Что такое термостат


Что такое термостат, его виды и применение

Термостат предназначен для поддержания определенного температурного баланса какого-либо устройства, оборудования или помещения. Использоваться он может в различных видах деятельности. Агрегаты классифицируют различными способами.

Типы приборов

Аппараты можно дифференцировать по следующим признакам:

  • диапазон температур;
  • тип теплоносителя;
  • точность производимых температур;
  • назначение (область применения).

Выделяют несколько диапазонов температур. Самые низкие поддерживаются приборами, называемыми криостатами, как правило, они могут поддерживать ниже -600, работают с посторонними источниками холода. Термостаты средних температур имеют достаточно большой температурный разброс от -600 до 5000.

В качестве теплоносителей обычно используется воздух или жидкости, реже твердые тела и вещества, например, воск.

Точность поддерживаемого агрегатом температурного режима зависит от его назначения и структуры, бывают приборы с перемешиванием. Наиболее точными являются конструкции, работающие с жидкостным или воздушным теплоносителем, они допускают температурные колебания не более чем 10-20. Приборы без перемешивания имеют большую погрешность работы, отличия могут быть в 50-100.

Область применения

Область применения разнообразна, раньше они чаще использовались для различных физических, химических исследований, сейчас широко применяются в современном оборудовании:

  • В смесителях. Могут быть вмонтированы в водяной смеситель, тем самым поддерживая без перепадов заданный уровень тепла воды.
  • В качестве дополнения к газовому котлу. Комнатный термостат используется для автоматической корректировки работы газовых котлов, обогревающих помещение. Работа котла проводится только в случае, если зафиксирована температура воздуха ниже заданной. Если же к котлу не подключать такой аппарат, то он будет работать в зависимости от тепла воды в нем, что приведет к перегреву или наоборот охлаждению помещения.
  • Для регулировки системы пола с подогревом. Это механический или электронный прибор, включающий системы подогрева пола и позволяющий им работать только до достижения необходимой температуры. Электронное оборудование запрограммировано на отключение системы подогрева в случае, если полом будет достигнут требуемый уровень тепла. Такие приспособления бывают накладными, которые можно установить в любом месте, а бывают встраиваемыми – их необходимо монтировать в стену.
  • Автомобильные термостаты используются в системе охлаждения двигателей. Они позволяют разогреть двигатель быстрее, а затем помогают поддерживать необходимый температурный режим без перегрева. Такие приборы продлевают срок жизни двигателя и уменьшают количество его поломок.

bouw.ru

Термостат: устройство, принцип работы, неисправности

Термостат является элементом системы охлаждения автомобиля, отвечающим за распределение теплового баланса охлаждающей жидкости. В статье подробно рассмотрим принцип работы, устройство, а также виды механизмов, использующихся в конструкции современных автомобилей.

Принцип работы термостата

Простейшая система охлаждения двигателя состоит из малого и большого кругов циркуляции охлаждающей жидкости (ОЖ). Циркуляция в малом кругу, именуемом рубашкой охлаждения двигателя, способствует быстрому выходу двигателя в режим рабочей температуры. При повышении температуры термостат соединяет «рубашку» с основным радиатором системы охлаждения, при этом антифриз начинает циркулировать по большому кругу, поступая в бачок ОЖ уже охлажденной.

Термостат отвечает за перераспределение потока охлаждающей жидкости, что позволяет ускорить прогрев двигателя и дальнейшее поддержание оптимального температурного диапазона.

Термостат является термочувствительным клапаном, так как его принцип работы основан на свойстве изменения линейных размеров формы тела при изменении его температуры. В качестве наполнителя, расширяющегося при нагреве, использует смесь гранулированного воска и меди. Именно «твердый» наполнитель используется в конструкции современных механических термостатов.

Устройство

Конструктивно механизм состоит из следующих элементов.

В начале работы двигателя клапан термостата находится в закрытом положении – тарелка основного клапана плотно прижата к корпусу возвратной пружиной. Забор ОЖ через радиатор перекрыт, открытый перепускной клапан позволяет жидкости циркулировать по малому контору. При повышении температуры термоэлемент начинает расплавляться. Увеличение в объеме создает давление на корпус основного клапана, заставляя его преодолевать усилие возвратной пружины и перемещаться в направлении входного патрубка. Перемещения провоцирует закрытие перепускным клапаном магистрали от двигателя и открытия магистрали от радиатора. Таким образом, выходной патрубок (к насосу) сочленяется с входным патрубком №7 (от радиатора).

