Что такое автомобильный термостат: устройство, принцип работы, неисправности

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.

Какие бывают неисправности термостата, их признаки и причины

Неисправность одного из основных узлов системы чаще всего связана с износом или коррозией некоторых элементов. На начальном этапе подобных деформаций, изменения незаметны, а потом случается так, что клапан завис в открытом или закрытом положении. Иногда встречается неполное открытие клапана. При этом автомобилист может не сразу заметить неисправность, потому что симптомы открытого термостата возникают только при небольшом морозе, когда прогрев мотора идёт долго.

Если клапан термостата заклинило полностью в закрытом положении, то мотор может перегреться даже при отрицательной температуре окружающей среды. Требуется незамедлительно заменить термостат на новый.

Если открытие термостата происходит очень рано, то это может указывать на бракованное изделие или самодельное, или устройство просто не подходит для вашей модели автомобиля.

Если клапан термостата заклинило наполовину или в полностью открытом состоянии, то ДВС будет долго прогреваться до рабочей температуры. А зимой мотор вообще не прогреется, да и печка греть совсем не будет. Отмечу, что если детали исправны, то при нуле двигатель прогреется до рабочей температуры за 5-7 минут.

Термостат может быть некачественным изначально. В этом случае открытие клапанов происходит несвоевременно. Такое нарушение не опасно, но может бить по бюджету из-за увеличения расхода топлива. Чтобы суметь вовремя диагностировать проблему надо знать, какие типы поломок существуют и как проводить тестирование самостоятельно.

Рассмотрим более подробно все причины неисправностей термостата:

1. Появление накипи на металлических деталях, штоке. Это происходит из-за плохого качества охлаждающей жидкости либо несвоевременной её замены. Накипь затормаживает работу клапанов и штока, что приведёт к некорректной работе термостата.
2. Вибрационные разрушения. Как правило это появляется при использовании некачественных или бракованных термостатов. В таких устройствах плохо завальцованы соединения и стыки, а также плохая герметизация медного цилиндра.
3. Деформация резинового уплотнителя. Чаще всего это происходит из-за высоких температур, которые вызывают в резине протечки или трещины. Также перегревается мембрана между штоком и наполнителем.

Перечислю признаки неисправностей термостата:

1. Мотор постоянно перегревается – стрелка на приборной панели всё время находится в красной зоне. Это означает, что антифриз не проходит к радиатору.
2. ДВС плохо прогревается, а при повышенных нагрузках он очень быстро перегревается. Это указывает на то, что клапаны заклинило в среднем положении, в результате чего только небольшое количество охлаждающей жидкости попадает в радиатор, чего, разумеется, недостаточно для охлаждения мотора при высоких нагрузках.
3. Слишком долго прогревается мотор. Это значит, что открыт патрубок к радиатору, из-за чего антифриз постоянно охлаждается и не даёт силовому агрегату прогреться до рабочей температуры.
4. Стрелка температуры мотора после остановки поднимается, а при движении – падает.
5. Нижний патрубок становится тёплым после 3 минут работы мотора. Это означается, что термостат открыт постоянно.
6. Нижний патрубок холодный, но стрелка указывает на перегрев мотора (ДВС при этом работает долгое время). Это означает, что термостат заклинило в закрытом положении. Исключение – поломка датчика вентилятора радиатора.
7. Дополнительные признаки: печка в салоне дует прохладным воздухом, снижается динамика авто, увеличивается расход бензина.

Самое опасное – это моментальный перегрев мотора в жаркое время года, что приведёт к его поломке. А если двигатель не выходит на рабочую температуру, то повысится износ узлов и ухудшится эффективность моторного масла.

Еще один простой способ, который поможет узнать, что термостат не работает

Вот еще более простой способ узнать, что термостат застрял в одном положение. Этот способ не требует каких-либо навыков обслуживания и ремонта автомобиля. Вам фактически ничего не придётся делать. Ваша задача только сравнить температуру верхнего шланга-патрубка радиатора и нижнего. 

Вот что вы должны сделать:

1. Запустите автомобиль с холодным двигателем.

