Автомобильный термостат в системе жидкостного охлаждения ДВС: устройство и принцип работы

Принцип работы[править | править код]

Проверка температуры в термостате с помощью термометра Можно выделить два основных способа работы термостатов:

1. В термостате поддерживается постоянной температура теплоносителя, заполняющего термостат. Исследуемое тело при этом находится в контакте с теплоносителем и имеет его температуру. В качестве теплоносителя обычно используют воздух, спирт (от −110 до 60 °C), воду (10—95 °C), масло (−10 — +300 °C) и др.
2. Исследуемое тело поддерживается при постоянной температуре в адиабатических условиях (теплоноситель отсутствует). Подвод или отвод теплоты осуществляется специальным тепловым ключом (в термостатах низких температур ) или же используются электропечи с терморегулятором и массивным металлическим блоком, в который помещается исследуемое тело (в термостатах высоких температур).

Как узнать, сломан ли термостат: признаки

Для того чтобы проверить работу термостата на автомобиле, нужно для начала его найти. То есть, необходимо точно знать, где данная деталь располагается. Сделать это довольно легко.

Прежде всего, в подкапотном пространстве следует отыскать самый толстый патрубок – верхний шланг радиатора, который идет от радиатора (он всегда перед мотором) к двигателю. Этот патрубок неизбежно своим вторым концом будет прикреплен к термостату, а точнее, к его корпусу. Такая схема используется на большинстве отечественных машин и на многих авто иностранного производства.

При этом следует помнить, что у некоторых автомобилей местоположение этой детали системы охлаждения может меняться. Как правило, это касается иномарок. В таком случае нелишним будет заглянуть в техническое руководство для конкретной модели транспортного средства.

Несмотря на то что неисправный термостат будет не единственной причиной аналогичных неисправностей как в самом двигателе, так и проблем с печкой и отоплением салона авто, будьте уверены, что в 60-70% случаев при схожих неисправностях это будет именно он.

Обычно при тех или иных обстоятельствах говорят, что клапан термостата закис, либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении, хотя, как правило, встречается некоторый компромисс: скажем, клапан термостата закрыт/открыт не до конца или открытие и закрытие происходит раньше положенного времени или с задержкой, протекает уплотнитель и так далее.

Будет интересно Как сделать терморегуляторы своими руками: пошаговая инструкция, советы

Таким образом, помимо очевидных признаков, есть еще пара, говорящих о том, что термостат на вашем автомобиле вышел из строя:

• Датчик температуры показывает очень высокий нагрев мотора уже в течение первых 15 минут после запуска;
• Наоборот, двигатель греется слишком долго;
• Температура скачет, или ее набор происходит слишком медленно, даже в теплую погоду;
• Утечка охлаждающей жидкости (наблюдается розлив жидкости в виде капель под автомобилем или в моторном отсеке) из-под корпуса термостата.

Внимание!В связи с тем, что отказ термостата может привести к повреждению двигателя (из-за перегрева мотора, нередко нарушается геометрия головки блока цилиндров), стоит внимательно относиться к нестандартному поведению автомобиля и не игнорировать предупреждения

Ремонт и замена агрегата

Зная, почему не работает термостат и какие признаки свидетельствуют о его повреждении, можно приступать к ремонту. Если поломка серьёзная, устройство заменяют на новое. Новая деталь должна полностью соответствовать вышедшей из строя конструкции. Замену лучше производить тогда, когда двигатель полностью остынет. В этом деле не обойтись без специальных ключей, герметика и крестообразной отвёртки.

Понадобится 3-литровая ёмкость. В неё будет сливаться охлаждённая жидкость. Работы по установке нового термостата происходят в два этапа: снятия испорченной конструкции и монтаж исправного устройства. Весь процесс займёт не менее 2 часов.

Извлечение старой детали включает в себя следующие шаги:

1. Сливание охлаждённой жидкости в приготовленную ёмкость.
2. Демонтаж воздушного фильтра.
3. От внутренней части моторного отсека откручивают гайку и 2 болта. После отсоединения эти маленькие детали лучше положить на видное место. Так они не потеряются.
4. Разъем снимается с корпуса клапана рециркуляции, вместе с трубками извлекают сам клапан.
5. Снимается разъём с датчика по расходу воздуха. Отключается подводящий воздушный шар.
6. Затем извлекают фильтр.
7. С помощью имеющихся ключей откручивают гайки с нижней и верхней части термостата. Конструкцию аккуратно вытаскивают из гнезда.

Можно ли ездить без термостата

Подобная мысль посещает автовладельцев, которые в летний период постоянно сталкиваются с перегревом машины. Они просто убирают термостат из системы, и антифриз при запуске ДВС сразу идет по большому кругу. Хотя сразу это не выводит мотор из строя, так делать не рекомендуется (инженеры не зря придумали и установили этот элемент в машину).

Причина в том, что термостат в машине нужен для стабилизации температурного режима мотора. Он не просто обеспечивает прогрев или охлаждение силового агрегата. Если убрать этот элемент из системы охлаждения, то автовладелец принудительно отключает контур прогрева ДВС. Но открытый термостат не только включает большой круг циркуляции.

Одновременно он перекрывает малый круг циркуляции. Если убрать термостат, то в зависимости от типа системы охлаждения помпа будет давить антифриз сразу по малому кругу даже если из системы удален термостат. Причина в том, что циркуляция будет всегда идти путем наименьшего сопротивления. Поэтому, желая устранить перегрев мотора, автомобилист может устроить локальные перегревы в системе.

Но плохо прогретый двигатель может пострадать не меньше, чем при перегреве. В холодном моторе (а при циркуляции сразу по большому кругу его температура может даже не достигать отметки в 70 градусов) плохо сгорает воздушно-топливная смесь, из-за чего в нем появится нагар, быстрее выйдут из строя свечи зажигания или накала, пострадает лямбда-зонд и катализатор.

Гораздо лучше при частых перегревах мотора не удалять термостат, а установить холодный аналог (открывается раньше). Также следует выяснить, почему двигатель так часто перегревается. Причина может быть в забитом радиаторе или плохо работающем вентиляторе.

Холодильный терморегулятор

Устройство терморегулятора холодильника несколько отличается от того, что применяется в других системах. Это связано с особенностями строения камеры и ее назначением (охлаждать, а не нагревать).

Конструкция включает в себя (смотрите рисунок, где представлено устройство терморегулятора холодильника Т-110):

1. Термическую систему;
2. Пружину;
3. Ползунок;
4. Гайку;
5. Винт регулировочный 1;
6. Корпус термостата;
7. Колодка;
8. Винт регулировочный 2;
9. Пружину для перебрасывания;
10. Пружину контровочную;
11. Рычажное устройство;
12. Ось.

Конструкция различных моделей холодильников может отличаться между собой. Но у них можно выделить общие элементы:

• Узел резкого замыкания. Необходим для защиты контактов от выгорания, которое свойственно процессам замыкания в электрической цепи. Подвижные контакты располагают не на силовом рычаге, а на другом, соединенным с ним с помощью пружины. При повороте силового рычага контакт не движется (цепь еще замкнута). Затем пружина резко меняет положение и размыкает цепь (или замыкает);
• Узел, изменяющий температурный режим. Состоит из пружины и винта, перемещающего гайку. От натяжения пружины зависит объем подачи фреона – охлаждающей жидкости;
• Узел, предназначенный для настройки дифференциала – устройства, ограничивающего ход силового рычага. Он определяет, при какой температуре цепь будет замыкаться, а при какой – размыкаться. Например, при установленной температуре в холодильнике в 3 градуса, цепь будет размыкаться при достижении 2,7 градусов. А при 3,3 цепь будет замыкаться вновь. Диапазон можно сделать больше или меньше.

На рисунке видно, что от термической системы отходит трубка, которую заполняют рабочей средой. Это фреон или хлорметил. Трубку встраивают в холодильные и морозильные камеры. Причем так, чтобы жидкая фаза находилась в конце трубки (в морозильнике), а пары вещества – в начале. Температура жидкой фазы всегда ниже паров одного и того же вещества. Поэтому в морозильнике шкала термометра всегда ниже нуля, а в холодильнике – выше.

