Как устроен термостат
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Как устроен термостат

Устройство и принцип работы термостата

Термостат системы охлаждения двигателя представляет собой устройство в виде клапана, реагирующее на температуру охлаждающей жидкости. Он позволяет автоматически поддерживать заданный тепловой режим работы мотора за счет направления потока жидкости по большому или малому кругу циркуляции. Это необходимо, чтобы двигатель при запуске разогревался быстрее, а при выходе на заданную температуру работы сохранял ее постоянной.

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой — всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

  • Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
  • Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
  • Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
  • Шток (поршень) — располагается внутри цилиндра.
  • Клапан малого круга — перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
  • Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
  • Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Основные виды термостатов

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

  • Одноклапанный — классическая конструкция.
  • Двухступенчатый — это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
  • Двухклапанный — в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая — малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
  • Электронный (с электронным управлением) — представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Проверка термостата и распространенные неисправности

Неисправности термостата чаще всего связаны с износом или коррозионными образованиями. Это может спровоцировать заклинивание клапана в открытом, закрытом или частично открытом положениях. Признаки постоянно открытого термостата, а также ситуации заклинивания в промежуточном положении, проявляются только при низких температурах (холодной погоде), когда прогрев двигателя становится слишком долгим. Постоянно закрытое положение — более серьезная проблема, которая вызывает перегрев двигателя, что может привести к необратимым поломкам.

Как проверить исправность термостата

Также термостат может быть изначально некачественным, что нередко проявляется как несвоевременное открытие. При более раннем срабатывании увеличивается расход топлива, поскольку для выхода на рабочую температуру двигателю потребуется больше времени. Когда же клапан на большом контуре срабатывает позже, повышается износ мотора.

Основной способ проверки термостата предполагает его снятие с двигателя:

  • Термостат демонтируется и помещается вначале в емкость с горячей (кипящей) водой. Если при этом клапан не раскрывается или происходит слишком медленное раскрытие, он потребует замены. Если клапан сработал, выполняют обратную проверку, поместив его в холодную воду и отследив процесс закрытия.

Автомобильные термостаты не подлежат ремонту и при обнаружении неисправностей требуют замены. Также следует знать, что разные марки имеют отличные температурные характеристики открытия и закрытия. Поэтому для обеспечения оптимального режима работы двигателя необходимо устанавливать модели, рекомендуемые производителем автомобиля.

Принцип работы автомобильного термостата и его схема

Пособие для автовладельца: принцип работы охлаждающего устройства в автомобиле, схема для ВАЗ 2107 (Жигули), 2114 (Лада Самара) и 2115. Как проверить его работу, видео.

Список содержания статьи:

  • Принцип работы термостата в автомобиле
  • Схема термостата ВАЗ 2107, 2114, 2115
  • Как правильно определить, что устройство находится в рабочем состоянии
  • Цена термостата для автомобиля

Термостат — это прибор системы охлаждения, который имеется во всех машинах (в стандартном варианте диаметром пять сантиметров, расположен между двигателем и радиатором), оснащённых системой охлаждения мотора с помощью жидкости.

Это прибор позволяющий поддерживать постоянную температуру двигателя за счёт работы терморегуляторов или же за счёт осуществления фазового перехода. Иногда можно увидеть термостаты с термоизоляцией, которая позволяет уменьшить потери тепла или холода. Самым распространённым, которым пользуются все, от мала до велика, является холодильник.

Термостат выполняет функцию блокировки радиатора от потоков охлаждающей жидкости (тосол), фактически давая двигателю время разогреется. Также такой простой механизм помогает уменьшить износ двигателя автомобиля. Он закрыт, пока температура мотора находится в норме, как только она достигает критической точки в пределах девяноста или девяноста пяти градусов Цельсия, то заслонка в термостате открывается и позволяет охлаждающей жидкости попасть в двигатель и нормализовать его температуру.

Понаблюдать за процессом работы устройства можно и в домашних условиях. Нужно просто поместить термостат в ёмкость, наполненную самой обыкновенной водой, и поставить на плиту подогреваться. По мере увеличения температуры воды в кастрюле Вы сможете увидеть, как на термостате открывается клапан, примерно на два сантиметра. Для проведения опыта лучше взять новый, а не снимать со своей или чьей-либо ещё машины.

Принцип работы термостата в автомобиле

Латунь и медь — вот основные составляющие, из которых изготавливают эти устройства. А основной принцип работы автомобильного термостата скрывает маленький цилиндр, который можно увидеть со стороны двигателя. В цилиндре есть маленький восковой шарик, сделанный, правда, не из настоящего воска, температура плавления материала, из которого он сделан, равняется 82 градусам Цельсия. Воск в качестве материала для этого элемента выбран не случайно, он имеет свойство увеличиваться в объёме под влиянием температуры, то есть совершать переходы из твёрдого состояния в жидкое. Когда воск расплавится и расшириться, он создаст давление, под которым из цилиндра выпадет штырь и откроет клапан, через который охлаждающая жидкость попадает в радиатор. А когда температура двигателя приходит в норму, то воск снова затвердевает, принимая прежнюю позицию и форму.

Есть много факторов, которые могут стать причиной неполадок, но коррозия — наиболее частая. Когда клапан постоянно находится в открытом положении, то жидкость для охлаждения мотора всё время будет поступать в радиатор, прежде чем попасть в двигатель, а это значит, двигателю необходимо больше времени для достижения критической температуры. А когда клапан термостата постоянно закрыт, то двигатель не охлаждается и продолжает набирать температуру, соответственно, машина «закипает» и на ней нельзя продолжать двигаться, пока мотор не остынет. Специалисты и автомеханики рекомендуют автомобилистам менять старый на новый, приблизительно, каждые два года. Читайте, как менять термостат в автомобиле ВАЗ 2110-2111.

Схема термостата ВАЗ 2107, 2114, 2115

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.

Видео, проверка термостата ВАЗ 2101-2107 и Tama (Toyota):

Как работает термостат

Термостат является элементом системы охлаждения автомобиля, отвечающим за распределение теплового баланса охлаждающей жидкости. В статье подробно рассмотрим принцип работы, устройство, а также виды механизмов, использующихся в конструкции современных автомобилей.

Принцип работы термостата

Простейшая система охлаждения двигателя состоит из малого и большого кругов циркуляции охлаждающей жидкости (ОЖ). Циркуляция в малом кругу, именуемом рубашкой охлаждения двигателя, способствует быстрому выходу двигателя в режим рабочей температуры. При повышении температуры термостат соединяет «рубашку» с основным радиатором системы охлаждения, при этом антифриз начинает циркулировать по большому кругу, поступая в бачок ОЖ уже охлажденной.

Читать еще:  Лада революшен фото

Термостат отвечает за перераспределение потока охлаждающей жидкости, что позволяет ускорить прогрев двигателя и дальнейшее поддержание оптимального температурного диапазона.

Термостат является термочувствительным клапаном, так как его принцип работы основан на свойстве изменения линейных размеров формы тела при изменении его температуры. В качестве наполнителя, расширяющегося при нагреве, использует смесь гранулированного воска и меди. Именно «твердый» наполнитель используется в конструкции современных механических термостатов.

Устройство

Конструктивно механизм состоит из следующих элементов.

В начале работы двигателя клапан термостата находится в закрытом положении – тарелка основного клапана плотно прижата к корпусу возвратной пружиной. Забор ОЖ через радиатор перекрыт, открытый перепускной клапан позволяет жидкости циркулировать по малому контору. При повышении температуры термоэлемент начинает расплавляться. Увеличение в объеме создает давление на корпус основного клапана, заставляя его преодолевать усилие возвратной пружины и перемещаться в направлении входного патрубка. Перемещения провоцирует закрытие перепускным клапаном магистрали от двигателя и открытия магистрали от радиатора. Таким образом, выходной патрубок (к насосу) сочленяется с входным патрубком №7 (от радиатора).

Температура открытия термостата зависит от состава наполнителя. В среднем термостат начинает открываться при температуре 80-90ºС, полное открытие достигается при температуре 95-105ºС. Точные показатели можно узнать в технической документации к автомобилю; часто температура открытия указывается непосредственно на корпусе изделия. Для наглядного представления принципа работы предлагаем посмотреть видео работы термочувствительного клапана.

  • 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.

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.

Неисправности

Устранения последствий перегрева двигателя часто требуют немалых финансовых вложений. У механического термостата может быть всего 2 поломки:

  • движение клапана с подклиниванием. В таком случае замедляется его быстродействие. Причина может быть в механическом износе элементов либо образовании на поверхности штока налета. К образованию налета, продуктов коррозии приводит некачественный антифриз, использование в качестве ОЖ воды, смешивание несовместимых по составу жидкостей;
  • заклинивание термостата в одном из положений. Если клапан замирает в открытом положении, ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу, что значительно увеличивает время прогрева двигателя и салона автомобиля. Заклинивание в закрытом положении обязательно приведет к перегреву двигателя, так как ОЖ не охлаждается в радиаторе набегающим потоком воздуха.

Кроме неисправностей, характерных для механических термочувствительных клапанов, в электронных термостатах возможны проблемы с питанием нагревательного элемента, подтекание ОЖ в месте прилегания корпуса к блоку двигателя. Учитывая специфику каждого из видов механизмов и условий эксплуатации, предречь ресурс термостата довольно сложно. Можно встретить утверждения о необходимости профилактической замены каждые 100 тыс.км. либо 5 лет эксплуатации, но в то же время практика знает случаи, когда механические термостаты служили более 10 лет.

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.

Читать еще:  Мерседес s 222

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.

Принцип работы термостата, схемы

Термостат — устройство, предназначенное для контроля температуры в системе охлаждения и ее регулирования. Цель — ускорение прогрева мотора после его запуска и предотвращение его перегрева в случае длительной работы.

Место установки устройства — в верхней части мотора, где осуществляется выход нагретой ОЖ (охлаждающей жидкости) в радиатор.

Термостаты, устанавливаемые на автомобилях, могут иметь два вида наполнителей — жидкие и твердые.

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 завод «СтАТО» п. Ставрово, Владимирской обл., производивший с «нуля» термостаты для всех легковых и грузовых отечественных автомобилей был поглощен концерном «ПРАМО» и прекратил их выпуск, перейдя на закупку и переупаковку термостатов китайского производства и выпуск их под своей торговой маркой.

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

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

Итак, к основным видам термостатов можно отнести:

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.

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 завод), ПАО «КАМАЗ», а на двигатели Тутаевского моторного завода ставят даже 3 термостата в один контур системы охлаждения.

Устройство и принцип работы

Конструкция и принцип действия термостата во многом зависит от типа наполнителя.

Рассмотрим каждый из вариантов:

1. Термостат с жидким наполнителем.

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

Изделие, в основе которого лежит латунный цилиндр. Внутри последнего находится жидкость, которая состоит из дистиллированной воды и эфирного спирта.

Крепление цилиндра осуществляется на специальном штоке, а к второму краю, которого приварен специальный клапан.

Последний опирается на седло и фиксируется в кожухе устройства. В корпусной части есть четыре окна, которые позволяют жидкости поступать из охладительной рубашки к насосу даже при запертом клапане.

Принципа работы термостата, имеющего жидкостный наполнитель, выглядит следующим образом.

В момент пуска силового узла происходит прижатие клапана к седлу, благодаря упругой структуре гофрированного цилиндра.

Как следствие, доступ к основному радиатору блокирован, и охлаждающая жидкость не идет по большому кругу.

Через специальные окна жидкость попадает в насос, а после снова возвращается в рубашку системы.

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.

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

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.

Читать еще:  Свечи зажигания для газа

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.

Итоги

Термостат — один из ключевых узлов, отвечающих за качественный прогрев и охлаждение силового узла.

Выход устройства из строя неизбежно влечет к проблемам с мотором и необходимостью дорогостоящего ремонта.

Знание принципа его работы позволяет вовремя диагностировать проблему и устранить ее еще на раннем этапе. При этом сделать это несложно.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector