Термостат

Тема в разделе "Mercedes ML-class W163", создана пользователем БИБИЯН, 25 янв 2012.

  1. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    Устройство и принцип работы автомобильного термостата

    Все машины, в которых двигатель охлаждается при помощи жидкости, в системе охлаждения имеют небольшой прибор под названием термостат. Он располагается между двигателем и радиатором. В большинстве автомобилей диаметр термостата — 5 см. Основная задача термостата — блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не разогрелся. Когда двигатель холодный, через него не проходит охлаждающая жидкость. Когда двигатель достигнет операционной температуры 95 градусов, термостат открывается. Термостат позволяет двигателю разогреться быстрее, тем самым термостат уменьшает износ двигателя и вредные выхлопы.

    Если вам интересно, то можно посмотреть, как работает термостат и показать это детям. Это довольно познавательно. Положите термостат в кастрюлю с водой и поставьте кастрюлю на электрическую плитку. По мере закипания воды в термостате примерно на 2 см откроется клапан. Эксперимент лучше проводить с новым термостатом, не со своей машины.

    Термостат сделан из латуни и меди. Рассмотрим устройство термостата.[​IMG]Принципа работы термостата кроется в маленьком цилиндре, который находится со стороны, повернутой в сторону двигателя. В этом цилиндре находится шарик искусственного воска, который начинает плавиться при температуре 82 градусов по Цельсию. Воск выбран потому, что он может значительно расширяться, так как под действием тепла переходит из твердого в жидкое состояние. Штырь вдавлен в цилиндр с воском и соединен с клапаном. Когда воск плавится, он значительно расширяется и выдавливает штырь из цилиндра, тем самым открывая клапан. Через открытый термостат проходит охлаждающая жидкость через радиатор. Когда двигатель отключается, он остывает, и воск в термостате застывает, снова становится твердым.

    Термостат — маленькая, но очень важная деталь. Плохо работающий термостат может задержать вас у обочины дороги. Неработающий термостат перестает пропускать охлаждающую жидкость, в результате чего двигатель может перегреться.

    Термостат может выйти из строя по многим причинам, но самая распространенная причина — это коррозия. Если клапан постоянно открыт, то охлаждающая жидкость будет все время проходить через радиатор, и двигателю потребуется намного больше времени, чтобы достичь операционной температуры. Если термостат все время закрыт, то двигатель довольно быстро перегреется, и на автомобиле нельзя продолжать движение, пока не заменен термостат. Термостат — недорогая деталь. Его рекомендуется заменять на новый каждые два года.

    Как определить, работает термостат или нет? Для этого нужно разогреть двигатель, но так, чтобы температурная стрелка не доходила до красной линии. Затем нужно выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Это черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре с металлическим хомутом на концах. Верхний шланг крепится сверху радиатора. Затем нужно найти нижний шланг. Он выглядит так же, как и верхний. Нижний шланг крепится к низу радиатора.

    Дотроньтесь до шлангов, но очень осторожно, так как они могут быть очень горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что двигатель нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, то вероятнее всего клапан термостата закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат нужно заменить на новый.

    Есть еще один "народный способ как проверить термостат на работоспособность. Смысл в том, что мы должны положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан термостата открывается, то он рабочий. Если нет - нерабочий термостат, меняем его на новый. Также при замена термостата следует узнать температуру открывания клапана. У различных автомобильных термостатов она может быть разной и варьироваться в очень широком диапазоне. А как вы понимаете, нельзя ставить термостат с высокой температурой открывая, ведь двигатель в этом случае может перегреваться.

    Стоимость термостата зависит от марки производителя вашего автомобиля. Например, для автомобилей ВАЗ он колеблется в пределах от 100 до 300 рублей. Для иностранных автомобилей стоимость термостата может составлять от 300 до 1000 рублей. Наиболее распространенные марки автомобильных термостатов - Gates и Wahler.
     
  2. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    Вот как делают термостаты...
     
  3. AvguR Глобальный модератор Команда форума

    AvguR
    На МЛ 320 87 градусов открывание, стоимость 500-600руб. Wahler. Ща как раз буду заниматься заменой
     
  4. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    На МЛ 320 87 градусов открывание, стоимость 500-600руб. Wahler. Ща как раз буду заниматься заменой



    Все Правильно! Вахлер поставщик детали (как оригинал) ! И действительно на нашем термостате стоит маркировка 87С
     
  5. AvguR Глобальный модератор Команда форума

    AvguR
    Зато на Форд Фокус данная вещь стоит в оригинале 2000-3000руб., в неоригинале какое-то гамно
     
  6. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    О! Вот и стоит ли после этого кричать, что на нашу машинку детали золотые!
     
  7. murzik Продвинутый пользователь

    murzik
    Ну да Вахлер,....87 открытие ,..идёт в оригинале,...тока не 500-600р...!!!!
     
  8. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    Ну да Вахлер,....87 открытие ,..идёт в оригинале,...тока не 500-600р...!!!!

    Ну ты мне, надеюсь, веришь.... 800р куплен в ноябре , Ростов
     
  9. murzik Продвинутый пользователь

    murzik
    В Ростове верю!!!!! В Москве неповерю...... :D
     
  10. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    Так МАСКАВА.... эт другая страна.... "страна чудаков"
     
  11. murzik Продвинутый пользователь

    murzik
    Государство в государстве.......................витикан-италия.....
     
  12. Николай Продвинутый пользователь

    Николай
    сегодня в кунцево такой взял за 700 рублеф!!!! :p
     
  13. LoposatiyKot Активный пользователь

    LoposatiyKot
    Ну да Вахлер,....87 открытие ,..идёт в оригинале,...тока не 500-600р...!!!!

    сегодня заказал в екзисте, прайс 560 рубликов...
     
  14. Николай Продвинутый пользователь

    Николай
    точно, там 565,06 цена...я просто ждать не хотел,а махнул все сегодня...
     
  15. LoposatiyKot Активный пользователь

    LoposatiyKot
    Коль, как ощущения? помогло?
     
  16. sedoi-molodes Активный пользователь

    sedoi-molodes
    Мне тоже интересно,тоже менять буду-жду пока по заказу
     
  17. Николай Продвинутый пользователь

    Николай
    реально все исправилось,теперь греется гораздо!!!быстрее и держит не меньше 80 градусов!!! короче говоря полный ажур!!!! http://big-benz.ru/public/style_emoticons//good.gif
     
  18. sedoi-molodes Активный пользователь

    sedoi-molodes
    Рад за тебя! Мне немножко потерпеть и я тоже буду в комфорте кататься
     
  19. murzik Продвинутый пользователь

    murzik
    Кто нить может пояснить как влияет неисправная пробка на недогрев движка!!!!! Я так понимаю если пробка не держит давление,.то мотор наоборот перегреваться должен.( в системе без избыточного давления намного хуже работает помпа,..т.к. возникает явление кавитации)
     
  20. БИБИЯН Глобальный модератор Команда форума

    БИБИЯН
    Термодинамика ДВС и гистерезис термостата двигателя автомобиля

    Сесть за написание статьи по термостату автомобиля меня заставил случай. На интернет-форуме завязался спор о влиянии термостата на скорость прогрева инжекторного двигателя. Каждый из спорящих приводил свои доказательства. Поскольку аргументация каждого, действительно, была убедительна, но и в то же время противоположна, то я решил самостоятельно разобраться в данной теме.
    Открыл старый учебник по термодинамике и вот что я там вычитал. Термодинамика - наука об основных способах преобразования внутренней энергии тел для совершения механической работы. Определение очень подходило к обсуждаемой автомобильной тематике. Читаем дальше о так называемом постулате Клаузиуса: «процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких-либо других изменений в системе». Из прочитанного постулата делаем для себя существенный вывод: энергия передается от горячего тела к холодному.
    Теперь разберемся, откуда, собственно, берется энергия в автомобиле для его перемещения в пространстве. Конечно, это энергия сгорания бензина. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) переводят химическую энергию топлива в тепловую энергию, а затем с помощью кривошипно-шатунного механизма в механическую работу. При этом 1 литр бензина при сгорании выделяет около 9,5 кВт*ч тепловой энергии.
    У современного ДВС к.п.д. достаточно низкий – до 30%, поэтому основная (70%) часть тепловой энергии, которая не была преобразована в механическую должна быть рассеяна и отведена от ДВС. Зачем её отводить от ДВС тоже ясно, т.к. двигатель работает эффективно достаточно в узком температурном диапазоне от +80 до +115С, который называется рабочей температурой. И если лишнюю энергию не отводить от двигателя, то он перегреется. Также не нужно забывать о том, что если скорость отвода тепловой энергии будет большой, то температура мотора упадет ниже указанных цифр, что скажется на эффективности выработки механической энергии, проще сказать автомобиль начнет «тупить», а к.п.д. падать.

