Принцип работы автомобильного термостата и его схема

Автомобильный термостат: что это такое и как он работает?

Автомобильный термостат является важным узлом системы охлаждения двигателя. Он располагается между мотором и радиатором машины. Термостат представляет собой автоматическую пробку, открывающуюся при нагреве охлаждающей жидкости до заданной температуры, чтобы к системе охлаждения подключались радиатор и рубашка охлаждения двигателя.

Таким образом, с одной стороны автомобильный термостат позволяет мотору быстрее прогреваться до рабочей температуры, вследствие чего уменьшается его износ и ограничивается выброс вредных веществ в атмосферу, а с другой – предотвращает его перегрев (смотрите основные причины, по которым перегревается двигатель).

Устройство и принцип работы термостата

Принцип работы автомобильного термостата основан на способности специального термочувствительного элемента переключать поток охлаждающей жидкости в зависимости от её температуры:

1. Пока мотор холодный, термостат находится в закрытом состоянии и жидкость в системе охлаждения движется по малому кругу (только вокруг цилиндров и головки блока).
2. После того, как двигатель нагревается до определенной температуры (обычно в пределах 75 – 95 °C), термостат открывается и охлаждающая жидкость выходит на большой круг (радиатор, помпу и рубашку охлаждения двигателя), тем самым предотвращая перегрев мотора.

Устройство автомобильного термостата не очень сложное, его основными частями являются:

• корпус;
• два входных патрубка (малого и большого круга);
• выходной патрубок;
• термочувствительный элемент;
• основной клапан;
• байпасный (перепускной) клапан малого круга.

Большинство автомобильных термостатов производят из латуни, меди или пластика. Рабочий материал термочувствительного элемента в термостате – технический воск. При нужной температуре он расширяется, давит на основной клапан и открывает его. Так быстро таять воску помогают входящие в его состав порошки меди, графита и алюминия.

Переходя из твердого состояния в жидкое, воск расширяется и своим давлением выталкивает головку, которая открывает клапан, пропуская поток охладителя от термостата к радиатору системы охлаждения двигателя.

Кстати, вы можете самостоятельно провести небольшой эксперимент, который наглядно продемонстрирует работу термостата. Для этого достаточно погрузить термостат в кастрюлю с водой и поставить ее на огонь. По мере нагревания воды клапан термостата откроется приблизительно на 2-3 см.

Как проверить термостат на работоспособность

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

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

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

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

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

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

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

Проверка термостата в автомобиле

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

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

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

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

Видео о том, как устроен автомобильный термостат

Что такое автомобильный термостат: устройство, принцип работы, неисправности

Термостат – неотъемлемая часть системы охлаждения автомобиля. Он выполняет две функции: помогает двигателю быстрее прогреваться до оптимальной температуры, а также предотвращает его перегрев. Поговорим более подробно, какое устройство имеет термостат, для чего он нужен, как работает, каких типов бывает и какие неисправности могут возникнуть в этом узле.

Что такое автомобильный термостат

Прибор расположен между автодвигателем и радиатором. Если дать устройству простое определение, это пробка с автоматическим запором, которая открывает или закрывает доступ охлаждающей жидкости к цилиндрам. Это происходит потому, что узел реагирует на температуру. Когда она повышается, он открывается и жидкость начинает циркулировать более интенсивно. Когда цилиндры слишком холодные, ее движение временно прекращается и позволяет им нагреться до необходимой температуры. В конечно счете, прибор позволяет водителю не убедиться на личном опыте, каковы последствия езды с перегревшимся двигателем.

Термостат применяют не только в системе охлаждения двигателя. Контролировать температуру необходимо и в других узлах транспортного средства. Например, прибор устанавливают в системы охлаждения АКПП.

Таким образом, термостат – это терморегулятор, который играет важную роль: отвечает за температуру цилиндров двигателя машины, тем самым напрямую влияет на его работу и делает ее более эффективной.

Принцип работы и устройство автомобильного термостата

Двухклапанный механический термостат состоит из следующих элементов.

• 2 патрубка на вход (один отвечает за большой, второй за малый круг). Через них в устройство поступает охлаждающая жидкость из радиатора.
• 1 патрубок на выход. Он ведет к цилиндрам.
• Термочувствительный элемент. Представляет собой деталь, которая реагирует на повышение и понижение температуры;
• Клапаны (основной и малого круга). В зависимости от состояния термочувствительного элемента закрывают или открывают путь из радиатора к цилиндрам для охлаждающей жидкости.
• Корпус. Металлическая полость, внутри которой находятся все элементы устройства (за исключением патрубков, которые фактически являются его продолжением).

Лучше понять конструкцию прибора можно, взглянув на картинку, изображающую его в разрезе.

Принцип работы автотермостата выглядит следующим образом.

Похожие статьи

• Пока двигатель имеет низкую температуру, термочувствительный элемент находится в состоянии покоя и жидкость циркулирует исключительно по малому контуру (то есть только вокруг цилиндров и головки).
• Когда мотор нагревается, термочувствительный элемент срабатывает и открывается, открывая также основной клапан. После этого прибор работает в другом режиме – жидкость начинает движение по большому кругу. Она начинает омывать радиатор, помпу, рубашку мотора. Это позволяет предотвратить его перегрев. Обычно термоэлемент срабатывает при температуре от 75 до 90 градусов цельсия (у разных моделей автомобиля она разная, ее обычно указывают на маркировке).

Что касается размещения термостата, то оно зависит от компоновки автомобиля, его конструктивных особенностей. В большинстве моделей легковых машин устройство находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки цилиндроблока. Также нередко его монтируют на входе помпы.

В некоторые модели авто устанавливают сразу два термостата. Одно из устройств отвечает за основной круг движения жидкости, второе – за малый.

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.

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.

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.

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.

Автомобильный термостат: Принцип работы, Пиды, Причины неисправности

Исправная работа двигателя напрямую зависит от устойчивости заданных ему границ температуры. Для поддержания этих показателей в конструкцию автомобиля внедрена система охлаждения (СО), основополагающим элементом которой является термостат.

Как работает термостат?

Термостат — это устройство, поддерживающее определенный температурный режим двигателя и использующее для этого терморегуляторы или фазовые переходы. Он способствует более быстрому прогреванию движка и держит нужную температуру.

Находится между радиатором и двигателем. Главной функцией устройства является блокировка потока антифриза в радиатор до момента полного прогрева движка. Через холодный движок охладитель не циркулирует. После достижения мотором 95 градусов происходит открытие устройства. Позволяя быстрее прогреваться, термостат защищает «сердце» авто от износа и уменьшает объем вредных выхлопов.

Общее строение данной детали включает в себя основной клапан, корпус, цилиндр с воском, пружину и клапан малого круга. При его изготовлении используют медь и латунь. Идея работы лежит в цилиндре, находящемся со стороны, обращенной к движку.

На различных моделях авто узлы настроены на разные температурные границы. Информацию по заданным показателям можно найти на самом приборе. На некоторых автомобилях он вставляется прямо в двигатель.

Внутри этого цилиндра находится искусственный воск в виде небольшого шарика, который при нагревании ДВС до 82⁰С подвергается плавлению. Из всех веществ использование воска является самым оптимальным, поскольку он легко меняет свое состояние из твердого в жидкое и наоборот при повышении и понижении температурного режима.

Устройство системы кондиционирования

Система кондиционирования устроена таким образом, что ОЖ проходит так называемый большой круг, через блок цилиндров и возвращаясь в него же. В цилиндр с воском введен штык, соединенный с клапаном. При повышении градуса, воск начинает плавиться, закономерно расширяться и выталкивать штык из цилиндра. Происходит открытие клапана.

В этот момент через радиатор проходит охладитель. При отключении двигателя, понижается соответственно его градусный показатель, это влияет на вещество: воск застывает, становясь твердым. Штык возвращается на свое место, закрывая проход. Эти действия позволяют охладителю проходить частично или полностью через радиатор, повышая охлаждение.

Чем выше градус, тем больший объем ОЖ проходит полный круг. Таким образом, термостат во время работы мотора постоянно изменяет уровень открытия. Для более быстрого открытия и закрытия, в твердый наполнитель могут добавлять примеси графита, алюминия и меди.

Визуально устройство представляет собой небольшой узел, легко извлекаемый из машины и быстро монтируемый к патрубкам. Его общее устройство и основные характеристики весьма просты, но, как и все гениальное, выдержало проверку временем и прочно укоренилось в производстве. Если убрать данный элемент, то неизбежно закипание движка.

Разновидности и местоположение

Место установки термостата зависит сразу от нескольких моментов: модель ДВС, расположение ДВС в подкапотном пространстве, особенности конструкции СО. Зачастую прибор устанавливают в точке вывода охладителя из блока цилиндров. Также в приоритете установка рядом с помпой, в точке входа центробежного насоса.

Есть несколько моделей моторов, конструкция которых предполагает наличие сразу двух термостатов в СО — так называемые двухконтурные системы. Первый прибор осуществляет контроль за температурой головки блоков цилиндров и поддерживает заданный показатель в 87 градусов. Другой расположен в области самого цилиндрового блока.

Различны и вариации данного устройства:

1. 2-клапанный — самый распространенный вариант в отечественном автопроме легковой и грузовой техник. Принцип его работы, как говорилось выше, заключается в воздействии внутреннего наполнителя термостата на штык, который в свою очередь открывает и закрывает путь охлаждающей жидкости. Его местоположение — между верхним бачком радиатора, выходом водной рубашки и насосом. Открытие большого круга перекрывает малый, отчего жидкость проходит только через радиатор.;
2. 1-клапанный прибор не имеет отверстия малого круга. Этот вид наиболее часто встречается на моделях зарубежного авторынка. Устанавливается между нижним бачком радиатора и насосом, расположенным у входа в водную «рубашку». В этой схеме открытие большого круга оставляет малый также открытым для циркуляции жидкости.
3. Контур некоторых моторов дает достаточно сильное давление, которое препятствует открытию. Для решения данного вопроса был разработан 1-клапанный термостат с 2 ступенями. В его конструкции присутствуют основная и малая тарелки. Сперва открывается малая тарелка, куда входит небольшое количество охладительной смеси. Затем происходит открытие основной и впуск оставшегося объема жидкости.
4. Электронный отличается от предшественников возможностью использовать в качестве нагревательного вещества не только охлаждающую жидкость, но и дополнительной деталью. Она подключена к электронному узлу, автоматически контролирующему всю СО и работу термостата. Электронная система управления позволяет держать температуру в 90-110⁰С во время стандартной работы мотора и 80-90⁰С — при максимальной мощности. Этот тип прибора позволяет снизить расход горючего и прибавить мощности на малых оборотах посредством более эффективного охлаждения впускного воздуха.

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.

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.

Диагностика и ремонт

Ответить на вопрос исправен ли узел без помощи специалиста можно с помощью панели приборов. Если на улице нулевая температура, то двигатель должен достичь оптимальной рабочей температуры за 5-10 минут движения. Главное, чтобы датчик был в рабочем состоянии и точно выводил показания.

При отсутствии подобных отклонений сигналом о возможной поломке послужат:

• постоянное перегревание мотора;
• отсутствие рабочей температуры у работающего ДВС;
• длительное время прогревания движка;
• нерегулярное наличие вышеописанных признаков.

При неисправности узла верхняя труба радиатора почти сразу же после запуска мотора начинает нагреваться. Это говорит о прохождении ОЖ через большой круг, а значит клапан уже находится в открытом состоянии. В рабочей исправной СО верхний патрубок должен оставаться холодным некоторое время после запуска авто.

Из-за чего двигатель не способен достичь необходимой температуры. Подвижные элементы не смазываются в нужной степени, происходит износ деталей, загустевает масло, теряя свои свойства. Как следствие, увеличиваются расход топлива и риск поломки движка.

При непостоянных сбоях в работе наблюдается «залипание» термостата. Чтобы выявить ее наличие потребуется диагностика системы и замена во избежание более серьезных поломок.

Можно своими руками проверить работоспособность прибора. Для этого нужно снять его и поместить, например, в кастрюлю с водой. Чтобы создать рабочие условия, достаточно вскипятить воду. Если клапан на устройстве приоткроется примерно на 0,.2 см, а после охлаждения закроется, то прибор можно эксплуатировать.

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.