Chladicí systém termostatu ICE

Automobilový termostat v systému kapalného chlazení ICE: zařízení a princip činnosti

Termostat je jedním z nejdůležitějších prvků, který je instalován v kapalinovém chladicím systému benzínové nebo naftové pohonné jednotky. Ve standardní verzi má toto malé zařízení průměr asi pět centimetrů a nachází se mezi motorem a chladičem. Hlavním úkolem termostatu je regulovat průtok chladicí kapaliny, který cirkuluje skrze plášť motoru a chladič. Výsledkem zařízení je schopnost rychle a účinně zahřát ICE během studeného startu a dále udržovat optimální teplotní bilanci ve všech provozních režimech a při jakékoliv zátěži na motoru.

Vzhled a upgrade zařízení

Jedním z prvních termostatů je vzhled rtuťového zařízení pro udržení optimální teplotní rovnováhy v kuřecím inkubátoru vynalezeném v roce 1620 panem Cornelií Drebbelem ze Spojeného království.

Termostat byl aktivně používán v systému kapalného chlazení spalovacích motorů od roku 1922, kdy se během provozu objevily první a poměrně silné elektrárny s velkým odvodem tepla.V počátečním stadiu došlo k několika neúspěšným pokusům o použití zařízení v chladicím systému. Pak byl návrh dokončen, inženýři vybrali optimální materiály výroby a dosáhli takových vlastností a spolehlivosti, že termostat se stal univerzálně používaným prvkem v kapalném systému chlazení spalovacího motoru.

Doporučujeme také číst článek o zařízení odstředivého čerpadla kapalného chladicího systému spalovacího motoru. Z tohoto článku se můžete seznámit s funkcemi návrhu čerpadla, jeho funkcemi v chladicím systému, funkcemi a opravami čerpadla.

V chladicích systémech vozidel používejte dva typy termostatů. Existují řešení s pevným nebo kapalným plnidlem. Gelový termostat pro automobilový chladicí systém pro kapalné motory byl vynalezen francouzským jménem Serge Vernier v roce 1963. Společnost Vernet se dnes specializuje na výrobu termostatů a výrobky této značky se těší dobré pověsti na trhu s díly pro různé automobilové značky po celém světě.

Plnicí termostat

Termostat může mít na základě konstrukce různé druhy plniva. Již jsme zmínili, že kapalné plnivo a pevný stav jsou izolovány. Princip fungování a uspořádání těchto řešení je téměř totožný. Rozdíly spočívají pouze ve zvýšeném utěsnění kapalné struktury, stejně jako v jednotlivých fyzikálních vlastnostech samotného plniva a jeho citlivosti na teplotní výkyvy v závislosti na složení.

Moderní motory obdržely takový typ zařízení, které má na základě pevného plniva. Pod takovým plnivem je rozumět hlavní termoelement, který je uvnitř termostatu zpočátku v pevném fyzickém stavu.

Funkce a umístění

Poté, co motor dosáhne optimální provozní teploty, bude nutné tuto hodnotu zachovat v přísných mezích až do okamžiku vypnutí motoru a v některých případech a po nějakou dobu poté, co ICE přestane pracovat. Hlavním úkolem zařízení je monitorovat a rozdělovat proud vytápěné chladicí kapaliny uvnitř systému, aby se z něj vytáhlo teplo.

Termostat může být umístěn na různých místech v závislosti na uspořádání motoru v motorovém prostoru a umístění jeho instalace přímo závisí na modelu pohonné jednotky. Také na místě instalace zařízení také ovlivňují konstrukční vlastnosti implementace samotného chladicího systému. Ve většině případů je termostat umístěn v místě výstupu chladicí kapaliny z hlavy válců. Druhým nejčastějším místem instalace je přívod odstředivého čerpadla chladicí kapaliny (čerpadlo).

