Termostat mobil dalam sistem pendingin cair ICE: perangkat dan prinsip operasi

Termostat adalah salah satu elemen terpenting yang dipasang dalam sistem pendingin cair dari unit tenaga bensin atau solar. Dalam versi standar, perangkat kecil ini memiliki diameter sekitar lima sentimeter dan terletak di antara mesin dan radiator. Tugas utama termostat adalah mengontrol aliran pendingin, yang bersirkulasi melalui jaket mesin dan radiator pendingin. Hasil dari perangkat ini adalah kemampuan untuk memanaskan ICE dengan cepat dan efisien selama start dingin dan selanjutnya menjaga keseimbangan suhu optimal di semua mode operasi dan dengan beban apapun pada motor.

Penampilan dan peningkatan perangkat

Salah satu termostat pertama adalah munculnya perangkat merkuri untuk menjaga keseimbangan suhu optimal dalam inkubator ayam yang ditemukan pada tahun 1620 oleh Mr. Cornelia Drebbel dari Inggris.

Termostat telah aktif digunakan dalam sistem pendinginan cair mesin pembakaran internal sejak 1922, ketika tanaman pertama dan relatif kuat dengan pelepasan panas besar muncul selama operasi.Pada tahap awal, ada beberapa upaya yang gagal untuk menggunakan perangkat dalam sistem pendingin. Kemudian desain disempurnakan, para insinyur memilih bahan pembuatan yang optimal dan mencapai karakteristik dan keandalan seperti itu bahwa termostat menjadi elemen yang digunakan secara universal dalam sistem pendingin cair dari mesin pembakaran internal.

Kami juga merekomendasikan membaca artikel tentang perangkat pompa sentrifugal dari sistem pendingin cair dari mesin pembakaran internal. Dari artikel ini Anda dapat mempelajari tentang fitur desain pompa, fungsinya dalam sistem pendingin, fitur pengoperasian dan perbaikan pompa.

Dalam sistem pendingin mobil menggunakan dua jenis termostat. Ada solusi dengan pengisi padat atau cair. Termostat gel untuk sistem pendinginan mesin cair otomotif ditemukan oleh orang Prancis bernama Serge Vernier pada tahun 1963. Vernet mengkhususkan diri dalam pembuatan termostat hari ini, dan produk dari merek ini menikmati reputasi yang sangat baik di pasar suku cadang mobil untuk berbagai merek mobil di seluruh dunia.

Pengisi Termostat

Termostat dapat memiliki berbagai jenis pengisi berdasarkan desainnya. Kami telah menyebutkan bahwa pengisi cairan dan solid state terisolasi. Prinsip operasi dan pengaturan solusi ini hampir sama. Perbedaan hanya pada peningkatan penyegelan struktur cair, serta pada sifat fisik individu pengisi itu sendiri dan kepekaannya terhadap fluktuasi suhu, tergantung pada komposisi.

Mesin modern telah menerima jenis perangkat yang memiliki dasar pengisi yang kuat. Di bawah pengisi seperti itu adalah untuk memahami thermoelement utama, yang di dalam termostat awalnya dalam keadaan fisik yang solid.

Fungsi dan lokasi

Setelah motor mencapai suhu operasi optimal, perlu untuk mempertahankan angka ini dalam batasan ketat sampai saat shutdown mesin, dan dalam beberapa kasus, dan untuk beberapa waktu setelah ICE berhenti berfungsi. Tugas utama perangkat ini adalah memonitor dan mendistribusikan aliran cairan pendingin yang dipanaskan di dalam sistem untuk menghilangkan panas dari mesin.

thermostat mungkin terletak di tempat yang berbeda, terlepas dari tata letak mesin di kompartemen mesin, serta tempat instalasi tergantung pada model unit daya. Selain itu di lokasi pemasangan perangkat, fitur desain dari penerapan sistem pendingin itu sendiri juga mempengaruhi. Dalam kebanyakan kasus, termostat terletak di titik keluar dari pendingin dari kepala silinder. Lokasi paling umum kedua untuk pemasangannya adalah saluran masuk pompa sentrifugal (pompa).

