Принцип работы термостата – на страже эффективного охлаждения

Как проверить термостат автомобиля

Можно выделить два основных способа проверки термостата автомобиля. Один из них проходит без снятия детали, но требует наличия пирометра, а второй более простой, но элемент потребуется на время проверки снять с двигателя.

Проверка термостата не снимая с двигателя

Как известно, корпус термостата соединяется с верхним шлангом радиатора, который включен в большой круг циркуляции охлаждающей жидкости. Соответственно, при рабочем термостате после пуска мотора верхний шланг радиатора должен оставаться холодным (слегка теплым) некоторое время, до того момента как по нему будет пущен антифриз.

Чтобы проверить термостат не снимая с двигателя, обзаведитесь пирометром (прибор для измерения температуры). Можно встретить мнение, что проверку следует производить и без прибора, замеряя температуру руками, но это довольно опасно, учитывая большое количество подвижных деталей при работе двигателя.

Направьте пирометр на верхний шланг радиатора и запустите мотор (холодный пуск). На протяжении двух-трех минус наблюдайте за показателями прибора. Далее сделайте вывод об исправности термостата по следующим правилам:

• Шланг на протяжении двух-трех минут был холодным (или его температура слегка поднималась), а после быстро нагрелся. Это свидетельствует о том, что термостат исправен, и он переключил циркуляцию охлаждающей жидкости с малого круга на большой после достаточного прогрева мотора;
• Шланг изначально медленно прогревался. В таком случае можно говорить, что термостат заклинил в открытом положении, и антифриз не циркулирует по малому кругу;
• Шланг не начал быстро прогреваться спустя две-три минуты. То есть, термостат неисправен, и он не переключает циркуляцию охлаждающей жидкости с малого круга на большой.

Важно: В процессе проверки термостата следите за температурой двигателя на панели приборов. Если термостат заклинил и не переключит охлаждающую жидкость на большой круг, двигатель начнет перегреваться, что может привести к выходу из строя дорогостоящих деталей

Проверка термостата в кастрюле

Широко распространенный и хорошо известный способ самостоятельной проверки термостата, это с использованием кастрюли. Как несложно догадаться, перед диагностикой потребуется снять термостат с двигателя машины и принести его домой. После этого проделайте следующее:

1. Возьмите кастрюли и наполните ее водой;
2. Осмотрите корпус термостата и ознакомьтесь на нем с технической информацией, в которой указывается, на какой температуре он должен переключиться;

1. Подвесьте в кастрюле термостат таким образом, чтобы он был погружен в воду, но при этом не касался стенок и днища емкости, то есть соприкасался только с водой;
2. Начните подогревать воду и положите в нее обычный термометр для замера температуры жидкости;
3. Когда вода подойдет к значению переключения термостата из закрытого состояния в открытое, убедитесь, что это происходит. Также сравните показатель термометра, зафиксировав температуру, на которой открывается клапан переключения круга циркуляции охлаждающей жидкости, с идеальными значениями, указанными на корпусе устройства.

Если клапан при нагреве воды открывается, отследите его поведение при охлаждении жидкости, проверив, на какой температуре он вернется в исходное положение. На основании полученных данных сделайте вывод о работоспособности термостата.

Проверить его можно следующим образом. Включаем двигатель и сразу же щупаем верхний и нижний патрубок. Если они в течение минуты стали теплыми, это значит, что клапан закрыт не полностью. При этом двигатель будет долго прогреваться. Это очень вредит мотору – он не может выйти на свой температурный режим. Когда оба патрубка сразу после запуска стали теплыми, можно сделать вывод, что клапан заклинил наполовину. В таком случае требуется замена термостата.

Неисправности: причины и «симптомы»

Признаки неисправности регулятора:

• длительный прогрев силового агрегата;
• прогревание отводного шланга одновременно с мотором;
• повышение температуры мотора до критической отметки во время стоянки;
• переохлаждение силового агрегата в режиме движения по трассе;
• холодное состояние патрубка подачи антифриза к теплообменнику при перегреве.

Причиной поломки регулятора является заедание штока с клапаном в открытой или закрытой позиции. При открытом большом круге жидкость подается в радиатор, увеличивая время прогрева. Неисправность становится наглядной при эксплуатации автомобиля в зимнее время. Например, дизельный мотор при температуре воздуха -10°С не удается прогреть до 40°С даже после пробега в 40-50 км.

