Принцип работы системы охлаждения двигателя

Термостат с электронным управлением

Электронные термостаты устанавливаются на современные двигатели для более точного регулирования температурного режима в тех либо иных условиях работы двигателя.

Для получения наибольшего КПД температура двигателя должна поддерживаться примерно на отметке в 110 ºС. Поскольку обычный механический термостат пропускает жидкость к большому контуру уже при температуре около 95ºС, то двигатель так и не выходит в режим оптимальной температуры и максимальной эффективности. Механизм с электронным управлением позволяет уменьшить инерционность срабатывания, что позволяет двигателю больше времени работать в высокотемпературном диапазоне. Электронное управление помогает повысить эффективность мотора, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

В целом конструкция напоминает обычный механический термостат, в который дополнительно вмонтирован нагревательный элемент. Электронный термостат рассчитан на большую температуру двигателя. В момент пиковых нагрузок для предотвращения перегрева в работу включается нагревательный элемент. Ускоренный нагрев твердого наполнителя позволяется уменьшить время открытия клапана. Нагревательным элементом управляет ЭБУ двигателя, который с датчиковой аппаратуры считывает количество оборотов коленчатого вала, температуру поступающего воздуха, степень нажатия педали акселератора и другие необходимые данные.

КАК ПРОВЕРИТЬ ТЕРМОСТАТ

Не снимая термостат с автомобиля, проверить его работу можно приблизительно условно. Исключения составляют случаи, когда он заклинил в полностью открытом или закрытом положении. В таком случае по температуре патрубков, времени прогрева и датчику температуры можно сделать вывод о возможной неисправности термостата.

В горячей воде термостат должен открыться

Можно проверить термостат и своими силами, сняв его с автомобиля. Для этого его или поливают кипятком, визуально наблюдая открытие, или греют в емкости с водой на электроплитке, контролируют температуру градусником и замеряют длину выдвижения штока. Оба эти метода дают весьма неточный результат, не позволяя отобразить петлю гистерезиса работы термостата и сравнить ее с образцовой, полученной в лаборатории завода-изготовителя.

Профессионально проверить термостат можно только в специализированных точках диагностирования, так как неправильная его работа бывает связана с другими неполадками двигателя, которые нужно уметь различать. Если у вас нет нареканий на работу двигателя, который зимой «удерживает» стрелку термометра в нормальной зоне, а летом не перегревается, то с вашим термостатом все в порядке. Точная диагностика работы термостата подразумевает участие опытного специалиста и специального оборудования.

КАКИЕ БЫВАЮТ НЕИСПРАВНОСТИ ТЕРМОСТАТА?

Если термостат заклинил в полностью закрытом положении — возможен перегрев двигателя в любом режиме движения при любой температуре воздуха и даже в небольшой мороз. Если термостат открывается, но не до конца, двигатель перегревается, но может и не «закипеть» — все зависит от режима эксплуатации машины.

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута. С исправной системой охлаждения при температуре воздуха ноль градусов двигатель должен прогреваться до рабочей температуры при движении за 5–10 минут. В случае неполного открытия — температура двигателя не будет подниматься выше 70 градусов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, РАБОТАЕТ ТЕРМОСТАТ ИЛИ НЕТ?

Нужно прогреть двигатель, чтобы температурная стрелка немного не доходила до красной зоны. Затем выключить двигатель, открыть капот, найти верхний шланг радиатора. Он крепится сверху и представляет черный резиновый шланг примерно 5 см в диаметре. Найти нижний шланг, он выглядит как и верхний

Дотроньтесь до шлангов, но осторожно, так как они могут быть горячими. Если датчик температуры двигателя показывает, что он нагрелся, а один шланг горячий, а другой холодный, вероятнее клапан термостата закрыт и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор

Термостат нужно заменить на новый. Есть «народный способ» проверки на работоспособность. Нужно положить термостат в сосуд с горящей (температура около 100 градусов) водой. Далее смотрим визуально, если клапан открывается — рабочий. Если нет — нерабочий термостат, меняем на новый. Данный способ предусматривает снятие термостата с машины.

