Как работает термостат в автомобиле

Термостат регулирует потоки охлаждающей жидкости и поддерживает тепловой режим двигателя внутреннего сгорания.

Когда двигатель запускают на холодную, устройство перекрывает путь антифриза к радиатору, чтобы цилиндры быстрее нагрелись до нужных показателей.

Пока клапан исправен, водитель о нем не вспоминает, в салоне комфортная температура. Если антифриз закипел в пробке или из печки зимой дует ледяной воздух, это указывает на поломку клапана. Разберем механику работы элемента, перечислим симптомы поломки и объясним логику проверки термостата.

Термостат представляет собой механический или электронный регулятор, который распределяет потоки антифриза. Главная цель узла — быстро вывести мотор на рабочие показатели и удерживать их в заданном коридоре при любых нагрузках. Рабочий диапазон задает производитель двигателя, и этот параметр указан в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Контур, который охлаждает мотор, разделен на малый и большой круги. Малый круг включает в себя охлаждающую рубашку блока цилиндров и радиатор, который отапливает салон. Жидкость циркулирует по короткому маршруту, не остывает и помогает металлу быстро набрать тепло. В результате масло достигает нужной вязкости, а детали расширяются до расчетных зазоров.

Большой круг подключает к контуру основной радиатор, который находится в передней части кузова и охлаждает мотор. Проходя через его соты, жидкость отдает лишнее тепло атмосфере. Термостат работает как распределитель между этими двумя контурами. Пока мотор холодный, клапан держит путь к радиатору закрытым. Как только антифриз набирает критическую температуру, термостат открывает магистраль большого круга.

Чтобы обслуживать машину самостоятельно и диагностировать поломку, важно понимать, где расположен элемент. Чаще всего корпус термостата крепят на блоке цилиндров там, где подключен верхний или нижний шланг радиатора. Если его снять, внутри посадочного места будет виден сам клапан с пружиной.

В основе конструкции механического термостата цилиндр, заполненный термочувствительным материалом. Внутри находится технический воск или смесь парафина с медной пудрой. Этот состав расширяется от тепла. Когда он нагревается и увеличивается в объеме, то давит на металлический шток, который связан с клапаном.

Пока антифриз холодный, парафин находится в твердом состоянии, а мощная возвратная пружина плотно прижимает клапан. Жидкость движется только по малому контуру. Мотор работает, горячий антифриз передает тепло медному цилиндру термостата. Когда антифриз прогревается нужного порога, парафин начинает плавиться и расширяться. Давление внутри капсулы возрастает и выталкивает шток наружу. Клапан преодолевает сопротивление пружины и приоткрывает проход. В этот момент часть горячего антифриза устремляется в радиатор, а оттуда в блок цилиндров поступает порция охлажденной жидкости.

Когда нагрузка на мотор возрастает, жидкость греется. Парафин расширяется еще сильнее, и клапан открывается полностью. Теперь весь поток идет по большому кругу через соты радиатора. Если машина выезжает на трассу и встречный воздух быстро остужает радиатор, антифриз снижает температуру. Парафин внутри цилиндра сжимается, пружина возвращает шток на место, и клапан снова прикрывает канал. Понимать принцип работы термостата полезно, когда нужно диагностировать поломку.

Регулятор температуры ломается, если клапан заклинило и он перестал двигаться. Механизм больше не реагирует на то, как нагревается или остывает антифриз, из-за чего неверно направляет потоки жидкости. В зависимости от того, в какой позиции вышел из строя термостат, симптомы будут различаться.

Первый сценарий — клапан заклинило в полностью закрытом положении. Антифриз циркулирует только по малому кругу, мотор быстро прогревается, но греется дальше. Жидкость не попадает в основной радиатор и не может остыть.

Стрелка на приборной панели уходит в красную зону, антифриз закипает и его выдавливает через крышку расширительного бачка, из-под капота идет пар. Если ездить в таком режиме, это неминуемо деформирует головку блока цилиндров, поэтому мотор придется капитально ремонтировать.

Второй сценарий — клапан заклинило в открытом положении. Он открыл доступ к радиатору, который охлаждает мотор. Жидкость циркулирует по большому кругу с первых секунд запуска мотора.

