Всё про термостат системы охлаждения автомобиля

Термостат системы охлаждения – маленькая, но важная деталь, отвечающая за поддержание температуры двигателя. Нормально функционирующий термостат не требует к себе внимания, какого-либо техобслуживания и вообще вмешательства в работу. Зато при его поломке автомобиль придется доставлять на СТО эвакуатором. Это полностью автономное устройство, о котором обычно вспоминают только в случае его выхода из строя.

Назначение термостата

Для двигателя есть строго определенная рабочая температура, обеспечивающая оптимальные условия работы. Как правило, это диапазон от 80 до 97°С, в зависимости от типа двигателя. При более низких температурах не обеспечивается достаточная текучесть моторного масла, а значит, увеличивается его сопротивление при движении поршней. Выше – перегрев двигателя, при котором происходит нештатное расширение тонко подогнанных металлических деталей, усиливается трение, повреждаются поверхности поршней, цилиндров и клапанов.

Система охлаждения и предназначена для поддержания оптимальной температуры: при старте автомобиля требуется быстрый разогрев, а затем, в процессе движения, нужно качественное охлаждение. Регулировку этого процесса и берет на себя термостат, который устанавливается на «развилке» между большим и малым кругом системы охлаждения и управляет направлением потока охлаждающей жидкости.

Пока двигатель не разогрет, термостат перекрывает патрубок к радиатору, направляя охлаждающую жидкость по малому кругу: от рубашки мотора, через термостат, байпасный канал и снова к двигателю. Антифриз не проходит через радиатор и не охлаждается, давая мотору возможность быстрей прогреться.

Движение охлаждающей жидкости по малому контуру во время разогрева двигателя

Когда двигатель прогревается до рабочей температуры, термостат открывает клапан, ведущий к радиатору, и антифриз начинает охлаждаться сам и охлаждать двигатель. В зависимости от температуры антифриза, термостат может закрыть клапан в байпасный канал полностью (когда двигатель нуждается в интенсивном охлаждении) или частично.

Умеренная нагрузка на двигатель: частично открыты оба контура (большой и малый)

Таким образом, термостат в полностью автономном режиме регулирует количество антифриза, поступающего в радиатор охлаждения, чтобы поддерживать температуру двигателя на постоянном рабочем уровне.

Интенсивное охлаждение: байпасный канал полностью закрыт,
вся охлаждающая жидкость проходит через радиатор

Конструкция и принцип действия

Термостат состоит из цилиндра, наполненного материалом с большим коэффициентом термического расширения. Наполнитель может быть жидким (у сильфонных термостатов смесь воды и спирта) или твердым. Твердый наполнитель, как правило, состоит из дистиллированного гранулированного воска, смешанного с медным, алюминиевым и графитовым порошком.

Корпус цилиндра делается из гофрированной меди, имеющей хороший коэффициент теплопроводности. Герметично закрытый медный цилиндр наполнен теплочувствительным материалом (твердым в холодном состоянии), в котором установлен металлический шток. Вся конструкция загерметизирована резиновым уплотнителем.

С обеих сторон цилиндра расположены два клапана: клапаны большого и малого контуров системы охлаждения. Вся конструкция закреплена в корпусе-тарелке с верхней и нижней рамками, и снабжена пружинами, обеспечивающими нужное сопротивление штоку.

Когда термочувствительный наполнитель плавится от высокой температуры, он увеличивается в объеме и выталкивает шток наружу (приблизительно на 2 см). Клапан, закрепленный на штоке, поднимается и перекрывает патрубок. Чем выше температура охлаждающей жидкости, тем больше сила выталкивания штока. При остывании восковой наполнитель уменьшается в объеме, и шток вместе с клапаном возвращается на место с помощью пружины.

Точность работы термостата достигается за счет состава наполнителя: в зависимости от ингредиентов и их пропорции можно точно подобрать температуру плавления и коэффициент расширения наполнителя. В конечном итоге именно наполнитель влияет на температурный диапазон работы термостата.

Технические характеристики

Принцип действия всех термостатов примерно одинаковый: что для европейских, что для американских, азиатских или отечественных автомобилей. Но некоторые особенности конструкции и технические параметры отличаются, чтобы полностью соответствовать параметрам двигателя и системы охлаждения.

• Температурный режим

В зависимости от того, какая температура нужна для работы двигателя, будет использоваться соответствующий термостат с точно выверенным температурным диапазоном. Как правило, этот показатель пишется на корпусе, а в описании указывается как «температура плавления».

Примеры обозначения рабочей температуры
на корпусе термостата

Чем жарче климат, тем «холодней» должен быть термостат: в условиях сильной жары двигатель прогревается быстро, а радиатор может не обеспечить нормальное охлаждение антифриза. Следовательно, для «Африки» используютсятермостаты с низкой температурой плавления, а для «Сибири» — с высокой.

• Количество клапанов

В старых автомобилях использовались (и до сих пор используются) одноклапанные термостаты: наиболее простые по конструкции. Более новые модели – двухклапанные, которые используются практически во всех новых машинах.

Одноклапанный (слева) и двухклапанный (справа) термостаты

В двухклапанных моделях верхний и нижний клапан работают синхронно: если один патрубок открыт, другой закрыт.

• Двухступенчатые термостаты

Используются в охлаждающих системах с высоким давлением, в которых требуется преодолевать сильное сопротивление жидкости. В таких термостатах клапан состоит из двух «тарелок»: сначала открывается меньшая, для которой необходимо меньшее усилие, а затем, когда давление падает, открывается основная.

• Корпусные и бескорпусные

В большинстве случаев термостат продается без корпуса: при установке необходимо разобрать место его размещения, вынуть старый и установить новый. Но некоторые производители предлагают уже установленные в распределительный корпус термостаты, которые при установке нужно подключить к соответствующим патрубкам системы охлаждения.

• Дополнительные устройства

На современных автомобилях термостаты могут оснащаться дополнительным термодатчиком и подогревателем, работающим в паре с электронным блоком управления. На средних оборотах двигателя температура охлаждающей жидкости поддерживается на более высоком уровне, а при максимальной нагрузке включается дополнительный подогрев, и термостат срабатывает раньше, что позволяет уменьшить температуру антифриза примерно на 10°С. Такое решение дает заметную экономию топлива.

• Габаритные размеры

Для термостатов имеют значение диаметры малого клапана, «тарелки» и высоты. Для корпусных моделей указываются размеры патрубков, их длина и углы наклона.

• Комплектация

В большинстве случаев термостаты продаются вместе с уплотнительной прокладкой из специальной резины, стойкой к воздействию антифриза.

Неисправности термостата: признаки, причины, последствия

Поскольку устройство термостата достаточно простое и не подвергается интенсивным механическим нагрузкам, проработать он может достаточно долго. Причин поломки может быть несколько:

• Накипь на штоке, коррозия на металлических частях. Как правило, отложения в системе охлаждения появляются из-за некачественного антифриза и несвоевременной его замены. Накипь на деталях термостата затрудняет движение штока и клапанов, после чего термостат перестает правильно реагировать на изменение температуры ОЖ;

• Разрушение от вибрации. Чаще такая неприятность случается с бракованными или некачественными изделиями, в которых недостаточно завальцованы стыки и соединения. Если медный цилиндр недостаточно загерметизирован, внутрь попадает охлаждающая жидкость и препятствует работе термостата;
• Разрушение резинового уплотнителя из-за высокой температуры. Перегрев может вывести из строя уже «подуставшую» резину, после чего в ней образуются трещины и протечки. Мембрана внутри рабочей части (между восковым наполнителем и штоком) также страдает от перегрева.

При поломке термостат начинает хуже откликаться на изменения температуры, а затем и заклинивает. Клапаны термостата могут перекрыть патрубок, ведущий к радиатору или к байпасному каналу, либо могут остановиться в среднем положении.

Признаки неисправности:

• Двигатель долго греется – открыт патрубок к радиатору, антифриз охлаждается, не давая мотору прогреться;
• Двигатель перегревается (стрелка в красной зоне) – антифриз не попадает к радиатору;
• Двигатель греется дольше обычного, а при нагрузке резко повышается температура – клапаны заклинило в среднем положении, часть охлаждающей жидкости постоянно проходит через радиатор, но при интенсивном движении этого охлаждения недостаточно;
• Также косвенными признаками поломки термостата может быть неработающее отопление салона («печка» дует холодным воздухом), повышенный расход топлива, ухудшение динамики двигателя.

Самым тяжелым последствием отказа термостата будет перегрев двигателя: в жару достаточно нескольких минут, чтобы привести мотор в аварийное состояние. Но и езда с недостаточно прогретым мотором сказывается на его ресурсе: увеличивается износ деталей, неэффективно работает моторное масло.

Как проверить термостат?

Проверить работу термостата можно самостоятельно. Для этого отслеживается работа системы охлаждения, то есть переход антифриза по большому и малому контуру в зависимости от температуры двигателя.

1. Завести мотор. До того как он прогреется до рабочей температуры, антифриз не должен поступать в радиатор. Следовательно, патрубок, ведущий к радиатору должен быть холодным. Если он теплый – антифриз поступает в радиатор раньше времени;

2. Когда мотор прогреется, охлаждающая жидкость должна идти в радиатор, патрубок должен быть теплым. Мотор прогрет, а антифриз в радиатор не идет – перекрыт клапан;

3. Если двигатель хорошо прогрет (почти до красной зоны), антифриз не должен поступать в байпасный патрубок, а весь проходить через радиатор охлаждения. Соответственно патрубок к радиатору будет горячим, а байпасный – холодным.

Еще один способ проверки, который рекомендуют автолюбители старой школы – демонтаж термостата и проверка его в горячей воде. Конечно, при желании можно и так оценить работу устройства, только понадобится отслеживать температуру открытия клапанов. Но если возникают нарекания на работу термостата, лучше его просто заменить.

О том, как выбрать новый термостат на замену старому, читайте наш "Гид покупателя".