온도 조절 장치는 냉각수 흐름 경로를 제어하는 밸브입니다. 일반적으로 온도 감지 부품을 포함하는 자동 온도 조절 장치로, 열팽창 또는 냉각 수축을 이용하여 공기, 가스 또는 액체의 흐름을 켜거나 끕니다.
서모스탯은 냉각수 온도에 따라 라디에이터로 유입되는 물의 양을 자동으로 조절하고, 냉각수의 순환 범위를 변경하여 냉각 시스템의 열 방출 능력을 조절함으로써 엔진이 적절한 온도 범위 내에서 작동하도록 합니다. 서모스탯은 항상 양호한 기술적 상태를 유지해야 하며, 그렇지 않으면 엔진의 정상 작동에 심각한 영향을 미칩니다. 서모스탯의 메인 밸브가 너무 늦게 열리면 엔진이 과열되고, 너무 일찍 열리면 엔진 예열 시간이 길어지고 엔진 온도가 너무 낮아집니다.
요약하자면, 서모스탯의 역할은 엔진이 너무 차가워지는 것을 방지하는 것입니다. 예를 들어, 엔진이 정상적으로 작동한 후 겨울철 주행 시 서모스탯이 없으면 엔진 온도가 너무 낮아질 수 있습니다. 이때 엔진 온도가 너무 낮아지지 않도록 냉각수 순환을 일시적으로 중단해야 합니다.
왁스 온도 조절 장치의 작동 방식
주로 사용되는 서모스탯은 왁스형 서모스탯입니다. 냉각수 온도가 설정값보다 낮으면 서모스탯 온도 감지체 내부의 정제 파라핀이 고체화되어 스프링의 작용으로 엔진과 라디에이터 사이의 서모스탯 밸브가 닫힙니다. 냉각수는 워터 펌프를 통해 엔진으로 되돌아가 엔진 내부에서 소량 순환합니다. 냉각수 온도가 설정값에 도달하면 파라핀이 녹기 시작하여 점차 액체 상태가 되고 부피가 증가하면서 고무 튜브가 압축되어 수축합니다. 고무 튜브가 수축하면 푸시 로드에 상향 추력이 가해지고, 푸시 로드는 밸브에 하향 반추력을 가하여 밸브를 엽니다. 이때 냉각수는 라디에이터와 서모스탯 밸브를 통과한 후 워터 펌프를 통해 엔진으로 되돌아가 대량 순환합니다. 대부분의 서모스탯은 실린더 헤드의 냉각수 배출 배관에 설치됩니다. 이러한 방식의 장점은 구조가 간단하고 냉각 시스템 내의 기포 제거가 용이하다는 것입니다. 단점은 작동 중에 온도 조절기가 자주 열리고 닫히면서 온도가 변동한다는 것입니다.
국가 판결
엔진 시동 시 냉각수가 부족할 경우, 냉각수 탱크 상부 냉각수실 유입관에서 냉각수가 흘러나오면 서모스탯의 메인 밸브가 제대로 닫히지 않는 것입니다. 반대로 엔진 냉각수 온도가 70℃를 초과했을 때 냉각수 탱크 상부 냉각수실 유입관에서 냉각수가 흘러나오지 않으면 서모스탯의 메인 밸브가 정상적으로 열리지 않는 것이므로 수리가 필요합니다. 서모스탯 점검은 다음과 같이 차량에서 진행할 수 있습니다.
엔진 시동 후 점검: 라디에이터 냉각수 유입구 덮개를 열었을 때, 라디에이터 내부의 냉각수 수위가 일정하면 서모스탯이 정상적으로 작동하는 것이고, 그렇지 않으면 서모스탯에 문제가 있는 것입니다. 냉각수 온도가 70°C 미만일 때는 서모스탯의 팽창 실린더가 수축된 상태이고 메인 밸브가 닫혀 있습니다. 냉각수 온도가 80°C 이상이 되면 팽창 실린더가 팽창하면서 메인 밸브가 서서히 열리고 라디에이터 내부의 냉각수가 순환하기 시작합니다. 냉각수 온도계가 70°C 미만을 가리키는데도 라디에이터 유입구에서 물이 흐르고 수온이 따뜻하다면, 서모스탯의 메인 밸브가 제대로 닫히지 않아 냉각수가 조기에 순환하고 있는 것입니다.
