Клапан термостат


Если вы в последнее время замечаете, что двигатель в вашем автомобиле очень медленно прогревается, стало холодно в салоне или, наоборот, в пробках приходится включать вентилятор печки на максимальную скорость и открывать все окна, так как стрелка температуры на щитке приборов находится в красной зоне или около нее, то причина, скорее всего, кроется в достаточно простом и довольно недорогом изделии системы охлаждения — термостате.

Долго ездить с неработающим термостатом нельзя, так как при длительном прогреве двигателя повышается его износ, а при слишком высокой температуре может произойти перегрев, который чреват капитальным ремонтом.

На заре автомобилестроения охлаждение двигателя осуществлялось при помощи термосифонного метода. Более легкая горячая вода поднималась по водосборной трубе в верхнюю часть радиатора, опускалась в нем книзу и опять поступала в двигатель. Охлаждение воды обеспечивалось постоянно вращающимся на валу двигателя вентилятором, регулирование температуры было невозможно. При возрастании мощностей двигателей такой метод охлаждения перестал справляться с возросшей тепловой нагрузкой, и в системе охлаждения появился водяной насос.


Термостат же появился на автомобиле только в 1922 году.

Место термостата в системе охлаждения находится между двигателем и радиатором.

Основная задача термостата — блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не прогрелся до нужной температуры. Когда вы заводите остывший двигатель, то жидкость циркулирует только по малому кругу системы, в который входят сам двигатель, помпа, термостат и радиатор отопителя. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор охлаждения. Таким образом, термостат позволяет двигателю разогреться быстрее, тем самым уменьшая износ двигателя и вредные выхлопы.

Сам термостат состоит из корпуса с патрубками, в который вставляется термоэлемент в каркасе. К термоэлементу прикрепляются две подпружиненные тарелки-клапана (основной и перепускной), а в сам термоэлемент вставляется шток, который и перемещает тарелки-клапана.

Принцип работы термостата кроется в маленьком медном цилиндре (термоэлементе), который размещается внутри термостата. В этом цилиндре находится смесь нефтяного воска (церезина) и медного порошка, которая начинает плавиться при заданной температуре. Воск используется из-за его способности значительно расширяться, под действием тепла он переходит из твердого состояния в жидкое. Эта смесь герметично отделена изнутри резиновой прокладкой, не позволяющей протекать смеси в систему охлаждения. Воск плавится, значительно расширяется и выдавливает шток из цилиндра, тем самым приоткрывая подпружиненный основной клапан. Через основной открытый клапан термостата охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор — это и есть большой круг системы охлаждения.


До достижения температуры полного открытия термостата жидкость циркулирует как по малому, так и по большому кругу.

При достижении температуры полного открытия термостата перепускной клапан перекрывает движение жидкости по малому кругу, таким образом, вся жидкость проходит через большой круг.

Когда температура жидкости понижается, воск в термостате начинает застывать, пружина основного клапана вдавливает шток обратно в цилиндр с воском — снова открывается малый круг системы охлаждения для прохода жидкости.

 

Методика испытаний

В первую очередь проводился контроль температуры начала открытия. По условиям ВАЗа она должна составлять 85±2 оС.

Далее проверялась герметичность основного клапана под давлением 1 атм. при температуре воды от 10 до 35 оС — в нашем случае температура воды была 21 оС, при этом допускается протечка воды через основной клапан в количестве не более 0,5 литра за минуту. Мы замеряли, за какое время вытечет 0,5 литра воды под давлением.

Следующим этапом проверки стал контроль времени полного открытия основного клапана при опускании термостата в жидкость с температурой 102±2 оС — в нашем случае мы опускали термостаты в кипящую воду, при этом время полного открытия должно было составить не более одной минуты.


Также проводился контроль герметичности корпуса термостата — к патрубкам термостата, погруженного в воду, подается сжатый воздух под давлением 2 атм. и выдерживается в течение минуты. На поверхности воды не должно наблюдаться пузырьков воздуха.

Результаты всех испытаний представлены в таблице:

Водитель, который хочет всегда иметь исправный автомобиль, должен знать и понимать принципы функционирования всех деталей его «железного коня». Для тех, кто только начал вникать в такую сложную механику, подобная задача может показаться недостижимой. Однако, чем больше удается узнать обо всех системах автомобилях, тем лучше запоминается информация и о каждой, даже самой незначительной, его детали. На нашем блоге мы уже успели ознакомить Вас с особенностями функционирования системы охлаждения двигателя, однако сегодня мы посвятим статью одному из самых важных ее элементов – термостате.