Jenis perangkat termoregulasi di dalam mobil

Mari kita berbicara lebih banyak tentang berbagai jenis avtotermostatov dengan mempertimbangkan karakteristik desain mereka. Mesin dapat dilengkapi dengan berbagai versi termostat, di antaranya dicatat:

  • termostat dengan satu katup (katup tunggal);
  • termostat dua tahap;
  • perangkat dengan dua katup (dua katup termostat);
  • termostat dengan kontrol elektronik;

Single-valve, dua katup dan dua tahap thermostat

Solusi katup tunggal sederhana dalam desain dan keandalan terkait.Pembuat mobil di seluruh dunia lebih menyukai desain semacam ini dan melengkapi sebagian besar mobil mereka hanya dengan perangkat semacam itu.

Jenis termostat terpisah dengan satu katup adalah desain dua tahap. Pemasangan solusi ini adalah karena fakta bahwa beberapa sistem pendingin dalam proses kerja menciptakan tekanan cairan pendingin yang sangat tinggi. Katup termostat sulit untuk mengatasi tekanan ini. Untuk alasan ini, desain termostat dua tahap menerima solusi yang menyiratkan adanya dua pelat katup, yang disebut kecil dan besar. Yang pertama di thermostat membuka piring kecil, yang membutuhkan upaya jauh lebih sedikit untuk mengatasi tekanan yang dibuat dalam sistem. Sebuah piring kecil terbuka lebih mudah, dan bahkan ketika dibuka, itu berinteraksi dengan piring besar dan hanya menariknya dengan Anda. Membuka pelat besar (utama) termostat sampai ujungnya membuka lorong pendingin.

Jika pada kasus pertama termostat memiliki satu katup dengan dua pelat, regulator dua katup telah menerima dua katup terpisah, yang berada dalam satu casing tunggal.Katup pertama adalah yang utama dan berfungsi untuk mematikan lingkaran besar ketika pendingin bergerak dalam sistem. Katup kedua adalah bypass dan bertanggung jawab untuk sirkulasi cairan sepanjang lingkaran kecil. Pengoperasian katup disinkronkan. Ketika salah satu dari mereka tumpang tindih dengan saluran pendingin, yang lain membuka kontur yang diinginkan. Desain termostat ini telah menemukan aplikasi luas dalam pembangunan mobil penumpang dan truk, yang merupakan produk industri otomotif dari negara-negara CIS.

Perangkat yang dikontrol secara elektronik

Yang paling sempurna dan relatif rumit secara konstruktif, tetapi yang paling akurat dan efektif adalah termostat yang dilengkapi dengan kontrol elektronik. Keuntungan utama dari perangkat ini adalah penyediaan indikator temperatur yang berbeda untuk mencapai suhu optimal dalam kaitannya dengan mode yang berubah secara dinamis dari mesin selama operasinya.

Desain perangkat menyerupai termostat konvensional dengan satu katup, tetapi ketahanan pemanasan tambahan ditambahkan ke termokopelnya. Mengontrol pemanasan unit kontrol elektronik resistansi inimesin (ECU). Berkat desain ini menjadi mungkin untuk menerapkan rezim suhu yang fleksibel. Indikator dipertahankan pada 95-110 ° C dengan beban rendah pada motor dan 85-95 ° C pada beban maksimum. Pencapaian utama menggunakan perangkat elektronik adalah pengurangan nyata dalam konsumsi bahan bakar, serta peningkatan kecil daya di "pantat" karena pendinginan udara yang lebih baik di saluran masuk.

Ada juga mesin yang hanya memiliki dua termostat dalam sistem pendingin cair. Sistem semacam ini disebut sistem dua sirkuit. Satu termostat dalam sistem seperti ini memonitor suhu dalam kontur kepala silinder dan bertanggung jawab untuk mempertahankan indikator pada 87 ° C. Termostat kedua adalah kontur blok silinder.

Ambang batas suhu di area BC lebih tinggi dan pada 105 ° C. Ini realisasi kontrol suhu dalam sistem pendingin telah menemukan aplikasi dalam desain turbomotors kinerja tinggi dan memberikan peningkatan total dalam kekuatan unit daya karena pendinginan udara yang ditingkatkan.

