Pikap24.ru

Автомобильный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что регулирует температуру двигателя

Термостаты. Что такое термостат и как он работает?

Термостаты

Вам слишком жарко? Тогда вам захочется охладиться. Вам слишком холодно? Значит нужно согреться. Наши тела — это удивительные саморегулирующиеся механизмы, которые могут постоянно приспосабливаться, чтобы поддерживать температуру в пределах 37 ° C. Но остальной мир не так устроен. Если мы хотим, чтобы в наших домах поддерживалась более или менее постоянная температура, мы должны постоянно включать и выключать обогреватели — или, в качестве альтернативы, полагаться на умные устройства, называемые термостатами, которые сделают эту работу за нас. Что они собой представляют и как работают? Заглянем внутрь!

На фото: простой механический термостат, устанавливаемый в шкафах управления и автоматики для контроля температуры нагрева воздуха от обогревателей ОША. На нем демонстрируется текущая температура в градусах Цельсия. После того, как вы установили температуру, термостат должен включать и выключать обогрев по мере необходимости, чтобы поддерживать в шкафу нужную температуру. На практике такой термостат не включается и не выключается при одной температуре, а переключается между небольшим диапазоном температур по обе стороны от установленного вами значения.

Рис. 2. При регулировании охлаждения двигателя с помощью перепуска вместо перепускного клапана может быть установлен обратный клапан, поджатый несильной пружиной


1 — поступление воды из радиатора; 2 — отвод воды в радиатор.

В двигателях с воздушным охлаждением регулирование температурного режима осуществляется методом дросселирования потока набегающего воздуха с помощью жалюзи, установленного перед вентилятором или за ним (Фольксваген). Более выгодно использовать системы рециркуляции охлаждающего воздуха вокруг двигателя. Этим достигается более равномерный прогрев двигателя и подогрев впускного трубопровода. При этом поток воздуха от вентилятора не дросселирован. Дросселирование потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, может привести к нарушению устойчивой работы вентилятора; при этом резко снижается его эффективность. Эксплуатация вентилятора на таких режимах крайне нежелательна, потому что при той же частоте вращения вентилятора и той же степени дросселирования вентилятор может иметь различную производительность в зависимости от того, уменьшается или увеличивается дросселированием расход воздуха. Принцип регулирования интенсивности охлаждения перепуском части воздуха использован на автомобиле Татра 603.

Производительность вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения вентилятора. Однако при этом напор воздуха, создаваемый вентилятором, возрастает в квадратичной зависимости, а мощность, расходуемая на привод вентилятора, — в кубической. Если двигатель работает на максимальной частоте вращения или на частичной, например, в половину мощности, то для его охлаждения достаточно вдвое меньшего количества воздуха. Уменьшение производительности вентилятора дросселированием потока воздуха практически не скажется на потерях мощности двигателя на привод вентилятора. Если же вдвое снизить частоту вращения вентилятора, то мощность снизится на 7/8, что весьма существенно. Поэтому регулирование температурного режима двигателя изменением частоты вращения вентилятора является резервом увеличения экономичности двигателя. Однако для этого в процессе эксплуатации двигателя необходимо изменять передаточное отношение между валом двигателя и вентилятором, что трудно осуществить. В больших двигателях изменение передаточного отношения осуществляется с помощью клиноременных вариаторов или более дорогих гидростатических устройств.

Более дешевый способ изменения передаточного отношения — это использование гидродинамической муфты (рис. 3).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

  • Радиатор системы охлаждения.
  • Вентилятор радиатора.
  • Малый и большой охлаждающие контуры.
  • Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
  • Датчик температуры.
  • Термостат.
  • Расширительный бачок.
  • Насос (помпа).
  • Радиатор печки.
  • Масляный радиатор (опционально).
  • Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Большой и малый круги циркуляции ОЖ

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

  • Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
  • Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
  • Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
  • Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
  • Крепления.
Читать еще:  Громко работает двигатель пежо 407

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

Проверить автомобиль на наличие неисправностей, в том числе и датчика температуры ОЖ, проще всего при помощи автомобильного диагностического сканера. К примеру, это можно сделать недорогим мультимарочным устройством Rokodil ScanX.