  • 1. Конструкция, особенности работы и выполняемые функции: все, что нужно знать о термостатах
  • 2. Какие бывают термостаты: знакомимся с наиболее распространенными видами и их конструктивными особенностями
  • 3. В чем заключается принцип работы термостатов разных моделей
  • 4. Неисправности термостата: к чему нужно быть готовым во время эксплуатации двигателя?
  • 5. Диагностирование исправности термостата

Это устройство является обязательным элементом каждого автомобиля и без него любой двигатель может закипеть. Чтобы понять, как же происходит охлаждение двигателя и какую роль в этом играет термостат, ознакомимся с главными принципами его функционирования, видами и спецификой разных моделей. Отдельно обратимся к вопросу об неисправностях термостатов и тому, как именно можно определить поломку путем простой диагностики.

1. Конструкция, особенности работы и выполняемые функции: все, что нужно знать о термостатах

Если говорить о системе охлаждения двигателя в целом, то охлаждение не является ее единственной функцией. Первоначально, когда заводится еще полностью холодный двигатель, она совсем даже наоборот стимулирует его более быстрый разогрев до уровня рабочей температуры. Но как только этот уровень будет достигнут, температура двигателя начинает нормализироваться и поддерживаться на одном уровне, удобном для двигателя. И все это происходит благодаря такому устройству, как термостат.

Естественно, Вы хотите задать нам вопрос, как работает термостат? Отвечаем. Когда Вы заводите холодный двигатель, охлаждающая жидкость (антифриз или же тосол) поначалу функционирует лишь по малому кругу системы охлаждения. А все это потому, что термостат находится в закрытом состоянии и через него охлаждающая жидкость начнет проходить только после того, как ее температура достигнет 95°С. Благодаря такой небольшой особенности термостата, является возможным не только быстро разогревать двигатель, но и в разы уменьшать его износ, сокращать количество вредных выхлопов.Таким образом, основная функция термостата – это блокирование подачи жидкости в большой круг охлаждения автомобильного двигателя.


Происходит это благодаря специальному клапану, который и задерживает тосол при попытке попасть в радиатор, ограничивая его движение исключительно свободным пространством двигателя. Но как мы уже отметили, одновременно с тем, как температура жидкости достигнет рабочего уровня, этот клапан автоматически открывается и пропускает жидкость по полному кругу, где она имеет возможность охладиться. Происходит это благодаря специальному наполнителю внутри устройства, который способен реагировать на повышение температуры. Если она высокая, наполнитель расширяется, тем самым открывая клапаны. Если низкая – вся процедура происходит с точностью до наоборот.

Функции термостата довольно просты, однако играют огромную роль в исправности работы всего автомобиля. Ознакомившись с таким простым принципом его работы, Вы сами догадаться, где именно это устройство можно найти под капотом машины. Большинство конструкторов последовали такой простой логике и разместили данное приспособление между автомобильным мотором и его радиатором. Однако стоит учесть, что на некоторых автомобилях можно встретить и исключения, которые вызваны особенностями конструкции главного силового агрегата автомобиля или его системы охлаждения.


Из каких рабочих элементов состоит автомобильный термостат?

Основной рабочей деталью, благодаря которой функционирует термостат, является термоэлемент, внутри которого находится сложное по своему составу твердое вещество. Так, оно включает в себя:

– гранулированный воск;

– медь в порошкообразном состоянии;

– такие же порошкообразные графит и алюминий.

Температурные режимы для открывания и закрывания основного клапана устанавливаются соответственно конкретной модели двигателя. Зачастую они находятся в промежутке между 70 и 95°С или же между 100 и 105°С. Чтобы определить это, достаточно посмотреть на корпус термостата, на котором подобная информация должна быть обязательно обозначена. К двигателю термостат подключается благодаря трем патрубкам, каждый из которых выполняет свою функцию:

– входной патрубок – через него жидкость из двигателя поступает в радиатор для охлаждения;

– патрубок перепускного шланга, благодаря которому происходит попадание жидкости в термостат непосредственно из головки самого цилиндра;

– третий патрубок, который обеспечивает подачу жидкости в насос.

Можем заключить, что термостат по своей сути является ни чем иным, как регулятором температурного уровня охлаждающей жидкости двигателя.


