调温器在汽车冷却系统中的应用.pdf
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1、内燃机与配件w w w n r j p j c n调温器在汽车冷却系统中的应用李荣忠(曲阜天博汽车零部件制造有限公司,山东 济宁 )摘要:作为现代的燃油发动机制冷系统有两大作用:尽快使发动机达到适宜的工作温度,排出运行过程中产生的多余热量.因此,冷却系统能迅速提供平稳的运转环境,使其高效运转、降低排放污染,进而延长发动机寿命.调温器作为冷却系统的关键零部件,合理的参数设计显得尤为重要,并越来越受到设计人员的重视.本文以调温器感应体设计为重点,介绍了普通调温器和电子调温器的设计.关键词:冷却系统;调温器;参数设计中图分类号:U 文献标识码:A文章编号:X()A p p l i c a t i o
2、 no fT h e r m o s t a t i nA u t o m o t i v eC o o l i n gS y s t e mL iR o n g z h o n g(Q u f uT EMBA u t oP a r t sM a n u f a c t u r i n gC o,L t d,S h a n d o n gJ i n i n g )A b s t r a c t:A s am o d e r n f u e l e n g i n e r e f r i g e r a t i o ns y s t e mh a s t w om a j o r f u n c
3、 t i o n s:t om a k e t h e e n g i n e r e a c h t h ea p p r o p r i a t ew o r k i n g t e m p e r a t u r ea s s o o na sp o s s i b l e,d i s c h a r g e t h ee x c e s sh e a tp r o d u c e d i nt h ep r o c e s so f o p e r a t i o n T h e r e f o r e,t h e c o o l i n gs y s t e mc a np r o
4、v i d e s m o o t ho p e r a t i o ne n v i r o n m e n t q u i c k l y,m a k e i t o p e r a t e e f f i c i e n t l y,r e d u c ee m i s s i o np o l l u t i o n,a n dp r o l o n ge n g i n e l i f e A s ak e yp a r t o f c o o l i n gs y s t e m,t h e r m o r e g u l a t i o n i sp a r t i c u l
5、a r l y i m p o r t a n t,a n dm o r ea n dm o r ed e s i g n e r s a r ep a y i n ga t t e n t i o nt o i t T h i s a r t i c l e f o c u s e so nt h ed e s i g no ft h e i n d u c t i o nb o d yo ft h et e m p e r a t u r er e g u l a t o r,a n di n t r o d u c e st h ed e s i g no fo r d i n a r
6、yt e m p e r a t u r er e g u l a t o r sa n de l e c t r o n i c t e m p e r a t u r er e g u l a t o r s K e yw o r d s:C o o l i n gs y s t e m;T h e r m o s t a t;P a r a m e t e rd e s i g n作者简介:李荣忠(),男,山东省菏泽市人,汉族,高级工程师,学士,研究方向为汽车零部件.现代的交通工具大部分都是由燃油发动机带动运转的.所有这些都是把贮存在燃料里的化学能转换为机械能,机械能又转化为动能驱使车辆
7、前进.在这个过程中,不仅是燃料在汽缸内燃烧是产生热能.在发动机的很多转动的部件之间的摩擦和从燃烧得到机械能的过程当中我们都可以获得热能,只是这并没有用来驱动机器.相反,这些热能被储藏在发动机中,这些热能如果不转移走的话必将会使发动机过热.调温器的工作原理 发动机温度控制发动机冷却系统用来将多余的热量传递出去.在这一系统中,冷冻液是循环的,流量是通过调温器的开启幅度进行控制的.虽然如此,许多扰变量沿着控制系统的路径会对控制的多变性产生影响,如外部温度、发动机负荷或者是内部加热系统转换的开或者是关.图调温器示意图 常 规 调 温 器 的 温度控制常规调温器调整冷却液温度稳定在一个最大值 以 内,避
8、 免 使 发 动机受 到 高 温 损 害,当 超过这 个 温 度 时,相 关 的发动机零部件可能会被损坏.常规调温器的核心是 一 个 感 应 体,使 得调温器能够在不同的冷却液温度下,开启不同的升程,以达到调节冷却液流量的目的.图是一种常见的调温器.感应体设计常见的感应体有以下三种结构形式,分别叫做胶管式、柱塞式和膜片式感应体(见图).这三种构造都是利用石蜡的热膨胀推动推杆工作.当然,在冷却时,推杆会在弹簧力的作用下回到初始位置.石蜡中混合金属粉末来提高传导热量的能力.图三种调温器感应体剖面随着石蜡温度的升高到它的融化点,这就是所谓的循环的开始,体积可以膨胀大约 .这个增加的体积被胶管或膜片转
9、移到推杆上.固定在黄铜支架上的推杆移动到预先确定的最大高度.通常情况下,会将调温器升程控制在 mm以上.在测量调温器开启高度时,精确控制冷却介质的温度是非常重要的.介质的温度应该是均匀的,并且升降温速度是稳定的.一般来讲,升降温速度应控制在/m i n.年第 期过快或过慢的升降温速度都影响测量的准确性.同时,应通过充分的搅拌,保证冷却介质温度的均匀性.在一个冷热循环系统应用中,感应体可以直接地被周围液体加热和冷却,它的热能被用来溶化石蜡.图调温器温度升程曲线石蜡在不同温度下对应不同的体积,它的热胀冷缩作用到推杆上,推动推杆运动.石蜡物质同样决定温度控制范围,控制介于温度上下限之间的推杆运动.在
10、大部分情况下,感应体的特性被用来为推杆在控制范围内的温度成比例增加.可供选择的温度范围位于 ,以便于在大范围控制冷却液流量.比如,一个调温器感应体可以被设计从 开始,控制范围为,并且活塞开关的控制范围为 mm,如图.在这种情况下,那将意味着石蜡在 开始溶化,同时开始膨胀.调温器推杆在 的范围内对应不同的升程.在快速开启阶段,调温器推杆在温度每增加下可以增加约 mm,直到推杆达到 mm.在发动机冷冻液低于 时,调温器阀门将会逐步被关闭.调温器的感应体与总成感应体被安装在调温器阀座上,当感应体受热时,不仅仅是推杆,整个感应体也开始运动.阀门和感应体,位于打开的阀门之下.当冷冻液温度降低时,弹簧可以
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