双节温器系统的构造和工作原理

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。

双节温器系统的构造和工作原理

▲ 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。

双节温器系统的构造和工作原理

 节温器溢流阀

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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。

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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。

双节温器系统的构造和工作原理

 节温器结构

双节温器系统的构造和工作原理

 安装位置

双节温器系统的构造和工作原理

 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。

双节温器系统的构造和工作原理

 节温器控制原理
① 冷却液温度低于87℃,两个节温器都处于关闭状态,发动机升温快,如下图所示。冷却液流经下面这些元件:冷却液泵→气缸盖→节温器支架→小冷却液箱→机油冷却器→冷却液罐。

双节温器系统的构造和工作原理

 两个节温器全关闭
② 冷却液温度介于87~105℃时,节温器1打开,节温器2关闭,从而将气缸盖的温度设定在87℃,气缸体进一步升温,如下图所示。冷却液流经下面这些元件:冷却液泵→气缸盖→节温器支架→小冷却液箱→机油冷却器→冷却液罐→散热器。

双节温器系统的构造和工作原理

 节温器1打开、节温器2关闭
③ 气缸盖温度设定在87℃,气缸体温度达到105℃,两个节温器都打开,如下图所示。冷却液流经下面这些元件:冷却液泵→气缸盖→节温器支架→小冷却液箱→机油冷却器→废气再循环阀→冷却液罐→散热器→缸体→节温器。

双节温器系统的构造和工作原理

 两个节温器全打开


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