Термостат в автомобиле — это компонент системы охлаждения, который играет ключевую роль в поддержании оптимальной рабочей температуры двигателя. Он работает как клапан, который регулирует поток охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором.
Место установки — в верхней части мотора, где осуществляется выход нагретой ОЖ (охлаждающей жидкости) в радиатор.
Термостаты, устанавливаемые на автомобилях, могут иметь два вида наполнителей — жидкие и твердые.
Основные компоненты термостата и их назначение
- Восковой картридж: содержит воск, который расширяется или сжимается по мере изменения температуры.
- Поршень или клапан: присоединён к восковому элементу. Расширение и сжатие воска перемещает поршень, который в свою очередь открывает или закрывает клапан термостата, контролируя поток охлаждающей жидкости.
Основное назначение — контроль температурных показателей ОЖ с последующим перенаправлением ее по большому или малому кругу.
Пока мотор прогревается, клапан находится в закрытой позиции, а жидкость идет по малому кругу. Как следствие, прогрев силового узла происходит быстрее.
При достижении требуемой температуры происходит открытие клапана и подача ОЖ через радиатор.
Другими словами, термостат — специальное устройство, которое поддерживает температуру мотора в заданных параметрах посредством грамотной работы терморегулятора и правильности осуществления фазового перехода.
Блокируя работу радиатора, устройство позволяет двигателю набирать нормальную температуру. Как следствие, улучшаются характеристики силового узла, и снижается его износ.
Клапан термостата открывается при температурах от 70 до 92 градусов в зависимости от конструкции термостата (применяемого термоактивного наполнителя) и требуемого теплового режима двигателя.
Моментом открытия считается перемещение клапана на величину 0,1 мм. Допуск на температуру начала открытия клапана составляет ±2°С. Температура полного открытия клапана как правило выше на 12 — 15 градусов, чем температура начала открытия.
Поэтому температура полного открытия основного клапана может варьироваться в пределах 82-107 градусов Цельсия.
После этого заслонка открывается и позволяет проходить жидкости по системе.
Виды
Термостаты бывают: одноклапанные, двухклапанные, с электронным управлением.
1. Одноклапанный
Наиболее популярный вид устройства, который установлен на многих марках и моделях авто. Многие считают, что такой тип уже устарел и не способен обеспечить потребности мотора. Но это не так.
Этот тип термостатов не устарел и с успехом применяется в частности на двигателях УМЗ 4216 (Ульяновского моторного завода). Применение термостатов одноклапанного и двухклапанного зависит от компоновки системы охлаждения двигателя.
Но все же применение двухклапанных термостатов получило преимущественное распространение.
2. Двухклапанный или двухступечатый
Данные устройства имеют множество общих черт с узлом одноклапанного типа. Преимущество лишь в расширенных возможностях, касающихся процесса охлаждения.
3. С электронным управлением
Наиболее продвинутый тип устройства, отличающийся повышенным потенциалом.
Преимущества — точность работы и повышенная функциональность.
Благодаря эффективной работе системы, гарантируется нормальный цикл охлаждающей жидкости, а также своевременное открытие и закрытие клапана.
Работа может осуществляться в двух режимах — ручном или автоматическом.
Термостат с электронным управлением установлен лишь на самых новых авто. Обязательное условие для работы системы — наличие хорошего бортового компьютера, способного контролировать работу устройства.
Существуют автомобили, в которых одновременно стоит два термостата. Их ставят для увеличения эффективности системы охлаждения на мощных двигателях, таких как двигатели производства ПАО Автодизель (Ярославский моторный завод), ПАО «КАМАЗ», а на двигатели Тутаевского моторного завода ставят даже 3 термостата в один контур системы охлаждения.
Принцип работы в зависимости от типа наполнителя
Конструкция и принцип действия термостата во многом зависит от типа наполнителя.
Рассмотрим каждый из вариантов:
1. Термостат с жидким наполнителем
Таких устройств давно нет в природе (отечественных с 1983 г), но все же для ознакомления мы затронем эту тему.
Изделие, в основе которого лежит латунный цилиндр. Внутри последнего находится жидкость, которая состоит из дистиллированной воды и эфирного спирта.
Крепление цилиндра осуществляется на специальном штоке, а к второму краю, которого приварен специальный клапан.
Последний опирается на седло и фиксируется в кожухе устройства. В корпусной части есть четыре окна, которые позволяют жидкости поступать из охладительной рубашки к насосу даже при запертом клапане.
Принципа работы термостата, имеющего жидкостный наполнитель, выглядит следующим образом:
- В момент пуска силового узла происходит прижатие клапана к седлу, благодаря упругой структуре гофрированного цилиндра.