    [​IMG]Как раз для регулирования скорости отвода «лишней» тепловой энергии и нужен термостат. Но при этом нужно помнить, что это не единственный вариант и отведение тепловой энергии происходит тремя путями и их процентное соотношение между собой колеблется в зависимости от оборотов двигателя (см. диаграмму):
    1) через конвекцию и тепловое излучение,
    2) через систему отвода выхлопных газов и
    3) через систему охлаждения двигателя, где как раз и нужен пресловутый термостат для регулирования объема охлаждающей жидкости.

    Остановимся немного на значении стабильного рабочего температурного режима ДВС (Н5.). Я уже привел, что его диапазон достаточно узок (80 - 115С). Но здесь также нужно понимать, что бывают разные условия движения, которым соответствуют разные температурные значения. Для экономного стиля и небольшой загрузки машины оптимальной будет температура 95-115С. Для эксплуатации с максимальной нагрузкой нужна температура поменьше - порядка 85-95С. Для экологичного вождения, когда процент NOх в выхлопе минимален, нужна и минимальная температура - порядка 80-85С. По приведенной классификации терморежимов ДВС в журнале «АБС» за январь 2012 г. эти режимы обозначаются как Н5.3., Н5.2. и Н5.1. соответственно. У разных производителей двигателей приведенные значения, естественно, будут несколько отличаться.
    Теперь, понимая, что оптимальная температура ДВС зависит от условий вождения и что она находится в очень узком диапазоне температур, перейдем к вопросу регуляции и поддержания необходимого температуры. Исходя из приведенной диаграммы, мы видим, что регулировать её мы может только двумя способами: регуляцией через систему охлаждения и путем рассеивания конвекцией и излучением. Для первого варианта хорошо подходит термостат, для второго же необходима регулируемая теплоизоляция моторного отсека.
    Остановимся на первом варианте - термостате и его свойствах, что собственно и являлось предметом спора на автомобильном форуме. Приводить устройство термостата не буду, т.к. основная масса читателей знает его нехитрое устройство. Остановлюсь лишь на некоторых общепринятых заблуждениях и приведу опровержения на них.
    1. Термостат не ускоряет прогрев двигателя.

    [​IMG]Я категорически против распространенного утверждения, что термостат ускоряет прогрев двигателя, ибо термостат не может быть источником энергии, он всего на всего отводит лишнюю тепловую энергию.
    График прогрева ДВС движется по определенной кривой (красная линия), причем темп роста температуры в первой половине графика выше, чем во второй. Это как раз говорит о том, что в первой части не работает отвод тепла через конвекцию и излучение, а во второй части он усиливается вследствие того, что сам двигатель начинает отдавать часть тепла.
    Средняя же скорость (линия тренда) – это прямая, расположенная под определенным ?-углом, который показывает рост температуры во времени и зависит только от технологических особенностей двигателя (теплоемкости) и количества сгоревшего топлива. Отличия для разных двигателей незначительны, т.к. даже на ХХ ЭБУ у многих машин готовит одинаковую смесь. Для конкретного двигателя ?-угла есть константа.
    Термостат же включается в термодинамический процесс только при достижении температуры его открытия: как правило, это от +87 до +93С. При его открытии резко усиливается теплопотеря двигателя, которая прекращается в момент его закрытия, т.е. фактически термостат замедляет и ограничивает дальнейший перегрев двигателя, отводя от ДВС лишнюю тепловую энергию! Я имел, конечно ввиду, только часть энергии, которая рассеивается через ОЖ. Про другие (выхлоп, конвекция и изучение) – отдельная история!
    2. Термоизоляция моторного отсека в т.ч. термоодеялом не ускоряет прогрев двигателя.