Druhy termoregulačních zařízení v autě

Pojďme se bavit podrobněji o různých typech automatických termostatů, s přihlédnutím k vlastnostem jejich designu. Motor může být vybaven různými verzemi termostatu, mezi které patří:

  • termostat s jedním ventilem (jeden ventil);
  • dvoustupňový termostat;
  • zařízení se dvěma ventily (dvouventilový termostat);
  • termostat s elektronickým řízením;

Jednootvorový dvouválcový a dvoustupňový termostat

Řešení s jedním ventilem je jednoduché konstrukce a související spolehlivost.Automobilky na celém světě dávají přednost tomuto typu konstrukce a vybavují většinu svých vozů právě takovým zařízením.

Samostatný typ termostatu s jedním ventilem je dvoustupňový. Instalace těchto řešení je, vzhledem k tomu, že některé z chladicího systému při provozu vytváří velmi vysoký tlak chladicí kapaliny. Termostat ventilu je obtížné překonat tento tlak. Z tohoto důvodu, termostat konstrukce dvoustupňové vydáním rozhodnutí, což znamená přítomnost dvou ventilových desek, které se nazývají malé i velké. První v termostatu otevírá malou desku, která vyžaduje výrazně menší úsilí k překonání tlaku vytvořeného v systému. Destička se lehce, a již při otevření komunikuje s velkou deskou a jednoduše vytáhnout ho za sebou. Otevření velké (hlavní) desky termostatu až do konce otevře průchod chladicí kapaliny.

V prvním případě má termostatický ventil se dvěma deskami, pak dva řídicí ventil získal dva samostatné ventily, které jsou umístěny v jednom pouzdře.První ventil je hlavní a slouží k vypnutí velkého kruhu, když se chladicí kapalina pohybuje v systému. Druhá ventil je obtokem a je zodpovědný za cirkulaci kapaliny podél malého kruhu. Provoz ventilů je synchronní. Když jeden z nich překrývá kanál chladicí kapaliny, druhý otvorí požadovaný obrys. Tato konstrukce termostatu byla široce uplatněna při konstrukci osobních a nákladních automobilů, které jsou výrobky automobilového průmyslu ze zemí SNS.

Elektronicky řízené zařízení

Nejdokonalejší a relativně složité konstruktivní, ale nejpřesnější a nejúčinnější je termostat vybaven elektronickým řízením. Hlavní výhodou tohoto zařízení je poskytnutí různých teplotních indikátorů pro dosažení optimální teploty ve vztahu k dynamicky se měnícím režimům motoru během jeho provozu.

Konstrukce zařízení se podobá konvenčnímu termostatu s jedním ventilem, ale k jeho termočlánku je přidán další odpor. Řídí ohřev této elektronické řídicí jednotky odporumotor (ECU). Díky tomuto provedení je možné realizovat flexibilní teplotní režim. Indikátor je udržován na 95-110 ° C při nízkém zatížení motoru a 85-95 ° C při maximálním zatížení. Hlavním úspěchem aplikace elektronického zařízení mají výrazné snížení spotřeby paliva a malé zvýšení výkonu na „dno“ kvůli lepšímu chlazení přiváděného vzduchu.

Existují také motory, které mají pouze dva termostaty v kapalném chladicím systému. Takové systémy se nazývají dvouobvodové systémy. Jeden termostat v takovém systému sleduje teplotu v obrysu hlavy válce a je zodpovědný za udržování ukazatele na 87 ° C. Druhý termostat je v obrysu bloku válců.

Teplotní prah v oblasti BC je vyšší a je na 105 ° C. Taková implementace regulace teploty v chladicím systému byla použita při konstrukci vysoce výkonných turbo motoru a poskytuje konečné zvýšení kapacity napájecí jednotky v důsledku zlepšené chlazení.