2. Так как на холодный мотор термостат находится в закрытом положение и антифриз циркулирует по малому кругу, то патрубок, отходящий сверху от корпуса термостата должен быть до прогрева двигателя холодным. 

3. Как только двигатель нагревается до рабочей температуры термостат должен открыться, и охлаждающая жидкость начнет проходить по верхнему патрубку, подходящему к радиатору. Так что как следите за температурой двигателя на приборной панели. Как только она начинает приближаться к рабочей температуре, проверьте патрубок. Он должен в скором времени стать теплым и затем горячим. Это будет означать, что термостат открылся, и охлаждающая жидкость начала циркулировать по большому кругу (через радиатор). 

4. Проверьте рукой также и нижний патрубок. Он также должен быть горячим. 

Если же при достижении рабочей температуры двигателя верхний патрубок остается холодным, то, скорее всего, термостат заклинило в закрытом положении и антифриз по-прежнему циркулирует по малому кругу. Это очень опасно, поскольку в этом случае температура двигателя начнет повышаться выше рабочий и машина может закипеть, что может привести к поломке системы охлаждения и серьезному повреждению силового агрегата. Так что срочно замените термостат на новый.

Иногда встречается неисправность термостата, которая приводит к раннему открытию термостата на холодный двигатель. Так что, если вы обнаружите, что верхний патрубок почти сразу стал горячим после запуска холодного двигателя, то, скорее всего термостат заклинило в открытом положении, и антифриз циркулирует по большому кругу через радиатор даже на холодный мотор.

В таком случае двигатель будет очень долго прогреваться, а в зимнее время может вообще не нагреться до рабочей температуры. В этом случае печка в салоне не будет отдавать много тепла и вам будет холодно. В таком случае вам также придется заменить термостат на новый. 

Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Поскольку конфигураций двигателей и, соответственно, систем охлаждения достаточно много, то и место установки термостата может быть разным. Как правило, он монтируется во входном трубопроводе насоса системы охлаждения или на выходной магистрали головки блока цилиндров. В системе охлаждения двигателя предусмотрено два круга, по которым циркулирует рабочая жидкость, снижая его температуру. Малый круг включает в себя головку блока цилиндров, сами цилиндры и радиатор печки, а большой – всю систему с радиатором. Главной задачей термостата является блокирование процесса охлаждения двигателя (циркуляции охлаждающей жидкости по большому кругу), если температура последнего ниже рабочего уровня.

Устройство термостата

Конструкция типового автомобильного термостата состоит из следующих элементов:

• Корпус. Он имеет три патрубка для подключения в систему охлаждения: входной (впуск рабочей жидкости от радиатора), входной от двигателя (из головки блока цилиндров или печки) и выходной (подачи на насос).
• Цилиндр, внутри которого находится термочувствительный элемент.
• Термочувствительный элемент. Он может быть жидким (смесь воды и спирта) или твердым (из технического воска, в состав которого входят порошковая медь, алюминий и графит).
• Шток (поршень) – располагается внутри цилиндра.
• Клапан малого круга – перепускной клапан, поддерживающий заданный уровень давления в системе.
• Клапан большого круга (основной). Он представляет собой металлическую тарелку, которая открывает и закрывает путь по большому контуру.
• Пружины, запирающие клапаны большого и малого кругов.

В момент пуска двигателя термостат находится в закрытом положении. Проходя по малому кругу, охлаждающая жидкость выходит из блока цилиндров и вновь возвращается в него. Отсутствие охлаждения во всей системе позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры. Когда температура блока цилиндров повышается и нагревает охлаждающую жидкость до уровня 80-90°С, термочувствительный элемент реагирует (воск расплавляется и увеличивается в объеме, оказывая воздействие на шток) и сдвигает тарелку, открывая доступ к большому кругу.

Открытие клапана происходит постепенно, что позволяет с ростом температуры увеличивать количество охлаждающей жидкости, поступающей на радиатор. Максимальное открытие клапана достигается при температуре 95-105°С. Если происходит излишнее охлаждение двигателя, термочувствительный элемент начинает реагировать в обратную сторону, закрывая клапан и снижая количество рабочей жидкости, попадающей в большой контур.

Ремонт заклинившего термостата

Нарушения в работе термостата могут быть вызваны не поломкой его подвижных частей, а попаданием под клапаны мусора, отложение накипи или выход из строя уплотнительного кольца. В этом случае можно обойтись без замены детали, сняв ее с автомобиля и обработав обычным средством для удаления отложений на бытовых водонагревателях, аналогичных «антинакипину», прокипятив его в течение 15 мин. Если устройство заработало, это будет заметно по открывшемуся в кипятке клапану. Перед установкой «реанимированного» термостата производят замену внутреннего уплотнительного кольца и промывку системы охлаждения специальными предназначенными для этого средствами.

Общие принципы подключения термостата

Способ и схемы подключения термостата к самому отопительному оборудованию можно узнать из технического паспорта газового котла. Современное оборудование, независимо от производителя, предполагает наличие точек подключения для термостата. Подсоединение выполняется с помощью клемм на котле или кабеля терморегулятора, входящего в комплект поставки.

В случае использования беспроводного термостата размещать измерительный блок следует только в жилом помещении. Это может быть самая холодная комната или комната, где чаще всего собирается наибольшее количество людей, детская.

Устанавливать блок терморегулятора в кухне, холле или в котельной, где температурный режим непостоянный, нецелесообразно.

На термостат не должны попадать солнечные лучи, он не должен располагаться на сквозняке, рядом с отопительными приборами и электротехникой, излучающей большое количество тепла, — тепловые помехи плохо влияют на работу устройства

Подключение различных типов и моделей термостатов может иметь свои особенности, монтаж осуществляется в соответствии с инструкцией производителя, которая прилагается к прибору.

Рекомендации включают в себя исчерпывающее описание работы регулятора, способ и схемы подключения.  Далее мы расскажем, как правильно подключить терморегулятор к газовому котлу и об особенностях монтажа наиболее типичных моделей регулятора.

Подключение механического термостата

Термостат механического типа отличается надежностью и простотой конструкции, невысокой стоимостью, длительной эксплуатацией.

При этом он поддерживает лишь один температурный режим, который устанавливается путем изменения положения ручки на отметке температурной шкалы. Большинство терморегуляторов работает в диапазоне температур от 10 до 30°С.

Для подключения механического термостата к кондиционеру используется клемма NC, к газовому или любому другому отопительному оборудованию – клемма NO

Механический термостат имеет наиболее простой принцип действия и срабатывает через размыкание и размыкание цепи, которое происходит с помощью биметаллической пластины. К котлу термостат подключают через клеммную коробку на плате управления котла.

При подключении термостата обращайте внимание на маркировку – она присутствует практически на всех моделях. Если обозначений нет, воспользуйтесь тестером: прижав один щуп к средней клемме, вторым проверьте боковые и определите пару разомкнутых контактов

Монтаж электронного терморегулятора

Конструкция электронного термостата предполагает наличие электронной платы, которая отвечает за управление устройством.

Управляющим сигналом служит потенциал – на вход котла передается напряжение, которое приводит к замыканию или размыканию контакта. К терморегулятору необходимо подвести напряжение 220 или 24 вольт.

Электронные терморегуляторы позволяют проводить более сложные настройки системы отопления. При подключении электронного термостата, к нему подводят провод питания и нейтраль. Устройство передает на вход котла напряжение, которое запускает работу оборудования

Термостат с электронным управлением используют для организации работы сложных климатических систем. Он поможет в управлении не только атмосферным или турбинированным газовым котлом, но и насосом, кондиционером, сервоприводом в системе отопления.

Как подключить беспроводной термостат?

Беспроводной терморегулятор состоит из двух блоков, один из которых устанавливается в жилом помещении и выполняет роль передатчика. Второй блок монтируется около отопительного котла и подсоединяется к его клапану или контроллеру.

Передача данных от одного блока к другому осуществляется по радиоканалу. Для управления устройством контрольный блок оснащается ЖК-дисплеем и небольшой клавиатурой. Для подключения термостата настраивают адрес датчика и устанавливают блок в точке с устойчивым сигналом.

Схема подсоединения термостата по разрыву цепи – включение оборудования происходит в момент появления тока. Аналогичную схему используют и при подключении механического термостата

Основной недостаток беспроводного терморегулятора – питание выносного блока от батарей, которые имеют ограниченный ресурс и поэтому требуют частой замены. Для обеспечения бесперебойной работы устройство оснащают сигнальной функцией, которая предупреждает о необходимости замены батареи.

Признаки поломки термостата

В сообществе автолюбителей порой встречается выражение «термостат заклинило». Поскольку функция этого устройства заключается в открывании одного из двух маршрутов движения антифриза, такие слова могут подразумевать следующие разновидности поломок:

1. Термостат не даёт шанса охладителю добраться до радиатора. Такая ситуация грозит перегревом силовой установки, но об этом обязана сообщить приборная панель. Дальнейшее непринятие мер может вызвать поломку как отдельных частей двигателя, так и целого агрегата.
2. Термостат «завис», будучи открытым, и потому антифриз постоянно курсирует через радиатор. В тёплую погоду такое безобразие к серьёзным неприятностям не приведёт, но на морозе мотору будет проблематично прогреться до нужной кондиции. В результате – существенно возросший расход топлива и слабо греющая автомобильная печка.

Основными причинами ограничения мобильности клапана термостата считаются загрязнение устройства накипью и образование ржавчины. При таких условиях терморегуляторы фиксируются в определённом положении, чаще всего – открытом, полностью или частично.

Нередко автомобилисты сами провоцируют быструю поломку аппарата, подолгу не меняя охладитель в машине или заливая некачественный и дешёвый продукт от неизвестного производителя. Другие при разбавлении концентрированного антифриза используют вместо дистиллированной воды обыкновенную, в процессе замены теплоносителя не промывают охладительный комплекс и т. д.

К наиболее распространённым уязвимостям термостатов можно отнести и утрату содержимым цилиндров нужных качеств. Например, снижение способности этого состава к расширению будет означать уменьшение его предельного объёма. По этой причине наполнителю может не хватить давления для полного открытия клапана или хотя бы сдвига его с места. Избыточный нагрев охладителя в этом случае обеспечен.

Но ещё более коварно периодическое подклинивание клапана, или так называемое «залипание термостата». Устройство то нормально работает, то барахлит, и потому распознать «недуг» довольно непросто. Но если он таки обнаружен, рекомендуется обследовать охладительный комплекс и, не дожидаясь усугубления ситуации, сменить термостат.

Устройство и принцип работы

Конструкция и принцип действия термостата во многом зависит от типа наполнителя.

Рассмотрим каждый из вариантов:

1. Термостат с жидким наполнителем.

Таких устройств давно нет в природе (отечественных с 1983 г), но все же для ознакомления мы затроним эту тему.

Изделие, в основе которого лежит латунный цилиндр. Внутри последнего находится жидкость, которая состоит из дистиллированной воды и эфирного спирта.

Крепление цилиндра осуществляется на специальном штоке, а к второму краю, которого приварен специальный клапан.

Последний опирается на седло и фиксируется в кожухе устройства. В корпусной части есть четыре окна, которые позволяют жидкости поступать из охладительной рубашки к насосу даже при запертом клапане.

Принципа работы термостата, имеющего жидкостный наполнитель, выглядит следующим образом.

В момент пуска силового узла происходит прижатие клапана к седлу, благодаря упругой структуре гофрированного цилиндра.

Как следствие, доступ к основному радиатору блокирован, и охлаждающая жидкость не идет по большому кругу.

Через специальные окна жидкость попадает в насос, а после снова возвращается в рубашку системы.

Подобный принцип позволяет ОЖ быстрей набирать рабочую температуру.

Как только уровень последней достигает 67-70 градусов, происходит закипание жидкости в системе термостата и увеличение давления.

Гофрированный цилиндр расширяется и оказывает давление на шток. Одновременно с этим открывается клапан, и перекрываются окна, через которые жидкость поступает к насосу.

Далее охлаждающая жидкость направляется через клапан к основному баку радиатора, распределяясь по его трубкам и одновременно охлаждаясь до безопасной температуры.

После охлажденная жидкость возвращается к насосу и в общую систему. Цикл повторяется.

2. Термостат с твердым наполнителем.

Всегда устанавливается на отечественных и импортных легковых и грузовых авто.

В основе устройства — церезин (специальный воск), который смешивается с медным порошком и устанавливается в специальном баллоне (выполняется из латуни или меди).

Между крышкой и баллоном установлена мембрана, выполненная из резины. В последнюю упирается шток (также резиновый).

В верхней части баллон объединяется с клапаном, который упирается в седло. Под клапаном монтируется пружина, которая упирается в подковообразную направляющую, соединенную с корпусом (фланцем) и удерживающая клапан в закрытом положении.

В процессе работы силового узла и нагрева ОЖ происходит прогрев баллона и повышение температуры находящегося внутри воска.

Когда воск прогревается до 65-70 градусам Цельсия, начинается процесс плавления и его увеличения в объеме.

Как следствие, состав действует на мембрану, а последняя через специальный шток воздействует на клапан, открывая его. Благодаря этому, нагретая жидкость поступает в радиатор.

Открытие клапана происходит при температуре 78-82 °С. А вообще температуры начала открытия клапана для разных двигателей и условий эксплуатации лежат в диапазоне от 70 до 92 °С с допуском ±2°С.

В случае снижения температуры до уровня 65-67 градусов Цельсия происходит обратный процесс преобразования воска — он становится твердым и уменьшается в объеме.

Как следствие, пружина разжимается и перекрывает проход в термостате (жидкость направляется по меньшему кругу). Далее ОЖ идет к насосу и снова в систему охлаждения.

Как понять, что термостат неисправен

Проверить работу термостата следует при выявлении перегрева или чересчур долгого разогрева двигателя. К счастью, это сделать можно и своими силами.

Заведите автомобиль и дайте ему поработать на холостых оборотах. В это время найдите под капотом шланги системы охлаждения, а также 2 толстых шланга (диаметром примерно 5 см), которые с 2 сторон подходят к радиатору. В течение первых минут толстые шланги, входящие в большой круг системы охлаждения, не должны нагреваться – в это время антифриз циркулирует по малому кругу. Если же их температура быстро повышается, то это свидетельствует о том, что основной клапан термостата открыт.

О постоянно закрытом термостате будет свидетельствовать холодный шланг, идущий от радиатора, при нагретом почти до красной зоны моторе. В целом, факт такого нагрева уже сам по себе является признаком неисправности, поэтому следует как можно быстрее обратиться на СТО для комплексной проверки системы охлаждения и замены термостата. 

Неисправности: причины и «симптомы»

Признаки неисправности регулятора:

• длительный прогрев силового агрегата;
• прогревание отводного шланга одновременно с мотором;
• повышение температуры мотора до критической отметки во время стоянки;
• переохлаждение силового агрегата в режиме движения по трассе;
• холодное состояние патрубка подачи антифриза к теплообменнику при перегреве.

Причиной поломки регулятора является заедание штока с клапаном в открытой или закрытой позиции. При открытом большом круге жидкость подается в радиатор, увеличивая время прогрева. Неисправность становится наглядной при эксплуатации автомобиля в зимнее время. Например, дизельный мотор при температуре воздуха -10°С не удается прогреть до 40°С даже после пробега в 40-50 км.

Заклинивание штока происходит из-за негативного воздействия антифриза на металлические элементы конструкции. Производители автомобилей рекомендуют периодически заменять охлаждающую жидкость. При использовании старого антифриза на поверхности штока появляются отложения, ограничивающие подвижность детали. Дополнительной причиной дефекта является заправка системы охлаждения водопроводной водой (например, при утечке антифриза). Растворенные в жидкости соли вызывают коррозию стального штока.

Повышение степени нагрева мотора негативно влияет на рабочие характеристики моторного масла. При перегреве двигателя происходит заклинивание поршневой группы. На поверхностях зеркал цилиндров и опорах коленчатого и распределительного валов появляются задиры. Повреждения можно устранить только во время капитального ремонта мотора.