некоторых автомобилях, который предназначены для особенно интенсивной эксплуатации, может устанавливаться даже не один, а несколько термостатов. Не смотря на идентичный принцип функционирования, они могут отличаться друг от друга конструкционными особенностями, типом наполнителя или же температурному уровню, на который они способны реагировать. Но чтобы не путать Вас, посвятим разнообразию термостатов отдельный раздел.

2. Какие бывают термостаты: знакомимся с наиболее распространенными видами и их конструктивными особенностями

В первую очередь все термостаты стоит различать по видам, из которых выделяют:

1. Одноклапанные.

2. Двухступенчатые.

3. Двухклапанные.

4. Термостаты с электронным управлением.

Если говорить о них в целом, то следует сразу отметить, что первая тройка функционируют практически по одному и тому же принципу. Так, самый простой вид термостатов, которыми являются одноклапанные, имеет всего одну клапанную тарелку и терморегулирующий элемент, который способен ее закрывать и открывать. Таким образом, такой клапан может либо пропускать охлаждающую жидкость, либо не пропускать, других функций у него нет. Что же касается двухступенчатого термостата – то тут уже имеется целых два клапана, один из которых основной, а второй – вспомогательный. Что же касается двухклапанного термостата, то он состоит из двух затворов, которые являются абсолютно равноправными. Функционируют они по обратной связи друг с другом.


Самым совершенным на сегодняшний день видом термостатов является тот, который обладает возможностью электронного управления. Его конструкция позволяет регулировать открытием/закрытием клапана, что, в свою очередь, позволяет достигать разных режимов функционирования двигателя. Оказывается, что под влиянием разных температурных режимов, можно добиться того, что двигатель будет использовать в разы меньше горючего, при этом, не теряя мощности и не изнашиваясь от такой «хитрой» эксплуатации. Но и это еще не все. Благодаря электронному регулированию стало возможным двухконтурное охлаждение антифриза, что особенно важно при управлении автомобилем в сложных условиях.Но кроме отличий конструктивного характера, каждый все виды термостатов имеет свои особенные принципы функционирования. Их мы и рассмотрим далее

3. В чем заключается принцип работы термостатов разных моделей

По сути, принцип функционирования любого термостата схож с принципом работы реле. Внутренний рабочий элемент, о котором упоминалось выше, имеет форму небольшого цилиндра. Поскольку в состав смеси, которая помещена внутри него, входит искусственный воск, при температуре в 82°С он начинает потихоньку таять. В следствие этого происходит естественное расширение жидкости, которое и выталкивает из цилиндра специальный штырек. Как Вы догадались, данный штырек и открывает клапан. Описанный принцип работы присущ обычному капиллярному термостату и понять его несложно даже восьмикласснику, который прошел основы термодинамики и механики.


Что же касается двухступенчатых термостатов, которые имеют уже два клапана, то тут стоит обратить внимание на некоторые отличия. Основной клапан приводится в действие тем же способом, что и в вышеописанном варианте. Однако, здесь есть еще и вспомогательный клапан, который позволяет усиливать все действия основного. Зачем это нужно, спросите Вы? Ответ будет довольно простым. Дело в том, что в моторах с большим объемом и повышенным давлением работы охладительная жидкость движется под довольно высоким давлением. Поэтому, без «дружественной подмоги» основной клапан не сможет перекрыть трубку, даже если температуры жидкости сильно опустится.

В двухклапанных системах термостатов все происходит еще проще, хотя конструкция у них и сложнее. Поскольку конструкция таких термостатов состоят из двух заслонов, абсолютно независимых друг от друга, то один из них отвечает за движение охлаждающей жидкости по маленькому кругу, а второй – за ее движение по большому кругу. Но как же это возможно? Просто когда открывается один из клапанов, автоматически закрывается один. Ну и наоборот.

И наконец-то мы переходим к термостатам, управляемых электронно. По сути, они функционирует так же, как и обычные одноклапанные. Только вот у описываемых здесь моделей есть одна своя существенная особенность.


рморегуляция клапанов осуществляется при помощи температурного резистора. Именно нагрев этого элемента и дает сигнал для того, чтобы заслонка открылась. Проходит сигнал непосредственно через электронный блок управления, который и управляет клапаном. Правильно запрограммировав блок, Вы сможете сразу почувствовать все достоинства езды на автомобиле с электронным термостатом. Ведь он будет обеспечивать необходимое охлаждение, опираясь на темп езды, сложность дорог и тип Вашего двигателя.

