Все про термостат системи охолодження автомобіля

Термостат системи охолодження – маленька, але важлива деталь, що відповідає за підтримання температури двигуна. Справний термостат не вимагає до себе уваги, будь-якого техобслуговування і взагалі втручання в роботу. Зате якщо він виходить з ладу, автомобіль доведеться доставляти на СТО евакуатором. Це повністю автономний пристрій, про який зазвичай згадують лише в разі його виходу з ладу.

Призначення термостата

Для двигуна є строго певна робоча температура, що забезпечує оптимальні умови роботи. Як правило, це діапазон від 80 до 97°С, залежно від типу двигуна. При більш низьких температурах не забезпечується достатня плинність моторної оливи, а значить, збільшується її опір при русі поршнів. Вище – перегрів двигуна, при якому відбувається нештатне розширення тонко підігнаних металевих деталей, посилюється тертя, пошкоджуються поверхні поршнів, циліндрів і клапанів.

Система охолодження і призначена для підтримки оптимальної температури: при старті автомобіля потрібен швидкий розігрів, а потім, в процесі руху, потрібне якісне охолодження. Регулювання цього процесу і бере на себе термостат, який встановлюється на «розвилці» між великим і малим колом системи охолодження і управляє напрямком потоку охолоджувальної рідини.

Поки двигун не розігрітий, термостат перекриває патрубок до радіатора, направляючи охолоджувальну рідину по малому колу: від сорочки мотора , через термостат, байпасний канал і знову до двигуна. Антифриз не проходить через радіатор і не охолоджується, даючи мотору можливість швидше прогрітися.

Рух охолоджувальної рідини малим контуром під час розігріву двигуна

Коли двигун прогрівається до робочої температури, термостат відкриває клапан, що веде до радіатора, і антифриз починає охолоджуватися сам і починає охолоджувати двигун. Залежно від температури антифризу, термостат може закрити клапан в байпасний канал повністю (коли двигун потребує інтенсивного охолоджування) або частково.

Помірне навантаження на двигун: частково відкриті обидва контури (великий і малий)

Таким чином, термостат в повністю автономному режимі регулює кількість антифризу, що надходить в радіатор охолодження, щоб підтримувати температуру двигуна на постійному робочому рівні.

Інтенсивне охолодження: байпасний канал повністю закритий,
вся охолоджувальна рідина проходить через радіатор

Конструкція і принцип дії

Термостат складається з циліндра, наповненого матеріалом з великим коефіцієнтом термічного розширення. Наповнювач може бути рідким (у сильфонних термостатів суміш води і спирту) або твердим. Твердий наповнювач, як правило, складається з дистильованого гранульованого воску, змішаного з мідним, алюмінієвим і графітовим порошком.

Корпус циліндра робиться з гофрованої міді, що має хороший коефіцієнт теплопровідності. Герметично закритий мідний циліндр наповнений теплочутливим матеріалом (твердим в холодному стані), в якому встановлений металевий шток. Вся конструкція загерметизована гумовим ущільнювачем.

По обидва боки циліндру розташовані два клапана: клапани великого і малого контурів системи охолодження. Вся конструкція закріплена в корпусі-тарілці з верхньою та нижньою рамками, і забезпечена пружинами, що забезпечують потрібний опір штоку.

Коли термочутливий наповнювач плавиться від високої температури, він збільшується в об'ємі і виштовхує шток назовні (приблизно на 2 см). Клапан, закріплений на штоці, піднімається і перекриває патрубок. Що вища температура охолоджувальної рідини, то більша сила виштовхування штока. При охолодженні восковий наповнювач зменшується в об'ємі, і шток разом з клапаном повертається на місце за допомогою пружини.

Точність роботи термостата досягається за рахунок складу наповнювача: залежно від інгредієнтів і їх пропорції можна точно підібрати температуру плавлення і коефіцієнт розширення наповнювача. В кінцевому підсумку саме наповнювач впливає на температурний діапазон роботи термостата.

Технічні характеристики

Принцип дії всіх термостатів приблизно однаковий: що для європейських, що для американських, азіатських чи вітчизняних автомобілів. Але деякі особливості конструкції і технічні параметри відрізняються, щоб повністю відповідати параметрам двигуна і системи охолодження.

• Температурний режим

Залежно від того, яка температура потрібна для роботи двигуна, буде використовуватися відповідний термостат з точно вивіреним температурним діапазоном. Як правило, цей показник пишеться на корпусі, а в описі вказується як «температура плавлення».

Приклади позначення робочої температури
на корпусі термостата

Що спекотніший клімат, то «холоднішим» повинен бути термостат: в умовах сильної спеки двигун прогрівається швидко, а радіатор може не забезпечити нормальне охолодження антифризу. Отже, для «Африки» використовуються термостати з низькою температурою плавлення, а для «Сибіру» – з високою.

• Кількість клапанів

В старих автомобілях використовувалися (і до сих пір використовуються) одноклапанні термостати: найпростіші за конструкцією. Новіші моделі – двохклапанні, які використовуються практично у всіх нових машинах.

Одноклапанний (ліворуч) і двохклапанний (праворуч) термостати

В двоклапанних моделях верхній і нижній клапан працюють синхронно: якщо один патрубок відкритий, другий закритий.

• Двоступінчаті термостати

Використовуються в охолоджувальних системах з високим тиском, в яких потрібно долати сильний опір рідини. У таких термостатах клапан складається з двох «тарілок»: спочатку відкривається менша, для якої необхідне менше зусилля, а потім, коли тиск падає, відкривається основна.

• Корпусні і безкорпусні

В більшості випадків термостат продається без корпусу: при установленні необхідно розібрати місце його розміщення, вийняти старий і встановити новий. Але деякі виробники пропонують вже встановлені в розподільний корпус термостати, які при встановленні потрібно підключити до відповідних патрубків системи охолодження.

• Додаткові пристрої

На сучасних автомобілях термостати можуть оснащуватися додатковим термодатчиком і підігрівачем, що працює в парі з електронним блоком управління. На середніх оборотах двигуна температура охолоджувальної рідини підтримується на більш високому рівні, а при максимальному навантаженні включається додатковий підігрів, і термостат спрацьовує раніше, що дозволяє зменшити температуру антифризу приблизно на 10°С. Таке рішення дає помітну економію палива.

• Габаритні розміри

Для термостатів мають значення діаметри малого клапана, «тарілки» і висоти. Для корпусних моделей вказуються розміри патрубків, їх довжина і кути нахилу.

• Комплектація

В більшості випадків термостати продаються разом з прокладкою ущільнювача зі спеціальної гуми, стійкої до впливу антифризу.

Несправності термостата: ознаки, причини, наслідки

Оскільки конструкція термостата досить проста і не піддається інтенсивним механічним навантаженням, працювати він може досить довго. Причин поломки може бути кілька:

• Накип на штоку, корозія металевих частин. Як правило, відкладення в системі охолодження з'являються через неякісний антифриз і несвоєчасну його заміну. Накип на деталях термостата ускладнює рух штока і клапанів, після чого термостат перестає адекватно реагувати на зміну температури ОР;

• Руйнування від вібрації. Найчастіше така неприємність трапляється з бракованими або неякісними виробами, в яких недостатньо завальцьовані стики і з'єднання. Якщо мідний циліндр недостатньо загерметизований, всередину потрапляє охолоджувальна рідина і перешкоджає роботі термостата;
• Руйнування гумового ущільнювача через високу температуру. Перегрів може вивести з ладу вже «втомлену» гуму, після чого в ній утворюються тріщини і протікання. Мембрана всередині робочої частини (між восковим наповнювачем і штоком) також страждає від перегріву.

При поломці термостат починає гірше відгукуватися на зміни температури, а потім і заклинює. Клапани термостата можуть перекрити патрубок, що веде до радіатора або до байпасному каналу, або можуть зупинитися в середньому положенні.

Ознаки несправності:

• Двигун довго гріється – відкритий патрубок до радіатора, антифриз охолоджується, не даючи мотору прогрітися;
• Двигун перегрівається (стрілка в червоній зоні) –антифриз не потрапляє до радіатора;
• Двигун гріється довше звичайного, а при навантаженні різко підвищується температура – клапани заклинило в середньому положенні, частина охолоджувальної рідини постійно проходить через радіатор, але при інтенсивному русі цього охолодження недостатньо;
• Також непрямими ознаками поломки термостата може бути несправне опалення салону («грубка» дме холодним повітрям), підвищена витрата палива, погіршення динаміки двигуна.

Найтяжчим наслідком відмови термостата буде перегрів двигуна: в спеку досить кількох хвилин, щоб привести мотор в аварійний стан. Але і їзда з недостатньо прогрітим мотором позначається на його ресурсі: збільшується зношення деталей, неефективно працює моторна олива.

Як перевірити термостат?

Перевірити роботу термостата можна самостійно. Для цього відстежується робота системи охолодження, тобто перехід антифризу великим і малим контурами залежно від температури двигуна.

1. Завести мотор. До того як він прогріється до робочої температури, антифриз не повинен надходити в радіатор. Отже, патрубок, що веде до радіатора повинен бути холодним. Якщо він теплий – антифриз надходить в радіатор завчасно;

2. Коли мотор прогріється, охолоджувальна рідина повинна йти в радіатор, патрубок повинен бути теплим. Мотор прогрітий, а антифриз в радіатор не йде – перекритий клапан;

3. Якщо двигун добре прогрітий (майже до червоної зони), антифриз не повинен надходити в байпасний патрубок, а весь проходити через радіатор охолодження. Відповідно патрубок до радіатора буде гарячим, а байпасний – холодним.

Ще один спосіб перевірки, який рекомендують автолюбителі старої школи – демонтаж термостата і перевірка його в гарячій воді. Звичайно, при бажанні можна і так оцінити роботу пристрою, тільки знадобиться відстежувати температуру відкриття клапанів. Але якщо виникають нарікання на роботу термостата, краще його просто замінити.

Про те, як вибрати новий термостат на заміну старому, читайте наш "Гід покупця".