Desain termostat dengan pengisi yang solid

Sistem modern pendingin cair ICE telah menerima versi yang paling umum dengan satu katup, serta termostat dua katup dengan pengisi yang solid dalam sebagian besar kasus. Elemen dari sistem pendingin ICE ini adalah katup sensitif suhu, yang tertutup dalam bingkai kuningan. Katup juga memiliki pelat yang menempel pada casing. Tubuh itu sendiri adalah sejenis silinder. Sebuah batang khusus dimasukkan ke dalam silinder ini. Batang tersebut menunjuk pada salah satu ujung ke bagian atas bingkai termostat, dan ujung yang lain didukung oleh rongga karet di badan perangkat. Tubuh dan rongga karet dipisahkan oleh elemen termosensitif.

Untuk membuatnya lebih sederhana, termostat dua katup umum memiliki perumahan, dua pipa saluran masuk, pipa saluran keluar, katup utama dan tambahan, dan elemen yang peka terhadap suhu pendingin. Perangkat ini sering dipasang di depan saluran masuk fluida kerja di dalam casing pompa sentrifugal dan disambungkan ke sana oleh nosel outlet khusus. Satu koneksi inlet menghubungkan termostat ke kepala silinder, dan yang lainnya menghubungkan ke reservoir bawah radiator.

Unsur yang sensitif terhadap pemanasan adalah silinder tembaga, diafragma karet dan batang. Pengisi padat terletak di antara diafragma dan dinding silinder. Unsurnya adalah campuran lilin tembaga dan pasir.

Persyaratan utama untuk material adalah koefisien tinggi dari ekspansi volumetriknya. Lilin berbutir halus atau campuran serbuk tembaga dan ceresin sangat baik untuk melakukan fungsi yang diperlukan.

Lilin digunakan dalam konstruksi karena sifatnya untuk memperluas secara signifikan di bawah pengaruh panas dan lulus dari padat ke keadaan cair dan kembali lagi. Lilin atau parafin tertentu, yang digunakan dalam konstruksi termostat otomotif, adalah buatan dan berbeda dari bahan biasa. Seperti lilin telah menerima sejumlah sifat khusus, yang diperolehnya setelah melewati proses distilasi.

Prinsip operasi

Saat mesin dihidupkan, thermostat pada saat ini dalam keadaan tertutup dan memblokir akses pendingin ke lingkaran besar. Pendingin bersirkulasi di sepanjang rute yang menyebabkannya keluar dari blok silinder dan segera kembali.Fitur dari sistem pendingin ini memastikan pemanasan efektif maksimum unit daya dan output berikutnya ke rezim temperatur optimal untuk operasinya di bawah beban, dalam waktu sesingkat mungkin.

Ketika pemanasan pendingin mencapai ambang batas suhu 80-90 ° C, maka thermostat mulai terbuka. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa elemen solid-state dalam tubuh perangkat mulai mencair pada suhu ini. Ada peningkatan alami pada thermoelement dalam volume. Peningkatan volume memulai gerakan rumah termostat sepanjang batang. Batang itu sendiri tidak dapat bergerak, karena kaku tetap secara konstruktif pada rangka atas. Pelat katup mengatasi gaya pegas kembali dan mulai terbuka. Jadi pendingin mendapat kesempatan untuk melewati katup terbuka penuh atau sebagian dan mulai beredar melalui radiator. Efisiensi pendinginan pendingin di radiator meningkat secara substansial.

Dengan peningkatan maksimum yang diperbolehkan dalam suhu pendingin, thermostat sepenuhnya terbuka, memungkinkan cairan pendingin untuk melewati radiator secara keseluruhan.Thermostat terbuka sepenuhnya pada suhu sekitar 95-105 ° C. Ketika mesin mobil berjalan dalam mode berbeda yang terus berubah, thermostat terbuka terus menerus.

Jika kita mempertimbangkan prinsip operasi termostat dua katup, dengan mempertimbangkan konsep yang lebih akrab dari gerakan pendingin di sepanjang lingkaran "besar" dan "kecil", maka kita memperoleh hal berikut. Bayangkan bahwa suhu pendingin dalam sistem melebihi tanda 80 derajat Celcius. Pengisi padat thermostat mulai meleleh dan meningkatkan volume, lalu menekan batang yang keluar dari balon. Silinder mulai bergerak ke atas, dengan demikian menutup katup tambahan perangkat. Akses ke lingkaran kecil pendingin diperoleh tertutup.

Ketika pendingin mencapai suhu sekitar 94 derajat, katup tambahan menutup sepenuhnya. Katup utama masih terbuka dan pendingin bersirkulasi secara bebas melalui lingkaran besar, yang menyiratkan gerakannya melalui saluran radiator pendingin.

