双节温器系统的构造和工作原理

08-21 13:05:15

双阀蜡式节温器介绍

节温器是控制冷却液流动路径的阀门。当发动机冷启动时，冷却液的温受较低，这时节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，使冷却液经水泵入口直接流入机体或气缸盖水套，以便使冷却液能够迅速升温。如果不装节温器，让温度较低的冷却液经过散热器冷却后返回发动机，则冷却液的温度将长时间不能升高，发动机也将长时间在低温下运转。双阀蜡式节温器的结构如下图所示。推杆的一端紧固在带状上支架上，而另一端则插入感温体内的胶管当中。感温体支承在带状下支架及节温器阀之间，在感温体外壳与胶管中间充满精制石蜡。

▲ 双蜡式节温器的结构

双阀蜡式节温器工作原理：阀座与下支架铆接在一起，紧固在阀座上的中心杆的锥形下端插在橡胶管内；橡胶管与感温器体之间的空腔内充满特制的石蜡，常温下石蜡呈固态，当温度升高时，逐渐熔化，体积也随之增大，感温器体上部套装在主阀门上，下端则与副阀门铆接在一起；节温器安装在水泵下端，进水口的前部，用来控制水泵的进水。

当冷却液温度低于85℃时，节温器体内的石蜡体积膨胀量尚小，故主阀门受大弹簧作用紧压在阀座上，来自散热器的水道被关闭，而副阀门则离开来自发动机的旁通水道，所以冷却液便不经过散热器，只在水泵与发动机水套之间进行小循环流动。这样，冷发动机开始工作时，冷却液快速升温，能很快暖机，在短时间内达到发动机正常工作温度。

当冷却水温度高于85℃时，石蜡体积膨胀，使橡胶管受挤压变形，但由于中心杆是固定不动的，于是橡胶管收缩则对中心杆锥形端部产生一个轴向推力，迫使感温器体压缩大弹簧，使主阀门逐渐开启，副阀门逐渐关闭，因而部分来自散热器的冷却水进行大循环流动。随着温度升高，主阀门开大，进行大循环冷却水量增多。

当水温达到105℃时，主阀全开，开足升程至少7mm，副阀门则完全关闭，全部冷却水流经散热器进行大循环流动。注：溢流阀或称溢流孔有排空气作用。下图中锥面是在出水侧，而进水侧是扁的，这样就不能封热水而是封冷水防逆流。在节温器没开启之有热水进入散热器水套，防止水温差过大。

▲ 节温器溢流阀

常见故障：节温器损坏造成水温过高或过低。例如：用手触摸散热器上水管，发现上方的进液管烫手，而下方的出液口不热，说明冷却系统无大循环，可能原因是节温器损坏，造成发动机冷却液循环不良。如果打开空调会出现偶尔不制冷，打开暖风会不热等。

双节温器结构、控制原理

01 双节温器结构：

为了实现发动机缸体的温度迅速升高，同时缸体的温度比缸盖温度稍微高一些，系统中设有两个节温器，两个节温器装在一个支架上。两个节温器采用的是“expansionelements”（膨胀元件安装在节温器内，里面填充石蜡，受热膨胀会顶起升程销，升程销带动节温器盘来打开大循环）原理。为了监控冷却液温度，冷却液温度传感器（G62）装在节温器2上，其结构与安装位置如下图所示，测量的是缸盖出水口的温度。

▲ 节温器结构

▲ 安装位置

▲ 新款奥迪节温器安装位置

采用双节温器的优点如下：

① 气缸体的温度可以升高得更快，因为冷却液在温度达到105℃之前会一直在气缸体内循环。

② 由于气缸体温度较高，降低了曲柄连杆机构的摩擦，使机油的黏度降低。

③ 由于缸盖的温度稍低一些，燃烧室的温度也就低一些，好处是增加充气效率，同时减小爆震倾向。

02 双节温器控制原理：

为了控制冷却系统内的温度，冷却液流量的1/3用于冷却缸体，2/3用于参与冷却缸盖，主要用来冷却燃烧室。流速和温度，是通过节温器的横截面积来控制的。由于两个循环系统的温度不同，所以开启的温度也就不同。在这种情况下，需要两个分开的节温器。由于缸体循环的压力高，所以使用的是双行程节温器，来实现精准的温控开启。如果使用的是单行程节温器，就需要一个更大尺寸的节温器盘保证压力高时开启。但由弹簧力的作用，节温器将只在高温的时候打开。如果采用双行程节温器，在达到开启温度的初期，只需要一个小尺寸的节温器盘就能打开。由于受力面积小，反向作用力也就小，所以节温器在精确的温度控制过程中可以精确打开。在节温器盘移动一段距离后，小节温器盘驱动一个大节温器盘来打开节温器的整个横截面，如下图所示。