Принцип действия

Принцип работы терморегулятора холодильника следующий:

1. Если в трубке температура понижается, то в термической системе давление паров рабочей среды понижается. Тогда гофрированная часть сильфона сжимается, отчего силовой рычаг относительно оси начинает вращение. Это приводит к размыканию цепи;
2. Если температура растет, то внутри термической системы давление паров растет. От этого внутри сильфона расширяется гофра. Рычаг начинает движение в обратную сторону, вращаясь вокруг оси. Это приводит к тому, что контакты замыкаются.

Разновидности

Производители оснащают автомобили разными типами регуляторов температуры.

Это обусловлено мощностью двигателя, величиной внутреннего давления охлаждающей системы, объемом жидкости. К основным типам относятся:

1. Простой одноклапанный вариант. Является самым распространенным. Один клапан регулирует температуру антифриза до полного прогрева силового агрегата, в последствии открывая полную циркуляцию внутри системы.
2. Двухступенчатый. По принципу работы схож с одноклапанным термостатом. Отличие только в том, что клапан состоит из 2 тарелок: маленькой и большой. Регулировка температуры происходит по мере открытия тарелки малого диаметра. После достижения определенного градуса открывается тарелка большого диаметра. Такие термостаты часто устанавливаются на автомобили с высоким давлением внутри системы охлаждения.
3. Двухклапанный. Термоэлементы этого типа ставились на советские автомобили. Принцип их работы основан на работе главного и перепускного клапана, установленных на одном штоке. По мере нагрева происходит открытие маленького клапана. При этом большой клапан остается закрытым. После полного нагрева антифриза, перепускной клапан закрывался, открывая главный и полную циркуляцию внутри системы.
4. Электронный. Новый, современный тип терморегуляторов. Система с клапаном внутри осталась прежней, к ней добавился нагревательный элемент и регулировка за счет бортового компьютера.

Конструкция терморегулятора не менялась много лет, доказывая свою работоспособность для охлаждения двигателей любой мощности.

Меняем термостат ВАЗ 2114 инжектор своими руками

Для самостоятельной замены термостата на инжекторной 2114 нам понадобится стандартный набор инструментов, емкость для слива антифриза и, конечно, новый термостат. Работу проводим в следующем порядке:

1. Снимаем воздушный фильтр. Для этого откручиваем его корпус ключом на 13 и ослабляем хомут воздуховода.
2. Открываем пробку расширительного бачка, чтобы сбросить давление.
3. Сливаем антифриз в заранее подготовленную емкость. Работу проводим только на остывшем двигателе! Далее придется открутить передние винты защиты двигателя, если она установлена. Лучше всего сливать антифриз через сливной вентиль в нижней банке радиатора.
4. Ослабляем хомуты на патрубках термостата.
5. Аккуратно снимаем их, может вылиться еще какое-то количество антифриза.
6. Снимаем старый термостат и проверяем на целостность резиновые патрубки.
7. Установку нового термостата ВАЗ 2114 проводим в обратном порядке. При этом часто возникает необходимость в установке новых хомутов.

Иногда хомуты нуждаются в заменеПри заливке антифриза желательно снять шланг подогрева дроссельного узла, чтобы вытеснить воздух. В противном случае может образоваться воздушная пробка, с которой придется бороться отдельно. После заливки антифриза и проверки герметичности системы охлаждения прогреваем двигатель и убеждаемся, что термостат работает как положено.

До тех пор, пока автомобиль работает исправно, автовладелец не задумывается о том, что происходит под капотом. Но в какой-то момент двигатель машины вдруг начинает перегреваться без видимых причин. Чаще всего это означает, что термостат вышел из строя. О том, что это за устройство и как произвести его замену на автомобиле ВАЗ-2114, мы и поговорим в этой статье.

Назначение и классификация систем охлаждения двигателя автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому, что при его работе внутри цилиндров регулярно сгорает топливно-воздушная смесь. При этом температура внутри камеры сгорания возрастает до 1800-2000 градусов Цельсия, обеспечивая максимально возможное расширение газообразных продуктов сгорания. 

Разумеется, в полезную механическую работу перейдет только часть высвобождающейся энергии, а оставшаяся часть, так или иначе, выбрасывается в окружающую среду через глушитель, систему охлаждения двигателя автомобиля, смазку или же просто через наружные поверхности силового агрегата.

Нужно помнить, что при нагревании металл расширяется. И чем больше нагрев, тем сильнее увеличивается объем (хоть эта зависимость и не линейная), и поэтому инженеры при проектировании двигателей предусматривают специальные зазоры и допуски, рассчитанные именно на термическое расширение деталей.

Но рабочий режим каждой конкретной модели двигателя рассчитан на определенный уровень температуры, и при его превышении возрастает износ деталей, и даже возникает угроза заклинивания. Кроме того, запредельное превышение рабочей температуры может привести к выгоранию смазки, а у бензиновых моторов велика вероятность появления детонационного сгорания топливно-воздушной смеси.

Казалось бы, высокие температуры – плохо: металлические детали расширяются, появляется угроза заклинивания и пр. Так значит, температуру нужно держать как можно ниже, чтобы таких проблем не возникало? Но нет, чрезмерное снижение температуры также крайне нежелательно. Здесь нужно вспомнить торию теплоемкости металлов. Принцип тут простой: чем сильнее металл уже нагрет, тем меньше дополнительной энергии он может принять (до момента расплавления).

Обратное также верно: чем металл холоднее, тем больше энергии он способен «впитать», нагреваясь. Так что охлажденный ниже определенной нормы двигатель значительно уменьшит выдаваемую мощность в связи с собственным повышенным, но бесполезным потреблением энергии. Кроме того, увеличивается вязкость масла и, как следствие, растет трение и износ деталей. 

В камере сгорания начинает конденсироваться часть горючей смеси, смывая смазку со стенок цилиндра, – образуются сернистые соединения, на внутренних поверхностях цилиндров появляется коррозия.

Принципом работы системы охлаждения двигателя автомобиля является удержание рабочей температуры ДВС на уровне самого выгодного теплового режима. Системы охлаждения бывают жидкостные (иногда еще их называют водяными) и воздушными.

Наиболее известный представитель автомобиля с воздушным охлаждением – это WV «Жук» (ну и еще советский «Запорожец», конечно же). Но в настоящее время ДВС с воздушным охлаждением на автомобилях встречаются очень редко.

Системы жидкостного охлаждения бывают с открытым и закрытым контуром. Открытые системы подразумевают расход охлаждающей жидкости. Иными словами, ее поток (как правило, это вода) поступает в рубашку ДВС извне, омывает блок цилиндров и детали головки блока, а дальше нагретая вода сбрасывается в окружающую среду или в иной внешний контур.

Закрытые жидкостные охлаждающие системы с окружающей средой разобщены. В атмосферу осуществляется сброс только непосредственно тепла посредством радиатора. Контур закрытой системы водяного охлаждения является герметичным, а значит, давление охлаждающей жидкости (ОЖ) в нем намного выше, чем в системах с открытым контуром. Если больше давление, значит, выше нагрев, поэтому двигатели с закрытым контуром охлаждения работают при более высоких температурах охлаждающей жидкости – до 120 град. Цельсия.

Кроме того, здесь требуются охлаждающие жидкости с иными свойствами, поэтому в большинстве моторов используется тосол.

Относительно способа циркуляции ОЖ системы охлаждения подразделяют на три типа:

• Принудительные (циркуляция жидкости по контуру осуществляется насосами, которые приводятся в действие самим двигателем).
• Термосифонные (циркуляция осуществляется за счет разницы в плотности ОЖ, нагретой возле блока цилиндров, и уже успевшей охладиться в радиаторе). Во время работы охлаждающая жидкость нагревается и поднимается в верхний расширительный бачок, откуда затем поступает в радиатор. Там она охлаждается, ее плотность увеличивается, и она уходит в нижний расширительный бачок, а оттуда снова направляется на омывание блока цилиндров.
• Комбинированные (в них головка блока цилиндров охлаждается принудительно, а блок цилиндров – термосифонным методом).

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.

Рекомендуем: 7 лучших незамерзающих жидкостей

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:

Разогрейте двигатель до рабочей температуры, после чего заглушите мотор.
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.
После этого найдите нижний шланг – примерно такой же, как и верхний

Обычно он крепится в нижней части радиатора.
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.

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.

Установка терморегулятора

Важно не только правильно выбрать нужную модель, но и грамотно ее поставить. Система отопления должна продолжать работать при прекращении подачи теплоносителя в радиатор

Для этого:

• В однотрубной системе дополнительно подключают специальную перемычку – байпас. Вентиль монтируют на верхнюю трубу. Для замены или ремонта батареи или термостата на верхнюю и нижнюю трубы устанавливают шаровые краны.
• В двухтрубной системе достаточно только запорной арматуры на входе и выходе из радиатора.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Как в квартире перекрыть батарею отопления

Работы лучше проводить в теплое время года, так как придется сливать воду из системы отопления. В многоквартирных домах требуется обязательное согласование этого мероприятия с управляющей компанией.

Алгоритм дальнейших действий такой:

• Слив теплоноситель, обрезают трубы, подходящие к радиатору.
• При однотрубной подводке ставят байпас.
• Устанавливают шаровые краны на подводящей трубе и обратке.
• Монтируют терморегулятор.

Благодаря низкой цене и простоте термостаты с сильфоном используются наиболее часто. Устанавливаются они следующим образом:

• Прибор ориентируется по стрелке, нанесенной на его корпус. Она показывает направление перемещения теплоносителя. Сначала монтируется его неподвижная часть, на которую затем надевают вращающуюся головку.
• К подающей трубе клапан крепится при помощи «американки» (муфты с накидной гайкой): так его проще снять при необходимости.

• Подключение к батарее осуществляется за счет резьбового соединения. Герметичность достигается при помощи сантехнического льна или специальной уплотнительной ленты.
• Сняв защитный колпачок, устанавливают сильфонную головку. Она фиксируется гайкой, которую затягивают накидным ключом. Другой вариант – головки с защелкой. Их без труда можно надеть, повернув в положение максимального открытия и надавив до щелчка.

На завершающем этапе собирают до конца трубную обвязку и проверяют всю систему на протечки, заполнив ее теплоносителем.

Этапы установки показаны на видео.

Предназначение устройства

Термостат располагается между большим и малым кругом системы охлаждения мотора. Конструктивно изделие имеет вид корпуса, внутри которого расположен клапан с термочувствительным элементом. Посредством этого клапана осуществляется переключение потока ОЖ по малому или большому кругу.

Регулятор потоков ОЖ соединяется посредством патрубков с помпой(насосом), мотором и радиатором охлаждения. В момент пуска мотора, когда тосол еще не успел прогреться, термостат, а точнее, его клапан, находится в режиме закрыто. Охлаждающая жидкость циркулирует посредством помпы и проходит только через блок цилиндров. Жидкость, которая находится в радиаторе, не принимает участия в процессе охлаждения мотора, но до того момента, пока она не нагреется до 80-90 градусов.

При достижении заданной температуры происходит смещение запорного диска термостата. В результате открытия клапана начинает циркулировать жидкость по большому кругу, проходя при этом через радиатор. Когда жидкость циркулирует через радиатор, то эффективность охлаждения мотора увеличивается. Как только температура жидкости снижается, клапан закрывается, и циркуляция осуществляется по малому кругу.

На показатели температуры ОЖ влияют такие показатели:

• режим функционирования мотора;
• скорость передвижения;
• температура воздуха за бортом.

Посредством термостата осуществляется поддержание ОЖ в определенном диапазоне температур. Это в свою очередь отражается на функционировании мотора, для которого важны постоянные показатели температуры. По конструкции все виды термостатов на ВАЗ-2107 практически ни чем не отличаются. Конструктивно представляют собой корпус, внутри которого расположен термоклапан. В конструкции устройства имеется три отверстия, которые служат для подсоединения шлангов от системы охлаждения.

Неисправности и способы их определения

Такой простой механизм, как термостат, имеет только три причины возможных неисправностей:

1. Не происходит закрытие клапана, в результате чего жидкость постоянно циркулирует по малому кругу, не проходя через радиатор.
2. Клапан открывается не полностью, что способствует снижению эффективности охлаждения мотора.
3. Не закрывается клапан. В таком случае антифриз проходит по большому кругу через радиатор. Это негативно отражается на моторе, так как он не набирает необходимой рабочей температуры.