Термостат: принцип работы, устройство, неисправности и проверка

Для чего нужен термостат?

Автомобильный термостат необходим для регулирования рабочей температуры двигателя в пределах температурного диапазона. До тех пор, пока жидкость в системе охлаждения сохраняет температуру на отметке 80-85 °С, термостат направляет ее из головки блока цилиндров через перепускной канал в водяной насос, минуя радиатор, по так называемому «малому контуру охлаждения». В момент достижения указанной температуры жидкость перенаправляется через радиатор по «большому контуру охлаждения». Так образом происходит регулирование рабочей температуры двигателя в пределах температурного диапазона, обеспечивая более полное сгорание топлива и снижение токсичности отработанных газов.

На фото показан внешний вид автомобильного термостата

Виды термостатов

К вариантам конструктивного исполнения термостатов относят:

• одноклапанное техническое решение;
• двухступенчатая реализация;
• двухклапанное устройство;
• электронное управление.

Наибольшую популярность получила одноклапанная технология. Она отличается простотой и надежностью. Автомобили прошлых лет преимущественно имели именно такой вид термостата. Двухступенчатая конструкция стала вынужденной мерой, вызванной высоким давлением антифриза. Клапан терморегулятора не был в состоянии преодолеть усилие, в результате чего в конструкции появились малая и большая тарелки. Меньшая открывается первой, так как на нее действует незначительное давление охлаждающей жидкости. Во время второго этапа добавляется основная тарелка и весь антифриз направляется в большой круг.

Термостат с электронным управлением

Максимальной точности в работе автопроизводителям удалось достичь, снабдив терморегулятор электронным управлением. Конструктивным различием с классической моделью является наличие нагревательного сопротивления. Термостат поддерживает температуру двигателя 85-95°С при высоких нагрузках и 95-110°С в остальных режимах работы мотора. Это позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности. Управляющий сигнал терморегулятор получает с ЭБУ инжектора. В случае с дизельным двигателем температурные диапазоны могут быть другими.

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.

Современные двигатели получили такой тип устройства, который имеет в основе твердый наполнитель. Под таким наполнителем стоит понимать основной термоэлемент, который внутри термостата находится изначально в твердом физическом состоянии.

Как проверить термостат, основные неисправности

Неисправностей у термостата может быть только две:

• он либо не открывается от нагрева;
• либо не закрывается при охлаждении.

Другими словами, просто перестает выполнять свои прямые обязанности.  Причина поломки чаще всего – накипь и коррозия штока, из-за которой его заклинивает в одном положении. Либо может перекосить и заклинить клапан или термостат от постоянной вибрации.

Выявить признаки неисправности просто: двигатель либо прогревается слишком медленно (особенно это заметно зимой, когда приходится применять шаманские приемы типа не включения отопителя), либо перегревается. Оба варианта не прибавляют здоровья «сердцу автомобиля». Косвенными признаками неисправности термостата может быть повышенный расход топлива и снижение динамических показателей двигателя.

Проверить, правильно ли работает термостат, можно двумя способами:

1. наблюдая за работой системы охлаждения;
2. непосредственно проверив сам термостат.

Можно еще отогнать машину на СТО, но это для слабаков, не так ли?

1.Способ первый: проверка термостата без демонтажа. Многих автовладельцев интересует вопрос, как проверить, не снимая устройство с машины, ведь легче всего провести диагностику своими силами. Для этого двигатель прогревают до рабочей температуры и в процессе прогрева оценивается температура патрубков системы охлаждения. Вначале антифриз должен циркулировать только по малому контуру, без поступления к радиатору. То есть, верхний (входной) патрубок радиатора, идущий от термостата, будет холодным, ведь антифриз в него не поступает. Когда двигатель прогреется до рабочей температуры, будет разогреваться и верхний патрубок, и это значит, что антифриз пошел по большому контуру системы охлаждения. Если же при прогреве двигателя охлаждающая жидкость уходит в радиатор, значит, входящий патрубок будет теплым и термостат работает некорректно. Ниже видео о том, как проверить работоспособность не снимая с машины.

2.Способ второй: проверить в домашних условиях. Для этого термостат нужно демонтировать и занести в квартиру. А дальше всё просто: термостат нужно «сварить». Поместить его в кастрюльку, чтобы он был полностью погружен в воду, и довести до рабочей температуры (она указана на корпусе). Если при нагреве термостат сработал (открылся), всё с ним нормально. Если же открывается слишком медленно или не открывается вообще, придется его менять. Ниже наглядное видео, как проверить термостат в домашних условиях.

Выбирая термостат, нужно обращать внимание на такие параметры:

1. Габаритные размеры;
2. Температура открытия;
3. Конструкция;
4. Взаимозаменяемость с предыдущим термостатом (проверяется по номеру детали).

Нужно отметить, что от производителя зависит, сколько прослужит автомобильный термостат: несколько лет или несколько недель. Поэтому лучше выбирать качественные проверенные бренды, за которыми стоят технологии, исследования и репутация. Тогда про термостат можно забыть на долгое время.

Принцип работы термостата

Как мы уже сказали ранее, в его основе лежит термоэлемент — восковый наполнитель. Именно он руководит движением клапана. В устройстве элемента нет электроники – все управляется механически. Итак, какой же принцип работы термостата?

После того как автомобиль прекратил свою работу, температура антифриза начинает падать. Когда она достигнет определенной отметки (ниже 70 градусов), клапан закроется. Таким образом система будет подготовлена к «холодному» старту, где двигателю обеспечится быстрый прогрев.

Стоит отметить, что закрывается и открывается клапан не сразу. Принцип работы термостата в автомобиле устроен таким образом, что элемент может открываться лишь наполовину. Обычно это диапазон в 70-80 градусов. В полной мере он откроется лишь при температуре свыше 95 градусов. Таким же образом клапан и плавно закрывается.

Проверка термостата

Описанные выше проблемы могут появиться в любой момент. Во избежание перегрева двигателя и его повреждения необходимо знать, как проверить термостат прямо на автомобиле и после его демонтажа в домашних условиях.

Важно знать, что после пуска двигателя термостат еще закрыт и ОЖ идет по малому контуру (через рубашку охлаждения и печку). Это позволяет силовому агрегату быстрей набрать нужную температуру

Как только требуемый уровень достигнут, происходит открытие клапана и пропуск ОЖ через основной радиатор.

Понимание данного принципа очень важно в процессе проверки термостата. Поэтому предлагаем вам ознакомиться со схемой

Поэтому предлагаем вам ознакомиться со схемой.

Рассмотрим два варианта диагностики.

Без демонтажа

Проще всего — не снимать узел, а выполнить проверки прямо на автомобиле. Главное условие — холодный двигатель.

Процесс диагностики начинается с пуска силового узла и его прогрева в течение 2-3 минут на ХХ.

Этого времени недостаточно, чтобы мотор прогрелся и ОЖ пошла по большому кругу, поэтому радиатор пока не подключен к общей системе охлаждения.

Дабы проверить, что система работает корректно, прикасайтесь рукой к патрубку, который подходит к верху основного радиатора.

Патрубок должен быть холодным, что сигнализирует о прохождении ОЖ по малому кругу (только через двигатель и печку).

Следовательно, клапан проверяемого устройства находится в закрытом положении (на данном этапе так и должно быть).

Продолжайте наблюдать за работой системы охлаждения двигателя. Как только ОЖ прогревается до 90 градусов Цельсия (можно контролировать по датчику), касайтесь подводящего патрубка. Термостат в этот момент должен быть открыт.

При этом ОЖ направляется по максимальному кругу (с охватом радиатора). В такой ситуации патрубок, который отходит от радиатора, будет хорошо прогрет.

К слову, горячим будет и нижняя трубка системы охлаждения, отходящая от радиатора.

Если описанное выше условие не выполняется, то можно говорить о поломке термостата и неправильном его срабатывании (к примеру, клапан могло заклинить). В такой ситуации нужно его проверить и при необходимости заменить.

Возможен и второй вариант, когда после пуска двигателя подходящая к радиатору трубка прогревается почти сразу.

Одна из причин — заклинивание клапана в открытой позиции и, как следствие, движение ОЖ сразу по большому кругу.

Результат в данном случае очевиден — силовой агрегат будет работать не в штатному режиме из-за невозможности выхода на нормальный температурный режим.

Подобная неисправность не опасна для двигателя, но может привести к росту потребления топлива.

Возможны ситуации, когда клапан «зависает» в срединном положении, то есть не закрывается и не открывается в полной мере. Диагностируется проблема по долгому прогреву силового узла.

Определить неисправность в «полевых» условиях сложнее.

Проверку термостата, в таком случае, можно провести только путем его демонтажа.

Проверка работоспособности термостата со снятием

Если определить поломку без демонтажа не удается, то действуйте следующим образом:

• сливайте антифриз в заблаговременно подготовленную емкость. При этом сначала устанавливайте сосуд, а после выкручивайте пробку для слива. Чтобы ускорить процесс выхода ОЖ откручивайте пробку на расширительном бачке;
• если такой пробки нет, то ставьте емкость под нижнюю часть патрубка радиатора. послабляйте хомут, который удерживает трубку на радиаторе, и демонтируйте сам патрубок. Дождитесь полного слива ОЖ в емкость, после чего приступайте к демонтажу термостата;
• демонтируйте отходящий патрубок;
• берите термостат и отправляйтесь на кухню. Там вам понадобится печка, кастрюля (или любая другая емкость из металла) и вода. Наливайте жидкость и ставьте кастрюлю греться. После кладите узел в воду таким образом, чтобы корпусная часть не прикасалась к стенкам самой емкости;
• устанавливайте специальный термометр в воду и следите за изменением его показаний, а также действиями самого клапана;
• как только нужная температура достигнута, узел должен сработать и открыться. Это возможно, благодаря четкому срабатыванию рабочего вещества устройства (искусственного воска). В случае прогрева воск расширяется и позволяет клапану сработать. Если при нужной температуре он так и не сработал, то можно делать выводы о непригодности всего узла (про температуру срабатывания мы поговорим ниже);
• доставайте термостат из воды и дайте ему охладиться. Если узел ранее сработал, то через время должен закрыться. Снова-таки, если этого не произошло, то его необходимо менять.

Как работает охлаждение двигателя

Составными частями этой системы является несколько элементов – радиатор, комплект патрубков, термостат, помпа, а также каналы внутри блока цилиндров и ГБЦ. В качестве вспомогательных элементов выступают расширительный бачок и вентилятор. Вентилятор, в свою очередь может быть электрическим, а также с принудительным вращением от коленчатого вала на помпе.

В качестве хладагента применяется тосол, хотя ранее в систему заливалась обычная вода. Для циркуляции жидкости используется помпа (водяной насос), которая приводится в движение от коленчатого вала двигателя через ременную передачу. Помпа может быть подключена как к системе газораспределения, так и к ремню генератора. При запуске двигателя, жидкость под действием насоса, начинает свою работу в блоке цилиндров, где забирает все тепло и уносит его к радиатору. При прохождении через небольшие трубки, жидкость охлаждается, а затем снова возвращается к блоку цилиндров.

Если мотор работает под большой нагрузкой и все равно начинает интенсивно нагреваться, то вход вступает специальный датчик температуры, который замыкает электрическую цепь вентилятора. После его запуска, работа радиатора улучшается, а при понижении температуры, цепь снова размыкается. Данный цикл повторяется постоянно.

Для снятия избытка давления, а также избавления от пара, предусмотрен расширительный бачок, на котором установлена пробка с двумя отверстиями. Избыток давления жидкости уходит в расширительный бачок, а пар выходит через отверстия. Таким образом, исключается разрыв патрубков.

Как проверить термостат, работает он или нет?

Выявить неисправность системы охлаждения можно по следующим проблемам. Чаще всего клапаны не открываются при нагреве ДВС или не закрываются при охлаждении. Следовательно, устройство перестаёт выполнять основные функции. Ключевая причина поломки может заключаться в накипи и коррозии, когда шток заклинивает в каком-либо положении. Происходит это из-за работы авто и создаваемых при этом вибраций.

Обнаружить это – просто, работоспособность термостата отражается на функциях двигателя. Он либо перегревается (температурная стрелка на панели приборов уходит в красную зону), либо слишком долго набирается рабочая температура. Всё это негативно сказывается на функциях мотора, снижаются его динамические показатели. Если клапан термостата закрыт постоянно – это опасно для мотора — сердца автомобиля.

Видео: как проверить термостат, не снимая его с авто

Рассмотрим популярный алгоритм проверки функций без демонтажа:

Прогрейте мотор до того момента, когда температурная стрелка окажется в красной зоне.
Заглушите мотор и осмотрите моторный отсек. Следует найти верхний чёрного цвета шланг (он соединяет двигатель и радиатор, диаметром 5 см).
Найдите нижний шланг радиатора (он идентичен верхнему).
Потрогайте шланги и оцените их нагрев

Внимание! Делайте эти манипуляции аккуратно, иначе можно получить ожог.
Если один из шлангов горячий, а второй – холодный, то это означает, что клапан закрыт, антифриз не поступает в радиатор. А это значит, что термостат неисправен и требуется его замена.

Также есть иной метод проверки. Поместите термостат в ёмкость с горячей водой (90-100 градусов по Цельсию). Внимательно осматриваем прибор. Если клапан стал открываться – то устройство рабочее. Если же нет, то надо менять его на новый. Ниже рассмотрим этот метод подробнее.

Поломки термостата

В основном термостат ломается из-за внутренней коррозии. Внутренняя коррозия может возникнуть по причине не качественной охлаждающей жидкости. Сейчас на рынке автомобильной химии очень много предложений по охлаждающей жидкости, но мы бы рекомендовали прислушиваться производителя Вашей марки автомобиля и покупать только оригинальную охлаждающую жидкость. На современных автомобиля, по регламенту очень редко меняется охлаждающая жидкость. Например на некоторых автомобилях марки Honda охлаждающая жидкость меняется раз в 200 тысяч километров — это чрезвычайно много. В наших условиях, охлаждающую жидкость нужно менять как минимум в два раза чаще положенного регламента. Если соблюдать эти простые правила, то все элементы системы охлаждения будут чувствовать себя хорошо, и проработают долго.

Отопительный терморегулятор

Регулировать температуру в помещении можно, вращая ручку шарового крана. Но он может находиться только в двух положениях: открыто или закрыто. Если кран закрыть не полностью, то конструкция потеряет герметичность из-за твердых частиц, содержащихся в носителе тепла, которые повреждают шарнир. Поэтому для систем отопления чаще используют специальный терморегулятор с механическим управлением.

В устройство терморегулятора отопления входят элементы (смотрите рисунок):

1. Термический элемент;
2. Термический перекрывающий клапан;
3. Шкала настроечная.
4. Чувствительный к изменению температуры элемент;
5. Разъемное соединение;
6. Шток передающий;
7. Клапан от золотника;
8. Компенсаторное устройство;
9. Накидная гайка;
10. Кольцо для фиксации;

Сложная конструкция свойственна и для термического элемента, который называют сильфоном. Это цилиндр с гофрированными изнутри стенками. Полость заполнена газом или жидкостью – рабочей средой, способной реагировать на изменение температуры вокруг. Именно этот элемент обусловливает принцип работы терморегулятора отопления.

Принцип действия

Принцип работы терморегулятора отопления основан на свойстве веществ увеличиваться в объеме при нагревании и уменьшаться при остывании. Термодатчик реагирует на изменение температуры снаружи конструкции. А каждому ее значению соответствует некоторое давление рабочей среды, которая заполняет полость сильфона.

Возможны два варианта действия:

• Температура превысила установленное потребителем значение. Тогда сильфон растягивается от увеличения объема рабочей среды. Это заставляет перемещаться шток, от которого зависит работа перекрывающего клапана. Поток теплоносителя уменьшается, и температура падает;
• Температура стала ниже установленной потребителем. Тогда сильфон сжимается, поскольку объем рабочей среды в нем уменьшается. Шток начинает двигаться в обратном направлении, приоткрывая клапан. Поток теплоносителя увеличивается, отчего температура начинает расти.

Эти два процесса постоянно сменяют друг друга. Современные терморегуляторы позволяют реагировать на изменение температуры в пределах одного градуса и даже десятых его долей. Для человека такая температурная разность несущественна, и он не заметит периодического повышения и понижения.

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

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.

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.

Что это такое, назначение устройства

Термостат представлен основным узлом системы охлаждения. Его назначение – контроль температурных показателей с последующим перераспределением тосола или антифриза по большому или малому кругу циркуляции. До тех пор пока мотор прогревается, защитный клапан системы находится в закрытом положении, а жидкость — в малом кругу. Из-за этого прогрев мотора происходит быстрее.

После достижения необходимой температуры, во избежание перегрева срабатывает защитный клапан, и тосол проходит в большой круг. Охлаждающая жидкость подаётся через радиатор, заметно улучшая охлаждение мотора.

Терморегулирующий механизм имеет незначительные размеры, что делает его незаметным среди других деталей под капотом. Но это не делает его менее значимым. Маленькая система занимает положение между малым и большим кругом движения охлаждающего компонента.

В целом, ездить с неработающим термостатом можно, но это скажется на работоспособности мотора автомобиля. Он будет быстро перегреваться, увеличится интенсивность его износа. Замену узла системы можно провести самостоятельно (в отдельных машинах). Если подкапотное устройство конкретной модели неизвестно, лучше довериться профессионалам, ведь рядом расположены ценные составляющие которые можно повредить.

Блокировка функции радиатора обеспечивает набор максимальной температуры двигателя. Это нужно для полного раскрытия характеристик силового узла. Такие условия помогают уменьшить интенсивность его износа.

Основной функциональный элемент – клапан. Он срабатывает при температуре от 70 до 92 градусов по Цельсию. Точный показатель определяется после уточнения конкретной конструкции и требуемого режима функционирования мотора авто.

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.

Выводы

Замена термостата может быть осуществлена самостоятельно. При этом неисправную деталь стоит менять как можно скорее — это позволяет избавиться от возможных трат на ремонт двигателя. Также отметим, что термостат стоит проверять в канун наступления холодов. Исправно работающая деталь не только позволит уменьшить расход ресурса двигателя, но улучшить прогрев салона автомобиля, нормализует расход топлива.

Термостатов разных ценовых категорий на рынке достаточно много. Вышеуказанные бренды считаем приоритетными, их качество было проверено временем. Единоразовой замены хватит, чтобы потом не вспоминать о термостате в течение нескольких лет.