Заклинивание штока происходит из-за негативного воздействия антифриза на металлические элементы конструкции. Производители автомобилей рекомендуют периодически заменять охлаждающую жидкость. При использовании старого антифриза на поверхности штока появляются отложения, ограничивающие подвижность детали. Дополнительной причиной дефекта является заправка системы охлаждения водопроводной водой (например, при утечке антифриза). Растворенные в жидкости соли вызывают коррозию стального штока.

Повышение степени нагрева мотора негативно влияет на рабочие характеристики моторного масла. При перегреве двигателя происходит заклинивание поршневой группы. На поверхностях зеркал цилиндров и опорах коленчатого и распределительного валов появляются задиры. Повреждения можно устранить только во время капитального ремонта мотора.

Принцип работы термостата – насколько важна эта деталь в авто? + видео

Почему стоит обсудить принцип работы термостата в автомобиле? Потому что у всех машин, температура двигателя которых корректируется посредством спецжидкости, имеется этот небольшой, но очень важный элемент системы охлаждения. И в этой статье мы разберёмся с принципом работы, основными типами и различиями применяемых моделей.

Как работает термостат в автомобиле – основные функции

Когда вы заводите двигатель, в начальный момент он находится в холодном состоянии. Благодаря термостату, охлаждающие жидкости (тосол или антифриз) сначала проходят по малому циклу охлаждения, циркулируя в таком состоянии до рабочей температуры силового агрегата, а именно, пока он не достигает 95 градусов по Цельсию. Делается это для того, чтобы уменьшить время разогрева мотора до этой отметки, также снижается его износ, и вредные выхлопы держатся на минимальном уровне.

Функция термостата, которая выполняется им в автомобиле, заключается в блокировании подачи охлаждающей жидкости по большому кругу охлаждения. Это устройство обеспечивает перекрытие клапана протекания антифриза через радиатор авто, отчего состав двигается по малому циклу, то есть только через двигатель. Учитывая принцип работы, производители автомобилей чаще всего ставят термостат между мотором и радиатором, но иногда могут быть исключения, всё зависит от типа силового агрегата и устройства охлаждающей системы.

Термостат в момент нагрева двигателя до критической отметки открывает путь тосола в радиатор, чтобы обеспечить более эффективное охлаждение.

Виды термостатов – конструктивные отличия

По типу термостаты делятся на одноклапанные, двухступенчатые, двухклапанные и с электронным управлением. Все, за исключением последнего, подчиняются одному и тому же физическому принципу работы, который подробнее будет рассмотрен чуть ниже. Одноклапанный – самый простой вид, в основу которого положена конструкция с одной клапанной тарелкой с терморегуляцией, имеющей два состояния: «открыто» и «закрыто». Двухступенчатый имеет два клапана – основной и вспомогательный. Двухклапанный термостат включает два равноправных затвора, работающих по обратной связи друг с другом.

На данный момент самым совершенным типом из упомянутых является термостат с электронным управлением. Благодаря его конструктивной особенности и методу регуляции достигаются разные режимы работы двигателя. Электронное управление позволяет добиться от мотора за счёт разных температурных закономерностей таких полезных качеств, как экономия топлива, повышение мощности и уменьшение износа ходовых частей агрегата. Также такой способ регуляции потоков антифриза позволяет организовать двухконтурную регулируемую систему охлаждения жидкости.

Принцип работы термостата в автомобиле – особенности разных моделей

Термостат автомобиля работает, как реле, и принцип работы переключателя циклов охлаждения кроется во внутреннем элементе, который исполнен в форме небольшого цилиндра. В нём находится специально изготовленный искусственный воск, его плавление начинается при температуре 82 градуса, вследствие этого обеспечивается расширение, достаточное для того, чтобы вытолкнуть из цилиндра штырек. Движение же его возможно из-за щели (капилляра), через которую на штырь попадает избыток давления из цилиндра.

После этого момента и открывается доступ охлаждающей жидкости к радиатору, иначе говоря, к большому кругу охлаждения. Такую функцию выполняет капиллярный термостат, принцип работы которого основан, как мы видим, на элементарной физике. В двухступенчатых моделях используется два клапана, второй работает в качестве усилителя первого, это сделано для систем с повышенным давлением, чтобы затвор мог перекрывать трубки под более сильным напором. В двухклапанных системах стоят два зависимых друг от друга заслона, один обеспечивает проход жидкости по малому кругу, второй – по большому.

Принцип связи между ними организован таким образом: когда первый открыт, второй закрыт, и наоборот. В термостатах, управляемых электронно, используется тот же одноклапанный принцип, за одним только исключением – в качестве элемента терморегулировки применяется температурный резистор. Контроль обеспечивается нагревом этого элемента, после критической отметки на блок управления поступает соответствующий сигнал для открытия заслонки.

Устройство термостата

Термостат представляет собой клапан, иногда помещенный в корпус, регулирующий поток охлаждающей жидкости в двигателе вашего автомобиля. По конструктивным особенностям устройство термостатов бывает корпусным и бескорпусным.

Корпусный термостат с двумя выводами

1.Корпусный термостат

Как видно на рисунке, одним из видов термостатов является устройство, заключенное в корпус и, как правило, имеющее не менее двух выводов. Исключением являются устройства с корпусным устройством, которые образуют сложные 2-хуровневые контуры. Корпусы термостатов изготавливают из пластика, латуни или алюминия.

Два вывода, находящихся рядом, обычно называют «малым контуром». Он не дает охлаждающей жидкости поступать в радиатор, позволяя циркулировать внутри мотора и радиатора печки. Это делает возможным быстрый прогрев двигателя до нужной (рабочей) температуры – точки, при которой термостат открывается полностью. На автомобилях отечественного производства довольно часто встречается температура полного открытия термостата 80-85 градусов. Как правило, у корпусных термостатов ручная регулировка температуры открытия-закрытия невозможна, но в профессиональных автомастерских могут оказать такую услугу.

2.Бескорпусный термостат

А так выглядит бескорпусный термостат

Бескорпусный термостат устанавливается непосредственно в блоки двигателей, в специально предусмотренные для этого места. Этим он отличается от корпусного устройства. Цифровая маркировка, выбитая на термостате, означает температуру его полного открытия.

В последнее время для одной и той же марки авто выпускаются летние и зимние разновидности термостатов. В зимних вариантах открытие устройства происходит при более высоких температурах, позволяя мотору лучше прогреваться и работать в повышенном диапазоне температур. Смысл нововведения состоит в следующем: на старых авто печка и радиатор засорены, и более высокая температура двигателя в холодный период и более низкая – в летнее время позволят автомобилю «вписаться» в допустимые рамки теплоотдачи, а исправному автомобилю совершенно не нужна эта подмена с разными температурами.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Из чего сделано это устройство? Автомобильные термостаты производят из цветных металлов. Чаще всего используется латунь или медь. Первый вариант считают более подходящим. Принцип устройства прибора прост, он включает такие элементы:

• корпус;
• клапан малого и большого круга охлаждения;
• выходной патрубок, сообщённый с насосом;
• восковой шар;
• входной патрубок, присоединённый к радиатору;
• пружины;
• поршень.

Все устройства автомобильного термостата представлено в форме цилиндра, возвратного штыря, воскового шарика и запорного клапана большого и малого круга. Именно эта простота и обеспечивает надёжность работы конструкции.

В автомобилях отдельных марок термостат можно настроить для срабатывания при достижении двигателем определённых температур. Обычно пометка о данных возможностях есть в инструкции к прибору. Это своеобразный плюс, позволяющий сократить расход бензина при прогреве мотора.

Схемы циркуляции

Обычный механический термостат выполняет свою работу сам по себе. Чтобы понять, за счёт чего обеспечивается функционирование, нужно рассмотреть принципиальную схему:

1. Когда двигатель только запустился, но ещё не прогрелся до необходимой температуры, основной запорный клапан перекрывает поток охлаждающей жидкости на радиатор. Малый круг остаётся открытым и пропускает антифриз, чтобы предупредить его охлаждение и позволить мотору прогреться полностью.
2. После повышения температурных отметок происходит нагревание воска внутри цилиндра. Этот компонент планомерно расширяется, что обеспечивает выталкивание штока наружу. Он поднимается и открывает доступ антифриза ко второму кругу. От силы нагрева жидкости зависит высота подъёма клапана и величина охлаждающего потока.
3. Если антифриз горячий, доступ к малому кругу охлаждения перекрывается и весь поток поступает на радиатор — на большой круг охлаждения.
4. После того как жидкость остывает, вещество охлаждается и сжимается. Шток опускается при помощи пружины, а клапан уменьшает проток на радиатор охлаждения.

Следовательно, работоспособность системы заключается в контроле и восстановлении нормальной температуры двигателя. Если рассмотреть схему детально, то можно сделать вывод об автономности процесса. Восприимчивость к температурным колебаниям зависит от состава наполнителя.

Видео: автомобильный термостат. Принцип работы в 3D анимации

В этом наглядном видео вы узнаете строение и принцип работы термостата в 3D графике.

Какие бывают автомобильные термостаты?

Сейчас можно найти термостаты нескольких видов. Они различаются между собой по принципу работы и имеют свои особенности. Варианты российского производства стоят дешевле немецких или польских, но именно зарубежные варианты славятся высоким качеством и хорошей износостойкостью. Востребованными остаются универсальные варианты деталей. Их ценят за простоту установки, удобство пользования, невысокую стоимость и достаточную распространённость. Рассмотрим, какие виды приборов существуют.

Одноклапанный

Популярный вид устройства. Его устанавливают до настоящего времени в автомобили зарубежного и отечественного производства. Ведущие фирмы напротив считают, что модель морально устарела и не может обеспечивать качественное охлаждение мощного мотора. Суждение верное, но лишь отчасти. Возможностей одноклапанного терморегулятора не хватит лишь для гоночных автомобилей.

Классическая система успешно работает во многих случаях, но определять конкретную модель и устройство следует в зависимости от оснащения всей охлаждающей системы двигателя.

Одноклапанный автомобильный термостат отличается конструкционной простотой исполнения. Удивительно, но этот параметр является ключевым. Приспособление успешно выполняет возлагаемые на него действия и считается надёжным. Ведущие производители современных авто до сих пор выбирают такую конструкцию для оборудования собственных продуктов.

Двухступенчатый или двухклапанный

Принципиальных отличий в устройстве при сравнении с одноклапанным вариантом не выявлено. Разница лишь в расширении возможностей для обеспечения эффективного процесса охлаждения.

Термостат, как и в классическом исполнении, имеет две тарелки. Одна из них обеспечивает затвор большого круга циркуляции, а вторая малого. Функционирование систем обеспечивается синхронно. Когда один круг закрывается, второй сразу же запускается – в этом и состоит преимущество двухклапанного устройства. Работа – синхронная, запор одного клапана провоцирует открытие другого.

Устройство двухступенчатого термостата отличается. Пересмотреть принципиальное строение физики и автомеханики решили из-за определённого несовершенства предыдущего варианта. Система охлаждения создаёт высокое давление тосола и клапан автомобильный термостата не может его преодолеть.

Изменение конструкции состояло во внедрении двух тарелок (малой и большой). Сначала открывается первая, она призвана уменьшить усилие и снизить давление внутри системы. Открывается плавно, запускает взаимодействие большой по цепи. Из-за этого изначально жидкость не проходит в большой круг.

С электронным управлением

Электронное устройство представлено в форме классического одноклапанного термостата, включающего нагревательное сопротивление. Функция управления последним обеспечивается электронным блоком контроля над функциями движка. Последний способен достигать температуры 95-100 градусов при частичной нагрузке. На максимальной мощности отметки сохраняются в диапазоне 85-95°C.

Термостат Behr Thermot-tronik с электронным управлением

Оснащение такого класса позволит экономить топливо и рационально его использовать за счёт дополнительного охлаждения поглощаемого цилиндрами воздуха. Электронный термостат повышает КПД двигателя.

Корпусный и бескорпусный

Во многих случаях термостат продаётся в автомагазинах без корпуса. В этом случае установить его можно просто вынув старый. Но некоторые производители выпускают автомобильные термостаты уже установленными в корпус, который надо подключить к патрубкам охлаждающей системы автомобиля.

Чаще всего термостаты продаются вместе со специальной резиновой прокладкой, которая выдерживает воздействие охлаждающей жидкости.

Есть отдельный вариант термостатов – бескорпусный. Их устанавливают непосредственно в блок двигателя.

Бескорпусный термостат ГАЗ-3302,2705 дв. ГАЗ-560 «Steir» LUZAR

При нагреве воскового шара он плавится, становится больше в размерах и выталкивает шток (примерно на 2 см). Клапан на штоке поднимается и закрывает патрубок. Чем выше температура антифриза, тем сильнее выталкивается шток. А при остывании мотора менее 70 градусов восковой шар уменьшается и становится твёрдым, а шток с клапаном встаёт на своё место благодаря пружине.

Преимущества и недостатки

Капиллярный термостат элемент многих электрических приборов. К основным преимуществам устройства можно отнести:

1. Простоту конструкции и малые габариты.
2. Высокую частоту реакции на повышение температуры.
3. Широкий спектр применения.
4. Возможность подключения сразу нескольких приборов.
5. Высокую надежность при правильной эксплуатации.
6. Сравнительно низкую цену.

Единственным минусом этого элемента является его непригодность к ремонту. Невозможно заменить оплавленные контакты или потерявшую упругость мембрану. Термостаты, используемые в промышленности, имеют большие габариты. В зависимости от конструкции некоторые модели являются пригодными к ремонту.

Для чего нужен термостат в машине

Каждый силовой агрегат автомобиля во время работы сильно
нагревается. Чтобы скомпенсировать эффект, для ДВС организована система
водяного охлаждения.

Термостат
(терморегулятор) в ней – это узел, регулирующий интенсивность охлаждения, в
зависимости от того, насколько мотор уже прогрелся.

Так же, как электронное тепловое реле замыкает или размыкает
цепь, когда ее элементы прогрелись до определенной температуры, термостат –
открывает или закрывает путь охлаждающей жидкости по длинному (большому) кругу
магистрали охлаждения, через радиатор.

Старый и новый термостаты
Старый
и новый термостаты

1 Отличия от электронных приборов и термостата

Существует две основные разновидности приборов. Они могут быть электронными или механическими. Каждый из видов подразделяется на несколько подвидов. Электронные терморегуляторы работают от электричества. Их основными компонентами являются электронные микросхемы. Главные составляющие механических приборов — датчики с разной технологией срабатывания. Однако, несмотря на разную технологию срабатывания, в основу каждого из них положен один и тот же принцип работы термореле.

Чтобы понять суть работы механического прибора, необходимо знать, как изменяются физические свойства различных веществ. Как известно, по законам физики почти все вещества увеличиваются в объеме, если их нагревать и, наоборот, уменьшаются в объеме при охлаждении. Вещество, которое является исключением — вода. Молекулы воды при нагревании и охлаждении ведут себя иначе по сравнению с молекулами других веществ. Вода при нагревании, наоборот, уменьшается в объеме, а при охлаждении расширяется. В основу принципа действия механических приборов для регулировки температуры положено как раз такое свойство. Оно называется термическим расширением.

Необходимо также знать об отличиях термостата от терморегулятора, которые кажутся одинаковыми приборами. Первый нужен для измерения и регулирования температуры воздуха в помещении, а термостат — это устройство, основная задача которого — защищать аппараты от перегрева.

Причины неисправности

Основным симптомом поломки прибора является утеря работоспособности клапанов. Потеря подвижности данных элементов обусловлена образованием накипи или коррозии на термостате кондиционера.

Также многие автолюбители недооценивают значимость регулярной замены ОЖ и зимой увеличивают срок службы залитой рабочей смеси. Использование непроверенных, дешевых товаров в этом плане также негативно сказывается на работе всей системы охлаждения в целом. Еще один вариант халатного отношения к автомобилю — когда происходит разбавление концентрата охлаждающей жидкостью не дистиллированной водой, а обычной, забывая почистить систему перед заправкой.

Из-за загрязнения устройства может произойти всем знакомый на слух «заклин». Клапаны теряют подвижность и остаются в одном положении, чаще всего, открытом. Но наполнитель также может стать причиной поломки: при потере его главных физических свойств последует уменьшение способности расширяться. А значит он будет не способен полностью выталкивать штык. Это грозит нарушением функционирования клапанов. При неработающем термостате охлаждающая жидкость потеряет возможность поддерживать нужную температуру и либо «закипит», либо останется холодной.

Появление и модернизация устройства

Одним из первых термостатов считается появление ртутного устройства для поддержания оптимального температурного баланса в инкубаторе для кур, который изобрел в 1620 году мистер Корнелий Дреббел из Великобритании.

Термостат активно используется в системе жидкостного охлаждения ДВС с 1922 года, когда появились первые и относительно мощные установки с большим выделением тепла в процессе работы. На раннем этапе было несколько безуспешных попыток применить устройство в системе охлаждения. Далее конструкцию усовершенствовали, инженеры подобрали оптимальные материалы изготовления и добились таких характеристик и надежности, что термостат стал повсеместно используемым элементом в жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

В системах охлаждения автомобилей используют два вида термостатов. Существуют решения с твердым или жидкостным наполнителем. Гелевый термостат для автомобильной жидкостной системы охлаждения двигателя был изобретен французом по имени Серж Вернье в 1963 году. Компания Vernet специализируется на производстве термостатов и сегодня, а продукция этого бренда пользуется заслуженным авторитетом на рынке автозапчастей для различных марок автомобилей по всему миру.

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.

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).