Автомобильный термостат: что это такое и как он работает?

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.

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.

Для чего нужен термостат и как он работает

Что же это за механизм такой — термостат? Можно ли обойтись без него? Сразу скажем, что без термостата машина будет работать, но недолго. Мы ещё вернёмся к этому вопросу и деталь рассмотрим опасность ненормированной температуры для мотора. По своему внешнему виду термостат выглядит как клапан, один или несколько, который может быть заключён в корпус. 

Закрываться и открываться он может за счёт привода, который, в свою очередь, работает по принципу термических расширяющих свойств веществ. Термостат отвечает за сохранение рабочей температуры на нужном уровне, в пределе допустимой нормы. Чаще оптимальная температура колеблется в пределах 80 — 97 градусов. Для каждого типа двигателя могут устанавливаться свои граничные показатели. Двигатель будет нагреваться до критической температуры, а в таком состоянии он не сможет исправно работать. 

Его рабочий запас сильно сократится. Не только высокая температура вредит мотору, при низком температурном режиме также нарушается его работа. В этом случае моторное масло становится более вязким и густым. Это увеличивает сопротивление на поршневой системе. Она быстрее изнашивается.

По сути, без термостата ездить можно. Правда, это будет продолжаться недолго и мотор испытает порядочный стресс. Если летом ездить без термостата, то работа авто будет продолжаться до момента перегрева мотора. Зимой машина будет долго прогреваться и возрастёт износ мотора. Одним словом, если и передвигаться на авто без терморегулирующего механизма, то исключительно в сторону СТО. 

При этом, нужно соблюдать минимальный скоростной режим и обходить пробки на дорогах. Будет намного дешевле и быстрее установить новый термостат, чем в будущем заниматься ремонтом изношенного двигателя. Не стоит испытывать судьбу, поверьте мнению специалистов и опыту горе-водителей.

Где расположен термостат

Этот терморегулирующий механизм имеет небольшие размеры, он малозаметный, но это не делает его менее значимым. Он располагается как раз на том месте, где стоит развилка между большим и малым кругом охлаждающей системы. Термостат при необходимости меняет направление для потока жидкости, используемой для охлаждения двигателя.

Схема термостата ВАЗ 2107, 2114, 2115

Функции в системе кондиционирования

Жидкостная система охлаждения (или кондиционирования) состоит из рубашки, расположенной в блоке цилиндров и головке блока, помпы, радиатора и соединительных патрубков. Часть жидкости подается в отдельный теплообменник для отопления салона. Интенсивность нагрева воздуха регулируется краном (например, на классических легковых машинах ВАЗ) или отдельной заслонкой в воздушном канале.

Термостат предназначен для распределения потоков хладагента между рубашкой и радиатором, обеспечения рабочей температуры двигателя и прогрева салона.

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.

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.

Какие признаки поломки термостата

Чтобы своевременно определить поломку, необходимо чётко знать о признаках неисправного термостата. Чем раньше будет выявлена и устранена поломка, тем меньше нагрузки получит двигатель, а на дороге машина не закипит и не заглохнет. Но для начала изучим причины, которые могут выводить из строя эту деталь:

• накипь на штоке и коррозийные отложения на металлических деталях часто возникают из-за использования антифриза низкого качества;
• вибрации приводят к разрушению механизма, такая ситуация характерна для бракованных деталей, в которых завальцовка проводилась недостаточно качественно;
• деформация резинового уплотнителя может наступать в результате воздействия высоких температур.

О неисправном состоянии терморегулирующего механизма можно узнать по следующим признакам:

• длительный прогрев мотора объясняется открытым положением патрубка радиатора, который постоянно охлаждает антифриз;
• перегрев мотора свидетельствует о закрытом патрубке радиатора;
• увеличенная длительность нагрева двигателя и резкое повышение температуры при увеличении нагрузки говорит о среднем положении клапанов;
• работа печки в холодном режиме, увеличенный расход топлива, снижение динамических характеристик салона — всё это является косвенными признаками.

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.

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.