4. Неисправности термостата: к чему нужно быть готовым во время эксплуатации двигателя?

В том, что термостат является очень важной составляющей системы охлаждения двигателя, Вы должны были убедиться исходя из всего вышеописанного материала. Однако, так же как и любой другой механизм, термостат может сломаться, и причины и последствия этого могут проявляться совершенно по-разному. То, что чаще всего поражает термостат и нарушает его работу, является самой обычной коррозией. Последствия, к которым она может привести, могут быть очень разнообразными. Поэтому, рассмотрим неприятные ситуации, которые могут случиться с термостатом и автомобилем, когда на нем вдруг появилась коррозия (хотя сразу отметим, что нижеописанные происшествия могут возникнуть не только по этой причине).

К примеру, термостат находится в полностью закрытом виде, однако неожиданно заклинивает и отказывается пропускать жидкость по большому кругу системы охлаждения. Последствия подобного могут привести к перегреву двигателя. При чем, произойти подобное может при любых погодных условиях и при любой нагрузке на сам двигатель (ну и естественно на термостат). Также, термостат может открываться только наполовину. Это может уберечь мотор автомобиля от закипания, однако он все равно будет эксплуатироваться «на грани».

Бывают случаи, когда клапан «замирает» в полностью открытом или частично открытом положении. Из-за этого двигатель будет нереально долго прогреваться до уровня рабочей температуры. Бывают случаи, когда зимой двигатель вообще не прогревается. Подобная неисправность систему охлаждения сразу же должна Вам указать на то, в чем действительно кроется настоящая причина поломки. Отметим, что при полностью исправной системе охлаждения и при температуре воздуха в 0°С двигатель можно разогреть всего за 5-10 минут. Если же клапан термостата открыт изначально, двигатель не сможет разогреться до температуры выше, чем 70°С. Понятно, что при таком состоянии двигателя Вы не сможете никуда уехать.

Однако, прежде чем приступать к замене или ремонту термостата, необходимо на все 100%!убедиться в том, что причина неисправности – это действительно он. Для этого можно провести несколько нехитрых манипуляций, который мы описали в отдельном разделе.

5. Диагностирование исправности термостата

Полную диагностику термостата можно проводить самостоятельно, без автомехаников и других помощников. И так, при обнаружении неисправности системы охлаждения двигателя, следует прибегнуть к одному из нижеописанных вариантов диагностики термостата:

1. Запустите двигатель на холостом ходу, чтобы он смог немного прогреться. Проследите, чтобы стрелка, указывающая на температуру внутри двигателя, не успела дойти до красной отметки. После этого необходимо сразу же выключить двигатель и перейти к осмотру «ситуации» под капотом автомобиля. Сразу же отыщите радиатор и его верхний шланг. Он изготовлен из черной резины и имеет в диаметре примерно 5 сантиметров. Также найдите нижний шланг, который выглядит идентично верхнему (будьте очень осторожны, поскольку шланги могут быть очень горячими; чтобы это понять, иногда достаточно поднести к ним руку). Если датчик показал Вам нормальное прогревание двигателя, а один из шлангов остался холодным – то верный признак того, что клапан не пропускает жидкость и она не попадает в радиатор. В этом случае остается одно – полная замена термостата.

2. Второй способ называют «народным», хотя он и дает не менее точные результаты. Проводить его рационально в том случае, когда изначально Вы заподозрили поломку в другой составляющей системы охлаждения и в результате обширной диагностики уже успели снять термостат с двигателя. Для проверки его исправности, просто поместите устройство в сосуд с водой и начинайте понемногу его подогревать. Учтите, что температура воды должна практически достигнуть температуры закипания (помните о рабочей температуре каждого термостата). После этого Вам будет необходимо всего-навсего визуально оценить, открылся ли клапан, или же нет. Если термостат рабочий – он несомненно откроется, если нерабочий – так и останется в прежнем положении, что требует замены данного термостата на новый.

Касательно второго варианта следует отметить, что иногда для оценки работоспособности термостата его даже не приходится опускать в воду. Речь идет о ситуациях, когда клапан заклинивает в открытом состоянии. Отметить подобное Вы сможете сразу же, как только снимете устройство, предварительно успевшее охладится.