Зимой стрелка температуры способна вообще не подняться выше минимальной отметки. Главный признак такой поломки — холодный воздух из дефлекторов печки даже после того, как машина долго ехала по городу. Мотор не прогрет, топливо сгорает неэффективно, растет его расход.

Третий сценарий — клапан частично заклинило или он завис в промежуточном положении. Он не закрыт до конца и не открыт на полную. Летом машина перегревается в пробках, но остывает на трассе. Зимой двигатель набирает рабочую температуру только на стоянке, а когда машина едет по дороге, резко остывает. Автомобиль прогревается намного дольше.

Если стрелка температуры ушла от нормы, машину пора проверить. Если мотор закипел, немедленно остановиться. Если двигатель не прогревается, ехать можно, но стоит запланировать визит в автосервис. Чтобы подтвердить признаки неисправности термостата, под капотом проверяют патрубки.

Диагностику проводят двумя способами. Первый метод позволяет оценить состояние детали прямо под капотом, без инструментов и не сливая антифриз. Он подходит, чтобы первично выявить проблему, когда симптомы только появились. При втором способе устройство демонтируют, чтобы получить точный результат.

Если машина на ходу, начинают с первого способа. Если результат спорный результат или сняли термостат, переходят ко второму. Чтобы самостоятельно оценить поломку, потребуется только доступ к подкапотному пространству и аккуратность.

Первичная диагностика основана на проверке температуры резиновых шлангов, которые идут к главному радиатору. Этот метод требует осторожности: элементы под капотом сильно нагреваются, поэтому прикасаться к патрубкам следует аккуратно, избегая контакта с вращающимися ремнями и лопастями вентилятора.

Процедуру начинают на полностью остывшем моторе. Силовую установку запускают и оставляют работать на холостых оборотах. В первые минуты антифриз циркулирует по малому кругу. Патрубки радиатора остаются холодными или чуть теплыми от теплопередачи самого металла.

Ориентиром служит момент, когда стрелка на приборной панели подходит к рабочей зоне. В этот момент исправный клапан начинает открываться.

Проверять следует тот шланг, который идет от корпуса термостата, но надежнее контролировать оба патрубка сразу. Если термостат стоит на входе в радиатор, первым станет горячим верхний шланг. Если деталь установлена на выходе из радиатора к блоку цилиндров, горячим станет нижний патрубок. Горячий шланг означает, что термостат пустил порцию горячей жидкости по большому кругу.

Если стрелка уходит в красную зону, а патрубок от термостата к радиатору остается холодным, клапан заклинило в закрытом положении, жидкость не идет к радиатору. Если нижний и верхний патрубки начинают равномерно прогреваться сразу после запуска мотора, это признак негерметичности клапана. Он открыт и постоянно пропускает антифриз. В обоих случаях термостат стоит демонтировать и заменить.

Снятую деталь проверяют, нагревая в воде. Этот метод наглядно демонстрирует физику процесса и позволяет точно определить момент срабатывания пружины. Для проверки потребуется кастрюля, плита и термометр, который может измерять не менее ста градусов.

В кастрюлю наливают холодную воду и опускают туда деталь. Корпус не должен касаться дна, иначе показания будут неточными из-за контакта с горячим металлом. Регулятор подвешивают за проволоку или кладут на деревянную подставку. Затем включают плиту и медленно нагревают воду.

В процессе внимательно следят за температурой по термометру и состоянием механизма. Как только вода достигнет нужной отметки, шток должен сдвинуться с места, а клапан приоткроет проход. При закипании воды зазор должен открыться полностью. Если вода кипит, а клапан закрыт, термостат потерял свои свойства.

Чтобы автовладелец мог оценить объем работ перед визитом на станцию технического обслуживания, важно понимать как меняют термостат. Чтобы установить новый термостат, нужно подготовить рабочее место, емкость для старой жидкости и базовый набор ключей. Замену проводят на остывшем моторе, чтобы исключить ожоги горячим антифризом под давлением.

На первом этапе из контура сливают часть антифриза. Под радиатор устанавливают чистую тару и откручивают сливную пробку. Сливают ровно столько жидкости, чтобы уровень опустился ниже корпуса термостата. Если антифриз свежий и тара чистая, позже его заливают обратно в систему.

Затем ослабляют хомуты, которые крепят толстые резиновые патрубки, и снимают их с пластиковых или алюминиевых штуцеров. Гаечным ключом откручивают болты крышки корпуса. Внутри посадочного гнезда находится сам элемент с резиновой уплотнительной прокладкой. Старую деталь извлекают, а посадочное место тщательно очищают от окислов ветошью.

Новый узел устанавливают в гнездо, соблюдая ориентацию перепускного отверстия. Под крышку обязательно ставят новую уплотнительную прокладку. Болты затягивают аккуратно, без чрезмерных усилий, чтобы не повредить пластиковые детали или резьбу в алюминии.

После сборки узла патрубки надевают обратно и фиксируют хомутами. Слитый антифриз заливают в расширительный бачок до максимальной отметки. Мотор запускают и прогревают, пока не откроется большой круг, выгоняют воздушные пробки. В конце процедуры осматривают стыки на подтеки.

Двигатели проектируют под разные тепловые режимы. Температура зависит от того, какое топливо используют, из каких материалов сделан блок цилиндров и какой у машины экологический класс. Параметр открытия задает производитель: он всегда выбит на корпусе самой запчасти в виде штамповки.

Единой температуры для всех автомобилей не существует, она зависит от конкретной детали. У термостата для Lada Granta, Vesta, Kalina II, Largus и X-Ray температура открытия составляет 85 °C с допуском 2 °C по каталогу производителя. У зимнего термостата для Приоры начало открытия сдвинуто до 92 °C.

Клапан полностью откроется примерно на 10 °C выше заявленных показателей. Например, у термостатов ГАЗели и Волги на 87 °C клапан полностью открывается при 97 °C по официальным данным производителя. В этот момент пропускная способность канала максимальна.

Антифриз перестанет поступать в радиатор и начнет циркулировать исключительно по малому кругу внутри блока цилиндров. Двигатель быстро перегреется, жидкость закипит и превратится в пар. Избыточное давление стравливается через клапан на крышке бачка.

Охлаждающая жидкость начнет двигаться по большому контуру сразу после запуска мотора. Машина перестанет нормально прогреваться и выходить на рабочие температурные показатели, а из дефлекторов климатической системы пойдет холодный воздух.

Наличие системы кондиционирования не меняет базовую механику работы распределительного клапана. Он так же реагирует на нагрев антифриза и открывает магистраль к радиатору. Разница заключается в дополнительной термической нагрузке на подкапотное пространство. При включении компрессора электроника принудительно включает вентиляторы на передней панели. Воздушный поток интенсивнее остужает антифриз, поэтому клапан в системе, охлаждающей мотор, срабатывает чаще.

В современных моторах применяют узлы с электронным управлением. Внутри такого элемента стоит нагревательная спираль, на которую подает питание контроллер.

У моторов, где стоит термостат с электронным подогревом, заявленная температура начала открытия — 105 °C. Например, такие термостаты стоят в двигателях Z16XER и Z18XER — моделей Chevrolet Aveo, Cruze, Orlando и Opel. Этот тепловой режим электроника держит на холостом ходу и средних нагрузках, а при полной нагрузке снижает температуру  ​.

Электроника способна принудительно подогреть парафин и открыть клапан раньше времени при резком ускорении. Подогрев нужен, чтобы заранее подготовить систему к росту температуры. На холостых оборотах повышенный нагрев помогает топливу сгорать полнее и снижает вредные выбросы.

Когда водитель нажимает на газ, блок подает напряжение на спираль, термостат открывает большой круг, и к моменту пиковой нагрузки двигатель максимально охлаждается. Проверить электронный узел патрубками или кипячением невозможно, деталь тестируют сканером через диагностический разъем.

1. Исправный термостат помогает мотору быстро прогреться и не дает ему закипеть в городских заторах.
2. Стрелка температуры в красной зоне и холодный патрубок от термостата к радиатору — признак того, что клапан заклинило.
3. Холодный воздух из печки зимой указывает на постоянно открытый клапан.
4. Первичную диагностику можно провести руками по мере прогрева двигателя на стоянке.
5. Снятый с машины термостат нагревают в емкости с водой, чтобы понять сработает ли клапан.
6. Клапаны с электронным управлением можно протестировать только сканером в сервисе.