サーモスタットは、冷媒の流路を制御するバルブです。自動温度調整装置で、通常は温度センサー部品を備えており、熱膨張または冷収縮によって空気、ガス、または液体の流れをオン/オフします。
サーモスタットは、冷却水の温度に応じてラジエーターに入る水の量を自動的に調整し、水の循環範囲を変化させることで冷却システムの放熱能力を調整し、エンジンが適切な温度範囲内で動作するようにしています。サーモスタットは良好な技術的状態に維持する必要があります。そうでないと、エンジンの正常な動作に重大な影響を与えます。サーモスタットのメインバルブの開放が遅すぎると、エンジンが過熱してしまいます。一方、メインバルブの開放が早すぎると、エンジンの暖機時間が長くなり、エンジン温度が低くなりすぎます。
サーモスタットの役割は、エンジンが冷えすぎないようにすることです。例えば、エンジンが正常に作動している状態でも、冬季運転時にサーモスタットが取り付けられていない場合、エンジン温度が低くなりすぎる可能性があります。このような場合、エンジンは一時的に水循環を停止し、エンジン温度が低くなりすぎないようにする必要があります。
ワックスサーモスタットの仕組み
主に使用されているサーモスタットはワックス型サーモスタットです。冷却温度が規定値より低い場合、サーモスタット感温体内の精製パラフィンは固体となり、スプリングの作用によりエンジンとラジエーターの間のサーモスタットバルブが閉じられます。冷却水はウォーターポンプを介してエンジンに戻り、エンジン内で少量循環します。冷却水の温度が規定値に達すると、パラフィンが溶け始め、徐々に液体になり、体積が増加してゴムチューブが圧縮されて収縮します。ゴムチューブが収縮すると、プッシュロッドに上向きの推力が加わり、プッシュロッドはバルブに対して下向きの逆推力を発揮してバルブを開きます。このとき、冷却水はラジエーターとサーモスタットバルブを流れ、その後ウォーターポンプを介してエンジンに戻り、大きな循環をします。ほとんどのサーモスタットはシリンダーヘッドのウォーターアウトレットパイプラインに配置されています。この利点は、構造が簡単で、冷却システム内の気泡を除去しやすいことです。欠点は、動作中にサーモスタットが頻繁に開閉し、振動が発生することです。
州の判決
エンジンが冷え始めると、水タンクの上部水室の入口パイプから冷却水が流出している場合は、サーモスタットのメインバルブが閉じられないことを意味します。エンジンの冷却水の温度が70℃を超えると、水タンクの上部水室に入ります。水管から冷却水が流出していない場合は、サーモスタットのメインバルブが正常に開かないことを意味するため、この時点で修理が必要です。サーモスタットの検査は、次のように車両で実行できます。
エンジン始動後の点検：ラジエーター水入口カバーを開け、ラジエーター内の冷却レベルが静止している場合はサーモスタットが正常に作動していることを意味します。そうでない場合は、サーモスタットが正常に作動していないことを意味します。これは、水温が70℃未満の場合は、サーモスタットの膨張シリンダーが収縮した状態にあり、メインバルブが閉じているためです。水温が80℃を超えると、膨張シリンダーが膨張し、メインバルブが徐々に開き、ラジエーター内の循環水が流れ始めます。水温計が70℃未満を示しているときに、ラジエーターの入口パイプに水が流れていて水温が暖かい場合は、サーモスタットのメインバルブがしっかりと閉じられておらず、冷却水が早期に循環していることを意味します。
水温上昇後の確認：エンジン始動初期には水温が急上昇します。水温計が80度を示すと、加熱速度が遅くなり、サーモスタットが正常に機能していることを示します。一方、水温が急上昇し、内圧が一定レベルに達した時点で沸騰水が急激に溢れ出す場合は、メインバルブが固着し、突然開いた状態です。
水温計が70℃～80℃を示している場合は、ラジエーターカバーとラジエータードレンスイッチを開き、手で水温を確かめてください。両方とも熱い場合は、サーモスタットが正常に作動していることを意味します。ラジエーター入口の水温が低く、ラジエーターに水が溜まっている場合、チャンバーの給水管から水が出ていない、または少量しか流れていない場合は、サーモスタットのメインバルブが開かないことを意味します。
固着していたり、しっかりと閉まっていないサーモスタットは、清掃や修理のために取り外す必要がありますが、すぐには使用しないでください。
定期検査
サーモスタットスイッチの状態
サーモスタットスイッチの状態
情報によると、ワックスサーモスタットの安全寿命は一般的に50,000kmなので、その安全寿命に合わせて定期的に交換する必要があります。
サーモスタットの位置
サーモスタットの検査方法は、温度調節式恒温加熱装置において、サーモスタットのメインバルブの開弁温度、全開温度、リフト量を確認することです。いずれか1つでも規定値を満たしていない場合は、サーモスタットを交換する必要があります。例えば、サンタナJVエンジンのサーモスタットの場合、メインバルブの開弁温度は87℃±2℃、全開温度は102℃±3℃、全開リフト量は7mm以上です。
サーモスタットの配置
一般的に、水冷システムの冷却水はボディから流入し、シリンダーヘッドから流出します。多くのサーモスタットはシリンダーヘッドの出口ラインに配置されています。この配置の利点は、構造がシンプルで、水冷システム内の気泡を除去しやすいことです。欠点は、サーモスタットが作動すると振動が発生することです。
例えば、冬に冷えたエンジンを始動する場合、冷却水温が低いためサーモスタットバルブが閉じています。冷却水が小循環にあると温度が急上昇し、サーモスタットバルブが開きます。同時に、ラジエーター内の低温の冷却水が車体内に流入し、冷却水が再び冷え、サーモスタットバルブが再び閉じます。冷却水温が再び上昇すると、サーモスタットバルブが再び開きます。冷却水全体の温度が安定するまで、サーモスタットバルブは安定し、開閉を繰り返すことはありません。サーモスタットバルブが短時間に開閉を繰り返す現象をサーモスタット発振といいます。この現象が発生すると、車の燃費が増加します。
サーモスタットはラジエーターの排水管内に設置することもできます。この配置はサーモスタットの振動現象を軽減または排除し、冷却水の温度を正確に制御できますが、構造が複雑でコストが高いため、主に高性能車や冬季に高速走行することが多い車に使用されます。[2]
ワックスサーモスタットの改良
温度制御駆動部品の改良
上海工程技術大学は、パラフィンサーモスタットを母体とし、円筒状のコイルスプリング状の銅系形状記憶合金を温度制御駆動素子とする新型サーモスタットを開発した。 サーモスタットは、自動車の始動シリンダの温度が低いときにスプリングを付勢し、圧縮合金スプリングによりメインバルブが閉じ、補助バルブが小周期で開く。 冷却水の温度が一定値まで上昇すると、記憶合金スプリングが伸縮し、付勢を圧縮する。 スプリングはサーモスタットのメインバルブを開き、冷却水の温度が上昇するにつれて、メインバルブの開度が徐々に大きくなり、補助バルブが徐々に閉じて大周期となる。
温度制御ユニットとして、記憶合金はバルブの開弁動作が温度に応じて比較的スムーズに変化することを可能にし、内燃機関の始動時に水タンク内の低温冷却水がシリンダーブロックに及ぼす熱応力の影響を軽減するとともに、サーモスタットの寿命を延ばすという利点があります。しかし、このサーモスタットはワックスサーモスタットをベースに改良されているため、温度制御駆動部の構造設計には一定の制限があります。
バルブの改良
サーモスタットは冷却液の絞り作用を有し、サーモスタットを通過する冷却液の損失は内燃機関の出力損失につながり、無視できない問題となります。バルブは側壁に穴が開いた薄い円筒状に設計されており、側穴と中央穴によって液体の流路が形成されます。バルブ材料には真鍮またはアルミニウムが使用され、バルブ表面を滑らかにすることで抵抗を低減し、装置の温度効率を向上させます。
冷却媒体の流路最適化
内燃機関の理想的な熱作動状態は、シリンダーヘッドの温度が比較的低く、シリンダーブロックの温度が比較的高い状態です。このため、スプリットフロー冷却システム（iai）が登場し、サーモスタットの構造と設置位置が重要な役割を果たします。サーモスタットのジョイント機構の設置構造は、2つのサーモスタットを同じブラケットに設置し、温度センサーを2番目のサーモスタットに設置することで、冷却水流量の1/3をシリンダーブロックの冷却に、2/3をシリンダーヘッドの冷却に使用します。
