских автомобилях нередко встречается следующие показатели температуры, при которых раскрывается наше устройство: 81-86 градусов.

Касательно бескорпусная конструкции: она встраивается в корпус двигателя машины в специально отведенное место. Это его главное отличие от корпусной конструкции.

Принцип работы термостата, как он устроен

Термостат предназначен для того, чтобы двигатель автомобиля прогрелся быстрее. Термостат в системе охлаждения автомобиля выполняет роль поддержания нужной температуры, чтобы двигатель нагрелся быстрее и не перегрелся во время работы.
Вне зависимости от составных элементов, у всех термостатов аналогичный принцип работы.

Терморегулятору задаётся определённая температура, которую он поддерживает, не давая её подняться выше заданных параметров и упасть. В устройстве находится термочувствительный элемент, который считывает температуру окружающей среды. До того, как устройство нагрелось до заданной температуры, контакты соединены и происходит нагревание. После того, как температура поднялась, контакты расходятся за счёт термочувствительного элемента, который видоизменяется при нагреве.

Когда температура опускается ниже заданной, термочувствительный элемент возвращается в исходное состояние и нагревание возобновляется. Такой процесс цикличен.

Устройство термостата

Термостаты бывают устроены по-разному: механические и электронные. При этом принцип работы одинаков: он определяет температуру окружающей среды или поверхности, на которой находится. И в зависимости от указанных параметров, устройство определяет, есть ли необходимость в задействовании термических элементов или необходимо наоборот отключить имеющиеся.
Конструкция и её принцип работы очень просты, что позволяет устройству прослужить долго.
Основным элементом является термочувствительный элемент, который видоизменяется при изменении температуры в устройстве или окружающей среде, прекращая тем самым нагревание.

Причины неисправности

Основным симптомом поломки прибора является утеря работоспособности клапанов. Потеря подвижности данных элементов обусловлена образованием накипи или коррозии на термостате кондиционера.

Также многие автолюбители недооценивают значимость регулярной замены ОЖ и зимой увеличивают срок службы залитой рабочей смеси. Использование непроверенных, дешевых товаров в этом плане также негативно сказывается на работе всей системы охлаждения в целом. Еще один вариант халатного отношения к автомобилю — когда происходит разбавление концентрата охлаждающей жидкостью не дистиллированной водой, а обычной, забывая почистить систему перед заправкой.

Из-за загрязнения устройства может произойти всем знакомый на слух «заклин». Клапаны теряют подвижность и остаются в одном положении, чаще всего, открытом. Но наполнитель также может стать причиной поломки: при потере его главных физических свойств последует уменьшение способности расширяться. А значит он будет не способен полностью выталкивать штык. Это грозит нарушением функционирования клапанов. При неработающем термостате охлаждающая жидкость потеряет возможность поддерживать нужную температуру и либо «закипит», либо останется холодной.

Что такое термостат

Термостат – это дискретный механический прибор, который при достижении заданной уставки по температуре, изменяет своё состояние или состояние своих электрических контактов.

Эти контакты, например, могут использоваться в релейных электросхемах, запуская или останавливая различные агрегаты или передавать информацию о достижении температуры в систему автоматизации АСУТП. Само слово происходит от двух греческих слов: «θερµο-», что означает тепло и «στατός» — стоячий, неподвижный.

В отличие от аналоговых датчиков температуры, таких как термопара или термометр сопротивления, термостат не покажет истинное значение температуры в определённый момент времени. Задача его заключается лишь в том, чтобы при выставленном заранее значении температуры «сработать», то есть изменить своё состояние. После этого в зависимости от типа термостата выполняются требуемые при регулировании действия.

Термостаты применяют в устройствах или системах, которые что-либо нагревают или охлаждают до заданных температурных значений. Например, в холодильниках, отопительных приборах, системах охлаждения автомобильных двигателей, промышленных печах и др.

Из чего состоит термостат и какой у него принцип работы

Устройство термостата и его принцип работы зависят от используемого типа чувствительного элемента. Это могут быть биметаллические пластинки или металлические капсулы с капиллярными трубками, заполненные жидкостью или газом.

Биметаллическая пластина представляет собой две разнородные металлические полоски с разными коэффициентами теплового расширения, которые сваривают вместе. Во время нагрева одна из металлических пластин расширяется больше, что приводит, при достижении заданной температуры, к её изгибанию или выпрямлению.

Механически передвигаясь таким образом, биметаллическая пластина может замкнуть или разомкнуть электрические контакты или, например, открыть клапан охлаждающей жидкости.

Ещё один из распространенных видов термостата – капиллярный. Его работа основана на первом законе термодинамики, согласно которому при изменении температуры в термодинамической системе, она должна выполнять механическую работу до тех пор, пока не придет в равновесное состояние.

Капиллярный термостат включает в себя следующие элементы:

• металлическую капсулу, содержащую рабочую жидкость (например, гликоль);
• капиллярную трубку, соединяющий датчик с регулирующим блоком термостата;
• регулирующий блок или электромеханическое реле, при помощи которого задаётся уставочное значение температуры.

При нагреве металлической капсулы изменяется объём её содержимого, которое через капиллярную трубку давит на мембрану реле и при достижении заданной температуры происходит замыкание или размыкание его контактов.

У всех типов термостатов задание температуры происходит механически, поворачивая регулировочный винт, либо жёстко задано производителем на определённую температуру.

Назначение термостата

Как было сказано выше, основной задачей термостата является контроль за температурным режимом. Сфера использования термостатов очень широкая: от утюга в маленькой квартире до огромных печей на промышленных объектах. Они применяются в различной технике, отопительных системах, кондиционерах и бытовых приборах.

Термостат делает их использование безопасным и в то же время комфортным, поскольку регулирование температуры осуществляется автоматически.

Термостаты могут быть уже встроенными или применяться дополнительно, например, в смесителях для воды, для корректировки работы газовых котлов или подогрева пола.

Автомобильный термостат – обязательный компонент для системы охлаждения двигателя. Он помогает поддерживать необходимую температуру, не допуская перегрева.

Настройка терморегулятора (регулятора температуры) для котла отопления

После того как вы купите терморегулятор для котла отопления и подключите его к отопительному оборудованию, его необходимо будет настроить. К каждому изделию прилагается инструкция, в которой приводится порядок настройки. Внимательно ее изучив, можно самостоятельно установить необходимый режим, отвечающий индивидуальному уровню комфортности микроклимата.

На внешней панели устройства расположены кнопки и переключатели, посредством которых осуществляется настройка. Переключатели позволяют управлять нагревом и кондиционированием воздушного пространства, отсрочкой включения (не позволяет начать работу котла при кратковременном понижении температура, например, сквозняке) и отклонением температуры (если установить значение колебание на 1°C, то включение или выключение будет доступно при увеличении или понижении температуры на 0,5 градуса).

Для правильной настройки работы терморегулятора для котла отопления лучше обратиться к специалистам.

Посредством кнопок задается два режима: оптимальный и экономный. Таким образом, днем будет обеспечиваться температура с оптимальным значением, в ночное время температура снизится до уровня, достаточного для приятного сна. Такой режим позволит значительно сэкономить на энергоресурсах. Различные модели терморегуляторов имеют несколько установленных режимов, один из которых можно выбрать для использования.

На заметку! В комнатах, где чаще всего находятся дети и люди преклонного возраста, рекомендуется не опускать температуру ниже 22°C.

Виды термостатов

Термостаты бывают различного типа: двухходовые (проходные), трёхходовые (смесительные смешивают потоки горячего и холодного теплоносителя, а разделительные разделяют), четырёхходовые…

Двухходовой термостат выглядит так:

На фото ниже один из термостатов фирмы ESBE:

Трёхходовой термостат фирмы ESBE для системы отопления

Они бывают у них разные. На фото видно, что на корпусе самого термостата есть схема, в соответствии с которой следует подключать термостат к трубам: со стоны красного прямоугольника подсоединяется подающая труба с горячим теплоносителем, со стороны синего – обратка с охлаждённым теплоносителем, и внизу, на выходе, смешанный теплоносителем.

Есть много моделей термостатических вентилей, например, такой:

— или такой:

На следующем фото изображён термостат для отопления с электрическим сервоприводом, который крепится к корпусу клапана вместо механической головки.

Термостат с электрическим приводом

Что представляет собой сервопривод? Сервопривод – это своего рода маленький электродвигатель, который управляется от какой-либо команды: предположим, где-то стоит комнатный электронный терморегулятор, замеряет температуру, и если температура слишком высокая или низкая, подаёт команду сервоприводу. Электродвигатель вращает ось, и таким образом приоткрывает ту или иную сторону термостата.

На следующем фото такой же термостат для отопления с сервоприводом, но другого производителя:

Ещё один термостат с электроприводом

В следующей статье познакомимся с устройством, которое тоже называют термостат для отопления, но конструктивно и по своему принципу работы он отличается от рассмотренных здесь. Это — комнатный термостат, называемый также комнатным терморегулятором (что, пожалуй, правильней).

термостат для отопления

Какие бывают автомобильные термостаты?

Сейчас можно найти термостаты нескольких видов. Они отличаются между собой по принципу работы и имеют свои особенности. Варианты отечественного производства стоят дешевле немецких или польских, но именно зарубежные варианты славятся высоким качеством и хорошей износостойкостью. Востребованными остаются универсальные варианты деталей. Их ценят за простоту установки, удобство пользования, невысокую стоимость и достаточную распространённость. Рассмотрим, какие виды приборов существуют.

Одноклапанный

Популярный вид устройства. Его устанавливают до настоящего времени в автомобили зарубежного и отечественного производства. Ведущие фирмы напротив считают, что модель морально устарела и не может обеспечивать качественное охлаждение мощного мотора. Суждение верное, но лишь отчасти. Возможностей одноклапанного терморегулятора не хватит лишь для гоночных автомобилей.

Классическая система успешно работает во многих случаях, но определять конкретную модель и устройство следует в зависимости от оснащения всей охлаждающей системы мотора.

Одноклапанный термостат отличается конструкционной простотой исполнения. Удивительно, но этот параметр является ключевым. Приспособление успешно выполняет возлагаемые на него действия и считается надёжным. Ведущие производители современных авто до сих пор выбирают именно такую конструкцию для оборудования собственных продуктов.

Двухступенчатый или двухклапанный

Принципиальных отличий в устройстве при сравнении с одноклапанным вариантом не выявлено. Разница заключается лишь в расширении спектра возможностей для обеспечения эффективного процесса охлаждения.

Термостат, как и в классическом исполнении, имеет две тарелки. Одна из них обеспечивает затвор большого круга циркуляции, а вторая малого. Функционирование систем обеспечивается синхронно. Когда один круг закрывается, второй сразу же запускается – в этом и состоит основное преимущество двухклапанного устройства. Работа – синхронная, запор одного клапана провоцирует открытие другого.

Устройство двухступенчатого термостата отличается. Пересмотреть принципиальное строение физики и автомеханики решили из-за определённого несовершенства предыдущего варианта. Система охлаждения создаёт высокое давление тосола и клапан термостата не может его преодолеть.

Изменение конструкции состояло во внедрении двух тарелок (малой и большой). Сначала открывается первая, она призвана уменьшить усилие и снизить давление внутри системы. Открывается плавно, запускает взаимодействие большой по цепи. Из-за этого изначально жидкость не проходит в большой круг.

С электронным управлением

Электронное устройство представлено в форме классического одноклапанного термостата, включающего нагревательное сопротивление. Функция управления последним обеспечивается электронным блоком контроля над функциями мотора. Последний способен достигать температуры 95-100 градусов при частичной нагрузке. На максимальной мощности отметки сохраняются в диапазоне 85-95°C.

Термостат Behr Thermot-tronik с электронным управлением

Оснащение такого класса позволяет экономить топливо и рационально его использовать за счёт дополнительного охлаждения поглощаемого цилиндрами воздуха. Электронный термостат повышает КПД мотора.

Корпусный и бескорпусный

Во многих случаях термостат продаётся в автомагазинах без корпуса. В этом случае установить его можно просто вынув старый. Но некоторые производители выпускают термостаты уже установленными в корпус, который надо подключить к патрубкам охлаждающей системы автомобиля.

Чаще всего термостаты продаются вместе со специальной резиновой прокладкой, которая выдерживает воздействие охлаждающей жидкости.

Есть отдельный вариант термостатов – бескорпусный. Их устанавливают непосредственно в блок двигателя.

Бескорпусный термостат ГАЗ-3302,2705 дв. ГАЗ-560 «Steir» LUZAR

При нагреве воскового шара он плавится, становится больше в размерах и выталкивает шток (примерно на 2 см). Клапан на штоке поднимается и закрывает патрубок. Чем выше температура антифриза, тем сильнее выталкивается шток. А при остывании мотора менее 70 градусов восковой шар уменьшается и становится твёрдым, а шток с клапаном встаёт на своё место благодаря пружине.

Назначение

Термостат — один из главных узлов системы охлаждения. Назначение — контроль температурных показателей ОЖ с последующим перенаправлением состава по большому или малому кругу.

Пока мотор прогревается, клапан находится в закрытой позиции, а жидкость идет по малому кругу. Как следствие, прогрев силового узла происходит быстрее.

При достижении требуемой температуры происходит открытие клапана и подача ОЖ через радиатор.

Другими словами, термостат — специальный прибор, который поддерживает температуру мотора в заданных параметрах посредством грамотной работы терморегулятора и правильности осуществления фазового перехода.

Блокируя работу радиатора, устройство позволяет двигателю набирать нормальную температуру. Как следствие, улучшаются характеристики силового узла, и снижается его износ.

Клапан термостата открывается при температурах от 70 до 92 градусов в зависимости от конструкции термостата (применяемого термоактивного наполнителя) и требуемого теплового режима двигателя.

Моментом открытия термостата считается перемещение клапана на величину 0,1 мм. Допуск на температуру начала открытия клапана составляет ±2°С. Температура полного открытия клапана как правило выше на 12 — 15 градусов, чем температура начала открытия.

Поэтому температура полного открытия основного клапана может варьироваться в пределах 82-107 градусов Цельсия.

После этого заслонка открывается и позволяет проходить жидкости по системе.

Градация по температуре открывания клапана

И вот мы подошли к главному: какие бывают термостаты по температуре. Стоит отметить, что на машинах, которые эксплуатируются в наших широтах, клапан должен открываться при 82 либо 88 градусах Цельсия. Правда, они непригодны для более жарких стран.

Дело в том, что на один и тот же двигатель могут устанавливаться разные термостаты, которые открываются при разных температурах. Чаще всего они делятся на 4 категории:

• 76,5;
• 82;
• 88;
• 92.

Дело в том, что выбор термостата зависит от того, в какой климатической зоне вы проживаете, или, точнее сказать, где эксплуатируется машина.

К примеру, если на машине эксплуатируемую в Африке, установить термостат, у которого клапан открывается при 82 градусах, то антифриз не успеет пройти по большому кругу. Из-за этого двигатель закипит практически мгновенно, и вы попросту не уедете даже со двора. Именно поэтому для одного и того же двигателя выпускается 4 вида термостатов, открывающихся при разных температурах. В Японии или Финляндии устанавливают те экземпляры, которые открываются при температуре 76 градусов. В северных странах чаще всего устанавливают (как говорилось выше) термостаты, открывающиеся при температуре 82 или 88 градусов. В жарких странах они должны открываться при температуре 92 градуса. Даже на отечественные Жигули идут термостаты трёх либо четырёх видов.

Функции комнатных термостатов для газовых котлов

Перед тем как купить комнатный термостат для газового котла того или иного типа, следует ознакомиться с его функциональными возможностями. Следует отметить, что делая выбор между аналоговыми и цифровыми моделями, последние имеют массу преимуществ и соответственно цена на них выше.

Установка комнатного терморегулятора для газового котла поможет снизить затраты топлива на обогрев помещения.

Однако применение программируемого комнатного термостата для котла отопления позволяет существенно снизить частоту включений/отключений оборудования, что положительно сказывается на его работе в целом.

Крайне важной особенностью комнатного термостата для котла является функция программирования, которая дает возможность настроить комфортный микроклимат в зависимости от времени суток, погодных условий и других факторов. Имеющийся таймер позволяет выставить нужные параметры, учитывая дни недели (рабочие, выходные), календарный сезон и другие настройки

Это очень удобно для тех, кто имеет посменный график работы или работает неполный день.

Главные преимущества программируемого комнатного терморегулятора для газового котла:

• дистанционное регулирование работы отопительного прибора;
• настройка «день/ночь» дает возможность установить индивидуальный уровень обогрева с учетом определенного времени суток;
• простота управления позволяет быстро перенастроить температурный режим в помещении;

Принцип работы комнатного термостата для газового котла.

• опция программирования дает возможность настраивать работу оборудования учитывая погодные изменения;
• за счет минимальных включений/выключений минимизируется износ и продлевается эксплуатационный срок отопительного оборудования;
• существенная экономия расхода энергоресурсов;
• высокая точность и надежность в работе.

На заметку! Купив комнатный термостат для котла программируемого исполнения, вы получаете возможность управлять отопительным оборудованием в любое время суток, независимо от вашего присутствия в доме.

Как проверить термостат

Проверять термостат необходимо в следующих случаях:

• двигатель очень медленно прогревается;
• мотор быстро перегревается.

Это может говорить о неисправности устройства.

Проверку можно провести, не отсоединяя прибор. Для этого потребуется выполнить следующие действия – термостат будет установлен на своем месте.

Открыть капот.
Запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу 3 – 4 минуты

Важно, чтобы перед запуском мотор был холодным.
Потрогать рукой патрубок около радиатора. Если он холодный, это означает, что циркуляция по малому кругу проходит нормально.
Дать двигателю хорошо прогреться, а затем потрогать второй подводящий патрубок, который отвечает за движение жидкости по основному контуру

При нормальном функционировании прибора к этому времени он должен открыться и начать охлаждение основного круга. Следовательно, при исправном термодатчике он должен быть холодным.

Если в ходе проверки выяснилось, что патрубки горячие, это говорит о неисправности.

Есть и другой вариант исследования устройства, со снятием. Вот какие действия для него потребуется выполнить:

• полностью слить антифриз из системы охлаждения транспортного средства;
• демонтировать термостат;
• поместить его в кастрюлю с водой и довести ее до кипения;
• вытащить прибор пинцетом или другим приспособлением и посмотреть на просвет.

В нормальном состоянии после кипячения узла клапан должен быть открыт – это означает, что прибор выполняет свои функции правильно. Если деталь неисправна, он будет полуоткрыт или закрыт.

Частые неисправности терморегулятора для тэна

Любой прибор в доме может сломаться, даже если речь идет о высококачественном и супер дорогом бойлере. Причиной поломки может быть совершенно любой фактор, как внешний, так и внутренний.

Есть ряд основных поломок, на которые обязательно стоит обратить внимание:

1. Изнашивается медная капиллярная трубка.
2. Трехконтактный терморегулятор и нагреватель плохо взаимодействуют между собой.
3. Произошел сбой в регулировании нагревательного элемента.
4. Образовалась накипь.
5. Произошла поломка из-за перепадов в напряжении.

Стоит заметить, что если нет никаких навыков и знаний относительно работы с терморегулятором, то лучше всего осуществлять замену и ремонт данной детали в бойлере у специалиста, чтобы не было неуверенности в правильности выполненных действий, и устройство исправно выполняло свои прямые обязанности.