雙節溫器系統的構造和工作原理

08-21 13:05:15

雙閥蠟式節溫器介紹

節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門。當發動機冷啟動時，冷卻液的溫受較低，這時節溫器將冷卻液流向散熱器的通道關閉，使冷卻液經水泵入口直接流入機體或氣缸蓋水套，以便使冷卻液能夠迅速升溫。如果不裝節溫器，讓溫度較低的冷卻液經過散熱器冷卻后返回發動機，則冷卻液的溫度將長時間不能升高，發動機也將長時間在低溫下運轉。雙閥蠟式節溫器的結構如下圖所示。推桿的一端緊固在帶狀上支架上，而另一端則插入感溫體內的膠管當中。感溫體支承在帶狀下支架及節溫器閥之間，在感溫體外殼與膠管中間充滿精制石蠟。

▲ 雙蠟式節溫器的結構

雙閥蠟式節溫器工作原理：閥座與下支架鉚接在一起，緊固在閥座上的中心桿的錐形下端插在橡膠管內；橡膠管與感溫器體之間的空腔內充滿特制的石蠟，常溫下石蠟呈固態，當溫度升高時，逐漸熔化，體積也隨之增大，感溫器體上部套裝在主閥門上，下端則與副閥門鉚接在一起；節溫器安裝在水泵下端，進水口的前部，用來控制水泵的進水。

當冷卻液溫度低于85℃時，節溫器體內的石蠟體積膨脹量尚小，故主閥門受大彈簧作用緊壓在閥座上，來自散熱器的水道被關閉，而副閥門則離開來自發動機的旁通水道，所以冷卻液便不經過散熱器，只在水泵與發動機水套之間進行小循環流動。這樣，冷發動機開始工作時，冷卻液快速升溫，能很快暖機，在短時間內達到發動機正常工作溫度。

當冷卻水溫度高于85℃時，石蠟體積膨脹，使橡膠管受擠壓變形，但由于中心桿是固定不動的，于是橡膠管收縮則對中心桿錐形端部產生一個軸向推力，迫使感溫器體壓縮大彈簧，使主閥門逐漸開啟，副閥門逐漸關閉，因而部分來自散熱器的冷卻水進行大循環流動。隨著溫度升高，主閥門開大，進行大循環冷卻水量增多。

當水溫達到105℃時，主閥全開，開足升程至少7mm，副閥門則完全關閉，全部冷卻水流經散熱器進行大循環流動。注：溢流閥或稱溢流孔有排空氣作用。下圖中錐面是在出水側，而進水側是扁的，這樣就不能封熱水而是封冷水防逆流。在節溫器沒開啟之有熱水進入散熱器水套，防止水溫差過大。

▲ 節溫器溢流閥

常見故障：節溫器損壞造成水溫過高或過低。例如：用手觸摸散熱器上水管，發現上方的進液管燙手，而下方的出液口不熱，說明冷卻系統無大循環，可能原因是節溫器損壞，造成發動機冷卻液循環不良。如果打開空調會出現偶爾不制冷，打開暖風會不熱等。

雙節溫器結構、控制原理

01 雙節溫器結構：

為了實現發動機缸體的溫度迅速升高，同時缸體的溫度比缸蓋溫度稍微高一些，系統中設有兩個節溫器，兩個節溫器裝在一個支架上。兩個節溫器采用的是“expansionelements”（膨脹元件安裝在節溫器內，里面填充石蠟，受熱膨脹會頂起升程銷，升程銷帶動節溫器盤來打開大循環）原理。為了監控冷卻液溫度，冷卻液溫度傳感器（G62）裝在節溫器2上，其結構與安裝位置如下圖所示，測量的是缸蓋出水口的溫度。

▲ 節溫器結構

▲ 安裝位置

▲ 新款奧迪節溫器安裝位置

采用雙節溫器的優點如下：

① 氣缸體的溫度可以升高得更快，因為冷卻液在溫度達到105℃之前會一直在氣缸體內循環。

② 由于氣缸體溫度較高，降低了曲柄連桿機構的摩擦，使機油的黏度降低。

③ 由于缸蓋的溫度稍低一些，燃燒室的溫度也就低一些，好處是增加充氣效率，同時減小爆震傾向。

02 雙節溫器控制原理：

為了控制冷卻系統內的溫度，冷卻液流量的1/3用于冷卻缸體，2/3用于參與冷卻缸蓋，主要用來冷卻燃燒室。流速和溫度，是通過節溫器的橫截面積來控制的。由于兩個循環系統的溫度不同，所以開啟的溫度也就不同。在這種情況下，需要兩個分開的節溫器。由于缸體循環的壓力高，所以使用的是雙行程節溫器，來實現精準的溫控開啟。如果使用的是單行程節溫器，就需要一個更大尺寸的節溫器盤保證壓力高時開啟。但由彈簧力的作用，節溫器將只在高溫的時候打開。如果采用雙行程節溫器，在達到開啟溫度的初期，只需要一個小尺寸的節溫器盤就能打開。由于受力面積小，反向作用力也就小，所以節溫器在精確的溫度控制過程中可以精確打開。在節溫器盤移動一段距離后，小節溫器盤驅動一個大節溫器盤來打開節溫器的整個橫截面，如下圖所示。