Термостат

После выхода на оптимальную температуру необходимо поддерживать ее до момента остановки двигателя. Термостат устанавливается в «ключевой точке» тракта системы охлаждения, и контролирует распределение потока разогретой жидкости, отводящей тепло от двигателя. В системах жидкостного охлаждения используются два вида термостатов: с твердым или жидкостным наполнителем.

Устройство термостата с жидкостным наполнителем

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, латунного гофрированного цилиндра, штока и двойного клапана. Гофрированный цилиндр заполнен специальной жидкостью с температурой кипения 70-75 градусов Цельсия. Температура открытия главного клапана термостата указывается на его корпусе и может быть разной. К примеру, на двигатели автомобилей, поставляющихся в страны с жарким климатом, устанавливают термостаты с минимальной температурой открытия клапана.

Ртутный термостат для поддержания температуры в инкубаторе для кур изобрел англичанин Корнелий Дреббел в 1620 году

Пока температура охлаждающей жидкости в двигателе ниже точки кипения наполнителя термостата, главный клапан закрыт. Циркуляция охлаждающей жидкости в это время проходит по малому кругу, то есть по самому двигателю, не попадая в радиатор охлаждения.

При нагреве охлаждающей жидкости до 70-75 градусов, жидкость, содержащаяся в цилиндре термостата, начинает закипать и испаряться. Давление в цилиндре возрастает, «разжимая» его. Шток перемещается и открывает клапан. Образуется путь для движения охлаждающей жидкости по большому кругу через радиатор.

Автомобильный гелевый термостат изобрел француз Серж Вернье в 1936 году. Фирма Vernet продолжает производить термостаты для самых разных автомобилей и в наши дни

Когда температура рабочей жидкости в системе охлаждения достигает 90 градусов, происходит полное открытие клапана термостата. При это, его скошенная кромка перекрывает доступ жидкости к малому кругу.

Устройство термостата с твердым наполнителем

В современных системах охлаждения получил наибольшее распространение неразборные двухклапанные термостаты с твердым наполнителем.

Такой термостат состоит из корпуса, двух входных патрубков, выходного патрубка, основного и дополнительного клапанов, чувствительного элемента.

Термостат устанавливается перед входом рабочей жидкости в центробежный насос и соединяется с ним выходным патрубком. При этом одним входным патрубком термостат подсоединяется к головке БЦ, а другим – к нижнему бачку радиатора.

Чувствительный элемент состоит из медного баллона, резиновой диафрагмы и штока. Между диафрагмой и стенкой баллона и расположен твердый наполнитель из материала с высоким коэффициентом объемного расширения - смесь медного порошка с церезином или мелкокристаллический воск.

Воск или парафин, используемый в автомобильных термостатах, отличается от обычного. Специфические свойства появляются у воска в результате дистилляции

Когда температура охлаждающей жидкости превышает 80-ти градусную отметку, твердый наполнитель чувствительного элемента начинает плавиться и увеличиваться в объеме. Он надавливает на шток и тот выходит из баллона. Баллон начинает перемещаться вверх, закрывая дополнительный клапан термостата и перекрывая доступ охлаждающей жидкости к малому кругу.

При достижении жидкостью температуры в 94 градуса, дополнительный клапан закрывается полностью. Основной клапан в этом случае остается открытым и охлаждающая жидкость активно циркулирует по большому кругу через радиатор.

Когда температура охлаждающей жидкости падает ниже 80 градусов, из-за уменьшения объема наполнителя, основной клапан термостата начинает закрываться, и поток жидкости в радиаторе постепенно иссякает. При этом начинает открываться дополнительный клапан, обеспечивая доступ охлаждающей жидкости к малому кругу циркуляции.

Таким образом, термостат с твердым наполнителем контролирует и поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя. Это увеличивает срок службы всех его деталей и узлов.

Характерные неисправности термостата

Основной причиной неисправности термостата является ухудшение подвижности его клапанов.

Причиной этого может стать загрязнение термостата накипью или химическая деградация твердого наполнителя.

Если коэффициент расширения твердого наполнителя снизился, это не значит, что изменился и его объем. Следовательно, расширения не будет, и шток не сдвинется с места, оставив открытым либо один, либо второй клапан. Охлаждающая жидкость при работе двигателя будет либо недостаточно нагреваться, либо сильно перегреваться. 

Вследствие загрязнения термостата, его клапаны может заклинить механически - чаще всего это случается в открытом или приоткрытом положении.

Диагностировать такую неисправность термостата несложно. При запуске холодного двигателя, верхний патрубок радиатора должен оставаться холодным в течение некоторого времени. Если же он теплеет сразу, значит, основной клапан термостата открыт и охлаждающая жидкость циркулирует по большому кругу, а  мотор не прогревается до оптимальной рабочей температуры. Это приводит к ускоренному износу его деталей и узлов. Трущиеся детали двигателя не получают достаточной смазки так как масло остается излишне густым, что приводит к увеличению расхода топлива.

Если же клапан термостата заклинило в закрытом положении, то перегрев и закипание охлаждающей жидкости неизбежны, а перегрев грозит поломкой двигателя.

Бывают ситуации, когда неисправность термостата проявляется только время от времени, когда клапан то «залипает», то снова функционирует нормально. Такая поломка термостата опасна тем, что ее тяжело диагностировать.    

Если при включении двигатель долго не прогревается, если плохо обогревается салон автомобиля, если стрелка датчика, контролирующего температуру ОЖ, находится в красной зоне – следует срочно проверить исправность термостата. Любой из этих признаков может сигнализировать о его поломке.