Важно обратить Ваше внимание на ситуацию замены термостата. Для того, чтобы он подошел Вашему автомобиля «как родной», необходимо узнать температуру открывания клапана и уже с этой информацией отправляться за покупкой в специализированный магазин. Думаем, Вы понимаете, что если на обычное авто поставить термостат с температурой открывания клапана свыше 100°С, двигатель постоянно будет перегреваться. Так что будьте внимательны не только на дорогах, но и в автомагазинах. Удачных Вам поездок!

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

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.

Читайте также:  Устройство и принцип работы насоса системы охлаждения двигателя (помпы)

Ответственная работа, но простая конструкция

Итак, самое время перейти к изучению конструкции. Мы уже упомянули, что само по себе устройство этого элемента системы охлаждения мотора довольно простое. Посудите сами, состоит он из таких деталей:

  • корпус;
  • входные и выходные патрубки;
  • термочувствительный элемент;
  • клапан.

Как правило, корпус термостата изготавливают из меди или латуни – материалы хорошо себя чувствующие в окружении разгорячённой охлаждающей жидкости.

Главный секрет нашего сегодняшнего героя статьи заключается в термочувствительном элементе. Это цилиндр, внутри которого находится шарик из специального технического воска.

Температура плавления воска находится на уровне 80 градусов – именно столько нужно для нормальной работы двигателя.

При плавлении, воск расширяется и выталкивает, вставленный в цилиндр штырь, который взаимодействуя с клапаном, открывает его, и антифриз отправляется по большому кругу через радиатор.

Охлаждающая жидкость теперь может остужаться и температура мотора поддерживается на оптимальном уровне… Поддерживается, если конечно термостат исправен, а это, к сожалению, бывает не всегда.

Из чего состоит термостат

Делают автомобильные термостаты из меди или латуни. Устроены они достаточно просто. Стандартный термостат состоит из таких деталей:

  • корпуса;
  • клапана малого круга охлаждения;
  • выходного патрубка, соединенного с насосом;
  • воскового шарика;
  • входного патрубка, подключенного к радиатору;
  • клапана основного круга охлаждения;
  • двух пружин;
  • поршня.

Другими словами, все устройство автомобильного термостата – это цилиндр, возвратный штырь, два клапана и шарик воска. Именно проста и надежность конструкции объясняет тот факт, что она не изменяется на протяжении многих лет, и такие термостаты ставят даже на самые современные модели автомобилей.

В различных марках машин термостаты настраивают на разный температурный режим открывания. Ее обычно указывают на самом устройстве. Бывают бескорпусные термостаты. Их ставят прямо в блок двигателя.

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.

Термостат это автоматический клапан, выполняющий две важные задачи

Как мы уже сказали, термостат отвечает сразу за две важных задачи. Во-первых, он позволяет силовому агрегату максимально быстро достичь оптимальной рабочей температуры (примерно 95 градусов), что необходимо для его стабильной работы, а, во-вторых, не даёт ему затем перегреться.

Чтобы разобраться в секретах этой тонкой деятельности, для начала необходимо выяснить, где термостат находится. А расположен этот элемент в системе охлаждения между рубашкой двигателя и радиатором.

Логика действий термостата следующая: когда вы только сели в машину и завели мотор, он и жидкость (антифриз), остужающая его, ещё холодные, поэтому всегда (особенно в зимнюю пору) нужно выдержать несколько минут перед поездкой, чтобы дать силовому агрегату прогреться.

Это звёздный час героя нашей статьи – он, пока машина ещё холодная, закрывает доступ для антифриза к радиатору, поэтому жидкость, циркулирует только по малому кругу, по сути, только по каналам в моторе. Благодаря этому, силовой агрегат быстро набирает необходимый градус, а вместе с ним также нагревается и антифриз.

Теперь термостат должен открыть доступ к радиатору и большому кругу системы, чтобы антифриз мог охлаждаться, а вместе с ним и двигатель сохранит стабильную температуру.

Как вы видите, друзья, термостат это крайне ответственный элемент, поэтому может создаться впечатление, что его устройство должно быть сложным, но, на самом деле, это не так…

5 признаков неисправного термостата

  1. Мотор автомобиля долго набирает рабочую температуру.
  2. Двигатель быстро перегревается.
  3. Стрелка температуры двигателя падает на скорости меньше чем обычно, а поднимается после остановки.
  4. Когда нижний патрубок теплый уже после нескольких минут работы, что свидетельствует о постоянно открытом термостате.
  5. Если нижний патрубок холодный, в то время как температура на панели приборов говорит о закипании (при этом мотор работает длительное время), кроме случаев выхода из строя датчика вентилятора радиатора, то это говорит о заклинившем термостате в закрытом положении.