- Как следствие, доступ к основному радиатору блокирован, и охлаждающая жидкость не идет по большому кругу.
- Через специальные окна жидкость попадает в насос, а после снова возвращается в рубашку системы.
Подобный принцип позволяет ОЖ быстрей набирать рабочую температуру.
Как только уровень последней достигает 67-70 градусов, происходит закипание жидкости в системе термостата и увеличение давления.
Гофрированный цилиндр расширяется и оказывает давление на шток. Одновременно с этим открывается клапан, и перекрываются окна, через которые жидкость поступает к насосу.
Далее охлаждающая жидкость направляется через клапан к основному баку радиатора, распределяясь по его трубкам и одновременно охлаждаясь до безопасной температуры.
После охлажденная жидкость возвращается к насосу и в общую систему. Цикл повторяется.
2. С твердым наполнителем
Всегда устанавливается на отечественных и импортных легковых и грузовых авто.
В основе устройства — церезин (специальный воск), который смешивается с медным порошком и устанавливается в специальном баллоне (выполняется из латуни или меди).
Между крышкой и баллоном установлена мембрана, выполненная из резины. В последнюю упирается шток (также резиновый).
В верхней части баллон объединяется с клапаном, который упирается в седло. Под клапаном монтируется пружина, которая упирается в подковообразную направляющую, соединенную с корпусом (фланцем) и удерживает клапан в закрытом положении.
В процессе работы силового узла и нагрева ОЖ происходит прогрев баллона и повышение температуры находящегося внутри воска.
Когда воск прогревается до 65-70 градусам Цельсия, начинается процесс плавления и его увеличения в объеме.
Как следствие, состав действует на мембрану, а последняя через специальный шток воздействует на клапан, открывая его. Благодаря этому, нагретая жидкость поступает в радиатор.
Открытие клапана происходит при температуре 78-82 °С. А вообще температуры начала открытия клапана для разных двигателей и условий эксплуатации лежат в диапазоне от 70 до 92 °С с допуском ±2°С.
В случае снижения температуры до уровня 65-67 градусов Цельсия происходит обратный процесс преобразования воска — он становится твердым и уменьшается в объеме.
Как следствие, пружина разжимается и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.
Описание и схемы работы на автомобилях ВАЗ 2106, 2107, 2109, 2114
В автомобилях ВАЗ система охлаждения имеет ряд особенностей. В частности, перед насосом монтируется специальный 2-клапанный термостат (дополнительный и основной), имеющий твердый (восковый) наполнитель.
Пока двигатель еще не прогрелся, большая часть ОЖ будет проходить по малому кругу, то есть с охватом насоса системы, рубашки охлаждения силового узла и цилиндров, а также термостата.
Далее жидкость снова возвращается к насосу. Вместе с этим антифриз циркулирует через рубашку трубопровода впуска и камеры для смешивания в карбюраторе.
Если же кран отопителя салона открыт, то жидкость проходит и через его радиатор.
В случае, когда мотор прогрет не до конца, то есть температура ОЖ еще не достигла нужной отметки (90 градусов Цельсия), частично открывается основной клапан, другой (перепускной или байпасный) частично прикрывается, и часть горячей жидкости идет к основному радиатору.
Это позволяет быстрей прогреться силовому узлу. Как только температура доходит до уровня 90 градусов Цельсия, открытие клапана происходит полностью, что позволяет весь поток направить через радиатор.
Основные металлы, из которых выполнены элементы термостата — медь и латунь.
Принцип работы схож с тем, что уже рассматривался выше.
Частые поломки или что будет если не работает термостат?
Термостаты могут выходить из строя по различным причинам, приводя к ряду проблем с работой двигателя.
Перечислим наиболее частые поломки:
- Застревание в закрытом положении. Когда это происходит, охлаждающая жидкость не может циркулировать через радиатор, что приводит к перегреву двигателя. Это одна из самых серьёзных проблем, так как перегрев может привести к повреждению головки блока цилиндров, прокладки головки блока и даже к трещинам в блоке двигателя.
- Застревание в открытом положении. Если термостат постоянно открыт, охлаждающая жидкость непрерывно циркулирует через радиатор, не позволяя двигателю достигать оптимальной рабочей температуры. Это снижает эффективность мотора, увеличивает расход топлива и износ, а также может привести к проблемам с холодным пуском в зимнее время.
- Неэффективное открытие и закрытие. Износ, загрязнения или отложения могут помешать нормальному открытию и закрытию термостата, что приводит к его неэффективной работе. Это вызовет колебания температуры агрегата, неправильное управление температурой и, как следствие, перегрев или недостаточный прогрев.
- Утечка охлаждающей жидкости. Происходит в результате повреждения уплотнительных элементов термостата или его корпуса. Это не только снижает уровень жидкости в системе, но и приведет к перегреву двигателя и коррозии компонентов системы охлаждения.
- Неправильная реакция на изменения температуры. Износ или неисправность воскового элемента приведет к тому, что он будет неправильно реагировать на изменения температуры. Это вызовет задержки в открытии или закрытии термостата, что снова приводит к проблемам с температурой двигателя.
Для предотвращения поломок термостата и связанных с ними серьёзных проблем с двигателем важно регулярно проводить осмотр и обслуживание системы охлаждения, а при появлении признаков неисправности — немедленно заменять его.
Признаки неисправности, как понять, что нужно менять термостат?
Чтобы определить, что термостат вашего автомобиля нуждается в замене, следует обратить внимание на ряд признаков и симптомов, указывающих на его неисправность.
Перечислим основные:
- Перегрев двигателя. Это один из самых очевидных признаков. Если термостат застрял в закрытом положении, охлаждающая жидкость не сможет циркулировать через радиатор, что приведет к быстрому перегреву мотора.
- Низкая температура двигателя при работе. Если термостат застрял в открытом положении, охлаждающая жидкость будет постоянно циркулировать через радиатор, не давая двигателю прогреться до оптимальной рабочей температуры. Это приведет к увеличенному расходу топлива и снижению эффективности работы мотора.
- Колебания температуры двигателя. Если температура непостоянна, резко повышается или понижается, это может указывать на износ термостата, который неправильно реагирует на изменения температуры охлаждающей жидкости.
- Отсутствие горячего воздуха из системы отопления. Если при работающем двигателе из системы отопления идет холодный воздух, это может быть признаком того, что охлаждающая жидкость не циркулирует должным образом через систему отопления из-за застрявшего термостата.
- Утечка охлаждающей жидкости вокруг корпуса термостата указывает на его неисправность или повреждение уплотнений.
- Неэффективная работа термостата, не позволяющая двигателю достигать и поддерживать оптимальную рабочую температуру, может привести к увеличению расхода топлива.
Как термостат влияет на работу печки?
Правильно работающий термостат обеспечивает быстрый прогрев двигателя в холодную погоду, что позволяет системе отопления начать эффективно работать раньше, быстро обогревая салон автомобиля.
Таким образом, устройство имеет критически важное значение для обеспечения комфортной температуры в салоне, особенно в холодное время года.
Неисправность термостата может привести к проблемам с обогревом, поэтому при первых признаках неполадок рекомендуется провести диагностику и при необходимости выполнить замену.
Особенности проверки устройства
Сегодня есть три основных метода диагностики термостата. Кратко рассмотрим каждый из них:
- Пускайте мотор и выдерживайте 7-10 минут. После поднимайте капот и касайтесь нижнего патрубка, отходящего от радиатора. При нормальной работе устройства температура шлангов должна быть идентичной. Если же температура разная, то термостат неисправен. Но важно понимать, что возможно наличие воздушных пробок в системе, мешающих циркуляции жидкости. Наличие воздушных пробок может привести к перегреву и неправильной диагностике. Годный термостат может быть признан браком.
- Заводите мотор и прикасайтесь к трубке, подводящей ОЖ к верхней части радиатора. В случае корректной работы термостата трубка должна быть холодной до момента, пока мотор не прогреется до нужной температуры.
- Наиболее эффективный и сложный метод — со снятием термостата. В данном случае необходим демонтаж устройства с последующим окунанием его в жидкость.
Последняя прогревается в специальной емкости до момента срабатывания клапана. Но температуру открытия и закрытия так не определить. В кастрюле можно проверить только принципиально факт работы термостата , но не его фактические параметры.
Для определения фактических показателей термостат нужно установить на штатив с индикатором часового типа (например ИЧ-10), шток индикатора должен упираться в основной клапан или другой элемент конструкции жестко связанный с ним.
После этого поднимая температуру и контролируя ее по термометру с ценой деления 0,1 °С фиксируем начало открытия, соответствующее ходу клапана 0,1 мм. Дальше поднимая температуру определяем по индикатору величину открытия клапана.
- Если мотор через 10-12 минут после заводки так и не набрал 90 градусов Цельсия (при условии температуры на улице около 0), то можно говорить о поломке рассматриваемого нами устройства.
Скорее всего клапан заклинило и ОЖ постоянно идет по большому кругу.
Более подробно читайте как проверить термостат.
Термостат — один из ключевых узлов, отвечающих за качественный прогрев и охлаждение силового узла.
Выход устройства из строя неизбежно влечет к проблемам с мотором и необходимостью дорогостоящего ремонта.
Знание принципа его работы позволяет вовремя диагностировать проблему и устранить ее еще на раннем этапе. При этом сделать это несложно.