Термостат: принцип работы,виды,устройство,фото,видео.

Почти все современные двигатели автомобилей охлаждаются при помощи специальной технической жидкости (тосол или антифриз). Для того, чтобы эта функция осуществлялась в полной мере, большинство авто производителей устанавливают в системе охлаждения силовой установки особый прибор, который называется термостатом или, как называют его специалисты по ремонту и обслуживанию транспортных терморегулятором температуры охлаждения мотора.

Для того, чтобы понимать, что такое автомобильный термостат, каков его принцип работы, а также почему он порой выходит из строя раньше положенного заводом изготовителем срока, необходимо знать и понимать, какие основные функции с задачами он выполняет в системе терморегуляции двигателя транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление об автомобильном термостате, а также способах обнаружения неисправностей, которые могут помочь нам сберечь ключевые узлы мотора от перегрева, а также дальнейшего дорогостоящего ремонта. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: «Как правильно определить, работает термостат или вышел из строя?».

 Понятие и принцип работы автомобильного термостата

Термостатом называется специальный прибор, который служит для регулирования температуры охлаждающей жидкости двигателя, как правило, тосола или антифриза, намного реже воды. Благодаря этому устройству происходит ускорение процесса прогревания мотора и поддерживается для него оптимальный, то есть комфортный температурный режим функционирования. Простая конструкция, в сердцевине которой располагается возвратная пружина, уплотнительное кольцо, тарелка клапана и направляющий элемент, делают эту деталь довольно надежной, а также дешевой по стоимости.

Основной функцией, которую выполняет автомобильный термостат является недопущение попадания охлаждающей жидкости в радиатор, до тех пор пока температура мотора не поднялась до оптимального уровня. Проще говоря, пока температура двигателя не поднялась до рабочей в 90-95 градусов по Цельсию, охлаждающая жидкость будет блокироваться, а когда произойдет достижение данного показателя, вот тогда то и вступает в действие термостат, который отключает блокировку потока антифриза или тосола, и обеспечивает циркуляцию этих жидкостей по системе, тем самым снижая температуру. Благодаря термостату обеспечивается возможность быстрого нагревания мотора, из-за чего снижается его износ, а также сокращается выброс вредных веществ в атмосферу.

Задача термостата схожа с его функциями и заключается в контроле блокирования потока охлаждающей жидкости транспортного средства, то есть недопущения попадания раньше времени антифриза или тосола в радиатор, до тех пор пока двигатель внутреннего сгорания не разогреется до рабочей температуры. Функциональность термостата заключается в том, что когда мотор холодный, благодаря этому полезному устройству охлаждающая жидкость не проходит в систему, она блокируется специальной заглушкой. По достижению мотором рабочей температуры, которую мы описывали ранее, термостат автоматически открывает заглушку и помогает силовой установке быстрее разогреться. 

Говоря простым языком, задача термостата заключается не только в открывании/закрывании заглушки, которая регулирует поток, а также движение охлаждающей жидкости в системе, но и в контроле этого процесса. Наличие рабочего термостата в автомобиле, позволяет продлить ресурс основных узлов двигателя на 10-15 процентов.

Основные неисправности автомобильного термостата

Даже несмотря на свои небольшие габариты, такое устройство, как автомобильный термостат является очень важной деталью в любом транспортном средстве. Когда случаются проблемы с работоспособностью этой детали, особенно в дороге, то это может обернуться серьезными неприятностями для дальнейшего движения автомобиля. Однако насколько серьезные неприятности могут быть в дороге из-за поломки термостата, напрямую зависит от того, какая именно случилась поломка устройства. Заметим, что причин поломок термостата может быть большое количество, однако наиболее распространенной является обычная коррозия металла из которого он изготовлен.

Также довольно распространенной проблемой термостата является его заклинивание, как правило, в полностью закрытом положении. Из-за этой неисправности может произойти перегрев двигателя, причем в любом режиме движения и при любой температуре воздуха, даже в мороз. В том случае, если термостат открывается, но не до конца, то мотор начинает перегреваться и порой может просто «вскипеть«. «Закипание» двигателя будет в этом случае напрямую зависеть от режима эксплуатации транспортного средства.

В том случае, когда происходит «зависание« клапана термостата в полностью или слегка открытом положении, то до рабочей температуры мотор будет прогреваться намного дольше обычного, а в зимний период времени рабочая температура может быть не достигнута и вовсе. Справочно отметим, что когда система охлаждения полностью исправна, то при температуре воздуха на улице в районе нуля градусов по Цельсию, двигатель должен прогреться до оптимальной температуры при движении, примерно за 6-8 минут. Когда происходит неполное открытие термостата, в этом случае температура силовой установки не сможет подняться выше 65 градусов по Цельсию.

