蜡式节温器在水冷系统中的作用

秦小轩 徐磊

摘要：节温器在汽车水冷系统中起着重要作用，它通过控制冷却液的循环路线实现对发动机内温度的调控。因此节温器的选择和使用对发动机水冷系统起着关键性作用，如果水冷系统带走的热量过多，会出现发动机温度过低，使燃料燃烧不充分，机油粘度增大增加机件运动阻力等现象；如果水冷系统带走的热量过少，会出现发动机温度过高，缸盖开裂，气门座变形等现象。所以，为了保证发动机能更好的工作，节温器的使用很关键。

关键词：蜡式节温器；水冷系统；循环路线

一、节温器的分类

汽车上常用的节温器有蜡式节温器和折叠式节温器等，目前使用最多的是蜡式节温器，蜡式节温器根据经过的冷却液流通形式可分为底通型、顶通型、直通型和旁通型。

二、蜡式节温器的结构和物理特性

蜡式节温器一般由支架、感应体、主阀门、旁通阀、中心杆、和弹簧等组成。感应体是由两毫米厚的黄铜板制成，导热性能良好，内部装有石蜡，且石蜡中有橡胶管，包裹着推杆。

节温器感应体内的是精致石蜡，呈固态，为了增强导热性能，石蜡内还掺入了铜粉或铝粉，石蜡是由多组分组成的物质，主要为直链烷烃。石蜡随温度的升高而融化，随之体积增大，在接近熔点时其膨胀量最大。根据这点，现在绝大部分车辆都是选用的蜡式节温器。

三、蜡式节温器的工作原理

冷却液温度在节温器开启温度（78±2℃）以下时，石蜡没有发生形变，节温器关闭了经过散热器的管道，发动机水套内出来的冷却液经过节温器后由水泵重新返回机体水套内，进行小循环。随着冷却液温度的持续升高，石蜡受热由固态逐渐变为液态，体积随之增大压迫橡胶管收缩产生推力，从而使阀门打开，这是一个逐步进行的过程。当冷却液温度继续升高到某一值时，石蜡受热体积膨胀产生的推力使阀门完全打开，同时关闭了进行小循环的管路通道，这时来自发动机内的冷却液经管路流经节温器后全部进入散热器的管路，然后经过水泵流回机体水套内进行大循环。

四、發动机水冷却循环系统

循环系统通过冷却液的循环，将发动机内多余的热量吸收并散入大气中，主要组成部分有水泵、节温器、散热器和管路等。按循环方式不同可分为发动机大、小循环。小循环：通过水泵把冷却液泵入发动机水套内，冷却液吸收热量经过节温器后进入小循环管路内然后返回水泵，这种循环在节温器未达到开启温度条件下进行。大循环：通过水泵把冷却液泵入发动机水套内，冷却液吸收热量经过节温器后进入散热器进水管路内，然后通过散热从散热器出水管流出，最后返回水泵，这种循环在阀门完全打开时进行。节温器阀门在打开过程中到完全打开前，冷却系统内同时进行大、小循环。

五、蜡式节温器布置方式和特点

（一）节温器的布置方式

节温器可以在不同的位置安装，可以在发动机出水口安装和在发动机进水口安装，也可以在缸盖内安装和在缸盖外安装。不同的安装位置有各自的特点，这里重点讨论在发动机进出水口安装的特点。

（二）在发动机出水口布置的特点

节温器安装在发动机出水口位置时，发动机水套内的冷却液吸收热量后经过节温器，然后通过管路返回水泵进行小循环。当经过节温器的冷却液温度继续上升到内部石蜡融化温度时阀门开启，一部分冷却液流入散热器，经过散热器的散热返回水泵，从而对发动机进行冷却。节温器在这种方式的动态控制过程中，能第一时间感应到发动机内冷却液温度，从而迅速调节发动机内冷却液温度，能有效的防止发动机“开锅”。但当车辆在低温地区行驶时，周围环境温度比较低，经过散热器的冷却液温度会下降很多，返回发动机内导致发动机温度产生较大波动，造成能量损耗等。下图为节温器在出水口位置的动态控制。

（三）在发动机进水口布置的特点

节温器安装在发动机进水口位置时，首先和节温器安装在出水口位置时的循环方式一样，进行小循环。当冷却液温度继续上升到石蜡融化温度时阀门开启，一部分冷却液流入散热器后先经过节温器然后返回水泵进行循环。在这种布置方式下节温器在开启后不久就会接触到来自散热器的低温冷却液，阀门就会关闭，这样就只有一部分低温冷却液进入发动机水套内对发动机进行冷却，等经过节温器的温度再次上升到开启温度时，节温器再次打开。在这种循环方式下可以减小发动机机体内冷却液温度的波动和冷热冲击的程度，但节温器会频繁的开启和关闭，而且节温器处在发动机进水口，经过管路后会有部分热量的散失，无法准确的探测到发动机内的温度。下图为节温器在进水口位置的动态控制。

六、结语

蜡式节温器在发动机水冷却系统中起着感应冷却液温度和控制循环路线的作用，它不仅结构简单、寿命长，而且不受发动机内冷却系统的水压影响，只与冷却液的温度有关。但当节温器出现再小的故障也可能对发动机产生灾难性的后果，所以节温器的好坏对水冷却系统来说至关重要，只有持续改进，才能使其发挥更好的作用。

参考文献：

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[3]杜艳霞.常见发动机冷却系统故障诊断与维修[J].机械与电子，2009 （1）.