Термодинамика ДВС и гистерезис термостата

Термодинамика ДВС и гистерезис термостата

Сесть за написание статьи по термостату автомобиля меня заставил случай. На интернет-форуме завязался спор о влиянии термостата на скорость прогрева инжекторного двигателя. Каждый из спорящих приводил свои доказательства. Поскольку аргументация каждого, действительно, была убедительна, но и в то же время противоположна, то я решил самостоятельно разобраться в данной теме.

Открыл старый учебник по термодинамике и вот, что я там вычитал. Термодинамика – наука об основных способах преобразования внутренней энергии тел для совершения механической работы. Определение очень подходило к обсуждаемой автомобильной тематике. Читаем дальше о так называемом постулате Клаузиуса: «процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких-либо других изменений в системе». Из прочитанного постулата делаем для себя существенный вывод: энергия передается от горячего тела к холодному.

Теперь разберемся, откуда, собственно, берется энергия в автомобиле для его перемещения в пространстве. Конечно, это энергия сгорания бензина. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) переводят химическую энергию топлива в тепловую энергию, а затем с помощью кривошипно-шатунного механизма в механическую работу. При этом 1 литр бензина при сгорании выделяет около 9,5 кВт*ч тепловой энергии.

У современного ДВС к.п.д. достаточно низкий – до 30%, поэтому основная (70%) часть тепловой энергии, которая не была преобразована в механическую должна быть рассеяна и отведена от ДВС. Зачем её отводить от ДВС тоже ясно, т.к. двигатель работает эффективно достаточно в узком температурном диапазоне от +80 до +115 °С, который называется рабочей температурой. И если лишнюю энергию не отводить от двигателя, то он перегреется. Также не нужно забывать о том, что если скорость отвода тепловой энергии будет большой, то температура мотора упадет ниже указанных цифр, что скажется на эффективности выработки механической энергии, проще сказать, автомобиль начнет «тупить», а КПД падать.

Как раз для регулирования скорости отвода «лишней» тепловой энергии и нужен термостат. Но при этом необходимо помнить, что это не единственный вариант и отведение тепловой энергии происходит тремя путями, а их процентное соотношение между собой колеблется в зависимости от оборотов двигателя (см. диаграмму):

1) через конвекцию и тепловое излучение, 2) через систему отвода выхлопных газов и 3) через систему охлаждения двигателя, где как раз и нужен пресловутый термостат для регулирования объема охлаждающей жидкости.

Теперь остановимся немного на значении стабильного рабочего температурного режима ДВС (Н5.). Я уже отметил, что его диапазон достаточно узок (80–115 °С). Но здесь также нужно понимать, что бывают разные условия движения, которым соответствуют разные температурные значения. Для экономного стиля и небольшой загрузки машины оптимальной будет температура 95–115 °С. Для эксплуатации с максимальной нагрузкой нужна температура поменьше – около 85–95 °С. Для экологичного вождения, когда процент NOх в выхлопе минимален, нужна и минимальная температура – примерно 80–85 °С. По приведенной классификации терморежимов ДВС в журнале «АБС» за январь 2012 г. эти режимы обозначаются как Н5.3., Н5.2. и Н5.1. соответственно. У разных производителей двигателей приведенные значения, естественно, будут несколько отличаться.

Теперь, понимая, что оптимальная температура ДВС зависит от условий вождения и что она находится в очень узком диапазоне температур, перейдем к вопросу регуляции и поддержания необходимой температуры. Исходя из приведенной диаграммы, мы видим, что регулировать её можно только двумя способами: регуляцией через систему охлаждения и путем рассеивания конвекцией и излучением. Для первого варианта хорошо подходит термостат, для второго же необходима регулируемая теплоизоляция моторного отсека.

Остановимся на первом варианте – термостате и его свойствах, что собственно и являлось предметом спора на автомобильном форуме. Приводить устройство термостата не буду, т.к. основная масса читателей знает его нехитрое устройство. Остановлюсь лишь на некоторых общепринятых заблуждениях и опровергну их.

1. Термостат не ускоряет прогрев двигателя.

Я категорически против распространенного утверждения, что термостат ускоряет прогрев двигателя, ибо термостат не может быть источником энергии, он всего навсего отводит лишнюю тепловую энергию. График прогрева ДВС движется по определенной кривой (красная линия), причем темп роста температуры в первой половине графика выше, чем во второй. Это как раз говорит о том, что в первой части не работает отвод тепла через конвекцию и излучение, а во второй части он усиливается. Средняя же скорость (линия тренда) – это прямая, расположенная под определенным ß-углом, который показывает рост температуры во времени и зависит только от технологических особенностей двигателя (теплоемкости) и количества сгоревшего топлива. Отличия для разных двигателей незначительны, т.к. даже на ХХ ЭБУ у многих машин готовит одинаковую смесь. Для конкретного двигателя ß-угла есть константа. Термостат же включается в термодинамический процесс только при достижении температуры его открытия: как правило, это от +87 до +93 °С. При его открытии резко усиливается теплопотеря двигателя, которая прекращается в момент его закрытия, т.е. фактически термостат замедляет и ограничивает дальнейший перегрев двигателя, отводя от ДВС лишнюю тепловую энергию! Я имел, конечно ввиду, только часть энергии, которая рассеивается через ОЖ. Про другие (выхлоп, конвекция и изучение) – отдельная история!

2. Термоизоляция моторного отсека в т.ч. термоодеялом не ускоряет прогрев двигателя.

Мои друзья спорили о термоизоляции. Один говорил, что термоизоляция моторного отсека (МО) влияет на скорость прогрева двигателя. Другой говорил, что не влияет. Я решил провести эксперимент. Утеплил моторный отсек и поставил жалюзи. В мороз в –25 °С поехал на работу и фиксировал температуру двигателя и МО. Жалюзи были плотно закрыты. На следующий день при той же температуре открыл капот и жалюзи и снова поехал на работу. Также записывал температуру двигателя и моторного отсека. Потом нарисовал графики.

Единственное, в данном вопросе нужно сначала определиться с термином прогрев. Если мы считаем, что прогрев это нагревание до температуры +50 °С ОЖ, то теплоизоляция однозначно не влияет на скорость прогрева. Если всё-таки мы считаем, что прогрев идет до максимальной температуры ОЖ, то выводы следующие:

1. От –25 °С до +50 °С скорость прогрева одинакова и утепление на нее не влияет.

2. От +50 °С до +70 °С скорость прогрева чуть больше с утеплением.

3. От +70 °С до +100 °С скорость прогрева больше с утеплением.

Строго говоря, любая теплоизоляция моторного отсека (в т.ч. теплоодеяло) хорошо работает не в фазе нагрева ДВС, а в фазе остывания, когда она удлиняет остывание МО и двигателя в т.ч. И происходит это благодаря «перекрытию» канала рассеивания тепла конвекцией и излучением.

3. Выбитые цифры на корпусе термостата ни о чем не повествуют

На графике представлены температурные кривые открытия (сплошные) и закрытия (пунктирные) трех разных новых термостатов, на корпусах которых были выбиты цифры температуры в +92 °С. При этой заявленной температуре они должны были открываться, но на практике ни один термостат не соответствовал указанным значениям (+82,+84,+89 °С). Для написания этой статьи было проверено 10 новых различных термостатов, и только один открылся точно при достижении указанной температуры!

4. Термостаты со временем теряют свои свойства.

Многие автолюбители уверены в том, что рабочий термостат не изменяет своих свойств со временем. К сожалению, это не соответствует действительности, т.к. со временем изменяются свойства наполнителя (воска) и различных присадок, и на перемещающемся штоке клапана появляются наложения из антифриза, препятствующие свободному его перемещению.

5. Главным и единственным критерием определения работоспособности термостата является «петля» гистерезиса.

Идеальный термостат должен работать примерно так, как изображено на данном графике:

1. Точка открытия А должна точно соответствовать маркировке (температуре открытия).

2. Точка В соответствует максимальной амплитуде открытия и должна быть стабильна во временя эксплуатации.

3. Гистерезис (разница в открытии и закрытии при заданной температуре) должен быть минимальным, т.е петля должна выглядеть на графике «тощей», а не «толстой».

4. Со временем эксплуатации авто ß-угол не должен изменяться.

5. Отрезок А-С (начало открытия и момент полного закрытия) хорошего термостата минимален и не увеличивается со временем службы.

6. Значение точки С (полное закрытие) также должно быть нанесено на корпус термостата.

Ну, а теперь домашнее задание. Какой из новых термостатов разных производителей (V или W) с одинаковым клеймом в +92 °С Вы выберете для своей машины из представленных на графике? И можно ли выбирать термостат для своей машины только на основании выбитых цифирь или нужно обратиться за истиной все-таки к «гистерезису»?

Как говорит мой учитель, специалист по термодинамическим процессам профессор Твердислов В.А. из МГУ, все фундаментальные исследования в основных областях наук (физика, химия и т.п.) закончены, нужно только это помнить и не возвращаться в своих заблуждениях в ХIХ и ХХ века. А для этого достаточно купить кастрюльку и градусник.

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» используются термостаты 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.

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.

• 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».

Термостаты

Термостат – деталь системы охлаждения автомобиля, регулирующая переключение циркуляции антифриза между большим и малым кругами.

Устройство термостата

Центральным элементом термостата является медный цилиндр, заполненный техническим воском и закрытый резиновой мембраной, соединенной со стальным стержнем. Под действием высокой температуры, воск в цилиндре переходит в жидкое состояние, расширяется, давит на резиновую мембрану и выталкивает стержень. Стержень прикреплен к тарельчатому клапану, и движение стержня передаётся клапану. При нагреве термостата, происходит открытие клапана. При охлаждении термостата, технический воск, расположенный внутри медного цилиндра, переходит в твёрдое состояние и уменьшается в объёме. Стержень возвращается в прежнее положение, клапан закрывается. Для облегчения закрытия клапана в конструкцию термостата включена пружина. Для герметичного присоединения термостата на него устанавливается уплотняющая прокладка. Некоторые термостаты жестко скреплены с корпусом термостата, поэтому такие термостаты более массивные, чем простые.

Классификация термостатов

По наличию корпуса термостаты подразделяются на простые и термостаты с корпусом.
По температуре открытия термостаты делятся на: низкотемпературные с открытием при 76 градусах, среднетемпературные с открытием при 82 градусах и высокотемпературные с открытием при 88 градусах. Встречаются термостаты и с другими температурами открытия.

По производителю термостаты делятся на оригинальные (изготовлены производителем автомобиля) и дубликатные (изготовлены сторонними организациями).

Функция термостата заключается в открытии большого круга циркуляции антифриза (через радиатор охлаждения) при достижении определённой температуры. Для нормальной работы двигателя внутреннего сгорания он должен иметь определённую температуру. Если двигатель имеет температуру ниже, чем необходимо, то он работает недостаточно эффективно с повышенным расходом топлива и недостаточным выходом мощности. Если температура двигателя превысит максимально допустимое значение, то возникнет перегрев двигателя с последующим выходом его из строя. Часто после возникновения перегрева двигателя требуется его дорогостоящий ремонт.

Поломка термостата заключается в нарушении открытия/закрытия его клапана. Поломка возникает по разным причинам: растрескивание резиновой мембраны, коррозия металлических элементов термостата, выход из строя возвратной пружины, старение воска, сопровождающееся изменением его свойств.

Эти причины приводят к тому, что клапан термостата перестаёт открываться при повышении температуры, либо перестаёт закрываться при её понижении. Если клапан термостата не открылся при повышении температуры антифриза, то возникает перегрев двигателя. Как правило, эту ситуацию сопровождает появление клубов пара из-под капота. Такая поломка проявляется быстро и имеет пагубные последствия для автомобиля. Для недопущения такой ситуации, требуется периодически (раз в 6-7 лет) заменять старый термостат на новый.
Если клапан термостата не закрылся, после очередного открытия, то большой круг циркуляции остаётся открытым всё время. Это приводит к тому, что двигатель не прогревается до рабочей температуры. В результате, в холодное время года в салоне автомобиля недостаточно тепло. При температуре двигателя ниже оптимальной его работа недостаточно эффективна, что сопровождается повышенным расходом топлива и недостаточным выходом мощности.

Вопросы, связанные с диагностикой автомобиля в целом и термостата в частности, мы рекомендуем решать с помощью квалифицированных специалистов на станциях техобслуживания.

Сломанный термостат ремонту не подлежит и нуждается в замене.

При выборе производителя мы рекомендуем делать его в пользу оригинального, так как при внешней простоте термостат является очень ответственной деталью.

При замене термостата мы настоятельно рекомендуем производить замену антифриза, так как качество антифриза оказывает непосредственное влияние на срок службы термостата.

Купить термостат вы можете приехав в любой из наших магазинов или заказав термостат в нашем интернет-магазине.

Устройство и принцип работы термостата

Термостат системы охлаждения двигателя представляет собой устройство в виде клапана, реагирующее на температуру охлаждающей жидкости. Он позволяет автоматически поддерживать заданный тепловой режим работы мотора за счет направления потока жидкости по большому или малому кругу циркуляции. Это необходимо, чтобы двигатель при запуске разогревался быстрее, а при выходе на заданную температуру работы сохранял ее постоянной.

1. Устройство и принцип работы автомобильного термостата
2. Основные виды термостатов
3. Проверка термостата и распространенные неисправности

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.

Если охлаждающая жидкость будет сразу циркулировать в большом контуре, прогрев двигателя станет более длительным, а в условиях пониженных температур окружающей среды может совсем не произойти.

На заметку автомобилистам. Двигатель прогреется значительно быстрее, если выключить печку. Потом ее можно будет снова включить.

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.

Основные виды термостатов

В современном автомобилестроении используется несколько видов термостатов:

• Одноклапанный – классическая конструкция.
• Двухступенчатый – это разновидность одноклапанного термостата, отличающаяся наличием двух тарелок (малой и большой). При срабатывании устройства, первой начинает движение малая тарелка, оказывая воздействие на большую. Это позволяет обеспечить корректное срабатывание термостата в системах с высоким уровнем давления охлаждающей жидкости.
• Двухклапанный – в таком устройстве также использованы две тарелки, но одна запирает большой контур, а вторая – малый. При этом работа клапанов синхронизирована, и когда один круг закрыт, второй открывается.
• Электронный (с электронным управлением) – представляет собой классический одноклапанный термостат, оснащенный нагревательным сопротивлением. Управление нагревом последнего реализуется электронным блоком управления двигателем. Таким образом, становится возможным достичь температуры 95-110°С на частичной мощности мотора и 85-95°С на максимальной мощности. В итоге это делает более экономичным расход топлива и повышает мощность благодаря дополнительному охлаждению всасываемого в цилиндры воздуха.

В двухконтурных системах охлаждения современных двигателей типа TSI устанавливается два термостата.

Проверка термостата и распространенные неисправности

Неисправности термостата чаще всего связаны с износом или коррозионными образованиями. Это может спровоцировать заклинивание клапана в открытом, закрытом или частично открытом положениях. Признаки постоянно открытого термостата, а также ситуации заклинивания в промежуточном положении, проявляются только при низких температурах (холодной погоде), когда прогрев двигателя становится слишком долгим. Постоянно закрытое положение – более серьезная проблема, которая вызывает перегрев двигателя, что может привести к необратимым поломкам.

Как проверить исправность термостата

Также термостат может быть изначально некачественным, что нередко проявляется как несвоевременное открытие. При более раннем срабатывании увеличивается расход топлива, поскольку для выхода на рабочую температуру двигателю потребуется больше времени. Когда же клапан на большом контуре срабатывает позже, повышается износ мотора.

Основной способ проверки термостата предполагает его снятие с двигателя:

• Термостат демонтируется и помещается вначале в емкость с горячей (кипящей) водой. Если при этом клапан не раскрывается или происходит слишком медленное раскрытие, он потребует замены. Если клапан сработал, выполняют обратную проверку, поместив его в холодную воду и отследив процесс закрытия.

Автомобильные термостаты не подлежат ремонту и при обнаружении неисправностей требуют замены. Также следует знать, что разные марки имеют отличные температурные характеристики открытия и закрытия. Поэтому для обеспечения оптимального режима работы двигателя необходимо устанавливать модели, рекомендуемые производителем автомобиля.