Температура открытия термостата зависит от состава наполнителя. В среднем термостат начинает открываться при температуре 80-90ºС, полное открытие достигается при температуре 95-105ºС. Точные показатели можно узнать в технической документации к автомобилю; часто температура открытия указывается непосредственно на корпусе изделия. Для наглядного представления принципа работы предлагаем посмотреть видео работы термочувствительного клапана.

Виды

  • 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.

Неисправности

Устранения последствий перегрева двигателя часто требуют немалых финансовых вложений. У механического термостата может быть всего 2 поломки:

  • движение клапана с подклиниванием. В таком случае замедляется его быстродействие. Причина может быть в механическом износе элементов либо образовании на поверхности штока налета. К образованию налета, продуктов коррозии приводит некачественный антифриз, использование в качестве ОЖ воды, смешивание несовместимых по составу жидкостей;
  • заклинивание термостата в одном из положений. Если клапан замирает в открытом положении, ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу, что значительно увеличивает время прогрева двигателя и салона автомобиля. Заклинивание в закрытом положении обязательно приведет к перегреву двигателя, так как ОЖ не охлаждается в радиаторе набегающим потоком воздуха.

Кроме неисправностей, характерных для механических термочувствительных клапанов, в электронных термостатах возможны проблемы с питанием нагревательного элемента, подтекание ОЖ в месте прилегания корпуса к блоку двигателя. Учитывая специфику каждого из видов механизмов и условий эксплуатации, предречь ресурс термостата довольно сложно. Можно встретить утверждения о необходимости профилактической замены каждые 100 тыс.км. либо 5 лет эксплуатации, но в то же время практика знает случаи, когда механические термостаты служили более 10 лет.

autolirika.ru

Термостат - это... Что такое Термостат?

Термостат FLZ 541 Автомобильный термостат Открытый термостат Honeywell

Термоста́т — прибор для поддержания постоянной температуры. Поддержание температуры обеспечивается либо за счёт использования терморегуляторов, либо осуществлением фазового перехода (например, таяние льда). Для уменьшения потерь тепла или холода термостаты, как правило, теплоизолируют. Но не всегда. Широко известны автомобильные моторы, где летом нет никакой теплоизоляции и за счёт действия восковых термостатов поддерживается постоянная температура. Другим примером термостата, широко используемого в быту, является холодильник.

В термодинамике термостатом часто называют систему, обладающую столь большой теплоёмкостью, что подводимое к ней тепло не меняет её температуру.

Содержание

  • 1 Классификация
  • 2 Принцип работы
  • 3 Примечания
  • 4 См. также

Классификация

Термостаты можно классифицировать по диапазону рабочих температур:

  • Термостаты высоких температур (300—1200 °C);
  • Термостаты средних температур (-60—500 °C);
  • Термостаты низких температур (менее −60 °C (200 К)) — криостаты.

Термостаты можно классифицировать по рабочему телу (теплоносителю):

  • Воздушные;
  • Жидкостные;
  • Твердотельные (как правило, используются элементы Пельтье и воск).

Термостаты можно классифицировать по точности поддержания температуры:

  • 5-10 градусов и хуже, как правило, достигается без перемешивания, за счёт естественной конвекции;
  • 1-2 градуса (хорошая тепловая стабильность для воздушных, очень посредственная для жидкостных), как правило, с перемешиванием;
  • 0,1 градуса (очень хорошая тепловая стабильность для воздушных, на уровне лучших образцов, средняя для жидкостных);
  • 0,01 градуса (как правило, достигается в жидкостных термостатах специальной конструкции), практически невозможно получить в воздушном термостате с вентилятором.

Термостаты можно классифицировать по области и способу применения:

  • Промышленные термостаты;
    • накладные термостаты;
    • погружные термостаты;
  • Комнатные термостаты.

Принцип работы

Можно выделить два основных способа работы термостатов:

  1. В термостате поддерживается постоянной температура теплоносителя, заполняющего термостат. Исследуемое тело при этом находится в контакте с теплоносителем и имеет его температуру. В качестве теплоносителя обычно используют воздух, спирт (от −110 до 60 °C), воду (10 — 95 °C), масло (-10 — +300 °C) и др.
  2. Исследуемое тело поддерживается при постоянной температуре в адиабатических условиях (теплоноситель отсутствует). Подвод или отвод теплоты осуществляется специальным тепловым ключом (в термостатах низких температур) или же используются электропечи с терморегулятором и массивным металлическим блоком, в который помещается исследуемое тело (в термостатах высоких температур).