Как проверить работоспособность термостата

Для того, чтобы правильно произвести проверку термостата на работоспособность, первоначально необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры, но только чтобы стрелка количества оборотов не попадала в красную зону. Далее нужно заглушить двигатель, открыть капот и найти верхний патрубок радиатора. Данный патрубок, как правило, крепится сверху и внешне похож на резиновый шланг черного цвета диаметром трубки примерно в 4-5 сантиметров. После того, как мы нашли верхний шланг, находим нижний, который выглядит точно также, как и верхний.

После того, как шланги радиатора в подкапотном пространстве нами обнаружены, необходимо дотронуться до патрубков, но только с особой осторожностью, потому что они могут быть горячими. В том случае, когда датчик температуры двигателя показывает, что мотор нагрелся и первый шланг горячий, а второй холодный, то быстрее всего клапан термостата находится в закрытом положении. Следовательно охлаждающая жидкость не может пройти через радиатор. В этом случае термостат нужно будет заменить на новый.

Кроме вышеописанного способа проверки на работоспособность термостата, есть еще один, так сказать «народный метод«. Для того, чтобы данным методом определить работает устройство или нет, нужно положить термостат в сосуд с горячей водой, то есть с температурой примерно в 90-100 градусов по Цельсию. После этого, необходимо визуальным осмотром посмотреть открывается ли клапан устройства. Если клапан в воде открылся, значит термостат рабочий, а если нет, то следовательно вышел из строя. В случае не открывания клапана — термостат меняется на новый. Также заметим, что такой метод проверки термостата подразумевает его снятие с автомобиля.

Основные виды термостатов

Автомобильные термостаты

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

• Одноклапанный — классическая конструкция.
• Двухступенчатый — это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
• Двухклапанный — в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая — малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
• Электронный (с электронным управлением) — представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Как проверить термостат на работоспособность

Перед тем, как проверять термостат на работоспособность, нужно понимать какие неисправности у него могут возникнуть в принципе, и в чём они проявляются. Всего таких неисправностей может быть три:

1. Термостат постоянно открыт. Если основной клапан термостата вследствие поломки остается все время открытым, то охладитель будет постоянно проходить через радиатор и рубашку охлаждения двигателя. При этом мотору потребуется довольно много времени для достижения оптимальной рабочей температуры.

В летнее время года такая поломка, как правило, остается даже незамеченной, а вот зимой, особенно в сильный мороз, прогреть мотор до рабочей температуры будет крайне тяжело.

2. Термостат постоянно закрыт. Если основной клапан термостата не открывается, то жидкость в системе охлаждения постоянно циркулирует по малому кругу. При этом двигатель очень быстро перегревается, в результате чего его может и вовсе заклинить.

В этом случае ездить на автомобиле до замены термостата мы не рекомендуем. Добраться же к ближайшему автомагазину или СТО своим ходом можно включив печку в салоне на максимальный обдув. При этом нужно постоянно следить за тем, чтобы стрелка указателя температуры двигателя не переходила в красную зону.

3. Термостат открывается слишком рано. Обычно это происходит либо с контрафактными автомобильными термостатами, сделанными народными умельцами из комплектующих низкого качества, либо с термостатами с характеристиками не подходящими для данной комплектации автомобиля.

Если клапан термостата открывается при слишком низкой температуре (ниже +75 °C), тогда двигатель, как правило, прогревается значительно дольше положенного времени. При этом мотор не может выйти на оптимальный тепловой режим, что приводит к увеличению расхода топлива.

Проверка термостата в автомобиле

Алгоритм проверки термостата, не снимая его с автомобиля, очень прост. Чтобы проверить, открывается ли термостат, от вас потребуется выполнить лишь несколько действий:

1. Разогрейте двигатель до рабочей температуры, после чего заглушите мотор.
2. Откройте капот и найдите шланг в верхней части радиатора. Как правило – это черный резиновый шланг диаметром 5-7 см с железным хомутом на концах, или же с пластиковыми скобами.
3. После этого найдите нижний шланг – примерно такой же, как и верхний. Обычно он крепится в нижней части радиатора.
4. Прикоснитесь к обоим шлангам рукой, но крайне осторожно, потому как они могут быть сильно нагреты.

Если стрелка указателя температуры двигателя находится у красной зоны, но при этом один из шлангов горячий, а второй холодный, то с высокой вероятностью можно утверждать о том, что термостат не открывается и его необходимо заменить на новый.

Больше о неисправностях системы охлаждения двигателя и профилактике их появления читайте в нашей статье о техническом обслуживании системы охлаждения.

Как он устроен

Давайте разберемся, как это устройство выглядит на самом деле. По факту, с визуальной точки зрения термостат представляет из себя специальный клапан, который в некоторых ситуациях помещают в корпус двигателя автомобиля. По самой конструкции они бывают двух видов: безкорпусные и корпусные.

Корпусная конструкция встроена в корпус двигателя, и имеет несколько выводов (не менее двух). Однако, и из этого пункта есть исключения — некоторые двухуровневые устройства. Изготавливаются эти устройства из некоторых специальных материалов: алюминиевого, латуниевого и пластикового покрытия. Двое выводов, которые расположены максимально близко друг к другу, называют на техническом языке малым контуром. Этот контур сдерживает температуры антифриза внутри двигателя, и закрывает им доступ непосредственно в радиатор. Все вышеперечисленное позволяет автомобилю прогреваться как можно быстрее, что обеспечивает более оперативное открытие термостата. В российских автомобилях нередко встречается следующие показатели температуры, при которых раскрывается наше устройство: 81-86 градусов.

