節溫器

節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門。是一種自動調溫裝置，通常含有感溫組件，借著熱脹或冷縮來開啟、關掉空氣、氣體或液體的流動。

基本介紹

• 中文名：節溫器
• 外文名：Thermostat
• 作用：控制發動機冷卻液及進氣溫度
• 原理：感知冷卻液溫度控制自身閥門開閉

儀器簡介

節溫器（thermostat）是根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，改變水的循環範圍，以調節冷卻系的散熱能力，保證發動機在合適的溫度範圍內工作。節溫器必須保持良好的技術狀態，否則會嚴重影響發動機的正常工作。如節溫器主閥門開啟過遲，就會引起發動機過熱；主閥門開啟過早，則使發動機預熱時間延長，使發動機溫度過低。

總而言之，節溫器的作用是使發動機不至於過冷。比如說，在發動機正常工作以後，在冬天開速時，如果沒有節溫器，發動機的溫度可能會太低。這時候，發動機需要暫時終止水不循環來保證發動機溫度不至於過低。

工作原理

主要使用的節溫器為蠟式節溫器，當冷卻溫度低於規定值時，節溫器感溫體內的精緻石蠟呈固態，節溫器閥在彈簧的作用下關閉發動機與散熱器之間的通道，冷卻液經水泵返回發動機，進行發動機內小循環。當冷卻液溫度達到規定值後，石蠟開始融化逐漸變為液體，體積隨之增大並壓迫橡膠管使其收縮。在橡膠管收縮的同時對推桿作用以向上的推力，推桿對閥門有向下的反推力使閥門開啟。這時冷卻液經由散熱器和節溫器閥，再經水泵流回發動機，進行大循環。節溫器大多數布置氣缸蓋出水管路中，這樣的優點是結構簡單，容易排除冷卻系統中的氣泡；缺點是節溫器在工作時經常開閉，產生振盪現象。

蠟式節溫器工作原理

狀態判斷

當發動機開始冷車運轉時，水箱的上水室進水管處如還有冷卻水流出，則說明節溫器的主閥門不能關閉；當發動機冷卻水溫度超過70℃時，水箱的上水室進水管處無冷卻水流出，則說明節溫器主閥門不能正常開啟，這時就需要進行修理。節溫器的檢查可在車上進行，方法如下：

發動機起動後的檢查：打開散熱器加水口蓋，若散熱器內冷卻水平靜，則表明節溫器工作正常，否則，則表示節溫器工作失常。這是因為，在水溫低於70℃時，節溫器膨脹筒處於收縮狀態，主閥門關閉；當水溫高於80℃時，膨脹筒膨脹，主閥門漸漸打開，散熱器內循環水開始流動。當水溫表指示70℃以下時，散熱器進水管處若有水流動，水溫溫熱，則表示節溫器主閥門關閉不嚴，使冷卻水過早大循環。

水溫升高后的檢查：發動機工作初期，水溫上升很快；當水溫表指示80後，升溫速度減慢，則表明節溫器工作正常。反之，若水溫一直升高很快，當內壓達到一定程度時，沸水突然溢出，則表明主閥門有卡滯，突然打開。

在水溫表指示70℃-80℃時，打開散熱器蓋和散熱器放水開關，用手感其水溫，若均燙手說明節溫器工作正常；若散熱器加水口處水溫低，且散熱器上水室進水管處無水流出或流水甚微，說明節溫器主閥門無法打開。

有卡滯或關閉不嚴的節溫器應拆下清洗或修復，不可將就使用。

定期檢測

據資料介紹，蠟式節溫器的安全壽命一般為50000km汽車行使里程，因此要求按照其安全壽命定期更換。

節溫器開關狀態

節溫器的檢查方法在溫度可調試恆溫加熱設備檢查節溫器主閥門的開啟溫度，全開溫度及升程，其中有一項不符合規範定值，則應更換節溫器。例如桑塔納JV發動機的節溫器，其主閥門的開啟溫度為87℃正負2℃，全開溫度是102℃正負3℃，全開升程>7mm。

節溫器位置

節溫器的布置

一般水冷系統的冷卻液都是由機體流進，從氣缸蓋流出。大多數節溫器布置在氣缸蓋出水管路中。這種布置方式的優點是結構簡單，容易排除水冷系統中的氣泡；其缺點是在節溫器工作時會產生振盪現象。

例如，在冬季起動冷態發動機時，由於冷卻液溫度低，節溫器閥關閉。冷卻液在進行小循環時，溫度很快升高，節溫器閥開啟。與此同時，散熱器內的低溫冷卻液流入機體，使冷卻液又冷了下來，節溫器閥重新關閉。等到冷卻液溫度再度升高，節溫器閥又再次打開。直到全部冷卻液的溫度穩定之後，節溫器閥才趨於穩定不再反覆開閉。節溫器閥在短時間內反覆開閉的現象，稱為節溫器振盪。當出現這種現象時，將增加汽車的燃油消耗量。

節溫器也可以布置在散熱器的出水管路中。這種布置方式可以減輕或消除節溫器振盪現象，並能精確地控制冷卻液溫度，但其結構複雜，成本較高，多用於高性能的汽車及在冬季經常高速行駛的汽車上。

對蠟式節溫器的改進

溫控驅動元件的改進

上海工程技術大學以石蠟節溫器為母體，以一根圓柱卷簧狀銅基形狀記憶合金為溫控驅動元件開發出一種新型節溫器。該節溫器在汽車啟動缸體溫度較低時偏置彈簧，壓縮合金彈簧使主閥關閉副閥打開，進行小循環，當冷卻液溫升到一定值時，記憶合金彈簧膨脹，壓縮偏置彈簧使節溫器主閥打開，且隨著冷卻液溫度的升高主閥開度逐漸增加，副閥逐漸關閉，進行大循環。

記憶合金作為溫控單元，使得閥門開啟動作隨溫度的變化比較平緩，有利於減少內燃機啟動時水箱內的低溫冷卻水對缸體造成的熱應力衝擊，同時提高了節溫器的使用壽命。但是該節溫器是在蠟式節溫器的基礎上改造而來的，溫控驅動原件的結構設計受到一定程度的限制。

閥門的改進

節溫器對冷卻液具有節流作用，冷卻液流經節溫器的沿程損失導致內燃機的功率損失是不可忽視的，2001年，山東農業大學衰麗艷、郭新民等人將節溫器的閥門設計成側壁帶孔的薄型圓筒，由側孔和中孔形成液流通道，並選用黃銅或者鋁做閥門的材料，使閥門表面光滑，從而達到降低阻力的效果，提高節溫器的工作效率。

冷卻介質的流動迴路最佳化

理想的內燃機熱工作狀態是氣缸蓋溫度較低而氣缸體溫度相對較高為此，出現了分流式冷卻系統iai，而節溫器的結構及安裝位置在其中扮演著重要角色如廣泛採用的雙節溫器聯合工作的安裝結構，兩個節溫器安裝在同一個支架上，溫度感測器安裝在第二個節溫器處，冷卻液液流量的1/3用來冷卻氣缸體，2/3冷卻液流量用來冷卻氣缸蓋。