Функция термостата – блокировать охлаждающую жидкость в малом круге для ускорения прогрева двигателя и, и впоследствии, направлять охлаждающую жидкость в большой круг через радиатор для её охлаждения и поддержания необходимой температуры в различных режимах эксплуатации двигателя. Найти термостат в подкапотном пространстве не составит большого труда. Как правило, устройство находится у места выхода ОЖ из цилиндров либо рядом с помпой центробежного насоса. Однако, в зависимости от модели двигателя, компоновки подкапотного пространства или особенностей конструкции охлаждающей системы, термостат может находиться в другом месте, регламентированном устройством силового агрегата. Конструктивные особенности некоторых двигателей внутреннего сгорания подразумевают наличие двух термостатов, один из которых следит за t головок блока цилиндров и поддерживает ее на одном уровне, а другой отвечает за температуру блока цилиндров . Данную систему называют двухконтурной, из-за наличия двух разных, независимых друг от друга, контуров охлаждения и используют в моторах с турбонаддувом. Особенность работы двухконтурной системы позволяет ускорить процесс прогрева блока цилиндров, а также немного повысить мощность двигателя за счёт более интенсивного охлаждения камер сгорания, что приводит к незначительному насыщению смеси.
В основе работы любого термостата лежит термодинамическое свойство веществ изменять свой объем при изменении температуры. Внутри устройства находится теплочувствительный наполнитель, расширяющийся при нагреве.
Конструкция термостата представляет собой систему из корпуса, цилиндра с наполнителем, основного клапана (клапан большого круга), малого клапана (клапан малого круга), штока и пружины.
Находящийся внутри цилиндра термостата наполнитель может быть различных видов.По агрегатному состоянию наполнители термостатов делятся на:
- Жидкостные – в качестве наполнителя используется испаряющаяся жидкость, в основном, смесь этанола и дистиллята воды в соотношении 30/70, что предполагает дополнительные требования к герметизации конструкции во избежание появления микротрещин на стенках цилиндра.
- Твердотельные – наполнителем является гранулированный кристаллический нефтяной воск с различными примесями, способный существенно увеличивать объем при нагревании, не предполагает дополнительных конструктивных особенностей и используется практически во всех современных двигателях.
Принцип работы стандартного термостата достаточно прост. В момент запуска двигателя клапан большого круга закрыт, поскольку он находится под давлением возвратной пружины.
Охлаждающая жидкость циркулирует по «малому кругу» - контуру, проходящему внутри блока цилиндров. Таким образом достигается максимальное сохранение тепла внутри системы и повышается эффективность прогрева двигателя.
После прогрева двигателя и достижении температуры охлаждающей жидкости значения от 70 до 92°С (в зависимости от конструкции термостата), происходит нагрев цилиндра, восковой шарик внутри начинает плавиться и увеличиваться в объёме. Корпус термостата начинает двигаться по штоку, преодолевая сопротивление пружины и, одновременно с этим, приоткрывая клапан «большого круга». Путь антифриза увеличивается, и из малого круга начинает проходить через контур радиатора, где происходит процесс охлаждения. Степень открытия клапана большого круга, равно как и интенсивность циркуляции антифриза зависит от её температуры и напрямую влияет на охлаждение ДВС.
По конструктивным особенностям различают несколько видов термостатов:
- Одноклапанный термостат - наиболее распространенная среди автопроизводителей всего мира версия термостата, благодаря простоте и надежности конструкции. Встречается в большинстве автомобилей.
- 2-х ступенчатый термостат – по своей сути является разновидностью одноклапанного. В двухступенчатом термостате используется дополнительная тарелка клапана с меньшим усилием, необходимым для срабатывания. Её назначение – в условиях высокого давления нагретой ОЖ первой начинать движение и тянуть за собой большую тарелку, создавая вспомогательное усилие для открывания клапана..
