Автомобильный термостат. Как он работает и основные причины поломок

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.

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.

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 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.

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.

3. Термостат с электронным управлением.

Наиболее продвинутый тип устройства, отличающийся повышенным потенциалом.

Преимущества — точность работы и повышенная функциональность.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как заменить охлаждающую жидкость у ВАЗ 2106

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.

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 , а на двигатели Тутаевского моторного завода ставят даже 3 термостата в один контур системы охлаждения.

Температурные поломки

• Основная поломка — перегрев. Это первый «звонок». Можете не снимать деталь с машины. Просто прогрейте немного движок. Если окажется, что шланг, ведущий к радиатору, горячий (а при нормальном функционировании он должен быть холодным), то можно заключить, что это поломка.
• Также признаком может стать то, что при наборе скорости стрелка резко падает, а при остановке – поднимается.
• Он постоянно открыт, что не есть правильным способом. Тогда нижний палубок очень быстро нагревается.
• Двигатель начинает закипать, хотя он закрыт. В таких случаях возникает необходимость открыть его. Температура открытия регулятора – это единственная его характеристика. Её обычно указывают на самой детали. Сложно сказать, влияет ли состояние окружающей среды на открытие. Но достоверно известно, что влияние оказывают температура охлаждающей жидкости и установленная — открытия. Она зависит от климата, для которого предназначен автомобиль. Производитель сам устанавливает должное открытие для каждой конкретной модели.

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.

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.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Система вентиляции картера двигателя с клапаном EGR, устройство, принцип работы, проверка, чистка

Как следствие, пружина разжимается и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.

Установка и замена термостата

Специфичность устройства термостата для каждой конкретной модели авто обуславливает возможность замены вышедшей из строя детали только на оригинальную, за исключением некоторых моделей, которые являются аналогичными и взаимозаменяемыми. Для замены термостата потребуются отвертка, соответствующие ключи и герметик, а также емкость, в которую перед демонтажем детали сливается охлаждающая жидкость. Работы производятся на полностью остывшем двигателе в следующем порядке:

1. Обеспечение доступа к термостату путем демонтажа отдельных элементов моторного отсека (воздуховода, аккумуляторной батареи, воздушного фильтра).
2. Ослабление затяжки хомутов и отсоединение от термостата подводящих шланг со стороны радиатора, трубки насоса и впускного патрубка.
3. Снятие термостата.

Монтаж изделия производится в обратном порядке. При необходимости наносится герметик на стыки с патрубками или под внешние прокладки. Перед установкой производится его проверка, опустив в воду с температурой около 80оС, в которой клапан должен открываться, что свидетельствует о работоспособности термостата.

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.

В случае, когда мотор прогрет не до конца, то есть температура ОЖ еще не достигла нужной отметки (90

градусов Цельсия), частично открывается основной клапан, другой (перепускной или байпасный) частично прикрывается, и часть горячей жидкости идет к основному радиатору.

Это позволяет быстрей прогреться силовому узлу. Как только температура доходит до уровня 90 градусов Цельсия, открытие клапана происходит полностью, что позволяет весь поток направить через радиатор.

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

Принцип работы схож с тем, что уже рассматривался выше.

Рекомендации по использованию

На отечественных автомобилях часто наблюдаются проблемы с поддержанием рабочей температуры двигателя. Причем, это может возникать даже на исправном термостате. Чтобы решить эту проблему, специалисты рекомендуют использовать разные термостаты посезонно. Например, в зимнее время ездить с элементом на 85 градусов, а в летнее – на 75. Так машина будет быстрее прогреваться зимой и не кипеть летом. Также вы не будете испытывать проблем с холодной печкой.

Если у вас установлен 5-дырочный термостат старого образца (это карбюраторные ВАЗ, в том числе и «девятки»), его следует заменить на более производительный, 6-дырочный. Стоимость такого механизма составляет 800 рублей. Как показала практика, с ним мотор быстро прогревается в 20-градусный мороз, прекрасно работает печка.

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.

Для определения фактических показателей термостат нужно установить на штатив с индикатором часового типа (например ИЧ-10), шток индикатора должен упираться в основной клапан или другой элемент конструкции жестко связанный с ним.

После этого поднимая температуру и контролируя ее по термометру с ценой деления 0,1 °С фиксируем начало открытия, соответствующее ходу клапана 0,1 мм. Дальше поднимая температуру определяем по индикатору величину открытия клапана.

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.

О неисправностях

Отметим, что данный механизм отличается высокой надежностью и неисправности, связанные с термостатом, являются большой редкостью.

Первая проблема – это постоянно открытый клапан. В таком случае жидкость будет проходить через основной радиатор постоянно, даже при холодном запуске. Проблема чревата длительным прогревом автомобиля, особенно в зимнее время.

Вторая проблема – постоянно закрытый термостат. В отличие от первой, данная неисправность отчетливо проявляется как в зимнее, так и в летнее время. Признаки поломки – слишком быстрый прогрев мотора и перегрев. Стрелка не держится в зеленой зоне и начинает стремительно уходить в красную шкалу, за 110 градусов. Перегрев – очень опасное явление для двигателя. Поэтому, если машина начала кипеть, глушите мотор и на буксире двигайтесь к месту ремонта (либо с длительными паузами направляйтесь самостоятельно, контролируя за стрелкой датчика на панели приборов). Следующая проблема – слишком раннее открытие. Это явление тоже приравнивается к неисправности и возникает чаще всего по причине брака. Мотор не только долго прогревается до рабочих температур, но и не достигает своего «зеленого» режима. Так, стрелка на панели не растет выше 70 градусов. А постоянная езда на холодном моторе может спровоцировать увеличенный расход топлива.