Такие признаки неисправности термостата могут возникнуть как через механическое повреждение вроде заклинивания штока, так и при использовании некачественной ОЖ.

В результате нарушения температурного режима страдает двигатель. Он интенсивно изнашивается при перегреве (в плоть до клина, при выкипании жидкости) и потребляет больше топлива при недостаточном разогреве.

Чтобы проверить работу термостата и принимать решение о его замене, стоит произвести простейшую проверку методом кипячения. Так как на корпусе детали пишется температура срабатывания, вы наглядно можете убедится как работает термостат поместив его в горячую воду с термометром.

ТЕРМОСТАТ С ЖИДКИМ НАПОЛНИТЕЛЕМ.

Таких устройств давно нет в природе (отечественных с 1983 г), но все же для ознакомления мы затроним 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.

ТЕРМОСТАТ 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 удерживающая 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.

Одноклапанный, двухклапанный и двухступенчатый термостат

Решение с одним клапаном  отличается простотой конструкции и связанной с этим надежностью. Автопроизводители по всему миру отдают предпочтение такому виду конструкции и оборудуют большинство своих автомобилей именно таким устройством.

Отдельным видом термостата с одним клапаном является двухступенчатая конструкция. Установка такого решения обусловлена тем, что некоторые системы охлаждения в процессе работы создают очень высокое давление охлаждающей жидкости. Клапану термостата сложно преодолеть такое давление. По этой причине конструкция двухступенчатого терморегулятора получила решение, которое подразумевает наличие двух тарелок клапана, которые называют малой и большой. Первой в термостате открывается малая тарелка, которой необходимо заметно меньшее усилие для преодоления созданного в системе давления. Малая тарелка открывается легче, а уже при открытии взаимодействует с большой тарелкой и попросту тянет её за собой. Открытие большой (основной) тарелки термостата до конца открывает канал прохода охлаждающей жидкости.

Если в первом случае термостат имеет один клапан с двумя тарелками, то двухклапанный регулятор получил два отдельных клапана, которые находятся в едином корпусе. Первый клапан является основным и служит для перекрытия большого круга при движении охлаждающей жидкости в системе. Второй клапан является перепускным и отвечает за циркуляцию жидкости по малому кругу. Работа клапанов синхронизирована. Когда один из них перекрывает канал ОЖ, другой осуществляет открытие нужного контура. Указанная конструкция термостата нашла широкое применение в конструкции легковых авто и грузовиков, которые являются продуктами автоиндустрии из стран СНГ.

Диагностика поломки

На серьезные неполадки в системе охлаждения Вам укажет явное отклонение от нормальных показаний указателя температуры ОЖ на панели приборов в салоне. При нормальной работе системы охлаждения ДВС и температуре воздуха  за бортом около ноля градусов Цельсия, силовой агрегат должен выходить на рабочую температуру под нагрузкой в движении за 5–10 минут.

Единственное условие-исправность самого температурного датчика, указателя на панели прибоов и системы охлаждения.  Если герметичность системы и функциональность других элементов не нарушена,  уровень ОЖ в расширительном бачке находится на нужной отметке, тогда явными признаками неисправности  термостата являются:

  • долгий прогрев двигателя;
  • неспособность ДВС выйти на рабочую температуру под нагрузкой;
  • отсутствие теплого воздуха из отопителя;
  • постоянный перегрев двигателя независимо от окружающей температуры наружного воздуха;
  • периодическое возникновение указанных симптомов и последующее их исчезновение;

Выявить неисправность термостата достаточно просто. После запуска холодного мотора верхний патрубок радиатора должен быть холодным и оставаться таковым определенный период времени. Если все в норме, значит ОЖ циркулирует только по «рубашке охлаждения» мотора (малый круг) и доступ в режиме прогрева в радиатор для нее перекрыт клапаном термостата.

Когда верхний патрубок теплеет практически сразу, тогда налицо нарушенная циркуляция. Это означает, что главный клапан устройства открыт и охлаждающая жидкость сразу идет по большому кругу. В результате ДВС не способен прогреться до оптимальной рабочей температуры.  Такое явление означает, что присутствует  ускоренный износ деталей силовой установки. Трущиеся пары агрегата не получают смазки в должной мере, так как непрогретый мотор имеет отличные от нормы тепловые зазоры. Масло также остается слишком загущенным и теряет свойства, что приводит к повышенному расходу горючего и преждевременному износу ДВС.

