Постепенно открывает путь через радиатор при нагреве.
Термостат: устройство и принцип работы
Термостат — часть системы «Система охлаждения». Жидкость забирает тепло у двигателя и отдаёт его через радиатор. Термостат открывается постепенно. Вентилятор управляется отдельно; точные температуры и расположение каналов зависят от автомобиля.
Холодный двигатель
Основной путь через радиатор закрыт термостатом. Помпа гонит жидкость по малому кругу.
Прогрев
Нагрев постепенно открывает термостат, и часть жидкости идёт через радиатор.
Рабочая температура
Радиатор отдаёт тепло воздуху, а термостат регулирует долю потока.
Помощь вентилятора
Если обдува мало, управление включает вентилятор по температуре и другим условиям, например запросу кондиционера.
Термостат в модели «Система охлаждения»
Восковой элемент начинает открывать клапан при 88 °C и открывает его полностью, на 8 мм, около 102 °C. Пока он закрыт, жидкость идёт по малому кругу мимо радиатора.
Признаки неисправности
Двигатель долго греется и печка дует прохладным: термостат открыт. Стрелка уходит в красную зону, а верхний патрубок радиатора холодный: термостат не открывается.
Неисправности, связанные с деталью
Термостат заклинило открытым. Признаки: зимой стрелка едва доходит до середины или не доходит вовсе, печка дует еле тёплым, растёт расход топлива. Что происходит внутри: клапан застрял приоткрытым примерно на 1,5 мм и не закрывается. С первой минуты часть жидкости идёт через радиатор, и на ходу в мороз встречный воздух уносит тепло быстрее, чем двигатель успевает греться: жидкость держится около 45–55 °C. Что проверить: время прогрева до 88–90 °C (обычно 5–10 минут), нижний патрубок радиатора: он не должен нагреваться раньше, чем двигатель прогреется. Термостат проверяют в горячей воде с термометром.
Термостат не открывается. Признаки: стрелка температуры быстро уходит в красную зону, может закипеть антифриз. При этом радиатор и верхний патрубок остаются холодными. Что происходит внутри: восковой элемент потерял наполнитель, клапан прижат к седлу. Жидкость крутится только по малому кругу через перепускной канал, радиатор не работает. Что проверить: сравнить на ощупь (осторожно!) верхний патрубок и корпус термостата на горячем двигателе. Термостат меняют; ехать с перегревом нельзя — поведёт головку блока.
Как двигатель держит 90 °C зимой и летом
Примерно треть энергии топлива уходит в стенки цилиндров. Система охлаждения забирает это тепло жидкостью и регулирует, сколько его отдать воздуху.
Помпа и рубашка. Помпа с приводом от ремня гонит 25–120 л/мин через каналы вокруг цилиндров и камер сгорания. Жидкость нагревается в рубашке на 5–10 °C.
Термостат делит поток. До 88 °C клапан закрыт, и жидкость идёт по малому кругу — двигатель прогревается быстрее. К 102 °C клапан открыт на 8 мм и весь поток идёт через радиатор.
Радиатор и воздух. На ходу воздух продувает соты сам. На месте при 101 °C включается вентилятор. Чем больше нагрузка и жарче на улице, тем шире открыт термостат.
Давление и бачок. Пробка держит 1,25 бар, поэтому антифриз закипает около 130 °C, а не 107 °C. В бачок уходит лишний объём, который появляется при нагреве.
Упрощения модели
Блок, головка, прокладка, поддон и крышка распредвалов показаны отливками с рубашкой вокруг гильз и камер сгорания. Картер разрезан и пуст: в нём нет коленвала, поршней и шатунов, в головке нет клапанов, нет и впускного коллектора. Каналы рубашки упрощены до объёма вокруг гильз.
Тепло двигателя и отдача радиатора посчитаны по простой модели с одной температурой жидкости. Время ускорено в 8 раз.
Термостат стоит на выходе из головки. На многих двигателях он стоит на входе в помпу — принцип тот же.
Радиатор отопителя показан без корпуса печки, воздуховодов и моторного щита: он стоит в салоне под панелью.
Помпа берёт жидкость из подводящей трубы снизу: стояк входит в камеру перед крыльчаткой. На настоящем двигателе вход к центру крыльчатки чаще идёт каналом в блоке. Спираль улитки на виде «Помпа» видна только у языка и в канале выхода: остальное закрывает крыльчатка, нарисованная целой.
Крыльчатка, вал, шкивы, ремень, натяжитель и хомуты в разрезе показаны целыми, как принято рисовать вращающиеся и мелкие детали. Плоскость разреза проходит и через радиатор, и через вентилятор с кожухом, но их тоже рисуем целыми, как отдельные узлы; бачок и радиатор печки стоят за плоскостью и не разрезаны. Патрубки разрезаны вдоль, а пробка бачка — своей плоскостью через ось, со стороны вида «Бачок». Вращение шкивов и крыльчатки на экране замедлено.
Крупнее, чем в жизни: перепускной клапан и канал термостата, зазоры у его тарелки, клапаны и пружина пробки, чешуйка накипи и капли течи, иначе их не разглядеть. Грязь и пух лежат на сотах плоскими пятнами войлока поверх пластин, а в жизни они ещё и забивают щели между пластинами. Воздух в радиаторе печки нарисован пузырями поверх верхних рядов сот, хотя на деле он внутри трубок. Шаг пластин радиатора около 3 мм вместо 1–1,5 мм, просечки на пластинах нарисованы текстурой; радиатор и вентилятор стоят к двигателю ближе, чем в машине.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.