Dalam kasus ketika suhu pendingin diturunkan di bawah tanda 80 derajat, volume pengisi berkurang, katup utama termostat mulai secara bertahap menutup. Aliran fluida di radiator berkurang.Pada saat yang sama, katup tambahan mulai terbuka secara paralel, yang membuka cairan pendingin untuk sirkulasi melalui lingkaran kecil.

Peluang untuk membuka sepenuhnya atau sebagian memungkinkan dukungan yang paling efisien dan fleksibel dari indikator suhu optimal untuk pengoperasian ICE dalam berbagai mode beban. Selain itu, termostat memungkinkan Anda untuk mengurangi keausan fisik suku cadang dan komponen unit daya, serta mengurangi tingkat toksisitas gas buang. Produsen termostat paling umum dan berkualitas adalah Gates, Wahler dan Vernet.

Malfungsi umum

Penyebab utama dan paling umum dari malfungsi perangkat adalah kerusakan katup termostat. Alasannya berbeda, tetapi dalam banyak kasus, fenomena ini adalah hasil dari kontaminasi termostat dengan sampah, serta pembentukan korosi.

Terutama cepat termostat rusak karena banyak driver mengabaikan penggantian reguler dari cairan pendingin dalam sistem dan mengoperasikan pendingin lebih dari waktu yang diperlukan.Banyak yang menggunakan produk berkualitas rendah dan termurah dari produsen yang tidak dikenal, encerkan konsentrat pendingin dengan air biasa sebagai pengganti air suling, lewati tahap paling penting dari mencuci sistem pendingin sebelum penggantian rutin pendingin lainnya, dll.

Penggemar mobil akrab dengan ekspresi "termostat macet". Hasil kontaminasi termostat adalah bahwa katup-katup perangkat dapat membeku dalam posisi tertentu. Paling sering ini terjadi dalam posisi terbuka atau sedikit terbuka. Penyebab umum kedua dari kegagalan thermostat adalah hilangnya solid-state filler dari sifat fisikokimia yang paling penting. Jika koefisien ekspansi pengisi padat menurun, ini akan berarti bahwa volume akhirnya juga akan berubah dalam keadaan diperpanjang.

Akibatnya, pengisi termostat tidak akan memberikan tekanan yang diinginkan pada batang. Desain sebagian atau seluruhnya tidak bisa bergerak, satu atau kedua katup akan berhenti berfungsi dengan baik. Cairan pendingin dalam sistem, jika termostat gagal, akan terlalu panas,atau secara konstan tetap dingin, dan juga suhu menengah yang menyimpang dari norma desain adalah mungkin.

Pemecahan masalah

Untuk malfungsi serius dalam sistem pendingin Anda akan diindikasikan oleh penyimpangan yang jelas dari pembacaan normal pengukur suhu pendingin pada panel instrumen di kabin. Dalam operasi normal dari sistem pendinginan mesin dan suhu udara di atas sisi dekat nol derajat Celcius, unit daya harus pergi ke suhu operasi di bawah beban dalam gerakan selama 5-10 menit.

Satu-satunya syarat adalah kemudahan servis sensor suhu itu sendiri, penunjuk ke panel instrumen dan sistem pendingin. Jika keketatan sistem dan fungsionalitas komponen lainnya tidak terganggu, tingkat pendingin dalam tangki ekspansi berada pada tanda yang benar, maka tanda-tanda yang jelas dari kerusakan termostat adalah:

  • pemanasan mesin yang panjang;
  • ketidakmampuan mesin untuk mencapai suhu operasi di bawah beban;
  • kurangnya udara hangat dari pemanas;
  • overheating mesin konstan, terlepas dari suhu ambient ambien;
  • kejadian periodik dari gejala-gejala ini dan hilangnya mereka selanjutnya;

Sangat mudah untuk mendeteksi kerusakan termostat. Setelah menyalakan motor dingin, pipa atas radiator harus dingin dan tetap demikian untuk jangka waktu tertentu. Jika semuanya normal, maka cairan pendingin bersirkulasi hanya "baju keren" motor (lingkaran kecil) dan akses ke modus pemanasan, radiator katup termostat tertutup.