- 2-х клапанный термостат - двухклапанное решение конструктивно отличается наличием еще одного клапана в корпусе термостата, перекрывающего малый контур и синхронизированного с главным клапаном. В то время, как один из них перекрывает поток охлаждающей жидкости, другой открывает необходимый контур для её циркуляции. Чаще всего, двухклапанные термостаты встречаются у автопроизводителей стран бывшего СССР;
- Электронно-регулируемый термостат - улучшенная версия одноклапанного. Позволяет эффективнее использовать ресурсы двигателя, без увеличения нагрузки на него. Согласно измерениям, при 110°С достигается максимальная производительность работы ДВС. Однако, обычные термостаты начинают открываться и принудительно циркулировать ОЖ по большому контуру при температурах от 85°С, вследствие чего, силовой агрегат так и не достигает максимального КПД. Благодаря установке в наполнитель цилиндра дополнительного нагревательного элемента, электронный блок управления, зависимости от нагрузки на двигатель и режима его использования, точнее определяет подходящую температуру элемента и, тем самым, контролирует порог начала открытия и закрытия клапана термостата. Использование таких устройств позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности на низких оборотах.
Каждый термостат нужен для конкретных целей. Выбирайте правильно.
Неполадки в работе термостата, помимо прочих негативных факторов, могут значительно снизить срок эксплуатации двигателя. Выражение «заклинил термостат» стало хорошо узнаваемым в кругах автолюбителей и автоспециалистов. При герметичности системы охлаждения и отсутствии протечек охлаждающей жидкости, наиболее часто встречающаяся поломка термостата связана с потерей подвижности клапана вследствие его загрязнения, коррозии или утратой наполнителя цилиндра своих термодинамических свойств. В результате устройство «заклинивает» в одном из нескольких положений, либо начинает работать с задержками:
- Клапан постоянно открыт - охлаждающая жидкость циркулирует по большому контуру, увеличивая время прогрева ДВС, расход топлива и количество выбрасываемых в атмосферу выхлопных газов. Излишне вязкое масло не смазывает узлы в необходимом объеме, ускоряя их потерю эксплуатационных свойств. Основные признаки: увеличенное время прогрева двигателя и нагрев верхнего радиаторного патрубка, а также ситуации, когда нет теплого воздуха в системе отопления салона.
- Постоянно закрытый клапан – ОЖ идёт по малому контуру, вызывая перегрев двигателя. Основные признаки: увеличение показателя t на приборной панели за допустимые границы, вне зависимости от того, как работает двигатель.
- Клапан рано/поздно или не до конца открывается/закрывается - ОЖ неравномерно ходит по контурам. Основные признаки схожи с первыми двумя случаями, но выражены менее интенсивно. Однако, риск перегрева двигателя при позднем открытии клапана термостата по-прежнему достаточно велик.
Помимо приведенных внешних признаков неполадок, иногда эффективнее воспользоваться альтернативным способом диагностики неполадок термостата. Демонтированное оборудование помещают в емкость с водой и, постепенно повышают температуры воды и производя её замеры, фиксируют пороговые значения старта/окончания срабатывания устройства.
Для увеличения срока службы работы термостата желательно соблюдать простые рекомендации:
- Замена термостата в среднем, 1 раз в 3.5 года, либо через каждые 100000 км;
- Обязательная промывка системы охлаждения перед текущей заменой охлаждающей жидкости;
- Регулярная и своевременная замена охлаждающей жидкости;
- Использование качественной охлаждающей жидкости;
- Разбавление концентрированной охлаждающей жидкости допустимо только дистиллированной водой, исключительно в пропорциях, указанных на упаковке.
Таким образом, система охлаждения автомобиля будет работать эффективно, и позволит существенно увеличить срок эксплуатации двигателя.
Автор статьи
ООО «Комтранс» - профайл Автора.ЗАВАРУЕВ АНТОН ВАСИЛЬЕВИЧ
МЕХАНИК