Мультибрендовый сканер Rokodil ScanX

После диагностики авто, сканер укажет на имеющиеся коды ошибок. В частности если появились ошибки P0115 — P0119, причина неисправности будет в самом датчике ОЖ, разъеме подключения или проводке. После чего необходимо более детально рассмотреть причину неисправности. Также с помощью Rokodil ScanX можно проверить показания датчика в режиме реального времени. На “холодном” двигателе его показания должны быть примерно равны температуре окружающей среды, а на горячем не превышать 150 ˚С.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки “Min” и “Max”. Когда количество жидкости ниже минимальной отметки – выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал – это свидетельствует о разгерметизации системы.

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.

3) Неисправность термостата

Наиболее вероятной причиной перегрева автомобиля на большой скорости может быть неисправность термостата. Если вы едите на большой скорости, то нагрузка на двигатель автомобиля увеличивается, то есть, в этот момент она намного больше, чем при движении машины на небольшой скорости.

Из-за увеличенной нагрузки мотор автомобиля нуждается в более значительном охлаждении. Для этого система самого охлаждения при движении на большой скорости подает в охлаждающую систему больше охлаждающей жидкости, чтобы тем самым охладить двигатель машины. Этот процесс как-раз и регулируется термостатом, который периодически может выходить из строя.

Например, термостат может просто не открыться, что приведет к нехватке охлаждающей жидкости в определенной области охлаждающей системы мотора. В этом случае ваш двигатель начнет очень быстро нагреваться и шкала датчика дойдет до критических значений.

Читать еще:  Ваз 21074 карбюратор схема двигателя

Поэтому друзья необходимо помнить, никогда не забывайте контролировать температуру двигателя с помощью датчика на приборной панели.

При любых сдвигах стрелки температуры в сторону красного значения, сразу останавливайте автомобиль и проверяйте исправность системы охлаждения.

Как работает термостат?

Термостат регулирует поток охлаждающей жидкости, циркулирующей по системе охлаждения автомобиля. Хотя это и ключевой элемент в системе охлаждения, но на самом деле данная деталь довольно просто устроена. Термостат — клапан, который интегрирован в систему охлаждения силового агрегата и является его неотъемлемой частью. Его функция состоит в том, чтобы регулировать количество охлаждающей жидкости, циркулирующей по «рубашке» охлаждения двигателя и через радиатор перед рециркуляцией. Пока силовой агрегат прогревается, жидкость совершает циркуляцию так называемым малым кругом, через каналы в головке блока цилиндров. По достижении рабочей температуры клапан термостата открывается и хладагент (антифриз, тосол или вода) начинает проходить через радиатор, по большому кругу.

Правильная работа термостата гарантирует, что охлаждающая жидкость в двигателе остается определенной температуры независимо от температуры наружного воздуха. Клапан термостата открывается и закрывается пружиной, поршнем или другим терморегулирующим механизмом.

Принцип работы

Работа системы направлена на регулирование температурного коэффициента внутри двигателя. Камазы имеют несложное строение системы охлаждения, состоящей из нескольких основных частей.

  • Коленчатый вал двигателя оказывает воздействие на привод. Привод связан с водяным насосом, поэтому при собственном движении, он затрагивает водяной насос, заставляя его работать.
  • Внутри полости водяного насоса находится крыльчатка. При вращении, крыльчатка вызывает разряжение механизмов.
  • Разряженный антифриз поступает внутрь водяного насоса из нижнего бачка. Далее жидкость следует в специальную рубашку охлаждения блоков цилиндра, далее затрагиваются головки блоков, после чего механизм оказывает влияние на термостат.
  • При нагреве менее семидесяти пяти градусов, антифриз вырабатывает цикл, минуя радиатор охлаждения, ведь он слишком холодный, чтобы еще более охлаждаться.
  • Нагрев до девяносто пяти градусов заставляет открыться термостаты полностью, тогда охлаждающая жидкость проходит непосредственно через радиатор, охлаждаясь потоком воздуха внутри радиатора, который создает вентилятор охлаждения.

Система охлаждения поддерживает заданную корректную рабочую температуру. В различных моделях Камаза модификация СО может быть различной. Например, моторы серии 740 имеют жидкостное строение закрытого типа. Закрытый тип характеризуется атмосферным сообщением циркулятивных клапанов через паровоздушные клапаны, остальные типы взаимодействуют напрямую. Закрытый тип имеет ряд преимуществ, основным из которых является возможность повышения температуры кипения охлаждающей жидкости при практически полном устранении потерь через выкипание. Иными словами, нагретая жидкость будет оставаться полностью внутри узла максимальное количество циклов, ведь ей просто некуда деваться через закрытый тип строения.

Система охлаждения включает радиатор. Его задача — быстрое интенсивное охлаждение. Различные типы Камазов также оснащены различными радиаторами. Например, модель 740 имеет трубчато-пластичный тип, основными составляющими которого являются сердцевины верхних, нижних бачков. Сердцевинами считаются ряды отдельных трубок с поперечными горизонтальными пластинами, придающими радиатору жесткость, увеличивающими поверхность охлаждения. Трубки соединяют бачки между собой. Нижний бачок соединен прорезиненным плотным шлангом с полостью охлаждения двигателя, нижний оснащен краном впуска охлаждающей жидкости, патрубков, соединяющим водяной насос. Заполнение радиатора осуществляется только путем заполнения расширительного бачка, ведь в Камазах отсутствует заливная горловина. Бачок расположен с правой стороны двигателя, при нагреве жидкости внутри бачка компенсируется ее количество, поэтому при грамотной работе нагруженного узла нехватка жидкости совершенно невозможна. Сам бачок оснащен двумя горловинами, через которые вставляется паровоздушный клапан, либо происходит заполнение рабочей жидкостью.

Еще одна деталь охладительного механизма — жалюзи. Они регулируют степень напора воздушных потоков, проходящих через радиатор. Устанавливаются непосредственно перед радиатором, имеют вид пластин — створок, прикрепленных шарнирами к каркасу.

Немаловажную роль играет рабочий водяной насос. Данный механизм создает принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости. Большинство узлов высоконагруженных систем грузовых автомобилей работают либо поршневым способом, либо насосным. Перекачка давления создает движение компонентов, запускающее работу целых узлов. Чаще всего встречается насос центробежного типа. Устанавливается перед передней частью цилиндров, работает от шкива коленчатого вала через ремень. Составными частями водяного насоса являются вал, крыльчатка, подшипники, сальник, заключенные внутрь корпуса. Крыльчатка вращается, образуя центробежную силу. Данная сила заставляет охлаждающую жидкость подниматься из нижнего бачка внутрь корпуса насоса, после чего распределяется вдоль стенок. Стенки имеют отверстия, через которые жидкость попадает внутрь полости блока цилиндров.

Важным охладительным элементом, который установлен абсолютно на всех моделях Камазов, является вентилятор. Некоторые модели имеют два типа вентилятора: большой, малый. Эта многоступенчатая развязка организована таким образом, что при нагреве запускается сначала малый вентилятор, если работы малых оборотов недостаточно, через некоторое время запускается большой вентилятор, завершая процесс охлаждения. Вентиляторы усиливают потоки воздуха, проходящие через их сердцевину, создавая при правильном крутящем моменте нужный температурный коэффициент. Строение вентилятора очень простое. Крыльчатка имеет пять лопастей, которые держатся на ступице. Благодаря более тонкому диаметру ступицы, лопасти могут свободно вращаться. Привод осуществляется гидромуфтой под управлением электрических автоматов.

Читать еще:  Двигатель i500 что это

Гидромуфта передает крутящий момент, подаваемый коленчатым валом. Кроме того, гидромуфта гасит колебания нагрузок, возникающие при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. Иными словами, большая скорость создает большее вращение, соответственно, уровень нагрева увеличивается. При увеличении нагрева, гасящие нагрев моменты также будут становиться больше. Именно поэтому чем больше скорость (частота вращения коленчатого вала), тем интенсивнее работает гидромуфта. Ведущая часть состоит из ведущего вала, к которому крепится кожух ведущего колеса, шкива. Ведомая часть вращается автономно на двух шариковых подшипниках, состоит из ведомого колеса, вала ведомого колеса, ступицы вентилятора. Вокруг гидромуфты устанавливается уплотнительное кольцо — две резиновые манжеты.

