發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器布置在進(jìn)、出水管位置的區(qū)別[優(yōu)選材料]

1、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器布置在進(jìn)、出水管位置的區(qū)別本文探討了發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器的布置形式，分析不同節(jié)溫器的工作特點(diǎn)和對冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，重點(diǎn)研究了節(jié)溫器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、出水管的優(yōu)缺點(diǎn)，并通過試驗(yàn)研究對比節(jié)溫器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)不同位置處的冷卻水溫度的控制特性。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)帶走的熱量占燃料的總釋放熱量的20%30%，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫環(huán)境部分負(fù)荷下，冷卻系統(tǒng)帶走的熱量會更多。一方面，如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)帶走的熱量過多，會使發(fā)動(dòng)機(jī)過冷，從而產(chǎn)生燃燒不穩(wěn)定，燃燒遲緩，功率下降，燃油消耗量升高。同時(shí)還會使?jié)櫥驼扯仍龃螅斐蓾櫥涣?，零件磨損加劇等嚴(yán)重后果。另一方面，如果發(fā)動(dòng)機(jī)中冷卻液帶走熱量過少，會引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，從而使汽油機(jī)

2、產(chǎn)生早燃、爆震燒蝕活塞頂，柴油機(jī)噴油嘴結(jié)膠、過熱燒死，缸蓋熱應(yīng)力開裂，進(jìn)排氣門座變形和漏氣燒蝕氣門等一系列問題。因此，精確控制冷卻液的溫度，合理分配冷卻液帶走熱量變得尤為重要。節(jié)溫器的形式及工作原理1.節(jié)溫器形式目前強(qiáng)制式水冷系統(tǒng)中應(yīng)用最多的節(jié)溫器是蠟式節(jié)溫器，除此之外還有乙醚皺紋筒式節(jié)溫器。按照承載壓力又可分為重型節(jié)溫器（heavy duty thermostat）和輕型節(jié)溫器（light duty thermostat）兩種。蠟式節(jié)溫器根據(jù)通流形式不同又可分為底通型、直通型和旁通型三種（見圖1）。圖2 節(jié)溫器動(dòng)態(tài)控制（節(jié)溫器布置在出水口處）隨著發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的日益完善，電子水泵、電子節(jié)溫器

3、也更多的應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，它由ECU通過對相關(guān)信號的采集、計(jì)算得出需要的冷卻液溫度，進(jìn)而對節(jié)溫器的開關(guān)及升程進(jìn)行精確控制，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度一直保持最佳值。2.蠟式節(jié)溫器工作原理蠟式節(jié)溫器的工作機(jī)理是在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有石蠟，為提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。常溫時(shí)，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在閥座上。這時(shí)閥門關(guān)閉通往散熱器的水路，來自發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體出水口的冷卻液，經(jīng)水泵又流回機(jī)體水套中，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫升高時(shí)，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭部產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫

4、達(dá)到一定溫度時(shí)，閥門全開，來自機(jī)體出水口的冷卻液流向散熱器，而進(jìn)行大循環(huán)。此種節(jié)溫器的優(yōu)點(diǎn)在于其工作不受壓力的限制，控制調(diào)節(jié)穩(wěn)定，工作可靠。圖3 節(jié)溫器動(dòng)態(tài)控制時(shí)間（節(jié)溫器布置在出水口處）節(jié)溫器布置方式及特點(diǎn)1.節(jié)溫器的布置形式節(jié)溫器的布置按照大循環(huán)所處位置可以分別布置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口和出水口處，按照機(jī)體中的位置可以布置在缸蓋內(nèi)部和缸蓋外部，也有與水泵布置在一起的。本文重點(diǎn)探討的是前面的兩種布置形式對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的影響。2.不同節(jié)溫器布置的工作特點(diǎn)如果節(jié)溫器布置在出水口處（見圖2），當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，節(jié)溫器大循環(huán)關(guān)閉，冷卻液經(jīng)過小循環(huán)流經(jīng)水泵入口，發(fā)動(dòng)機(jī)迅速暖機(jī)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到石蠟融化溫度

5、時(shí)，節(jié)溫器主閥門開啟，高溫冷卻液流入散熱器，散熱器中的低溫冷卻液經(jīng)由水泵直接泵入機(jī)體內(nèi)部，低溫冷卻液再次對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。根據(jù)冷卻液溫度的不同，節(jié)溫器主閥門升程不同，從而控制流經(jīng)散熱器大循環(huán)的冷卻液流量，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度。圖4 節(jié)溫器動(dòng)態(tài)控制（節(jié)溫器布置在進(jìn)水口處）節(jié)溫器動(dòng)態(tài)控制這個(gè)過程中，如果散熱器的冷卻液溫度很低，而且冷卻液容量很大，那么這個(gè)動(dòng)態(tài)控制時(shí)間會比較長，冷卻液溫度處于一定范圍內(nèi)波動(dòng)（見圖3）。節(jié)溫器的這種布置方式，對冷卻液溫度感應(yīng)敏感，調(diào)節(jié)迅速，具有較好的防止發(fā)動(dòng)機(jī)“開鍋”功能。同時(shí)在加注冷卻液時(shí)，節(jié)溫器上排氣孔的排氣方向是朝向出水方向的，更有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣。但是如果車輛發(fā)動(dòng)

6、機(jī)在低溫地帶運(yùn)行，環(huán)境溫度較低，車輛工況變化復(fù)雜，將會導(dǎo)致冷卻液溫度波動(dòng)較大，調(diào)節(jié)周期較長，溫度的波動(dòng)會使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液帶走更多的熱量，造成一定的能量損耗，從而導(dǎo)致油耗升高。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的波動(dòng)情況可以通過節(jié)溫器動(dòng)態(tài)平衡時(shí)間來確定。由圖3可以看出，在初始進(jìn)水溫度32下，發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過程約為200s，冷卻液溫度波動(dòng)約10。節(jié)溫器布置在進(jìn)水口處（見圖4），當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)的冷卻液溫度達(dá)到石蠟融化溫度時(shí)，節(jié)溫器主閥門開啟，散熱器中的低溫冷卻液經(jīng)節(jié)溫器后再由水泵泵入機(jī)體內(nèi)部，高溫冷卻液經(jīng)出水管流入散熱器，進(jìn)行大循環(huán)。在發(fā)動(dòng)機(jī)條件相同的情況下，此種節(jié)溫器布置的冷卻液溫度控制與節(jié)溫器布置在出水口處的情況有所不

7、同。圖5 節(jié)溫器動(dòng)態(tài)控制時(shí)間（節(jié)溫器布置在進(jìn)水口處）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體內(nèi)冷卻液溫度達(dá)到節(jié)溫器開啟溫度時(shí)，節(jié)溫器主閥門打開，一定量低溫冷卻液流經(jīng)節(jié)溫器，經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)加熱，進(jìn)入大循環(huán)散熱器中，散熱器另一端內(nèi)的低溫冷卻液進(jìn)入節(jié)溫器，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下降，節(jié)溫器探測到發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的降低，將主閥門關(guān)閉，這樣完成第一次開起和關(guān)閉。在節(jié)溫器的這種控制過程中，只有很少的一部分低溫冷卻液進(jìn)入機(jī)體，冷卻液溫度控制比較迅速，波動(dòng)較小。節(jié)溫器布置在進(jìn)水管口的工作形式可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)冷卻液的溫度波動(dòng)，作為調(diào)節(jié)溫度的裝置，節(jié)溫器在進(jìn)水口的布置更有利于對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)冷卻液的精確控制，每次進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的低溫冷卻液的流量相對來說比較少，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)冷熱沖擊的程度。同時(shí)，節(jié)溫器的開口方向與進(jìn)水方向一致，降低進(jìn)水波動(dòng)，使冷卻液的流入更加順暢，節(jié)溫器壓降較小。但此種布置形式使節(jié)溫器波動(dòng)頻繁，控制延遲。節(jié)溫器布置在進(jìn)水口處，某些工況下使節(jié)溫器探測的溫度比實(shí)際機(jī)體溫度偏低，為了使節(jié)溫器探測到的溫度更接近于機(jī)體內(nèi)的溫度，通常在旁通閥處開一個(gè)小孔，使機(jī)體內(nèi)的冷卻液噴到調(diào)溫器石蠟感應(yīng)處，使其探測到的