节温器是控制冷却液流动路径的阀门,它根据冷却液的温度打开或关闭冷却液流向散热器的通道。当发动机冷起动时,冷却液的温度较低,节温器将冷却液流向散热器的通道关闭,冷却液经水泵直接流回气缸体和气缸盖水套内,以使冷却液能够迅速升温。当冷却液温度上升到一定值时,节温器将冷却液流向散热器的通道打开,冷却液经散热器降温后流回水泵。如果发动机不装节温器,低温冷却液始终大循环,将导致发动机不能迅速升温,长时间在低温下运行。同时,车厢内的暖风系统以及节气门体加热装置等将不能正常工作。 由于冷却系统的冷却液一般都是从发动机的气缸体流入、从气缸盖流出,所以大多数发动机的节温器布置在气缸盖出水管路中,如图10-14所示。这种布置方式的优点是结构简单,容易排除冷却系统中的气泡;缺点是节温器在工作时会产生振荡现象(节温器在短时间内反复开闭的现象称为节温器振荡)。例如,在冬季起动冷发动机时由于冷却液温度低,节温器主阀门关闭,冷却液进行小循环,温度很快升高,节温器主阀门迅速开启;与此同时,散热器内的低温冷却液流入气缸体,使冷却液温度下降,节温器主阀门重新关闭;当冷却液的温度回升时,节温器主阀门再次打开;直到全部冷却液的温度稳定之后,节温器主阀门才不再反复开闭。当出现这种现象时,将增加汽车的燃油消耗量。 有些发动机的节温器安装在水泵入水口,这种设计能够防止发动机气缸体内的冷却液温度急剧降低,从而减小发动机内部应力的变化,避免发动机损坏。
普通节温器:
汽车发动机节温器通常是蜡式节温器,主要由主阀门、旁通阀、推杆、壳体和石蜡等组成,如图10-15所示。推杆的一端固定在上支架上,另一端插入胶管的中心孔内,石蜡装在胶管与感应体外壳之间的腔体内。
温度较低时,石蜡呈固态,主阀门被弹簧推向上方与阀座压紧,处于关闭状态,如图10-16a所示,此时旁通阀开启,冷却液进行小循环,来自发动机水套的冷却液经旁通阀、小循环水管直接进入水泵,然后回到发动机气缸体水套内。
随着冷却液温度上升,石蜡逐渐熔化成液态,体积膨胀,迫使胶管收缩,对推杆端部产生向上的作用力,由于推杆固定在上支架上,推杆对胶管、节温器壳体产生向下的反作用力。
当冷却液温度升高到一定值时,反作用力克服弹簧的弹力使胶管、节温器壳体向下运动,主阀门开始开启,同时旁通阀开始关闭。当冷却液温度进一步升高到一定值时,主阀门完全开启,而旁通阀正好完全关闭,如图10-16b所示,来自气缸盖水套的冷却液全部经过散热器进行大循环。当冷却液温度处于主阀门开始开启与完全开启温度之间时,主阀门和旁通阀均部分开启,冷却液进行混合循环。
电子节温器:
越来越多的发动机,例如上汽通用1.6L(LDE)/1.6T(LLU)/1.8L(2HO)等发动机开始使用电子节温器(图10-17)。电子节温器是在蜡式节温器的基础上增加了加热装置,冷却液温度和加热装置都可以控制电子节温器的开启。加热装置的工作由ECM通过占空比(PWM)信号控制。
电子节温器与普通节温器特性曲线对比如图10-18所示。电子节温器相对于蜡式节温器来说,其工作温度范围广,节温器阀门开度大,即便控制信号失效,节温器内部的石蜡也可以正常工作,控制冷却液的大、小循环。
节温器的测试和诊断：
节温器测试和诊断的方法通常有三种,即加热法、红外线测温法和诊断仪检测法。
1.加热法将节温器从发动机上拆下,并确认阀门关闭,选择0.4mm厚的塞尺插入主阀门间隙,提起塞尺,使节温器悬空,正常的节温器不会脱落,否则应更换节温器。将节温器和塞尺放入热水中,模拟发动机水温变化,并监测水温上升到节温器开启温度时的变化量,如果节温器从塞尺上脱落的水温变化量在4℃的范围内,说明节温器工作正常;如果水温变化量相差较大,则应更换节温器。
2.红外线测温法红外线温度测试仪可以用来测量节温器周围冷却液的温度,该区域为发动机温度的最高处。冷却系统正常工作时,在该处测得的温度有如下变化①当发动机暖机后,测得的温度接近于节温器开启温度。
②当节温器开启后,冷却液流向散热器,测得的温度将下降。
③当节温器进入循环开闭周期时,温度将在节温器开启温度与可控温度之间高低循环变化。
3.诊断仪检测法诊断仪检测法是通过诊断仪,借助冷却液温度传感器的输出信号,来判断冷却液的实际温度。
节温器在故障诊断中的应用：
有些车主或维修技师常常拆掉节温器后让发动机运行,通过观察冷却液温度的变化来判断节温器是否存在故障,这种方法是不正确的,因为有些车辆拆下节温器后反而会引起发动机过热,原因如下：
①拆掉节温器后,冷却液在散热器中的流速更快。节温器原本可以用来控制冷却液的流速,使其在散热器中停留更长的时间,从而使冷却液在重新进入发动机前温度下降得更多;没有了节温器的控制,更多的高温冷却液快速通过散热器后直接回到发动机。
②冷却液和外界空气之间的温差越大,两者之间的热传导效果越好。当无节温器时,由于冷却液流速加快,两者之间的温差大为缩小。
因此,遇到发动机过热的故障时,拆下节温器并不能解决问题。因为节温器通过控制大、小循环流量来确保发动机的温度在正常范围内,而发动机过热通常是由以下原因引起：
①发动机运行时产生过多热量。发动机运行时负载过大或点火正时不正确,都会造成发动机过热。
②冷却系统存在故障或有缺陷,也会造成发动机过热。
综上所述,发动机过热不一定是由节温器引起的;而发动机不能正常暖机,大多是由节温器引起的。