Работа вентилятора зафиксирована тремя режимами, зависимо от положения крана включения. Первый режим — автоматический. Данный тип возникает при температурном коэффициенте около девяноста градусов — тип положения группы «В». Отключенный вентилятор заставляет кран переключаться в положение «О». Третий тип — постоянная работа вентилятора. Постоянная работа допускается только на кратковременный срок, иначе ресурс жизнеспособности вентилятора резко сокращается. Именно поэтому не рекомендуется постоянно держать мотор на высоких оборотах. При установлении высоких оборотов, вентилятор будет постоянно включен, ведь ему необходимо поддерживать более низкую температуру, чем дает высоконагруженный мотор. Внутри корпуса самого включателя вентилятора расположились термосиловой элемент, золотник, возвратная пружина. При повышении температуры до девяносто пяти градусов, шток термосилового элемента толкает золотник, масло уровня смазки двигателя перемещается внутрь полости гидромуфты. Центробежная сила отбрасывает масло к вращающемуся ведущему колесу, ударяет о лопатки ведомого колеса. Сливается масло в поддон картера. При более низкой температуре, менее девяноста градусов, возвратная пружина отжимает золотник, доступ масла перекрывается, вентилятор отключается. Автоматическая муфта включения вентилятора помогает поддерживать оптимальный температурный режим двигателя, попутно снижая мощность двигателя, включая более экономичный режим работы. Иными словами, система охлаждения напрямую контролирует экономичность работы высоконагруженных узлов грузовика, обеспечивая наиболее рациональный уровень работы.

Термостат стоит немного особняком среди остальных охладительных узлов. Он автоматически регулирует температуру охлаждающей жидкости, ускоряя момент пуска двигателя. Камазы имеют термостат твердого наполнения. Составные части данного термостата включают медный баллон, внутри которого специальная масса (медный порошок плюс церезин — нефтяной воск). Баллон автономно закрыт крышкой, уплотненной резиновой диафрагмой со штоком. Шток имеет серьгу, закрепленную на клапане отдельной осью. Важной особенностью термостата является наличие датчика измерения температуры. Она находится рядом с датчиком сигнализатора аварийного перегрева. Обе запчасти имеют примерно одинаковую функцию, однако датчик температуры — самый важный адаптер возможного перегрева мотора. Путем определенной системы сигналов, он подает информацию центральному электронному блоку управления, который принимает соответствующие ситуации меры.

Клапан термостата устанавливается в две прорези, находящиеся в верхней части корпуса. Непрогретая масса баллона двигателя имеет твердое состояние, клапан термостата имеет закрытое положение под воздействием спиралевидной пружины. Прогревая двигатель, масса баллона начинает плавиться, объем массы увеличивается, открывая клапан путем воздействия диафрагмы и штока. Полное открытие достигается при температуре около девяноста пяти градусов, когда масса наполнителя расширится.

При включении печки падает температура двигателя

Как мы уже говорили выше, включение отопителя салона может влиять на температуру двигателя. Если коротко, на многих авто имеется так называемый радиатор печки. Указанный радиатор включен в общий контур системы охлаждения двигателя, то есть разогретая от двигателя ОЖ проходит через радиатор, отдавая тепло. Полученное тепло далее поступает в салон автомобиля через дефлекторы обдува. Интенсивность отбора тепла от радиатора регулируется скоростью вентилятора печки и положением регулятора температуры подаваемого в салон воздуха.

Для лучшего нагрева салона и ДВС, а также полноценного прогрева КПП достаточно проехать на машине несколько километров в режиме средних оборотов (около 3-3.5 тыс. об/мин) на пониженной передаче. Также многие водители используют способ дополнительного утепления подкапотного пространства при помощи войлока, установки картонной или пластиковой заслонки на радиатор и т.п.

Такое решение утеплить двигатель на зиму вполне оправдано в тех случаях, когда автомобиль значительную часть времени эксплуатируется в условиях интенсивных холодов. С дополнительным утеплением капота и самого мотора двигатель не так быстро остывает после остановки, быстрее прогревается на холостых и в движении. Следовательно, лучше работает и печка в салоне.

Напоследок добавим, что качественная работа всей системы охлаждения зависит от тосола/антифриза и его количества в системе. По этой причине необходимо контролировать состояние ОЖ, регулярно проверять уровень жидкости в расширительном бачке. Также следует следить за герметичностью, избегать образования воздушных пробок, своевременно менять антифриз и промывать систему охлаждения двигателя при замене рабочей жидкости.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector