蠟式節溫器在水冷系統中的作用

秦小軒 徐磊

摘要：節溫器在汽車水冷系統中起著重要作用，它通過控制冷卻液的循環路線實現對發動機內溫度的調控。因此節溫器的選擇和使用對發動機水冷系統起著關鍵性作用，如果水冷系統帶走的熱量過多，會出現發動機溫度過低，使燃料燃燒不充分，機油粘度增大增加機件運動阻力等現象；如果水冷系統帶走的熱量過少，會出現發動機溫度過高，缸蓋開裂，氣門座變形等現象。所以，為了保證發動機能更好的工作，節溫器的使用很關鍵。

關鍵詞：蠟式節溫器；水冷系統；循環路線

一、節溫器的分類

汽車上常用的節溫器有蠟式節溫器和折疊式節溫器等，目前使用最多的是蠟式節溫器，蠟式節溫器根據經過的冷卻液流通形式可分為底通型、頂通型、直通型和旁通型。

二、蠟式節溫器的結構和物理特性

蠟式節溫器一般由支架、感應體、主閥門、旁通閥、中心桿、和彈簧等組成。感應體是由兩毫米厚的黃銅板制成，導熱性能良好，內部裝有石蠟，且石蠟中有橡膠管，包裹著推桿。

節溫器感應體內的是精致石蠟，呈固態，為了增強導熱性能，石蠟內還摻入了銅粉或鋁粉，石蠟是由多組分組成的物質，主要為直鏈烷烴。石蠟隨溫度的升高而融化，隨之體積增大，在接近熔點時其膨脹量最大。根據這點，現在絕大部分車輛都是選用的蠟式節溫器。

三、蠟式節溫器的工作原理

冷卻液溫度在節溫器開啟溫度（78±2℃）以下時，石蠟沒有發生形變，節溫器關閉了經過散熱器的管道，發動機水套內出來的冷卻液經過節溫器后由水泵重新返回機體水套內，進行小循環。隨著冷卻液溫度的持續升高，石蠟受熱由固態逐漸變為液態，體積隨之增大壓迫橡膠管收縮產生推力，從而使閥門打開，這是一個逐步進行的過程。當冷卻液溫度繼續升高到某一值時，石蠟受熱體積膨脹產生的推力使閥門完全打開，同時關閉了進行小循環的管路通道，這時來自發動機內的冷卻液經管路流經節溫器后全部進入散熱器的管路，然后經過水泵流回機體水套內進行大循環。

四、發動機水冷卻循環系統

循環系統通過冷卻液的循環，將發動機內多余的熱量吸收并散入大氣中，主要組成部分有水泵、節溫器、散熱器和管路等。按循環方式不同可分為發動機大、小循環。小循環：通過水泵把冷卻液泵入發動機水套內，冷卻液吸收熱量經過節溫器后進入小循環管路內然后返回水泵，這種循環在節溫器未達到開啟溫度條件下進行。大循環：通過水泵把冷卻液泵入發動機水套內，冷卻液吸收熱量經過節溫器后進入散熱器進水管路內，然后通過散熱從散熱器出水管流出，最后返回水泵，這種循環在閥門完全打開時進行。節溫器閥門在打開過程中到完全打開前，冷卻系統內同時進行大、小循環。

五、蠟式節溫器布置方式和特點

（一）節溫器的布置方式

節溫器可以在不同的位置安裝，可以在發動機出水口安裝和在發動機進水口安裝，也可以在缸蓋內安裝和在缸蓋外安裝。不同的安裝位置有各自的特點，這里重點討論在發動機進出水口安裝的特點。

（二）在發動機出水口布置的特點

節溫器安裝在發動機出水口位置時，發動機水套內的冷卻液吸收熱量后經過節溫器，然后通過管路返回水泵進行小循環。當經過節溫器的冷卻液溫度繼續上升到內部石蠟融化溫度時閥門開啟，一部分冷卻液流入散熱器，經過散熱器的散熱返回水泵，從而對發動機進行冷卻。節溫器在這種方式的動態控制過程中，能第一時間感應到發動機內冷卻液溫度，從而迅速調節發動機內冷卻液溫度，能有效的防止發動機“開鍋”。但當車輛在低溫地區行駛時，周圍環境溫度比較低，經過散熱器的冷卻液溫度會下降很多，返回發動機內導致發動機溫度產生較大波動，造成能量損耗等。下圖為節溫器在出水口位置的動態控制。

（三）在發動機進水口布置的特點

節溫器安裝在發動機進水口位置時，首先和節溫器安裝在出水口位置時的循環方式一樣，進行小循環。當冷卻液溫度繼續上升到石蠟融化溫度時閥門開啟，一部分冷卻液流入散熱器后先經過節溫器然后返回水泵進行循環。在這種布置方式下節溫器在開啟后不久就會接觸到來自散熱器的低溫冷卻液，閥門就會關閉，這樣就只有一部分低溫冷卻液進入發動機水套內對發動機進行冷卻，等經過節溫器的溫度再次上升到開啟溫度時，節溫器再次打開。在這種循環方式下可以減小發動機機體內冷卻液溫度的波動和冷熱沖擊的程度，但節溫器會頻繁的開啟和關閉，而且節溫器處在發動機進水口，經過管路后會有部分熱量的散失，無法準確的探測到發動機內的溫度。下圖為節溫器在進水口位置的動態控制。

六、結語

蠟式節溫器在發動機水冷卻系統中起著感應冷卻液溫度和控制循環路線的作用，它不僅結構簡單、壽命長，而且不受發動機內冷卻系統的水壓影響，只與冷卻液的溫度有關。但當節溫器出現再小的故障也可能對發動機產生災難性的后果，所以節溫器的好壞對水冷卻系統來說至關重要，只有持續改進，才能使其發揮更好的作用。

參考文獻：

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