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

Замена

Перед тем как производить замену, нужно знать, где находится термостат. Для того, чтобы узнать ответ на этот вопрос, следует посмотреть в специальной книге по эксплуатации автомобиля или найти информацию в Интернете. Найдя данный элемент, его нужно снять и еще раз проверить народным методом. Если подозрения подтвердились, то его нужно заменить новым.

При покупке нового элемента следует уточнить, что термостат, который планируете покупать, предназначен именно для вашего автомобиля. Если термостат не соответствует температурным показателям вашего автомобиля, такое устройство не подойдет, следует выбрать другое устройство для циркуляции жидкости. Автомобиль может перегреваться из-за того, что на нем установлен новый, но неправильно подобранный термостат.

Для того, чтобы произвести замену, потребуется определенный набор инструментария, в который будет входить герметик, ключи на 12 и 13, отвертка и емкость для слива охлаждающей жидкости. Для чего этот набор потребуется, будет описано далее.

1. Первым делом нужно слить охлаждающую жидкость в эту емкость.
2. Вторым шагом станет снятие воздушного фильтра. Это нужно, чтобы было проще добраться до термостата. После этого нужно отключить датчик расхода воздуха.
3. Затем следует открутить гайку сверху корпуса термостата. Открутив верхнюю гайку, откручиваем гайку снизу и выкручиваем шпильку. После того, как все будет откручено, расшатывая нужно вытащить корпус термостата из гнезда.
4. Теперь можно приступать к установке нового устройства. Перед тем как ставить новую деталь, нужно отчистить посадочное место от загрязнений и стандартных прокладок, а также герметика. Отчистив, нужно нанести слой нового герметика и вставить его в гнездо. После этого следует собрать все в обратном порядке.

Способы проверки работоспособности

В системе охлаждения двигателя термостат используется для быстрого прогрева и дальнейшего поддержания рабочей температуры. После холодного запуска клапан термостата перекрывает доступ охлаждающей жидкости к основному радиатору. Двигатель намного быстрее прогревается, так как антифриз циркулирует только в «рубашке» (малый круг циркуляции ОЖ). В корпусе термостата установлен чувствительный элемент, который в процессе нагрева расширяется в объеме, заставляя основной клапан перемещаться и открывать доступ ОЖ к основному радиатору. Антифриз начинает циркулировать по большому кругу, охлаждая тем самым двигатель.

Как проверить основные признаки неисправности термостата?

• По степени нагреву выходного патрубка, идущего к радиатору. До выхода охлаждающей жидкости на температуру открытия, которая на большинстве авто лежит в пределах 80-90 градусов Цельсия (при 95-105ºС клапан открывается полностью), патрубок должен быть холодным. Если он прогревается практически сразу после запуска двигателя, термостат заклинил в открытом положении, а ОЖ постоянно циркулирует по большому кругу. Когда термостат заклинивает в закрытом положении, патрубок будет относительно холодным даже при полностью прогретом моторе. Ситуация крайне опасная, так как вы рискуете потерять крупную сумму, устраняя последствия перегрева двигателя.
• Провести тест с помещением в подогретую жидкость. Ниже мы подробно расскажем, как довольно точно проверить термостат в домашних условиях.

Стоит ли проверять, не снимая с машины?

Преимущество диагностики по степени нагрева патрубка в том, что можно проверить термостат, не снимая с автомобиля. Но в отличие от теста в домашних условиях, метод не позволяет точно оценить температуру открытия и скорость срабатывания.

Контролируя степень нагрева жидкости, вы можете несколько раз подряд сымитировать смену режимов охлаждения и прогрева двигателя. Коварство неисправностей в том, что они могут проявлять себя периодически. Поэтому при серьезных подозрениях на неправильную работу термостата мы рекомендуем проверять его только тестом в домашних условиях.

ДИАГНОСТИКА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Для проверки поместите термостат в емкость, после чего залейте его корпус кипятком. Если устройство исправно, клапан должен практически сразу начать открываться. Когда температура воды снизится, возвратная пружина вернет клапан в исходное положение.

Чтобы наиболее точно проверить термостат, поместите емкость с погруженным в воду термоклапаном на нагреватель. С помощью термометра проверьте, по достижению какой температуры клапан начинает открываться. Рабочий температурный диапазон термостата можно узнать из руководства по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля. Часто производители указывают эту информацию непосредственно на корпусе термостата.

РЕСУРС

Механический термостат – крайне надежная деталь автомобиля, в которой практически нечему изнашиваться. Выходит он из строя лишь вследствие естественного износа трущихся частей стержня клапана, направляющей. Спрогнозировать пробег автомобиля, на котором потребуется замена, крайне сложно, но зачастую это происходит не ранее 150-200 тыс.км.

Гораздо чаще выходят из строя термостаты с электронным управлением. При этом неисправность может быть как в нагревательном элементе, так и в цепи управления от электронного блока управления двигателем (ЭБУ).

Использование некачественной охлаждающей жидкости, езда на воде, значительно ускоряют механический износ. Коррозии, отложения, накипь замедляют быстродействие клапана и могут стать причиной заклиниваний в открытом/закрытом положении.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОСТАТ

Устройство системы охлаждения с электронным управлением на автомобилях Volkswagen, Skoda, Audi предполагает наличие нагревателя, встроенного в чувствительный элемент клапана термостата. На определенных режимах работы двигателя нагреватель используется для ускоренного открытия термостата.

Система самодиагностика способна во многих случаях определять характер неисправности и отображать его в коде ошибке. С помощью диагностического оборудования можно проверить работоспособность системы, не снимая термостат с автомобиля. Считав код неисправности после появления на приборной панели «Check Engine», вы можете увидеть:

• обрыв цепи;
• короткое замыкание на массу;
• КЗ на +.

Косвенно проверить работоспособность нагревательного элемента можно, измерив его сопротивление. Обычно это значение в пределах 12-15 Ом, но перед проверкой лучше уточнить нормальное сопротивление конкретной модели электронного термостата.

Если вы знаете, как пользоваться мультиметром, то сможете проверить нагреватель в домашних условиях. Бесконечное сопротивление будет свидетельствовать об обрыве нагревателя. Также в режиме измерения сопротивления можно проверить целостность проводов цепи управления. ЭБУ управляет нагревателем с помощью ШИМ-сигнала, поэтому без осциллографа в домашних условиях проверить сигнал не получится.

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.

• Пока двигатель имеет низкую температуру, термочувствительный элемент находится в состоянии покоя и жидкость циркулирует исключительно по малому контуру (то есть только вокруг цилиндров и головки).
• Когда мотор нагревается, термочувствительный элемент срабатывает и открывается, открывая также основной клапан. После этого прибор работает в другом режиме – жидкость начинает движение по большому кругу. Она начинает омывать радиатор, помпу, рубашку мотора. Это позволяет предотвратить его перегрев. Обычно термоэлемент срабатывает при температуре от 75 до 90 градусов цельсия (у разных моделей автомобиля она разная, ее обычно указывают на маркировке).

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.

Холодильный терморегулятор

Устройство терморегулятора холодильника несколько отличается от того, что применяется в других системах. Это связано с особенностями строения камеры и ее назначением (охлаждать, а не нагревать).

Конструкция включает в себя (смотрите рисунок, где представлено устройство терморегулятора холодильника Т-110):

1. Термическую систему;
2. Пружину;
3. Ползунок;
4. Гайку;
5. Винт регулировочный 1;
6. Корпус термостата;
7. Колодка;
8. Винт регулировочный 2;
9. Пружину для перебрасывания;
10. Пружину контровочную;
11. Рычажное устройство;
12. Ось.

Конструкция различных моделей холодильников может отличаться между собой. Но у них можно выделить общие элементы:

• Узел резкого замыкания. Необходим для защиты контактов от выгорания, которое свойственно процессам замыкания в электрической цепи. Подвижные контакты располагают не на силовом рычаге, а на другом, соединенным с ним с помощью пружины. При повороте силового рычага контакт не движется (цепь еще замкнута). Затем пружина резко меняет положение и размыкает цепь (или замыкает);
• Узел, изменяющий температурный режим. Состоит из пружины и винта, перемещающего гайку. От натяжения пружины зависит объем подачи фреона – охлаждающей жидкости;
• Узел, предназначенный для настройки дифференциала – устройства, ограничивающего ход силового рычага. Он определяет, при какой температуре цепь будет замыкаться, а при какой – размыкаться. Например, при установленной температуре в холодильнике в 3 градуса, цепь будет размыкаться при достижении 2,7 градусов. А при 3,3 цепь будет замыкаться вновь. Диапазон можно сделать больше или меньше.

На рисунке видно, что от термической системы отходит трубка, которую заполняют рабочей средой. Это фреон или хлорметил. Трубку встраивают в холодильные и морозильные камеры. Причем так, чтобы жидкая фаза находилась в конце трубки (в морозильнике), а пары вещества – в начале. Температура жидкой фазы всегда ниже паров одного и того же вещества. Поэтому в морозильнике шкала термометра всегда ниже нуля, а в холодильнике – выше.

Принцип действия

Принцип работы терморегулятора холодильника следующий:

1. Если в трубке температура понижается, то в термической системе давление паров рабочей среды понижается. Тогда гофрированная часть сильфона сжимается, отчего силовой рычаг относительно оси начинает вращение. Это приводит к размыканию цепи;
2. Если температура растет, то внутри термической системы давление паров растет. От этого внутри сильфона расширяется гофра. Рычаг начинает движение в обратную сторону, вращаясь вокруг оси. Это приводит к тому, что контакты замыкаются.

Меняем термостат ВАЗ 2114 инжектор своими руками

Для самостоятельной замены термостата на инжекторной 2114 нам понадобится стандартный набор инструментов, емкость для слива антифриза и, конечно, новый термостат. Работу проводим в следующем порядке:

1. Снимаем воздушный фильтр. Для этого откручиваем его корпус ключом на 13 и ослабляем хомут воздуховода.
2. Открываем пробку расширительного бачка, чтобы сбросить давление.
3. Сливаем антифриз в заранее подготовленную емкость. Работу проводим только на остывшем двигателе! Далее придется открутить передние винты защиты двигателя, если она установлена. Лучше всего сливать антифриз через сливной вентиль в нижней банке радиатора.
4. Ослабляем хомуты на патрубках термостата.
5. Аккуратно снимаем их, может вылиться еще какое-то количество антифриза.
6. Снимаем старый термостат и проверяем на целостность резиновые патрубки.
7. Установку нового термостата ВАЗ 2114 проводим в обратном порядке. При этом часто возникает необходимость в установке новых хомутов.

Иногда хомуты нуждаются в заменеПри заливке антифриза желательно снять шланг подогрева дроссельного узла, чтобы вытеснить воздух. В противном случае может образоваться воздушная пробка, с которой придется бороться отдельно. После заливки антифриза и проверки герметичности системы охлаждения прогреваем двигатель и убеждаемся, что термостат работает как положено.

До тех пор, пока автомобиль работает исправно, автовладелец не задумывается о том, что происходит под капотом. Но в какой-то момент двигатель машины вдруг начинает перегреваться без видимых причин. Чаще всего это означает, что термостат вышел из строя. О том, что это за устройство и как произвести его замену на автомобиле ВАЗ-2114, мы и поговорим в этой статье.

Виды термостатов для автомобиля

Термостаты бывают нескольких видов.

В зависимости от количества клапанов устройства делят на две разновидности.

• Одноклапанный. Классическая конструкция, которая включает в себя всего один клапан.
• Двухклапанный. Более современный тип устройства, который имеет 2 клапана. Один закрывает большой круг, а второй – малый. Обеспечивает более эффективное распределение охлаждающей жидкости.

В зависимости от принципа работы термостаты делят на следующие виды.

• Механический. Имеет механический термочувствительный элемент.
• Электронный. В качестве термочувствительного элемента использует терморезистор, который изменяет сопротивление при повышении или понижении температуры. Элемент подключен к автомобильному блоку управления (или к отдельному термореле). Он считывает сопротивление и в зависимости от его величины увеличивает или уменьшает ток охлаждающей жидкости между мотором и радиатором.

В зависимости от возможности вмешательства водителя в работу устройства термостат может быть:

• неуправляемый – контролировать функционирование прибора невозможно;
• управляемый – электронное устройство, работу которого можно настраивать с помощью электронного блока управления машины.

Также выделяют двухступенчатые термостаты. По сути, они представляют собой разновидность одноклапанных. Однако клапан в них усилен вторым элементом (по сути – вторым клапаном). При этом запирание каждого контура по отдельности, как в двухклапанных устройствах, отсутствует. Двухступенчатые приборы предназначены для использования в авто, в системе охлаждения которых поддерживается высокое давление, так как они отличаются большей степенью прочности и надежности.

термостат для автомобиля

Диагностика и ремонт термостата в домашних условиях

Точную проверку работоспособности механизма можно произвести в домашних условиях. Вот этот способ проверки. Для этого термостат демонтируют из подкапотного пространства и заносят домой. Деталь помещают в глубокую и широкую кастрюлю, заливают холодной водой, ставят на электрическую плиту и прогревают до рабочих температур. Оптимальный показатель следует сверить с данными на корпусе. При отрицательной температуре воздуха этот тест нельзя провести.

Если в процессе нагрева клапан открылся, устройство работает правильно. Если процесс замедлен или вовсе не обеспечивается, диагностируют неисправность. Если термостат заклинил, его возвращают на место.

Если вам кажется, что с прибором всё равно что-то не то, несмотря на то, что клапан открылся, лучше заменить его на новый.

Выполнить ремонт термостата в домашних условиях нельзя. Подобная деталь не является восстанавливаемой. При обнаружении проблем следует приобретать новую и проводить замену. Выбирая подходящий элемент смотреть надо на необходимые температурные характеристики закрытия и открытия. Для нормальной работы мотора следует выбирать модели, рекомендуемые производителем.

При выборе нового термостата обязательно узнайте температуру открывания клапана, поскольку значения могут быть разные. Если купить термостат с большой температурой открывания, то двигатель будет постоянно перегреваться.

Виды автомобильных термостатов

Прогресс не стоит на месте, и термостаты так же точно совершенствуются, как и другие узлы и детали автомобиля. Классифицируют термостаты по нескольким параметрам.

1. По количеству клапанов. Самые простые – одноклапанные, которые только регулируют поток антифриза к радиатору охлаждения. Двухклапанные управляют двумя потоками жидкости, один к радиатору, второй по малому кругу.
2. По конструкции клапана. В двухступенчатых основной клапан состоит из двух «тарелок», одна из которых открывается при меньшей температуре, вторая – при большей. Таким образом смягчаются перепады температуры охлаждающей жидкости.
3. По количеству термостатов. Да, есть и сдвоенные конструкции, когда в одном корпусе ставятся два прибора с разной температурой открывания. Один срабатывает при невысоких нагрузках, два сразу – на максимальных оборотах.
4. По наличию корпуса. Бескорпусный монтируется на свое место с помощью резиновой прокладки. Корпусный установлен сразу в распределительный кожух (пластиковый или металлический), который подключается к выводным патрубкам системы охлаждения.
5. По принципу работы. В новых автомобилях может ставиться не механический, а электронный или электрический. По сути, это привычный нам восковой (не биметаллический), «одетый» в корпус с нагревателем. Он подключается к ЭБУ двигателя, и при включении прогревает антифриз вокруг термостата, чтобы он сработал в нужный момент. Таким образом, на средних оборотах температура открывания будет выше, а на максимальных – ниже. Это не только уберегает двигатель от перегрева, но и помогает экономить топливо.
6. По температурному режиму. У разных моторов разная рабочая температура, поэтому и термостаты имею различную температуру срабатывания. Она зависит от термочувствительного наполнителя: воск с графитом, медью или алюминием дают различный коэффициент расширения.