Принцип работы автомобильного термостата и его схема

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.

 

Термостат с электронным управлением

Электронные термостаты устанавливаются на современные двигатели для более точного регулирования температурного режима в тех либо иных условиях работы двигателя.

Для получения наибольшего КПД температура двигателя должна поддерживаться примерно на отметке в 110 ºС. Поскольку обычный механический термостат пропускает жидкость к большому контуру уже при температуре около 95ºС, то двигатель так и не выходит в режим оптимальной температуры и максимальной эффективности. Механизм с электронным управлением позволяет уменьшить инерционность срабатывания, что позволяет двигателю больше времени работать в высокотемпературном диапазоне. Электронное управление помогает повысить эффективность мотора, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

В целом конструкция напоминает обычный механический термостат, в который дополнительно вмонтирован нагревательный элемент. Электронный термостат рассчитан на большую температуру двигателя. В момент пиковых нагрузок для предотвращения перегрева в работу включается нагревательный элемент. Ускоренный нагрев твердого наполнителя позволяется уменьшить время открытия клапана. Нагревательным элементом управляет ЭБУ двигателя, который с датчиковой аппаратуры считывает количество оборотов коленчатого вала, температуру поступающего воздуха, степень нажатия педали акселератора и другие необходимые данные.

КАК ПРОВЕРИТЬ ТЕРМОСТАТ

Не снимая термостат с автомобиля, проверить его работу можно приблизительно условно. Исключения составляют случаи, когда он заклинил в полностью открытом или закрытом положении. В таком случае по температуре патрубков, времени прогрева и датчику температуры можно сделать вывод о возможной неисправности термостата.

В горячей воде термостат должен открыться

Можно проверить термостат и своими силами, сняв его с автомобиля. Для этого его или поливают кипятком, визуально наблюдая открытие, или греют в емкости с водой на электроплитке, контролируют температуру градусником и замеряют длину выдвижения штока. Оба эти метода дают весьма неточный результат, не позволяя отобразить петлю гистерезиса работы термостата и сравнить ее с образцовой, полученной в лаборатории завода-изготовителя.

Профессионально проверить термостат можно только в специализированных точках диагностирования, так как неправильная его работа бывает связана с другими неполадками двигателя, которые нужно уметь различать. Если у вас нет нареканий на работу двигателя, который зимой «удерживает» стрелку термометра в нормальной зоне, а летом не перегревается, то с вашим термостатом все в порядке. Точная диагностика работы термостата подразумевает участие опытного специалиста и специального оборудования.

КАКИЕ БЫВАЮТ НЕИСПРАВНОСТИ ТЕРМОСТАТА?

Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. С исправной системой охлаждения при температуре воздуха ноль градусов двигатель должен прогреваться до рабочей температуры при движении за 5–10 минут. В случае неполного открытия — температура двигателя не будет подниматься выше 70 градусов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, РАБОТАЕТ ТЕРМОСТАТ ИЛИ НЕТ?

Нужно прогреть двигатель, чтобы температурная стрелка немного не доходила до красной зоны. Затем выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Он крепится сверху и представляет черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре. Найти нижний шланг, он выглядит как и верхний. Дотроньтесь до шлангов, но осторожно, так как они могут быть горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что он нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, вероятнее клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор. Термостат нужно заменить на новый. Есть «народный способ» проверки на работоспособность. Нужно положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан открывается — рабочий. Если нет — нерабочий термостат, меняем на новый. Данный способ предусматривает снятие термостата с машины.

Схема термостата ВАЗ 2107, 2114, 2115

Устройство термостатов

Устройство термостата просто, как всё гениальное:

1. В медный корпус (медь хорошо проводит тепло) помещен цилиндрик, наполненный смесью воска с металлическим или графитовым порошком либо жидким наполнителем – водой со спиртом. Вид наполнителя особого значения не имеет, важно лишь то, что все они достаточно сильно расширяются при нагревании;
2. В цилиндр с наполнителем вставлен металлический шток, и вся конструкция герметически закрыта;
3. По обе стороны от цилиндра со штоком находятся два плоских клапана: для большого (основной клапан) и малого контуров системы охлаждения;
4. Вся нехитрая конструкция заключена в корпус-рамку с пружинами, назначение которых – обеспечивать сопротивление штоку и возвращать его в исходное положение.

Найти место, где находится термостат, несложно. Он устанавливается на пересечении большого и малого контуров системы охлаждения, в «развилке» патрубков. В зависимости от температуры охлаждающей жидкости он перенаправляет ее поток и, соответственно, регулирует и поддерживает нужную температуру.

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.

Дополнительной неисправностью термостата становятся трещины в корпусе, через которые уходит антифриз. Поврежденные детали подлежат замене: запаять или заклеить щели невозможно.

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.

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).

Как правильно определить, что устройство находится в рабочем состоянии?

Разогреваем двигатель до такой температуры, чтобы стрелка не достигала критического показателя, и выключаем его. Открываем капот, находим шланг сверху радиатора (резиновый шланг чёрного цвета, имеющий на конце металлический хомут) и такой же снизу. Затем очень аккуратно, они могут быть достаточно горячими, дотрагиваемся до них. Если один из них стал горячим, а другой по-прежнему холодный, и при этом датчик показывает высокую температуру двигателя, то это значит, что, скорее всего жидкость не попадает в двигатель, а задерживается в радиаторе, и нужно менять термостат на новый.

Существует и ещё один способ проверки, больше известный как «народный». Он перекликается с тем «экспериментом», который был описан выше, для наблюдения процесса работы термостата, только в этот раз Вам придётся положить в ёмкость с водой термостат, в работоспособности которого Вы сомневаетесь, снятый с вашего автомобиля, а дальше процедура повторяется, по мере того как вода будет доходить до температуры 87–90 градусов клапан должен открыться, однако, если этого не произошло, то термостат уже непригодный для работы. Ещё стоит помнить, что у разных термостатов показатель критической температуры открывания клапана может быть разный, поэтому при покупке нового уточните это у продавца. Поскольку для водителя не секрет, что ставить в авто термостат, имеющий высокую температуру открывания клапана нельзя — двигатель не будет охлаждаться.

Виды термостатов для автомобиля

Термостаты бывают нескольких видов.

В зависимости от количества клапанов устройства делят на две разновидности.

• Одноклапанный. Классическая конструкция, которая включает в себя всего один клапан.
• Двухклапанный. Более современный тип устройства, который имеет 2 клапана. Один закрывает большой круг, а второй – малый. Обеспечивает более эффективное распределение охлаждающей жидкости.

В зависимости от принципа работы термостаты делят на следующие виды.

• Механический. Имеет механический термочувствительный элемент.
• Электронный. В качестве термочувствительного элемента использует терморезистор, который изменяет сопротивление при повышении или понижении температуры. Элемент подключен к автомобильному блоку управления (или к отдельному термореле). Он считывает сопротивление и в зависимости от его величины увеличивает или уменьшает ток охлаждающей жидкости между мотором и радиатором.

В зависимости от возможности вмешательства водителя в работу устройства термостат может быть:

• неуправляемый – контролировать функционирование прибора невозможно;
• управляемый – электронное устройство, работу которого можно настраивать с помощью электронного блока управления машины.

Также выделяют двухступенчатые термостаты. По сути, они представляют собой разновидность одноклапанных. Однако клапан в них усилен вторым элементом (по сути – вторым клапаном). При этом запирание каждого контура по отдельности, как в двухклапанных устройствах, отсутствует. Двухступенчатые приборы предназначены для использования в авто, в системе охлаждения которых поддерживается высокое давление, так как они отличаются большей степенью прочности и надежности.

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.

Как проверить термостат

Проверять термостат необходимо в следующих случаях:

• двигатель очень медленно прогревается;
• мотор быстро перегревается.

Это может говорить о неисправности устройства.

Проверку можно провести, не отсоединяя прибор. Для этого потребуется выполнить следующие действия – термостат будет установлен на своем месте.

• Открыть капот.
• Запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу 3 – 4 минуты. Важно, чтобы перед запуском мотор был холодным.
• Потрогать рукой патрубок около радиатора. Если он холодный, это означает, что циркуляция по малому кругу проходит нормально.
• Дать двигателю хорошо прогреться, а затем потрогать второй подводящий патрубок, который отвечает за движение жидкости по основному контуру. При нормальном функционировании прибора к этому времени он должен открыться и начать охлаждение основного круга. Следовательно, при исправном термодатчике он должен быть холодным.

Если в ходе проверки выяснилось, что патрубки горячие, это говорит о неисправности.

Есть и другой вариант исследования устройства, со снятием. Вот какие действия для него потребуется выполнить:

• полностью слить антифриз из системы охлаждения транспортного средства;
• демонтировать термостат;
• поместить его в кастрюлю с водой и довести ее до кипения;
• вытащить прибор пинцетом или другим приспособлением и посмотреть на просвет.

В нормальном состоянии после кипячения узла клапан должен быть открыт – это означает, что прибор выполняет свои функции правильно. Если деталь неисправна, он будет полуоткрыт или закрыт.

Варианты наполнителя

Итогом промышленных экспериментов и трудов стали две вариации наполнителя: с твердым веществом и гелиевым заполняющим. Последняя была разработкой французского инженера Сержа Вернье во второй половине XX века. Его компания и по сей день занимается производством, снискав заслуженные доверие и благосклонность потребителей.

Принцип работы обоих типов практически идентичен. Разница в том, что у гелиевого экземпляра повышена герметизация и есть особенности физических свойств самого наполняющего, как, например, уровень чувствительности к изменениям градусов в зависимости от состава. Однако, в современном производстве чаще встречаются приборы с твердым наполнителем.

Неисправности термостата

Ниже представлены наиболее распространенные неисправности термостатирующего устройства авто.

• Нарушение работы клапана малого круга. Проблема актуальна для двухклапанных устройств. В результате износа или поломки клапан плохо закрывается или не закрывается совсем. В результате антифриз циркулирует только по большому кругу и двигатель очень плохо прогревается.
• Клин клапана. При такой неисправности заслонка постоянно находится в закрытом или полузакрытом состоянии и не приходит в движение под воздействием термочувствительного элемента. В результате мотор перегревается.
• Поломка термочувствительного элемента. При этой неисправности термоэлемент перестает реагировать на изменения температуры или реагирует на них в недостаточной степени. Из-за этого заслонки клапанов открываются меньше, чем необходимо. Это приводит к перегреву. При поломке термоэлемента возможно и другое нехарактерное «поведение» термостата. Например, заслонки могут открыться раньше времени, что приведет к медленному прогреву мотора.

Еще одна распространенная неисправность – протечка термостата. Как правило, она возникает из-за разрушения прокладок между элементами корпуса прибора. А оно, в свою очередь, чаще всего происходит по причине попадания масла в охлаждающую жидкость (оно попросту растворяет прокладки).

Часто неисправности возникают из-за механических повреждений клапанов. Обычно они связаны с большой нагрузкой из-за высокого давления жидкости.

Когда нужно менять деталь

Признаками необходимости замены термостата на холодильнике являются такие неисправности:

• непрерывная работа компрессора (мотор не выключается самостоятельно, прибор приходится отсоединять от сети);
• холодильная камера начинает морозить сильнее, морозилка при этом может начать оттаивать;
• холодильник спонтанно отключается, компрессор больше не запускается и не издает никаких звуков.

Причиной появления каждого из признаков может являться поломка терморегулятора. Устранение неисправности своими руками помогает сэкономить средства.

Подведем итоги

Термостат – это элемент системы охлаждения авто. Его назначение – предотвращать перегрев и не допускать слишком медленного прогрева мотора. Таким образом, он служит своего рода предохранителем. У разных моделей машин – разные технические характеристики термостатов. Но схема работы везде одна – прибор реагирует на повышение или понижение температуры и изменяет интенсивность движения антифриза. Также термостат применяют в АКПП, где тоже требуется охлаждение.

Как определить наличие поломки?

Первичная диагностика термостата проводится на автомобиле. После запуска двигателя проверяется температура патрубков, идущих к радиатору (рукой или датчиком, установленным на цифровом мультиметре). После прогрева мотора необходимо проконтролировать степень нагрева рукавов, идущих к радиатору. При исправном термостате шланги должны нагреваться равномерно. Методика позволяет определить заклинивание штока и тарелки клапана. Проверяется также отсутствие трещин в корпусных деталях регулятора.

Дополнительное тестирование предусматривает снятие регулятора с машины. Из системы охлаждения сливается антифриз, резиновые патрубки удерживаются на корпусе термостата винтовыми или пружинными хомутами (зависит от производителя автомобиля). Демонтированный элемент нужен для погружения в емкость с водой, которая устанавливается на газовую или электрическую плиту. Для проверки степени нагрева жидкости применяется градусник или электронный термометр.

При прогреве воды до 90°С и выше в исправном термостате клапан должен открываться. Процесс открытия контролируется визуально: если тарелка остается неподвижной, то регулятор необходимо заменить на устройство с идентичными рабочими характеристиками. Методика визуальной проверки не отличается высокой точностью, поскольку невозможно отследить связь между положением клапана и степенью нагрева. От данного параметра зависят корректность прогрева силового агрегата и поддержание заданной температуры.

Цена детали и ремонта

Большинство автосервисов рекомендуют заменять термостат раз в 3-5 лет, не дожидаясь возникновения проблем. Удобнее всего это делать вместе с диагностикой системы охлаждения или заменой ОЖ. Стоимость данных работ невысока, все упирается в положение детали под капотом и производителя автомобиля.

Авторынок отвечает на спрос широким ассортиментом как универсальных, рассчитанных практически на любой мотор, так и на индивидуальный, экземпляров. Отечественное производство будет на порядок дешевле импортных аналогов. Например, стоимость российского узла для ВАЗ будет составлять около 300 рублей. В то время, как зарубежный прибор имеет цену от 600 рублей и выше.

Диагностика термостата в домашних условиях

Для оценки работоспособности можно воспользоваться способом народных умельцев. Следует нагреть воду до степени кипения и опустить в нее термостат, а после визуально проследить за клапаном. Работоспособность нагревателя определяется тем, откроется ли клапан. Если это происходит, то деталь рабочая, в противном случае термостат требует замены. Такой метод проверки работоспособности предусматривает полное извлечение устройства и является трудоемким. Рассматриваемая конструкция термостата не подлежит починке, а потому требуется полная его замена.
Производя работы по его замене, необходимо помнить, что производителем выпускаются термостаты с различными температурными режимами открытия пропускного клапана. Этим, собственно, обусловлена необходимость подбора термостата с таким температурным режимом открытия клапана, который обеспечивал бы своевременную пропускную способность охлаждающей жидкости, предотвращая перегревание мотора.

Основные признаки неисправности термостата

Иногда термостатное устройство не работает качественно.

Основные признаки того, что терморегулятор вышел из строя:

• Если устройство охлаждает больше нужной температуры (в холодильнике начинает морозить);
• Устройство перегревается (двигатель в автомобиле начинает кипеть);
• Нижний патрубок очень быстро нагревается (при исправной работе он греется долго);
• При работе двигателя, отображаемая температура резко снижается, а потом при выключении обратно поднимается;
• Нижний патрубок не нагревается и остаётся холодным. Такое происходит, если устройство долго находится в закрытом состоянии, что приводит к заклиниванию конструкции

Причинами неисправной работы термостата могут быть образовавшаяся ржавчина, заклинивание термостатического клапана в одном из положений: открытом или закрытом. Если не сметать пыль с устройства долгое время — оно может забиться и выйти из строя.

Диагностика поломки, как проверить не снимая

Существует несколько способов проверки неисправности терморегулятора устройства. Этот способ отличается тем, что позволяет обнаружить поломку, не разбирая устройство на части. Чтобы определить, работает ли термостат исправно, нужно запустить двигатель автомобиля на минут пять-десять. За это время шланг, идущий из радиатора в термостат, должен остаться холодным, если он нагрелся за такое короткое время — в конструкции есть неполадки.

При обнаружении неполадок лучше всего обратиться в ремонтный центр, где вам помогут решить возникшую проблему. Самостоятельно чинить устройство можно только если вы точно знаете, как оно устроено.

Теперь вы знаете, что такое термостат, для чего служит термостат, какие функции он выполняет. Устройства используют во многих сферах в жизни: для автоматического поддержания температуры воды в душе, для нагревания духовки или обогревателя до заданной температуры. После прочтения статьи вы знаете, что делать, чтобы обнаружить поломку терморегулятора, не разбирая устройство. В зависимости от того, зачем нужен в устройстве термостат, выбирают разные виды.

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.

Конструкция термостата с твердотельным наполнителем

Современные системы жидкостного охлаждения ДВС получили наиболее распространенную версию с одним клапаном, а также двухклапанный термостат с твердым наполнителем в подавляющем большинстве случаев. Данный элемент системы охлаждения ДВС является термочувствительным клапаном, который заключен в рамку из латуни. Клапан имеет также тарелку, которая крепится на корпусе. Сам корпус представляет собой своеобразный цилиндр. В этот цилиндр вставляется специальный шток. Указанный шток получил упор одним своим концом в верхнюю часть рамки термостата, а другой конец опирается на полость из резины в корпусе устройства. Корпус и резиновая полость разделены термочувствительным элементом.

Если сказать проще, то распространенный двухклапанный термостат имеет корпус, два входных патрубка, выходной патрубок, основной и дополнительный клапан, а также чувствительный к температуре ОЖ элемент. Устройство зачастую устанавливается перед местом входа рабочей жидкости в корпус центробежного насоса и соединено с ним специальным выходным патрубком. Один входной патрубок соединяет термостат с головкой блока цилиндров, а другой реализует соединение с нижним  бачком радиатора.

Чувствительный к нагреву ОЖ элемент представляет собой  медный баллон, резиновую диафрагму и шток. Твердый наполнитель находится между диафрагмой и стенкой баллона. Элемент представляет собой смесь меди и гранулированного воска.

Главным требованием к материалу становится  высокий коэффициент его объемного расширения.  Для выполнения требуемых  функций отлично подходит мелкокристаллический воск или смесь медного порошка и церезина.

Воск применили в конструкции благодаря его свойству значительно расширяться под действием тепла и переходить из твердого в жидкое состояние и обратно. Указанный воск или парафин, который применяют в конструкции автомобильных термостатов, является искусственным и отличается от привычного нам материала. Такой воск получил ряд специфических свойств, которые он приобретает после прохождения процесса дистилляции.

Принцип работы

Когда осуществляется запуск двигателя, термостат в этот момент находится в закрытом состоянии и перекрывает доступ ОЖ к большому кругу. Охлаждающая жидкость циркулирует по такому маршруту, который заставляет её выходить из блока цилиндров и немедленно возвращаться обратно. Такая особенность работы системы охлаждения обеспечивает максимально эффективный прогрев силового агрегата и последующий его выход на оптимальный для его работы под нагрузкой температурный режим в кратчайшие сроки.

Когда нагрев охлаждающей жидкости достигает температурного порога в 80-90°С, тогда термостат начинает открываться. Это происходит по той причине, что твердотельный элемент в корпусе устройства при такой температуре начинает плавиться. Происходит закономерное увеличение термоэлемента в объеме. Увеличение объема инициирует перемещение корпуса термостата по штоку. Сам же шток перемещаться не способен, так как жестко закреплен конструктивно на верхней рамке. Тарелка клапана преодолевает усилие возвратной пружины и начинает открываться. Так охлаждающая жидкость получает возможность пройти через полностью или частично открытый клапан и  начать циркулировать через радиатор. Эффективность охлаждения ОЖ в радиаторе существенно возрастает.

При максимально допустимом увеличении температуры охлаждающей жидкости термостат открыт полностью, позволяя охлаждающей жидкости проходить через радиатор в полном объеме. Термостат полностью открывается при температуре около 95-105°С. Когда двигатель автомашины работает в различных режимах, которые постоянно меняются, происходит постоянное изменение степени открытия термостата.

Если рассмотреть принцип работы двухклапанного термостата с учетом более привычных понятий движения ОЖ по «большому» и «малому» кругу, тогда получаем следующее. Представим, что температура охлаждающей жидкости в системе превысила  отметку в 80 градусов по Цельсию. Твердый наполнитель термостата начинает плавление и увеличивается в объеме, затем надавливает на шток, который выходит из баллона. Баллон начинает смещаться вверх, тем самым закрывая дополнительный клапан  устройства. Доступ охлаждающей жидкости к малому кругу получается закрытым.

Когда ОЖ достигнет температуры около 94 градусов, дополнительный клапан полностью закроется. Основной клапан все равно остается открытым и охлаждающая жидкость свободно циркулирует по большому кругу, что подразумевает её движение  через каналы радиатора охлаждения.

В том случае, когда наблюдается понижение температуры ОЖ ниже отметки в 80 градусов, объем наполнителя сокращается, основной клапан термостата начинает постепенно закрываться. Поток жидкости в радиаторе уменьшается. Одновременно с этим начинает параллельно открываться дополнительный клапан, который открывает доступ охлаждающей жидкости к циркуляции по малому кругу.

Возможность открываться полностью или частично позволяет максимально эффективно  и гибко поддерживать оптимальные температурные показатели для работы ДВС в различных режимах нагрузки. Дополнительно термостат позволяет снизить физический износ деталей и узлов силового агрегата, а также уменьшить степень токсичности выхлопных газов. Наиболее распространёнными и качественными производителями термостатов считаются компании Gates, Wahler и Vernet.

Дополнительные элементы термостата

Во многих современных авто термостаты имеют термодатчик и подогреватель. Их регулировка происходит благодаря ЭБУ – электронному блоку управления. Как это происходит?

На средних оборотах мотора температура антифриза удерживается на более высокой температуре. При максимальной нагрузке на ДВС сразу же включается подогрев, поэтому автомобильный термостат срабатывает раньше. Это в свою очередь приводит к снижению температуры охлаждающей жидкости на 10 градусов, а также экономит топливо.