節(jié)溫器是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門，是一種自動(dòng)調(diào)溫裝置，通常含有感溫組件，借著熱脹或冷縮來開啟、關(guān)掉空氣、氣體或液體的流動(dòng)。節(jié)溫器一般安裝在內(nèi)燃機(jī)冷卻水出口處。
節(jié)溫器通常安裝在汽缸蓋的出水管內(nèi)，它由主閥、副閥、閥桿和波紋器等組成，波紋器內(nèi)裝有乙醇和蒸餾水混合而成的揮發(fā)液。當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，主閥關(guān)閉，冷卻液經(jīng)副閥和水泵流回內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，此循環(huán)稱為小循環(huán)，可減少暖機(jī)階段的缸套磨損。當(dāng)溫度上升到 70℃以上時(shí)，揮發(fā)液蒸汽壓力增大，波紋器膨脹，主閥打開，冷卻液流入散熱器，此循環(huán)稱為大循環(huán)。液體式節(jié)溫器的缺點(diǎn)是對(duì)冷卻系統(tǒng)壓力敏感，可靠性差，逐漸被蠟式節(jié)溫器取代。蠟式節(jié)溫器有單閥型和雙閥型，后者用于有雙冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。雙冷卻系統(tǒng)采用雙節(jié)溫器可實(shí)現(xiàn)冷卻液分流，具有快速加熱氣缸體、降低摩擦，以及良好冷卻氣缸蓋、降低燃燒室溫度等優(yōu)點(diǎn)。電控冷卻系統(tǒng)中的電子節(jié)溫器能根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷控制冷卻液溫度、流量和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使內(nèi)燃機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更低的排放水平。
儀器簡介
節(jié)溫器（thermostat）是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系的散熱能力，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作。節(jié)溫器必須保持良好的技術(shù)狀態(tài)，否則會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。如節(jié)溫器主閥門開啟過遲，就會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；主閥門開啟過早，則使發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間延長，使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過低。總而言之，節(jié)溫器的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)不至于過冷。比如說，在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作以后，在冬天開速時(shí)，如果沒有節(jié)溫器，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度可能會(huì)太低。這時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)需要暫時(shí)終止水不循環(huán)來保證發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不至于過低。
工作原理
節(jié)溫器通常基于蠟式原理工作，內(nèi)部裝有石蠟感溫組件。當(dāng)防凍液溫度較低時(shí)，石蠟保持固態(tài)，節(jié)溫器閥門關(guān)閉，冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行小循環(huán)，這有助于發(fā)動(dòng)機(jī)迅速升溫。隨著冷卻液溫度升高，石蠟逐漸融化，體積膨脹，推動(dòng)節(jié)溫器閥門開啟，冷卻液開始流經(jīng)散熱器，進(jìn)行大循環(huán)，以有效散熱。
節(jié)溫器一般安裝在汽缸蓋的出水管路中，這種布局簡化了結(jié)構(gòu)，并有助于排出系統(tǒng)中的氣泡。然而，節(jié)溫器在工作過程中可能會(huì)頻繁開閉，產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，節(jié)溫器能夠智能地切換冷卻液的循環(huán)方式。在低溫狀態(tài)下（通常低于70°C），節(jié)溫器關(guān)閉通向散熱器的通道，開啟通向水泵的通道，實(shí)現(xiàn)小循環(huán)，以快速提升發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。在高溫狀態(tài)下（通常高于80°C），節(jié)溫器則關(guān)閉通向水泵的通道，開啟通向散熱器的通道，實(shí)現(xiàn)大循環(huán)，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。在中等溫度范圍內(nèi)（約70~80°C），大循環(huán)和小循環(huán)可能同時(shí)存在，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的不同散熱需求。
總之，節(jié)溫器通過自動(dòng)調(diào)節(jié)防凍液的循環(huán)方式來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
狀態(tài)判斷
發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的檢查：打開散熱器加水口蓋，若散熱器內(nèi)冷卻水平靜，則表明節(jié)溫器工作正常，否則，則表示節(jié)溫器工作失常。這是因?yàn)椋谒疁氐陀?0℃時(shí)，節(jié)溫器膨脹筒處于收縮狀態(tài)，主閥門關(guān)閉；當(dāng)水溫高于80℃時(shí)，膨脹筒膨脹，主閥門漸漸打開，散熱器內(nèi)循環(huán)水開始流動(dòng)。當(dāng)水溫表指示70℃以下時(shí)，散熱器進(jìn)水管處若有水流動(dòng)，水溫溫?zé)幔瑒t表示節(jié)溫器主閥門關(guān)閉不嚴(yán)，使冷卻水過早大循環(huán)。
水溫升高后的檢查：發(fā)動(dòng)機(jī)工作初期，水溫上升很快；當(dāng)水溫表指示80后，升溫速度減慢，則表明節(jié)溫器工作正常。反之，若水溫一直升高很快，當(dāng)內(nèi)壓達(dá)到一定程度時(shí)，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(shí)，打開散熱器蓋和散熱器放水開關(guān)，用手感其水溫，若均燙手說明節(jié)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(jìn)水管處無水流出或流水甚微，說明節(jié)溫器主閥門無法打開。
有卡滯或關(guān)閉不嚴(yán)的節(jié)溫器應(yīng)拆下清洗或修復(fù)，不可將就使用。
定期檢測(cè)
據(jù)資料介紹，蠟式節(jié)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(jié)溫器的檢查方法包括在溫度可調(diào)試恒溫加熱設(shè)備中檢查節(jié)溫器主閥門的開啟溫度、全開溫度及升程，其中有一項(xiàng)不符合規(guī)范定值，則應(yīng)更換節(jié)溫器。例如桑塔納JV發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)溫器，其主閥門的開啟溫度為87℃正負(fù)2℃，全開溫度是102℃正負(fù)3℃，全開升程>7mm。
常見故障
第一是關(guān)閉不能打開，關(guān)閉不能打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高，會(huì)因?yàn)闇囟雀叨ɑ稹Ｓ忠驗(yàn)楣?jié)溫器關(guān)閉而切斷了水箱系統(tǒng)，所以，過高溫度和過高壓力的水不能通過水箱蓋打開而壓入到水罐，所以有可能會(huì)對(duì)小循環(huán)系統(tǒng)的水套造成損壞，比如墊，暖風(fēng)機(jī)水箱，部分水管的損壞等。
第二是打開不能關(guān)閉，節(jié)溫器只能打開不能關(guān)閉時(shí)，水溫不能提高，特別是冬季尤其明顯。水溫低，水溫傳感器感應(yīng)到的水溫也低，傳感器提供給電腦的電位也低，電腦發(fā)出的指令實(shí)際就是錯(cuò)誤的。電腦給噴油嘴的脈沖加寬，噴油量加大，車就費(fèi)油了。
故障原因常見的有：
1、閥門開啟和全開的溫度過高。
2、暖機(jī)時(shí)間延長，車在水溫較低的情況下，燃燒氣體與缸壁冷凝的水形成酸性物質(zhì)腐蝕氣缸。
3、液態(tài)的燃油和水分沖刷缸壁潤滑油膜，導(dǎo)致缸套、活塞機(jī)件磨損。
4、機(jī)溫冷熱變化過大，缸體收縮、膨脹頻繁，使膠補(bǔ)或膠黏脫落導(dǎo)致柴油機(jī)產(chǎn)生故障。
具體布置
一般水冷系統(tǒng)的冷卻液都是由機(jī)體流進(jìn)，從氣缸蓋流出。大多數(shù)節(jié)溫器布置在氣缸蓋出水管路中。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，容易排除水冷系統(tǒng)中的氣泡；其缺點(diǎn)是在節(jié)溫器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。
例如，在冬季起動(dòng)冷態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于冷卻液溫度低，節(jié)溫器閥關(guān)閉。冷卻液在進(jìn)行小循環(huán)時(shí)，溫度很快升高，節(jié)溫器閥開啟。與此同時(shí)，散熱器內(nèi)的低溫冷卻液流入機(jī)體，使冷卻液又冷了下來，節(jié)溫器閥重新關(guān)閉。等到冷卻液溫度再度升高，節(jié)溫器閥又再次打開。直到全部冷卻液的溫度穩(wěn)定之后，節(jié)溫器閥才趨于穩(wěn)定不再反復(fù)開閉。節(jié)溫器閥在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)開閉的現(xiàn)象，稱為節(jié)溫器振蕩。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，將增加汽車的燃油消耗量。
節(jié)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(jié)溫器振蕩現(xiàn)象，并能精確地控制防凍液溫度，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，多用于高性能的汽車及在冬季經(jīng)常高速行駛的汽車上。
溫控驅(qū)動(dòng)元件改進(jìn)
上海工程技術(shù)大學(xué)以石蠟節(jié)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(qū)動(dòng)元件開發(fā)出一種新型節(jié)溫器。該節(jié)溫器在汽車啟動(dòng)缸體溫度較低時(shí)偏置彈簧，壓縮合金彈簧使主閥關(guān)閉副閥打開，進(jìn)行小循環(huán)，當(dāng)冷卻液溫升到一定值時(shí)，記憶合金彈簧膨脹，壓縮偏置彈簧使節(jié)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(guān)閉，進(jìn)行大循環(huán)。
記憶合金作為溫控單元，使得閥門開啟動(dòng)作隨溫度的變化比較平緩，有利于減少內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)水箱內(nèi)的低溫冷卻水對(duì)缸體造成的熱應(yīng)力沖擊，同時(shí)提高了節(jié)溫器的使用壽命。但是該節(jié)溫器是在蠟式節(jié)溫器的基礎(chǔ)上改造而來的，溫控驅(qū)動(dòng)原件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到一定程度的限制。
閥門的改進(jìn)
節(jié)溫器對(duì)防凍液具有節(jié)流作用，冷卻液流經(jīng)節(jié)溫器的沿程損失導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的功率損失是不可忽視的，2001年，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)衰麗艷、郭新民等人將節(jié)溫器的閥門設(shè)計(jì)成側(cè)壁帶孔的薄型圓筒，由側(cè)孔和中孔形成液流通道，并選用黃銅或者鋁做閥門的材料，使閥門表面光滑，從而達(dá)到降低阻力的效果，提高節(jié)溫器的工作效率。
流動(dòng)回路優(yōu)化
理想的內(nèi)燃機(jī)熱工作狀態(tài)是氣缸蓋溫度較低而氣缸體溫度相對(duì)較高為此，出現(xiàn)了分流式冷卻系統(tǒng)iai，而節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)及安裝位置在其中扮演著重要角色如廣泛采用的雙節(jié)溫器聯(lián)合工作的安裝結(jié)構(gòu)，兩個(gè)節(jié)溫器安裝在同一個(gè)支架上，溫度傳感器安裝在第二個(gè)節(jié)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。
參考資料 >
汽車節(jié)溫器是什么?它的工作原理是怎么樣的?.汽車之家.2024-08-11
節(jié)溫器壞了怎么修理？.有駕用車百科.2024-08-11