Термостат и его температура открытия

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.

Виды терморегуляторов

Принцип работы электродвигателя

Приспособления, предназначенные для регуляции температуры, могут быть классифицированы по различным основаниям. Выпускаются изделия, рассчитанные на разные виды монтажа: на стену или на дин-рейку. Варьируются поддерживаемый диапазон измерений и число каналов. Однако в первую очередь они различаются по строению, в зависимости от того, какие механические узлы и электронные компоненты в них задействованы.

Механические термостаты

Это наиболее простые изделия, лишенные электронной «начинки», чаще всего они используются для контроля температуры жилых помещений. Их работа базируется на способности некоторых материалов изменять свои характеристики под воздействием меняющейся температуры. Задавать рамки полагается посредством вращения колеса. При выходе за них возникает замыкание или разрыв электроцепи, ведущие к подключению дополнительных нагревательных элементов или отрубанию имеющихся.

Плюсы такой конструкции – надежность, долговечность, простота управления, способность функционирования при минусовых температурах, стойкость к скачкам напряжения. Основным минусом является вероятность погрешности, в ряде случаев довольно значительной (до 3 градусов). Кроме того, изделия нельзя назвать бесшумными: при срабатывании они издают щелкающие звуки.

Механический регулятор

Биметаллические пластины

При нагревании такая пластинка деформируется и открывает сомкнутые контакты. Вследствие этого  к нагревательному элементу прибора перестает поступать ток. Остывая, пластинка возвращается в прежнюю позицию, и контакты соединяются снова. Тогда электроэнергия опять подается на соответствующий элемент, что влечет за собой нагревание. Такая конструкция вмонтирована в электрические чайники, плиты, утюги.

Работа биметаллической пластины

Газонаполненные датчики

Газовые термостаты включают в себя заполненную газом трубу и контактные элементы. При помещении в жидкость газ расширяется и провоцирует замыкание контакта. Размыкание происходит, когда жидкая среда охлаждается. Конструкция устанавливается в водонагреватели, отопительные приборы на масле.

Важно! Плюсами этого и предыдущего типов являются автоматическая регуляция и бюджетная цена, минус – отсутствие места для вариативных гибких настроек, что ограничивает сферу применения

Восковые терморегуляторы

Эти аппараты состоят из герметически запаянной камеры, снабженной пробкой из воска, и стерженька из металла. При нагревании плавящийся воск вытесняет стержень наружу, и последний инициирует изменения в электрической цепи. Такие конструкции широко применяются в автомобилестроении, а также при проектировании смесителей.

Электронные термостаты

Их применяют в разного рода системах контроля климата, в конструкциях теплого пола. Они включают в себя датчик температуры, электронный ключ и блок контроля, генерирующий команды подключения и выключения нагревательных элементов. Приборы снабжены электронным табло, на котором репрезентируются температурные данные. Они бывают с закрытой и открытой логикой. Гибкость настроек и расширенные возможности управления присущи только второму типу, такие изделия выпускаются с кнопочным или сенсорным управлением.

Электронный прибор

Двухзонные термостаты

Двухзонный терморегулятор предоставляет возможность параллельного управления двумя отопительными системами, к примеру, кухни и жилой комнаты. Некоторые модели ограничиваются возможностью выбора из нескольких заданных программ, другие – дают возможность самостоятельного задания параметров. Термодатчики надо помещать в местах, куда не проникают влага и прямые лучи солнца.

Возможные неисправности термостата

При своем большом значении этот элемент характеризуется относительно небольшим сроком службы – в среднем менять термостат приходится каждые 2-3 года. Поэтому следует заранее разобраться, какие неисправности могут возникнуть в нем. Как правило, автомобилисты сталкиваются с 3 основными проблемами в его работе:

• Клапан термостата не закрывается. При этой поломке охлаждающая жидкость сразу после запуска двигателя будет поступать в большой круг циркуляции. В результате этого вам потребуется значительно больше времени, чтобы качественно прогреть двигатель и салон. Кроме того, возрастет и расход топлива. Если поломка случилась летом, то ее можно даже не заметить, зимой же, в особенности при сильных морозах, двигателю будет очень сложно, а иногда даже невозможно достичь рабочих температур.
• Термостат не открывается. Поломка противоположного характера, при которой антифриз всегда будет циркулировать по малому кругу. Эффективность охлаждения при этом снижается в разы, в результате двигатель перегревается и может заклинить. При выявлении такой поломки крайне не рекомендуется ехать даже до автосервиса. Если же других вариантов нет, то включите салонный отопитель на максимальный режим – это хотя бы частично поможет отвести от двигателя избыточную теплоту. При движении постоянно контролируйте положение датчика температуры – не допускайте его перехода в красный сектор.
• Клапан термостата открывается рано. В некоторых ситуациях основной клапан открывается, пока двигатель не разогрелся до рабочих температур. Это часто случается с не оригинальными термостатами. Также такая ситуация может возникнуть, если на автомобиль установлено оборудование с неподходящими рабочими параметрами. В результате двигатель прогревается дольше обычного, повышается расход топлива.

Таким образом, наиболее опасной поломкой термостата является постоянно закрытый клапан. Эксплуатация автомобиля в этом случае может обернуться серьезными поломками вплоть до полного выхода двигателя из строя. Однако и рано открывающийся либо постоянно открытый клапан не следует игнорировать. 

Самые надежные производители и модели

На рынке представлен широкий выбор моделей, отличающихся по своим техническим характеристикам и стоимости. Наиболее распространены модели, цена которых соответствует качеству. Ниже представлены несколько лучших моделей от известных производителей.

Термостат Baxi

Модель имеет механическое управление. Установка параметров осуществляется поворотом рукоятки. Диапазон регулировки температуры составляет от 5 до 30 градусов. Показатель напряжения на контактах терморегулятора составляет 250 вольт. При этом сила тока 16 А. Шаг регулировки температуры – 1о.
Преимуществами данной модели являются надежность и простота регулировки. Соединение блока управления с теплогенератором осуществляется с помощью кабеля. Это потребует проведения дополнительных работ по прокладке электропроводки.

Термостат Protherm Thermolink

Программируемый терморегулятор с защитой от замерзания и сигнализацией о возникновении неисправностей. Диапазон установки температуры воздуха в помещении от 5 до 30 градусов. Термостат программируется на 24 часа или 7 дней. Это позволяет минимизировать участие человека в управлении котлом.
Регулятор оснащен встроенным дисплеем, отображающим установленные параметры. На экран выводятся данные о возникновении неисправностей в случае срабатывания сигнализации. Термостат имеет возможность регулировки значения гистерезиса.

Siemens RDE 100

Терморегулятор немецкого производства. Модель подключается к бытовой сети питания с напряжением 220 вольт. На встроенный экран выводятся установленные параметры. Возможно программирование терморегулятора на 1 или 7 дней. Диапазон регулируемой температуры составляет от 5 до 35 градусов.

Отличительной особенностью этого терморегулятора является функция защиты от залипания якоря циркуляционного насоса в теплое время года. Один раз в сутки помпа включается для принудительной циркуляции воды в контуре отопления.

Magictime Plus

Комнатный термостат для газовых котлов итальянского производства. Имеет два уровня регулировки температуры в помещении. Изделие имеет функцию защиты от заморозки системы отопления. Шаг регулировки температуры составляет 0.1о.
Baxi Magictime+
Программируемый термостат от итальянского производителя. Предназначен для использования в совокупности с газовыми котлами. Элементом питания терморегулятор служат 2 батарейки типа АА.

Существует возможность управления термостатом дистанционно с помощью телефона. Датчик температуры подключается беспроводным способом. Шаг регулировки температуры составляет 0.1 градуса. Предотвращает замерзание теплоносителя в контуре отопления.

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.

Владелец одного достаточно свежего Opel начал жаловаться на то, что печка стала хуже греть. В сервисе человеку сказали, что дело — в подклинивающем термостате. Антифриз в расширительном бачке был уже бурого цвета. То есть, он либо давно не менялся, либо изначально было залито что-то не то. Так что высока вероятность, что термостат вышел из строя именно из-за качества охлаждающей жидкости. За замену термостата попросили почти сто латов.

“Почему так дорого?” — удивился автовладелец. Чтобы ответить на вопрос максимально корректно — мы обратились за консультацией к специалистам одного из рижских дилерских сервисов.

Почему такой дорогой термостат? Все объяснимо: на современных автомобилях все чаще применяются так называемые программируемые термостаты, с датчиком, и со спиралью подогрева (см. фото). Работой такого термостата заведует блок управления двигателем.

В чем суть: как известно, когда двигатель — холодный, антифриз циркулирует по малому кругу, не поступая в радиатор. Когда температура охлаждающей жидкости достигает определенной величины, термостат открывается, и жидкость начинает идти по большому кругу — через радиатор, где она охлаждается. В обычном термостате имеется термоэлемент, который, по-простому говоря, при нагреве деформируется, открывая клапан. При охлаждении он принимает первоначальную форму, соответственно — клапан закрывается. В зависимости от температуры охлаждающей жидкости термостат может открываться полностью, или частично.

Программируемый термостат, в общем-то, работает по тому же принципу, но в нем еще есть спираль для подогрева охлаждающей жидкости. Если блок управления двигателем полагает, что мотору нужно более интенсивное охлаждение, он подает питание на эту спираль. Та дополнительно нагревает охлаждающую жидкость, находящуюся внутри термостата, заставляя его открыться. А обратная связь с блоком управления двигателем осуществляется посредством датчика, который находится внутри термостата. Такой термостат, естественно, стоит дороже. Например, для бензинового 1,6-литрового двигателя Opel Astra оригинальный программируемый термостат может обойтись примерно в 75 латов (см. фото). Плюс — чего-то стоит работа по его замене.

Еще нюанс: программируемый термостат более чувствителен к некачественной охлаждающей жидкости. Как известно, езда на старом антифризе приводит к образованию накипи. Эта накипь нарушает работу не только термоэлемента, но и датчика программируемого термостата, а также — его спирали. Соответственно, блок управления двигателем уже не может с ним нормально взаимодействовать. Так что, вот очередной пример, как, казалось бы, такая мелочь, как антифриз, может привести к внеплановому недешевому ремонту.

Еще одна причина, почему в машине холодно

Кстати, не факт, что замена термостата решит проблему обогрева салона — ведь накипь откладывается и в радиаторе салонного отопителя, ухудшая его теплоотдачу. Иногда помогает промывка системы охлаждения, но в самом запущенном случае упомянутый радиатор приходится менять. Чтобы до него добраться — надо снимать торпедо. А эта процедура занимает минимум день работы, и вполне может обойтись в 200…300 латов.

Артур ОЗОЛС, R?ga автомобильная

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.

Функции и место расположения

После того как мотор выходит на оптимальную  рабочую температуру, становится необходимым поддерживать этот показатель в строгих рамках до самого момента остановки двигателя, а в ряде случаев и некоторое время после прекращения работы  ДВС. Главной задачей устройства является контроль и распределение потока нагретой жидкости охлаждения внутри системы по отводу тепла от двигателя.

Термостат может быть расположен в различных местах, зависимо компоновки двигателя в подкапотном пространстве, а также место его установки напрямую зависит от модели силового агрегата. Также на место установки устройства влияют и конструктивные особенности реализации самой охлаждающей жидкостной системы. В большинстве случаев термостат находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки блока цилиндров. Вторым наиболее распространенным местом его установки считается вход центробежного насоса охлаждающей жидкости (помпы).

ВИДЫ

• Двухклапанный. Именно принцип работы двухклапанного термостата был рассмотрен выше. Такой вид термочувствительных клапанов популярен у производителей отечественной грузовой и легковой техники.
• Одноклапанный. Имеет наиболее простую конструкцию, в которой не предусмотрен перепускной клапан. Именно такой вид чаще всего можно встретить на авто иностранного производства.
• Одноклапанный двухступенчатый. Из-за высокого давления в контуре охлаждения некоторых двигателей клапану достаточно сложно открыться, что увеличивает инерционность при срабатывании. Для лучшей работы конструкция одноклапанного двухступенчатого термостата предполагает наличие двух тарелок разных размеров. Первоначально открывается малая тарелка, освобождая доступ небольшой части потока охлаждающей жидкости, после чего открывается основная тарелка.

Как проверить работу термостата

Для проверки термостата можно использовать следующий метод: при изменении температурной уставки должны быть слышны характерные щелчки при прохождении значения температуры, равной температуре окружающей среды – замыкание и размыкание контактов.

Если термостат съёмный, то можно попробовать нагреть его чувствительный элемент и проверить срабатывание.

Если, например, рассмотреть термостат в духовке, то задав определенную температуру, после прогрева можно понаблюдать за пламенем горелки: если оно уменьшилось и остается на одном уровне, то все в порядке. Точности полученного результата можно достигнуть, используя термометр.

Правильность срабатывания уставочного значения термостата можно при помощи термометра или мультиметра с термопарой. Такой способ подойдет, например, для стиральной машины. Также поможет тестер, который подсоединив к контактам термостата покажет их замыкание и размыкание.

Принцип работы и устройство автомобильного термостата

Двухклапанный механический термостат состоит из следующих элементов.

• 2 патрубка на вход (один отвечает за большой, второй за малый круг). Через них в устройство поступает охлаждающая жидкость из радиатора.
• 1 патрубок на выход. Он ведет к цилиндрам.
• Термочувствительный элемент. Представляет собой деталь, которая реагирует на повышение и понижение температуры;
• Клапаны (основной и малого круга). В зависимости от состояния термочувствительного элемента закрывают или открывают путь из радиатора к цилиндрам для охлаждающей жидкости.
• Корпус. Металлическая полость, внутри которой находятся все элементы устройства (за исключением патрубков, которые фактически являются его продолжением).

Лучше понять конструкцию прибора можно, взглянув на картинку, изображающую его в разрезе.

Принцип работы автотермостата выглядит следующим образом.

Что касается размещения термостата, то оно зависит от компоновки автомобиля, его конструктивных особенностей. В большинстве моделей легковых машин устройство находится в месте выхода охлаждающей жидкости из головки цилиндроблока. Также нередко его монтируют на входе помпы.

В некоторые модели авто устанавливают сразу два термостата. Одно из устройств отвечает за основной круг движения жидкости, второе – за малый.