Návrh termostatu s pevným plnidlem

Moderní systémy kapalného chlazení ICE obdržely nejběžnější verzi s jedním ventilem, stejně jako dvouválcový termostat s pevným plnidlem ve velké většině případů. Tento prvek chladicího systému ICE je ventil citlivý na teplotu, který je uzavřen v rámu z mosazi. Ventil má také desku, která je připojena k pouzdru. Samotné tělo je jakýmsi válcem. Do tohoto válce je vložena speciální tyč. Uvedená tyč je na jednom konci otočena k horní části rámu termostatu a druhý konec je v těle zařízení podepřen gumovou dutinou. Těleso a gumová dutina jsou odděleny teplem citlivým prvkem.

Jednoduše řečeno, běžný dvouválcový termostat má pouzdro, dvě vstupní potrubí, výstupní potrubí, hlavní a přídavný ventil a prvek citlivý na teplotu chladiva. Zařízení je často instalováno před vstupním otvorem pracovní kapaliny v pouzdře odstředivého čerpadla a je k němu připojeno speciální výstupní tryskou. Jedno vstupní připojení spojí termostat s hlavou válce a druhý se připojí ke spodní nádrži chladiče.

Prvek citlivý na vytápění je měděný válec, gumová membrána a tyč. Pevná plniva se nachází mezi membránou a stěnou válce. Element je směs mědi a granulovaného vosku.

Hlavním požadavkem na materiál je vysoký koeficient objemové expanze. Jemný zrnitý vosk nebo směs měděného prášku a ceresinu je vynikající pro provádění požadovaných funkcí.

Vosk byl použit v konstrukci kvůli své vlastnosti výrazně expandovat pod vlivem tepla a projít z pevného do kapalného stavu a zpět. Specifikovaný vosk nebo parafín, který se používá při konstrukci automobilových termostatů, je umělý a liší se od obvyklého materiálu. Takový vosk získal řadu specifických vlastností, které získává po průchodu destilačním procesem.

Princip činnosti

Po spuštění motoru je termostat v tomto okamžiku v uzavřeném stavu a blokuje přístup chladicí kapaliny do velkého kruhu. Chladicí kapalina cirkuluje po trase, která způsobí, že vystupuje z bloku válců a okamžitě se vrátí.Tato vlastnost chladicího systému zajišťuje co nejkratší dobu účinný ohřev pohonné jednotky a její následný výstup na optimální teplotu pro provoz při zatížení.

Když ohřev chladicí kapaliny dosáhne teplotního prahu 80-90 ° C, začne se termostat otvírat. To je způsobeno skutečností, že element pevného stavu v těle zařízení začíná tát při této teplotě. Je zde přirozený nárůst termočlánku v objemu. Zvýšení objemu iniciuje pohyb tělesa termostatu podél tyče. Tyč sama se nemůže pohybovat, protože je pevně pevně upevněna na horním rámu. Ventilová deska překonává sílu vratné pružiny a začne se otevírat. Chladicí kapalina má tedy možnost projít úplně nebo částečně otevřeným ventilem a začít cirkulovat radiátorem. Účinnost chlazení chladicí kapaliny v radiátoru je podstatně vyšší.

Při maximálním přípustném zvýšení teploty chladicí kapaliny je termostat zcela otevřený, což umožňuje, aby chladicí kapalina prošla celým chladičem.Termostat se otevírá úplně při teplotě asi 95 – 105 ° C. Když motor automobilu běží v různých režimech, které se neustále mění, termostat se neustále otvírá.

Pokud budeme brát v úvahu princip fungování dvouventilového termostatu, s přihlédnutím ke známým koncepcí pohybu chladicí kapaliny podél "velkých" a "malých" kružnic, získáme následující. Představte si, že teplota chladicí kapaliny v systému přesáhla hodnotu 80 stupňů Celsia. Pevná výplň termostatu začíná tání a zvyšuje se objem, pak se tlačí na tyč, která vystupuje z balónu. Válce se začne pohybovat nahoru, čímž se uzavře přídavný ventil zařízení. Přístup k malému okruhu chladicí kapaliny je uzavřen.

Když chladicí kapalina dosáhne teploty kolem 94 stupňů, dodatečný ventil se zcela uzavře. Hlavní ventil je stále otevřený a chladicí kapalina volně cirkuluje velkým kruhem, což znamená jeho pohyb přes kanály chladicího chladiče.

V případě poklesu teploty chladicí kapaliny pod značku 80 stupňů se objem plniva snižuje, hlavní ventil termostatu se postupně zavírá. Průtok kapaliny v chladiči je snížen.Současně se začne paralelně otevřít další ventil, který otevírá chladicí kapalinu do oběhu malým kruhem.

Možnost úplného nebo částečného otevření umožňuje nejúčinnější a flexibilnější podporu optimálních teplotních indikátorů pro provoz ICE v různých režimech zatížení. Kromě toho termostat umožňuje snížit fyzické opotřebení dílů a součástí pohonné jednotky a snížit stupeň toxicity výfukových plynů. Nejběžnějšími a nejkvalitnějšími výrobci termostatů jsou Gates, Wahler a Vernet.

Společné poruchy

Hlavní a nejčastější příčinou poruchy zařízení je porucha termostatických ventilů. Důvody jsou odlišné, ale ve většině případů je tento jev důsledkem kontaminace termostatu se spánkem, stejně jako tvorby koroze.

Zvláště rychle se rozbije termostat, protože řada řidičů zanedbává pravidelnou výměnu chladicí kapaliny v systému a provozuje chladicí kapalinu mnohem víc než požadovaný čas.Mnozí používají nejlevnější a nestandardní výrobky neznámé výrobci chladivo koncentrát se zředí destilovanou vodou místo obvyklé prošel hlavní chladicí systém stupeň proplachování před další plánované náhradní chladivo atd.

Nadšenci automobilů jsou seznámeni s výrazem "zaseknutý termostat". Výsledkem kontaminace termostatu je to, že ventily zařízení mohou jednoduše zmrznout v určité poloze. Nejčastěji se to děje v otevřené nebo mírně mírně otevřené pozici. Druhou společnou příčinou selhání termostatu je ztráta plnidel v pevné fázi jeho nejdůležitějších fyzikálně-chemických vlastností. Pokud se koeficient roztažnosti pevného plniva sníží, znamená to, že jeho konečný objem se změní také v prodlouženém stavu.

V důsledku toho plnicí termostat nevyvíjí požadovaný tlak na tyč. Konstrukce se částečně nebo úplně nedá pohnout, jeden nebo oba ventily přestanou fungovat správně. Chladící kapalina v systému, pokud selže termostat, se buď přehřívá,nebo jsou stále chladné a jsou také možné střední teploty odchylující se od konstrukční normy.

Odstraňování problémů

Při vážných poruchách v chladicím systému budete označeni jasnou odchylkou od normálního odečtu měřidla teploty chladicí kapaliny na přístrojové desce v kabině. Při normálním provozu chladicího systému motoru a teplotě vzduchu na boku v blízkosti nuly stupňů Celsia musí výkonová jednotka přejít na provozní teplotu pod zatížením v pohybu po dobu 5-10 minut.

Jedinou podmínkou je obsluha samotného teplotního čidla, ukazatele na přístrojové desce a chladicí systém. Pokud není narušena těsnost systému a funkčnost ostatních součástí, hladina chladicí kapaliny v expanzní nádrži je na správné značce, pak zjevné známky poruchy termostatu jsou:

  • dlouhé zahřátí motoru;
  • neschopnost motoru dosáhnout provozní teploty pod zatížením;
  • nedostatek teplého vzduchu z ohřívače;
  • trvalé přehřátí motoru, bez ohledu na okolní teplotu okolí;
  • pravidelný výskyt těchto příznaků a jejich následné zmizení;

Je velmi jednoduché zjistit poruchu termostatu. Po spuštění studeného motoru musí být horní potrubí chladiče studené a zůstat po určitou dobu. Pokud je vše v pořádku, chladicí kapalina cirkuluje pouze "chladícím pláštěm" motoru (malý kruh) a přístup v režimu zahřívání v chladiči, protože je blokován ventilem termostatu.

Když se horní trubka zahřeje téměř okamžitě, dochází k narušení oběhu. To znamená, že hlavní ventil zařízení je otevřený a chladivo okamžitě prochází velkým kruhem. V důsledku toho se motor nemůže ohřát na optimální provozní teplotu. Tento jev znamená, že dochází k urychlenému opotřebení částí elektrárny. Třecí páry jednotky nedostávají správně maziva, protože nevyhřívaný motor má různé tepelné mezery. Olej zůstává příliš silný a ztrácí své vlastnosti, což vede ke zvýšené spotřebě paliva a předčasnému opotřebení ICE.

Pokud je termostatický ventil stále v uzavřené poloze, přirozeně dochází k přehřátí a následnému varu chladicí kapaliny.Řidiči říkají, že motor "vařil". To ohrožuje nejen silné zvýšení tlaku v chladicím systému a rozpad jeho jednotlivých funkčních prvků, ale také selhání samotného motoru.

K tomu dochází také tehdy, když jsou ventily termostatu pouze pravidelně zaklíněné. Porucha zmizí sama, pak se opět projevuje. V takových případech se říká, že termostat "drží". Toto rozdělení je zákeřnější, protože porucha s takovými příznaky je obtížnější. Zkontrolujte stav chladicího systému a proveďte preventivní výměnu termostatu. Nečekejte na zhoršení situace.

Existuje další způsob, jak testovat účinnost termostatu, ale toto řešení je velmi zřídka požadováno. Jedná se o demontáž a následnou kontrolu termostatu v podmínkách blízkých skutečnému provozu. Chcete-li to provést, umístěte termostat do nádoby s vodou a začněte ho ohřívat. Když teplota vody dosáhne prahové hodnoty pro otevření ventilu termostatu, pak bude obslužný přístroj reagovat se správným brazem. Plnicí jednotka se roztahuje a otevře ventil přibližně 20 mm.Pokud se to nestalo vůbec, ventil se otevře pouze částečně, nebo nevrátí po ochlazení do původního stavu, pak můžeme hovořit o poruše.

Údržba, prevence a oprava

Důležitým kritériem při výběru nového termostatu je teplota jeho provoz a start otevření ventilu. Tento bod je třeba vzít v úvahu a zvolit termostat s odkazem na konkrétní motor. Faktem je, že zařízení různých výrobců mají svůj vlastní teplotní limit. Pokud dáte termostat, jiné, než je doporučená prahu ve velkém stylu, pak to může být spalovací motor přehřívat. Brzké spuštění bude znamenat neschopnost motoru dosáhnout provozní teploty.

Mezi nejčastější doporučení většiny expertů a mechaniků je periodická výměna termostatu v intervalech 2 až 5 let (počet ujetých kilometrů od 50 do 100 000 km). To nemusí nutně čekat na selhání zařízení a výměna sama o sobě je v kombinaci s plánovanou výměnou čerpadla a / nebo chladicí kapaliny.

Náklady na část

Mnoho typů termostatů má řadu individuálních výhod a nevýhod.Cena různých zařízení se také může značně lišit. Domácí termostat je často mnohem levnější ve srovnání s importovanými analogy. Nejkvalitnější a dražší jsou německé přístroje. K dispozici jsou jak univerzální termostaty, které lze instalovat na většině různých motorů, tak modely, které jsou speciálně navrženy pro určitý motor nebo omezený počet hnacích ústrojí.

Často není termostat drahý, je snadné ho vyměnit. Konečné náklady na výměnu budou záviset přímo na konstrukčních charakteristikách motoru a umístění zařízení, jakož i na značce a modelu automobilu. Termostat není obvykle opraven. Cena termostatu pro automobily rodiny VAZ může začít od 3 cu. U nejnovějších modelů vozů AvtoVAZ a většiny cizích automobilů začíná minimální cena přístroje přibližně na úrovni 9 USD nebo více.

Líbí se vám tento příspěvek? Sdělte prosím svým přátelům: