車のサーモスタットの曲がりとは
自動車用サーモスタットの曲がりとは、サーモスタットが熱膨張と収縮の影響を受けて変形する現象です。サーモスタットは通常、薄い金属板で作られています。加熱されると、金属板は熱によって曲がります。この曲がりは熱伝導によってサーモスタットの接点に伝わり、安定した温度を保ちます。
サーモスタットの仕組み
サーモスタットは電熱素子を用いて金属板を加熱し、加熱・曲げます。この曲げは熱伝導によってサーモスタットの接点に伝わり、安定した温度出力が得られます。この加熱による曲げ現象は「比熱効果」と呼ばれ、加熱または冷却時に材料が自然に膨張・収縮する現象です。
サーモスタットの種類
自動車用サーモスタットには、ベローズ、バイメタルシート、サーミスタという3つの主要な形式があります。それぞれのサーモスタットには、独自の動作原理と用途があります。
ベローズ：温度変化時にベローズが変形することで温度を制御します。
バイメタルシート：熱膨張係数の異なる2枚の金属シートを組み合わせて、温度変化に応じて回路を曲げて制御します。
サーミスタ : 温度に応じて抵抗値が変化し、回路のオン/オフを制御します。
サーモスタットの応用シナリオ
サーモスタットは自動車のエアコンシステムに広く使用されており、主な機能は蒸発器の表面温度を感知し、コンプレッサーの開閉を制御することです。車内の温度が設定温度に達すると、サーモスタットはコンプレッサーを起動し、蒸発器をスムーズに通過して霜の発生を防ぎます。温度が下がると、サーモスタットはコンプレッサーを停止し、車内の温度を一定に保ちます。
サーモスタットの機能は、冷却水の循環経路を切り替えることです。ほとんどの車は水冷エンジンを搭載しており、エンジン内の冷却水を継続的に循環させることで熱を放散します。エンジン内の冷却水には、大循環と小循環の2つの循環経路があります。
エンジン始動直後は冷却水の循環量が少なく、ラジエーターを介した冷却水の放熱も少ないため、エンジンが急速に温まります。エンジンが通常の動作温度に達すると、冷却水はラジエーターを循環し、放熱されます。サーモスタットは冷却水の温度に応じて循環経路を切り替えることで、エンジン効率を向上させます。
エンジン始動時に冷却水が循環していると、エンジン温度が徐々に上昇し、エンジンの出力が相対的に低下し、燃費が悪化します。循環する冷却水の範囲が狭いほど、エンジン温度の上昇率を改善できます。
サーモスタットが破損すると、エンジン水温が異常に高くなる可能性があります。冷却水が循環しなくなり、ラジエーターから熱が放散されないため、水温が上昇します。
つまり、サーモスタットの役割は、冷却水の循環経路を制御することでエンジン効率を向上させ、水温の上昇を防ぐことです。車両に問題が発生している場合は、サーモスタットが正常に機能しているかどうかを確認することをお勧めします。
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