Примечания

См. также

  • Калориметр
  • Эксикатор — прибор для поддержания постоянной влажности.

dic.academic.ru

Что такое термостат и зачем он нужен?

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.

Разновидности термостатов

Существует несколько видов таких устройств:

  • одноклапанные (классическая модель, доказавшая свою надежность);
  • двухступенчатые и двухклапанные (обладают повышенной пропускной способностью);
  • с электронным управлением (устанавливается на автомобилях с бортовым компьютером, температура включения и отключения может задаваться самим водителем).

Последний вид термостатов представляется наиболее перспективным, поскольку позволяет подстраивать температурный режим работы двигателя под местный климат.

Какие бывают поломки у термостата

Самая неприятная поломка – когда термостат заклинило в закрытом положении. Мотор начинает перегреваться практически при любой температуре на улице, даже в небольшой мороз. Последствия у этого бывают самые печальные, вплоть до полного ремонта двигателя. Что не допустить «закипания» мотора, нужно внимательно следить за датчиком температуры.

Когда клапан термостата открывается не до конца, то двигатель до рабочей температуры будет прогреваться слишком долго, а зимой совсем может до нее недотянуть. Определить такую неисправность можно, если ориентироваться на нормативные показатели: при температуре воздуха в 0 градусов мотор должен прогреваться не дольше 5–7 минут. Если же клапан открыт не полностью, то температура агрегата не поднимется выше 60–70 градусов.

Причин поломок у термостата много, но практика показывает, что основная кроется в разрушении корпуса и подвижных деталей под воздействием обычной коррозии. В результате клапаны не в состоянии полностью ни открыть, ни закрыть поток охлаждающей жидкости.

Выходят термостаты из строя и тогда, когда сам двигатель дает сбои и часто глохнет. Поскольку при любом запуске двигателя устройство тоже включается в работу, то оно гораздо быстрее изнашивается при неотрегулированном зажигании. Утешением для автовладельцев служит лишь то, что термостат стоит не очень дорого. И опытные механики рекомендуют менять его один-два раза в год.

Как определить, рабочий ли термостат

Чтобы определить, исправен ли термостат, не обязательно даже знать, где он находится. Нужно просто прогреть двигатель так, чтобы стрелка температуры остановилась на грани красной зоны датчика. Затем выключить двигатель, открыть капот, найти верхний и нижний патрубки радиатора (черные резиновые шланги диаметром около 5 см).

Дальше нужно просто приложить к ним руку. Если верхний шланг будет горячим, а нижний – холодным, значит, клапан термостата так и не открылся, и устройство нужно срочно поменять. Ремонтировать термостат не имеет никакого смысла. Он устроен достаточно просто и стоит недорого.

Пять признаков того, что термостата не исправен

  1. Двигатель долго набирает рабочую температуру.
  2. Мотор быстро перегревается.
  3. Стрелка датчика температуры резко поднимается сразу после остановки.
  4. Нижний патрубок становится горячим после нескольких минут работы двигателя (значит, клапан термостата постоянно открыт).
  5. Мотор перегревается, а нижний патрубок радиатора при этом холодный (термостат заклинило в закрытом положении).

Из-за нарушения температурного режима работы страдает двигатель. Он чрезмерно изнашивается, при этом потребляет больше масла и топлива.

Как еще можно проверить исправность термостата

Существует еще один простой способ проверки работоспособности термостата. Для этого достаточно положить его в емкость с горячей водой (примерно 100 ˚С). После этого нужно внимательно посмотреть открывается ли клапан устройства. Если нет – срочно поменять термостат на новый. Некоторые умельцы проверяют, работает ли термостат, нагревая его мощным строительным феном.

При замене термостата важно обращать внимание на то, при какой температуре, он срабатывает (она нанесена на его корпусе). Разумеется, если проигнорировать это требование, то температурный режим двигателя будет нарушен.

golifehack.ru


Смотрите также


Интересующую Вас информацию Вы можете уточнить у наших специалистов, заполнив форму, приведенную ниже. Мы с радостью Вас проконсультируем!
Почта:
Ваше Имя:
Сообщение:
30+5