Термостат - что это такое? Принцип действия, неисправности
Термостат - это устройство, которое в системе охлаждения двигателей применяется для того, чтобы управлять потоком охлаждающей жидкости между силовым агрегатом и радиатором. Благодаря его работе гарантируется быстрый прогрев силового агрегата при старте и поддержание оптимального температурного состояния при всех режимах работы. В системе охлаждения мотора термостат начал применяться с 1922 года.
Где находится термостат, зависит от типа и модели силового агрегата, как и конструкции системы охлаждения. В большинстве своем, термостат устанавливается на входе насоса охлаждающей жидкости или на выходе из головки блока цилиндров. Производители современных моделей авто термостаты на свои двигатели устанавливают с твердым наполнителем. Термином «твердый наполнитель» означает физическое состояние термоэлемента термостата.
Термостат с конструктивной точки зрения является термочувствительным клапаном, который размещён в латунной рамке. Тарелка, которая насажена на корпус, включается клапаном. Корпус выступает в роли цилиндра. В нём вставлен шток. Последний, упирается одним концом в верхнюю рамку термостата, а другим – в резиновую полость корпуса. Между резиновой полостью и корпусом размещается термочувствительный элемент, который состоит из смеси меди и гранулированного воска.
Термостат при запуске мотора закрыт. Охлаждающая жидкость, которая выходит из блока цилиндров, и снова возвращается туда, обеспечивает этим быстрый прогрев силового агрегата. Как же открывается термостат? Благодаря нагреву «охлаждайки» до температуры восемьдесят – девяносто °С. Это приводит к началу открытия термостата. Термоэлемент при условиях данной температуры расплавляется и в объеме увеличивается. В итоге увеличение объёма термоэлемента приводит к перемещению корпуса термостата по отношения к штоку (сам шток не может перемещаться, так как фиксирован на верхней рамке). В результате, тарелка клапана начинает открываться, преодолевая при этом усилие возвратной пружины. Через радиатор начинает циркулировать часть охлаждающей жидкости и охлаждаться там.
Если в дальнейшем увеличивается температура охлаждающей жидкости, то термостат открывается все больше, и, следовательно, начинает через радиатор проходить все больше жидкости. Термостат полностью открывается, когда температура на уровне 95-105°С. Происходит постоянное изменение степени открытия термостата при различных режимах работы силового агрегата, чем и поддерживается оптимальная температура.
Устанавливаются на моторах различные виды термостатов: одноклапанного, двухступенчатого, двухклапанного типа, а также электронноуправляемый термостат.
Термостат одноклапанного типа обладает самым простым устройством. Все вышесказанное про термостат, было сказано именно про одноклапанный термостат. Этот тип конструкции термостата является наиболее популярным у зарубежных автопроизводителей.
Двухступенчатый термостат
Этот агрегат представляет собой разновидность одноклапанного термостата. Некоторые системы охлаждения имеют следующий тип работы: создается в них высокое давление охлаждайки, которое достаточно сложно преодолеть клапану термостата. Для подобных случаев и разработан термостата с конструкцией, где клапан имеет две тарелки – малая и большая. Открывается сначала малая тарелка, так как ей для преодоления давления необходимо меньше усилий. Малая тарелка при открытии за собой тянет большую тарелку, в свою очередь, последняя открывает для охлаждающей жидкости проход полностью.
У двухклапанного термостата в конструкции имеется два клапана, а точнее две тарелки, которые на одном корпусе расположены. Клапан первый, то есть основной, запирает собой большой круг охлаждайки. А вторым клапаном, то есть перепускным, управляется малый круг. Клапаны имеют совместную работу – когда одним запирается, другим открывается соответствующий контур. Благодаря своей конструкции термостат подобного типа популярен на отечественных моделях автомобилях, как легковых, так и грузовых.
Самая совершенная совершенна конструкция, которой обладают термостаты, это таковые с электронным управлением. Такой термостат гарантирует различные температурные режимы при разных режимах работы силового агрегата. Этот девайс конструктивно является обычным одноклапанным термостатом, где в термоэлемент добавлено сопротивление нагревательного типа. Осуществляется управление нагревом сопротивления «мозгами» блока управления двигателем. Благодаря подобной конструкции термостата становится возможным реализация температурного режима 95-110°С при частичной нагрузке силового агрегата и при полной нагрузке 85-95°С. Заключается эффект от применения электронного термостата в уменьшении расхода топлива, и также за счет более интенсивного охлаждения всасываемого воздуха некоторого увеличения мощности.
Некоторые двигатели имеют в своей конструкции два установленных термостата, к примеру, когда применяется двухконтурная система охлаждения. Если в двух словах, то один термостат «в ответе» за контур головки блока цилиндров, и в нем поддерживает температуру восемьдесят семь °С. А другой термостат инсталлирован в контуре блока цилиндров. Там рабочая температура выше – сто пять °С. Эта схема системы охлаждения применяется на новейших продвинутых моторах семейства TSI и даёт определенное увеличение мощности, и происходит это из-за того, что воздух дополнительно охлаждается.
Неисправности термостата. Какие они бывают?
Термостат является важной деталью. Он может отказать по многим причинам, однако, коррозия является самой распространенной из них.
Если в полностью закрытом положении заклинил термостат, то в любом режиме движения при любой температуре воздуха возможен перегрев мотора и даже в несильный мороз. Если термостат открыт, однако не до конца, то перегревается двигатель, однако при этом всё же может он и не «закипеть», здесь всё зависит от того, в каких режимах эксплуатируется автомобиль.
Если «завис» клапан термостата в полностью открытом состоянии или частично открытом, то двигатель до своей рабочей температуры будет долго прогреваться, а в зимнее время рабочая температура и вовсе может быть не достигнута. Так, при исправной системе охлаждения и при температуре воздуха ноль градусов силовой агрегат должен до своей рабочей температуры прогреваться при движении за пять – десять минут. Температура двигателя в полуоткрытом состоянии термостата не будет подниматься выше семидесяти градусов.
Каким способом определить, термостат в рабочем состоянии или нет?
Необходимо прогреть мотор так, чтобы температурная стрелка слегка не доходила до красной линии. Далее, выключить силовой агрегат, открыть капот, и проверить шланг радиатора. Верхний шланг фиксируется сверху радиатора и является черным резиновым шлангом около пяти сантиметров в диаметре. И найти нижний шланг, который выглядит также, как и верхний.
Далее, дотроньтесь до шлангов, однако сделать следует осторожно, ибо могут быть они горячими. Если датчиком температуры двигателя показывается, что нагрелся двигатель, а при этом один шланг горячий, а другой холодный, то, скорее всего, закрыт клапан термостата и «охлаждайка» через радиатор не проходит. В этом случае нужно заменить термостат на новый.
Существует «народный метод» как проверить термостат на его работоспособность. Итак, смысл в том, что нужно положить термостат в сосуд с горящей водой, при температуре около ста градусов. После этого смотреть визуально, если открывается клапан, то значит, что рабочий. А если нет, то это нерабочий термостат, и менять на новый его. Сей способ потребует снятие термостата с автомобиля.
При обновлении термостата следует выяснить температуру открывания клапана. Дело в том, что она может в широком диапазоне варьироваться у различных термостатов. И как вы понятно из сказанного, ставить термостат с высокой температурой открывая нельзя, так как в этом случае мотор может перегреваться.