По-умолчанию возможность ручного регулирования температуры, при которой устройство будет открываться или закрываться, невозможно, однако у автолюбителя есть возможность пойти на специализированное СТО и заказать там эту услугу. В автомобиле вам эта функция пригодится.

Касательно бескорпусная конструкции: она встраивается в корпус двигателя машины в специально отведенное место. Это его главное отличие от корпусной конструкции.

Наполнитель термостата

Термостат может иметь различные виды наполнителя в основе своей конструкции. Мы уже упоминали, что выделяют жидкостной наполнитель и твердотельный. Принцип работы и устройство этих решений практически одинаково. Отличия заключаются только в повышенной герметизации жидкостной конструкции, а также в индивидуальных физических свойствах самого наполнителя и его чувствительности к температурным колебаниям зависимо от состава.

Современные двигатели получили такой тип устройства, который имеет в основе твердый наполнитель. Под таким наполнителем стоит понимать основной термоэлемент, который внутри термостата находится изначально в твердом физическом состоянии.

Принцип работы термостата

Термостат размещен в патрубке, а через него подогретая жидкость отводится в емкость радиатора. Для его изготовления используют такие металлы, как медь и латунь. В конструкции большинства автомобильных термостатах сейчас применяется воск. Это объясняется его свойством значительного расширения, поскольку действие высокой температуры переводит его из твердого в текучее состояние. Подогретая жидкость растопляет воск, и клапан открывается, что дает возможность охлаждающей жидкости попадать в радиатор. Отключение мотора и его последующее остывание приводит к охлаждению жидкости. Если температура падает ниже 70 °С, воск сжимается и приобретает твердую форму, а клапан термостата закрывается.

Наглядная схема конструкции автомобильного термостата

Схема системы охлаждения и принцип работы термостата: 1 — радиатор; 2 — патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 — расширительный бачок; 4 — термостат; 5 — водяной насос; 6 — рубашка охлаждения блока цилиндров; 7 — рубашка охлаждения головки блока; 8 — радиатор отопителя с электро-вентилятором; 9 — кран радиатора отопителя; 10 — пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 — пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой — всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

• Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
• Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
• Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
• Шток (поршень) — располагается внутри цилиндра.
• Клапан малого круга — перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
• Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
• Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Поломки термостата

В основном термостат ломается из-за внутренней коррозии. Внутренняя коррозия может возникнуть по причине не качественной охлаждающей жидкости. Сейчас на рынке автомобильной химии очень много предложений по охлаждающей жидкости, но мы бы рекомендовали прислушиваться производителя Вашей марки автомобиля и покупать только оригинальную охлаждающую жидкость. На современных автомобиля, по регламенту очень редко меняется охлаждающая жидкость. Например на некоторых автомобилях марки Honda охлаждающая жидкость меняется раз в 200 тысяч километров — это чрезвычайно много. В наших условиях, охлаждающую жидкость нужно менять как минимум в два раза чаще положенного регламента. Если соблюдать эти простые правила, то все элементы системы охлаждения будут чувствовать себя хорошо, и проработают долго.

Функции и место расположения

После того как мотор выходит на оптимальную  рабочую температуру, становится необходимым поддерживать этот показатель в строгих рамках до самого момента остановки двигателя, а в ряде случаев и некоторое время после прекращения работы  ДВС. Главной задачей устройства является контроль и распределение потока нагретой жидкости охлаждения внутри системы по отводу тепла от двигателя.

Термостат может быть расположен в различных местах, зависимо компоновки двигателя в подкапотном пространстве, а также место его установки напрямую зависит от модели силового агрегата. Также на место установки устройства влияют и конструктивные особенности реализации самой охлаждающей жидкостной системы. В большинстве случаев термостат находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Вторым наиболее распространенным местом его установки считается вход центробежного насоса охлаждающей жидкости (помпы).

ВИДЫ

• Двухклапанный. Именно принцип работы двухклапанного термостата был рассмотрен выше. Такой вид термочувствительных клапанов популярен у производителей отечественной грузовой и легковой техники.
• Одноклапанный. Имеет наиболее простую конструкцию, в которой не предусмотрен перепускной клапан. Именно такой вид чаще всего можно встретить на авто иностранного производства.
• Одноклапанный двухступенчатый. Из-за высокого давления в контуре охлаждения некоторых двигателей клапану достаточно сложно открыться, что увеличивает инерционность при срабатывании. Для лучшей работы конструкция одноклапанного двухступенчатого термостата предполагает наличие двух тарелок разных размеров. Первоначально открывается малая тарелка, освобождая доступ небольшой части потока охлаждающей жидкости, после чего открывается основная тарелка.