Если клапан термостата постоянно находится в закрытом положении, тогда закономерно возникает перегрев и последующее закипание охлаждающей жидкости. Водители условно говорят, что двигатель «закипел». Это грозит не только сильным ростом давления в системе охлаждения и поломкой её отдельных функциональных элементов, но и  выходом из строя самого двигателя.

Случается и так, когда клапаны термостата подклинивают только периодически. Неисправность исчезает сама по себе, потом проявляется вновь. В таких случаях говорят, что термостат «залипает». Эта поломка более коварна, так как неисправность при таких симптомах  сложнее выявить. Следует проверить состояние системы охлаждения и произвести профилактическую замену термостата. Не следует дожидаться ухудшения ситуации.

Существует еще один способ проверки работоспособности термостата, но данное решение востребовано крайне редко. Речь идет о демонтаже и последующей проверке термостата в условиях, приближенных к реальной эксплуатации. Для этого термостат кладут в емкость с водой и начинают её нагревать. Когда температура воды достигнет порога открытия клапана термостата, тогда исправное устройство отреагирует должным бразом. Наполнитель расширится и откроет клапан приблизительно на 20 мм. Если этого не произошло совсем, клапан открылся только частично или не вернулся после охлаждения в исходное состояние, тогда можно говорить о неисправности устройства.

Источник: scart-avto.ru

Назначение

Термостат — один из главных узлов системы охлаждения. Назначение — контроль температурных показателей ОЖ с последующим перенаправлением состава 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.

Схема работы системы охлаждения ВАЗ

Другими словами, термостат — специальный прибор, который 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 термостата 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.

Принцип работы термостата, схемы

Виды термостатов

Сегодня есть несколько видов термостатов, каждый из которых имеет свои особенности (как по принципу действия, так и по цене).

К примеру, отечественные устройства обходятся в меньшую сумму, в то время как немецкие отличаются лучшим качеством, но и стоят дороже.

ВАЖНО: С 2006 года в России нет производителей автомобильных термостатов! Единственный завод «СтАТО» п. Ставрово, Владимирской обл., производивший с «нуля» термостаты для всех легковых и грузовых отечественных автомобилей был поглощен концерном «ПРАМО» и прекратил их выпуск, перейдя на закупку и переупаковку термостатов китайского производства и выпуск их под своей торговой маркой.

Позднее появилось еще несколько «производителей», работающих по той же схеме. Но, хочется отметить, что единственным предприятием, которое осуществляет 100% контроль качества и имеет испытательное оборудование для контроля параметров термостатов является ЗАО «ЭЛЕКТОН» г. Радужный Владимирской обл.

Востребованы и так называемые универсальные термостаты, которые могут подойти почти к любому типу мотора.

Итак, к основным видам термостатов можно отнести:

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.

Принцип работы термостата, схемы

Но все же применение двухклапанных термостатов получило преимущественное распространение.

2. Двухклапанный или двухступечатый термостаты.

Данные устройства имеют множество общих черт с узлом одноклапанного типа. Преимущество лишь в расширенных возможностях, касающихся процесса охлаждения.

Принцип работы термостата, схемы

3. Термостат 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.

Принцип работы термостата, схемы

Есть 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.

Устройство и принцип работы

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 затроним 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.

Принцип работы термостата, схемы

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. Термостат 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 удерживающая клапан в закрытом положении.

Принцип работы термостата, схемы

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.

Принцип работы термостата, схемы

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.

Принцип работы термостата, схемы

Описание и схемы работы на 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 ОЖ циркулирует через рубашку трубопровода впуска и камеры для смешивания в карбюраторе.

Если же кран отопителя салона открыт, то жидкость проходит и через его радиатор.

Принцип работы термостата, схемы

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.

Принцип работы термостата, схемы

Основные металлы, из которых выполнены элементы термостата — медь и латунь.

Принцип работы схож с тем, что уже рассматривался выше.

Принцип работы термостата, схемы

Особенности проверки устройства

Сегодня есть три основных метода диагностики термостата. Кратко рассмотрим каждый из них:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Принцип работы термостата, схемы

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.

Принцип работы термостата, схемы

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. 

Принцип работы термостата, схемы

  1. 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.

Итоги

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.

Источник: AutoTopik.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.