サーモスタットは、冷却液の流れを制御するバルブです。これは自動温度調整装置であり、通常は温度感知部品を内蔵し、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、水の循環範囲を変更す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ます。サーモスタットは良好な技術状態に維持する必要があり、そうでない場合はエンジンの正常な動作に重大な影響を及ぼします。サーモスタットのメインバルブが開くのが遅すぎるとエンジンが過熱し、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。
要するに、サーモスタットの役割はエンジンの温度が下がり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場合でも、冬場の運転時にサーモスタットがないとエンジンの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、エンジンの温度が低くなりすぎないように、一時的に冷却水の循環を停止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タイプのサーモスタットです。冷却温度が規定値より低い場合、サーモスタットの温度感知本体内の精製パラフィンは固化しており、スプリングの作用によりエンジンとラジエーターの間にあるサーモスタットバルブが閉じます。冷却液はウォーターポンプを介してエンジンに戻り、エンジン内で小循環します。冷却液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下向きの逆推力を加えてバルブを開きます。このとき、冷却液はラジエーターとサーモスタットバルブを通過し、ウォーターポンプを介してエンジンに戻り、大きなサイクルで循環します。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、構造がシンプルで、冷却システム内の気泡を簡単に除去できることです。欠点は、運転中にサーモスタットが頻繁に開閉されるため、振動が発生することである。
国家判断
エンジンが冷え始めたときに、水タンクの上部水室の入口パイプから冷却水が流れ出ている場合は、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 ℃ を超えて、水タンクの上部水室の入口パイプから冷却水が流れ出ていない場合は、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し、この時点で修理が必要です。サーモスタットの点検は、車両上で次のように行うことができます。
エンジン始動後の点検：ラジエーターの給水口カバーを開け、ラジエーター内の冷却水位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、サーモスタットの膨張シリンダーが収縮状態になり、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、ラジエーターの給水管から水が流れており、水温が温かい場合は、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。
水温上昇後の点検：エンジン作動初期段階では、水温は急速に上昇します。水温計が80度を示すと、加熱速度が鈍化し、サーモスタットが正常に作動していることを示します。逆に、水温が急速に上昇し続け、内部圧力が一定レベルに達した際に沸騰した水が突然溢れ出た場合は、メインバルブが固着して急に開いたことを意味します。
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排水スイッチを開けて、手で水温を確認してください。両方とも熱い場合は、サーモスタットが正常に動作していることを意味します。ラジエーター給水口の水温が低く、ラジエーターが満水で、給水管から水が流れ出ない、またはほとんど流れ出ない場合は、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。
固着している、またはしっかりと閉まっていないサーモスタットは、清掃または修理のために取り外し、すぐに使用しないでください。
定期点検
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5万kmであるため、その安全寿命に応じて定期的に交換する必要がある。
サーモスタットの位置
温度調節機能付き定温暖房装置において、サーモスタットの点検方法は、サーモスタットの主弁の開弁温度、全開温度、およびリフト量をチェックすることです。これらのいずれかが規定値を満たさない場合は、サーモスタットを交換する必要があります。例えば、Santana JVエンジンのサーモスタットの場合、主弁の開弁温度は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液は車体から流入し、シリンダーヘッドから流出します。ほとんどのサーモスタットはシリンダーヘッドの出口ラインに設置されています。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、サーモスタットの作動時に振動が発生することです。
例えば、冬場に冷えたエンジンを始動する際、冷却水温度が低いためサーモスタットバルブは閉じています。冷却水が循環している間、温度は急速に上昇し、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冷却水が車体内部に流れ込むため、冷却水は再び冷却され、サーモスタットバルブは再び閉じます。冷却水温度が再び上昇すると、サーモスタットバルブは再び開きます。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。短時間のうちにサーモスタットバルブが繰り返し開閉する現象をサーモスタット振動と呼びます。この現象が発生すると、車の燃費が悪化します。
サーモスタットはラジエーターの排水管内にも配置できる。この配置により、サーモスタットの振動現象を低減または解消し、冷却水の温度を正確に制御できるが、構造が複雑でコストも高いため、主に高性能車や冬季に高速走行を頻繁に行う車に使用されている。[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、パラフィン製サーモスタットを本体とし、円筒形コイルばね状の銅系形状記憶合金を温度制御駆動要素とする新型サーモスタットを開発した。このサーモスタットは、自動車の始動シリンダーの温度が低いときにばねにバイアスをかけ、圧縮された合金ばねによってメインバルブが閉じ、補助バルブが開くという短いサイクルを繰り返す。冷却水温度が一定値まで上昇すると、形状記憶合金ばねが膨張してバイアスを圧縮する。ばねによってサーモスタットのメインバルブが開き、冷却水温度の上昇に伴い、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るという長いサイクルを繰り返す。
温度制御ユニットとして、形状記憶合金はバルブの開度動作を温度に応じて比較的スムーズに変化させるため、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のに役立ち、同時にサーモスタットの寿命を延ばします。しかしながら、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、温度制御駆動要素の構造設計にはある程度の制約があります。
バルブの改良
サーモスタットは冷却液の流量を絞る役割を果たします。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、無視できません。バルブは側壁に穴が開いた薄型の円筒形に設計されており、側穴と中央穴によって液体流路が形成されます。バルブの材質には真鍮またはアルミニウムを使用し、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ています。
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、分割流冷却システムが登場し、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。サーモスタットの共同作業の設置構造では、2 つのサーモスタットが同じブラケットに設置され、温度センサーは 2 番目のサーモスタットに設置され、冷却液流量の 1/3 がシリンダーブロックの冷却に使用され、冷却液流量の 2/3 がシリンダーヘッドの冷却に使用されます。