    Мои друзья спорили о термоизоляции. Один говорил, что термоизоляция моторного отсека (МО) влияет на скорость прогрева двигателя. Другой говорил, что не влияет. Я решил провести эксперимент. Утеплил моторный отсек и поставил жалюзи. В мороз в минус 25С поехал на работу и фиксировал температуру двигателя и МО. Жалюзи были плотно закрыты. На следующий день при той же температуре открыл капот и жалюзи и снова поехал на работу. Также записывал температуру двигателя и моторного отсека. Потом нарисовал графики.
    [​IMG]
    Единственное, в данном вопросе нужно сначала определиться с термином прогрев. Если мы считаем, что прогрев это нагревание до температуры +50С ОЖ, то теплоизоляция однозначно не влияет на скорость прогрева. Если всё-таки мы считаем, что прогрев идет до максимальной температуры ОЖ, то выводы следующие:
    1. От -25С до +50С скорость прогрева одинакова и утепление на нее не влияет.
    2. От +50С до +70С скорость прогрева чуть больше с утеплением.
    3. От +70С до +100С скорость прогрева больше с утеплением.
    Строго говоря, любая теплоизоляция моторного отсека (в т.ч. теплоодеяло) хорошо работает не в фазе нагрева ДВС, а в фазе остывания, когда она удлиняет остывание МО и двигателя в т.ч. И происходит это благодаря «перекрытию» канала рассеивания тепла конвекцией и излучением.
    3. Выбитые цифры на корпусе термостата ни о чем не повествуют.
    [​IMG]
    На графике представлены температурные кривые открытия (сплошные) и закрытия (пунктирные) трех разных новых термостатов, на корпусах которых были выбиты цифры температуры в +92С.
    При этой заявленной температуре они должны были открываться, но на практике ни один термостат не соответствовал указанным значениям (+82,+84,+89С).
    Для написания этой статьи было проверено 10 новых различных термостатов, и только один открылся точно при достижении указанной температуры!
    Таким образом мы имеем соотношение 1:9, т.е один нормальный термостат на 9 с параметрами, которые не соответствуют заявленным изготовителем.

    4. Термостаты со временем теряют свои свойства.
    [​IMG]
    Многие автолюбители уверены в том, что рабочий термостат не изменяет своих свойств со временем.
    К сожалению, это не соответствует действительности, т.к. со временем изменяются свойства наполнителя (воска) и различных присадок и на перемещающемся штоке клапана появляются наложения из антифриза, препятствующие свободному его перемещению.
    Кстати, я попробовал "оживить" некоторые старые термостаты и посмотреть на изменения в петле их гистерезиса. После определенных манипуляций мне удалось улучшить характеристики конкретного термостата. Весь вопрос - на долго ли?

    5. Главным и единственным критерием определения работоспособности термостата является «петля» гистерезиса.

    [​IMG] Идеальный термостат должен работать примерно так, как изображено на данном графике:
    1. Точка открытия А должна точно соответствовать маркировке (температуре открытия).
    2. Точка В соответствует максимальной амплитуде открытия и должна быть стабильна во временя эксплуатации.
    3. Гистерезис (разница в открытии и закрытии при заданной температуре) должен быть минимальным, т.е петля должна выглядеть на графике «тощей», а не «толстой».
    4. Со временем эксплуатации авто a-угол не должен изменяться.
    5. Отрезок А-С (начало открытия и момент полного закрытия) хорошего термостата минимален и не увеличивается со временем службы.
    6. Значение точки С (полное закрытие) также должно быть нанесено на корпус термостата.

    Выбор хорошего термостата по его петле гистеризиса
    [​IMG]
    Ну, а теперь домашнее задание.
    Какой из новых термостатов разных производителей (V или W) с одинаковым клеймом в +92С Вы выберете для своей машины из представленных на графике?
    И можно ли выбирать термостат для своей машины только на основании выбитых цифирь, или нужно обратиться за истиной все-таки к «гистерезису»?



    [​IMG]
    Как говорит мой учитель, специалист по термодинамическим процессам профессор Твердислов В.А. из МГУ все фундаментальные исследования в основных областях наук (физика, химия и т.п.) закончены, нужно только это помнить и не возвращаться в своих заблуждениях в ХIХ и ХХ века.
    А для этого достаточно купить кастрюльку, градусник... ну, и термостат. [​IMG]
     

Поделиться этой страницей