Термостат системи охолодження двигуна
Призначення термостата у системі охолодження
На сучасних автомобілях застосовується гібридна система охолодження двигуна - відбір тепла від найбільш нагрітих ділянок проводиться циркулюючою охолоджувальною рідиною, а охолодження відбувається в радіаторі завдяки потоку повітря, що проходить крізь нього. Система влаштована таким чином, що в ній присутні два кола циркуляції охолоджуючої рідини: малий, що включає всі елементи, крім радіатора, і великий, який входить і радіатор. Це зроблено для швидкого виведення двигуна на оптимальний температурний режим під час пуску.
Працюють кола в такий спосіб. При запуску двигуна вода циркулює тільки по малому колу - через водяну сорочку та насос. Так досягається швидке прогрівання двигуна до оптимальної температури 85-90°C. Однак у міру прогріву двигуна настає момент, коли рідина потрібно охолоджувати - тут включається велике коло, і вода надходить у радіатор, де віддає зайве тепло в атмосферу.
За перемикання між колами відповідає простий і компактний пристрій термостат. Цей пристрій складається з клапана (або клапанів) та термоелемента, що змінює свої властивості при зміні температури. Термоелемент управляє клапаном, відкриваючи та закриваючи його при підвищенні та зниженні температури.
Термостат підключається до системи охолодження між водяною сорочкою двигуна, насосом та радіатором, причому застосовуються три схеми підключення:
-
Термостат включається між насосом, встановленим на вході у водяну сорочку, та радіатором (його нижнім бачком, тобто контактує з охолодженим теплоносієм). При такій установці мале коло при відкритті великого теж залишається відкритим і по ньому циркулює рідина. Використовується одноклапанний термостат;
Термостат включається між виходом водяної сорочки, радіатором (його верхнім бачком) та насосом. При такій схемі підключення малий круг при відкритті великого перекривається і вся рідина, що охолоджує, проходить через радіатор. Використовується двоклапанний термостат;
У двоконтурних системах охолодження використовують два термостати — по одному в кожному контурі. Схеми підключення термостатів у таких системах не відрізняються від описаних вище.
Щоб зрозуміти різницю між термостатами і схемами їх включення, потрібно розповісти про їх класифікацію, пристрій і принцип роботи.
Типи та види термостатів
Існує чотири типи термостатів:
- одноклапанний; - двоступінчастий; - двоклапанний; - З електронним керуванням.
Основна відмінність між різними типами термостатів полягає у кількості клапанів та схемі їх відкриття.
Одноклапанний термостат. Найпростіший і найпоширеніший варіант (особливо на машинах іноземного виробництва). Термостат містить лише один клапан, який при відкритті включає в роботу велике коло циркуляції води, але не відключає малий.
Двоступінчастий термостат. Насправді це той же одноклапанний термостат, але призначений для роботи в системах охолодження з високим тиском рідини, що охолоджує. Клапан такого термостата складається з малої та великої тарілки, спочатку відкривається мала тарілка, якій через меншу площу простіше подолати тиск рідини, а слідом за нею — велика, яка включає в роботу велике коло.
Двоклапаннийтермостат. Ще одна поширена конструкція, яка особливо широко застосовується вітчизняним автопромом. Термостат містить два клапани – для великого (основний клапан) та малого (перепускний клапан) кола. Клапани мають один привід, тому при відкритті клапана великого кола закривається клапан малого, і навпаки.
Термостат з електронним керуванням. Принципово це той самий термостат, проте його термоелемент може нагріватися не тільки охолоджувальною рідиною, але і вбудованим нагрівальним елементом. Цей елемент підключений до електронного блоку управління, який автоматично, залежно від режиму роботи двигуна, може керувати термостатом та системою охолодження.
Пристрій та принцип роботи термостату
Більшість сучасних термостатів, незалежно від типу, мають однаковий пристрій. В основу термостата покладено простий принцип збільшення об'єму тіл при їх нагріванні, а як робоче тіло використовується речовина з високим коефіцієнтом об'ємного розширення — це зазвичай віск у суміші з мідним порошком (а іноді з алюмінієвим і графітовим). При нагріванні така суміш плавиться і збільшується в обсязі - це розширення та використовується для відкриття та закриття клапана.
Основу термостата становить рамка, всередині якої зафіксовано термоелемент та клапан (або клапани). Термоелемент являє собою капсулу з воском, поміщену в корпусі клапана (це невеликий циліндрик), який через напрямний пристрій (ще один циліндр або конус з виконаним в осі каналом) поміщений шток, жорстко закріплений в рамці. До корпусу клапана приєднана тарілка (або дві з різних боків у двоклапанному термостаті), вона утримується у закритому положенні поворотною пружиною.
Працює термостат дуже легко. ПриНагрівання термоелемента віск плавиться, збільшується в обсязі і штовхає корпус клапана, який рухається вздовж штока, долає опір поворотної пружини і відкриває клапан. При охолодженні термоелемента віск знову кристалізується і зменшується в обсязі, і пружина, що повертається, закриває клапан.
Зазвичай термостат виконується у вигляді окремого компактного вузла, який монтується в патрубки і може бути легко витягнутий для огляду або заміни.
На завершення скажемо, що термостат - пристрій дуже простий, але важливий для роботи двигуна. Тому термостат необхідно змінювати відразу ж при виявленні його несправності (що виражається перегріванням двигуна) - тільки так можна забезпечити якісне функціонування двигуна та продовжити його ресурс.