Ketika tabung atas segera menghangat, maka ada sirkulasi yang terganggu. Ini berarti bahwa katup utama perangkat terbuka dan pendingin segera melewati lingkaran besar. Akibatnya, mesin tidak bisa memanaskan hingga suhu operasi optimal. Fenomena ini berarti bahwa ada keausan yang dipercepat dari bagian-bagian pembangkit listrik. Menggosok pasangan Unit tidak menerima pelumas memadai tidak dipanaskan motor yang berbeda dari norma kesenjangan termal. Minyak juga masih terlalu menebal dan kehilangan sifat, yang mengarah ke peningkatan konsumsi bahan bakar dan keausan prematur dari mesin pembakaran internal.

Jika katup termostat selalu dalam posisi tertutup, maka secara alami muncul terlalu panas dan mendidih dari pendingin.Pengemudi mengatakan bahwa mesin "direbus". Ini tidak hanya mengancam peningkatan tekanan yang kuat dalam sistem pendingin dan kerusakan elemen fungsional individualnya, tetapi juga kegagalan mesin itu sendiri.

Ini juga terjadi ketika katup termostat hanya dijepit secara berkala. Malfungsi menghilang dengan sendirinya, kemudian memanifestasikan dirinya kembali. Dalam kasus seperti itu dikatakan bahwa "tongkat" thermostat. Kerusakan ini lebih berbahaya, karena kerusakan dengan gejala seperti itu lebih sulit dideteksi. Periksa kondisi sistem pendingin dan buat penggantian preventif dari thermostat. Jangan menunggu kemerosotan situasi.

Ada cara lain untuk menguji efisiensi termostat, tetapi solusi ini sangat jarang diminati. Ini adalah soal pembongkaran dan pemeriksaan termostat berikutnya dalam kondisi yang dekat dengan operasi nyata. Untuk melakukan ini, letakkan termostat dalam wadah air dan mulailah memanaskannya. Ketika suhu air mencapai ambang untuk membuka katup termostat, maka perangkat yang bisa diservis akan bereaksi dengan braz yang tepat. Pengisi akan mengembang dan membuka katup kira-kira 20 mm.Jika ini tidak terjadi sama sekali, katup hanya terbuka sebagian atau tidak kembali setelah pendinginan ke kondisi semula, maka Anda dapat berbicara tentang kerusakan perangkat.

Pemeliharaan, pencegahan, dan perbaikan

Kriteria penting ketika memilih termostat baru adalah suhu operasinya dan awal pembukaan katup. Titik ini perlu diperhitungkan dan untuk memilih termostat dengan mengacu pada mesin tertentu. Faktanya adalah bahwa perangkat dari produsen yang berbeda memiliki ambang batas suhu mereka sendiri. Jika Anda menempatkan thermostat berbeda dari ambang batas yang direkomendasikan di sisi yang lebih tinggi, maka mesin pembakaran internal dapat menjadi terlalu panas. Aktuasi awal akan berarti ketidakmampuan mesin untuk mencapai suhu operasi.

Rekomendasi paling umum dari mayoritas spesialis dan mekanik otomatis adalah penggantian termostat secara berkala dengan selang waktu 2 hingga 5 tahun (jarak tempuh dari 50 hingga 100 000 km). Dalam hal ini, tidak perlu menunggu kerusakan perangkat, dan penggantian itu sendiri dikombinasikan dengan penggantian rutin pompa dan / atau pendingin.

Biaya bagian

Banyak jenis termostat memiliki sejumlah kelebihan dan kekurangan individu.Harga berbagai perangkat juga bisa sangat bervariasi. Termostat domestik seringkali jauh lebih murah dibandingkan dengan analog impor. Yang paling kualitatif dan mahal adalah perangkat Jerman. Ada kedua termostat universal yang dapat diinstal pada mesin yang paling berbeda, dan model yang dirancang khusus untuk mesin tertentu atau sekelompok powertrains terbatas.

Seringkali, termostat bukanlah bagian yang mahal, mudah diganti. Biaya penggantian akhir akan bergantung langsung pada fitur desain mesin dan lokasi perangkat, serta pada merek dan model mobil. Thermostat biasanya tidak diperbaiki. Harga termostat untuk mobil keluarga VAZ bisa mulai dari 3 cu. Untuk model terbaru AvtoVAZ dan sebagian besar mobil buatan luar negeri, harga minimum perangkat dimulai dengan perkiraan nilai $ 9 atau lebih.