수온 상승 후 점검: 엔진 작동 초기에는 수온이 빠르게 상승합니다. 수온계가 80도를 가리키면 가열 속도가 느려지는데, 이는 서모스탯이 정상적으로 작동하고 있음을 나타냅니다. 반대로, 수온이 빠르게 상승하다가 내부 압력이 일정 수준에 도달했을 때 끓는 물이 갑자기 넘친다면, 메인 밸브가 고착되었다가 갑자기 열린 것입니다.
수온계가 70~80°C를 가리키면 라디에이터 커버와 라디에이터 배수 스위치를 열고 손으로 물 온도를 확인하십시오. 두 부분 모두 뜨거우면 서모스탯이 정상적으로 작동하는 것입니다. 라디에이터 급수구의 물 온도가 낮고, 라디에이터에 물을 채웠는데도 급수관에서 물이 나오지 않거나 아주 조금만 나온다면 서모스탯의 메인 밸브가 열리지 않는 것입니다.
온도 조절기가 제대로 닫히지 않거나 뻑뻑하게 움직이지 않는 경우, 청소 또는 수리를 위해 분리해야 하며, 즉시 사용해서는 안 됩니다.
정기 점검
온도 조절기 스위치 상태
온도 조절기 스위치 상태
정보에 따르면 왁스 서모스탯의 안전 수명은 일반적으로 5만 km이므로 안전 수명에 맞춰 정기적으로 교체해야 합니다.
온도 조절기 위치
온도 조절식 정온 난방 장비의 온도 조절기 점검 방법은 온도 조절기의 주 밸브 개방 온도, 완전 개방 온도 및 밸브 리프트를 확인하는 것입니다. 이 중 하나라도 규정값을 충족하지 못하면 온도 조절기를 교체해야 합니다. 예를 들어, Santana JV 엔진의 온도 조절기의 경우, 주 밸브 개방 온도는 87°C ± 2°C, 완전 개방 온도는 102°C ± 3°C, 완전 개방 밸브 리프트는 7mm 이상이어야 합니다.
온도 조절 장치 구성
일반적으로 수냉식 냉각 시스템은 냉각수가 차체에서 유입되어 실린더 헤드에서 유출됩니다. 대부분의 서모스탯은 실린더 헤드 배출 라인에 위치합니다. 이러한 방식의 장점은 구조가 간단하고 수냉식 시스템 내의 기포를 제거하기 쉽다는 점입니다. 단점은 서모스탯 작동 시 진동이 발생한다는 것입니다.
예를 들어, 겨울철에 시동을 걸 때 냉각수 온도가 낮아 서모스탯 밸브가 닫힙니다. 냉각수가 짧은 시간 동안 순환하면서 온도가 급격히 상승하면 서모스탯 밸브가 열립니다. 이때 라디에이터의 차가운 냉각수가 차체로 흘러 들어가 냉각되면서 서모스탯 밸브가 다시 닫힙니다. 냉각수 온도가 다시 상승하면 서모스탯 밸브가 다시 열립니다. 이러한 과정이 반복되어 전체 냉각수의 온도가 안정되면 서모스탯 밸브는 더 이상 반복적으로 열리고 닫히지 않습니다. 서모스탯 밸브가 짧은 시간 동안 반복적으로 열리고 닫히는 현상을 서모스탯 진동이라고 합니다. 이러한 현상이 발생하면 차량의 연비가 저하될 수 있습니다.
온도조절기는 라디에이터의 물 배출관에도 설치할 수 있다. 이러한 설치 방식은 온도조절기의 진동 현상을 줄이거나 없애고 냉각수의 온도를 정밀하게 제어할 수 있지만 구조가 복잡하고 비용이 많이 들며 주로 고성능 차량이나 겨울철에 고속 주행을 자주 하는 차량에 사용된다. [2]
왁스 온도 조절기 개선 사항
온도 제어 구동 부품의 개선
상하이 공업대학은 파라핀 서모스탯을 모체로 하고 원통형 코일 스프링 형태의 구리계 형상기억합금을 온도 제어 구동 소자로 사용하는 새로운 유형의 서모스탯을 개발했습니다. 이 서모스탯은 자동차 시동 실린더의 온도가 낮을 때 스프링에 장력을 가하여 압축 합금 스프링이 주 밸브를 닫고 보조 밸브를 여는 짧은 사이클을 수행합니다. 냉각수 온도가 특정 값까지 상승하면 형상기억합금 스프링이 팽창하여 장력을 가합니다. 스프링은 서모스탯의 주 밸브를 열고, 냉각수 온도가 더 상승함에 따라 주 밸브의 개방 정도가 점차 증가하고 보조 밸브는 점차 닫히는 긴 사이클을 수행합니다.
온도 제어 장치로서 메모리 합금은 밸브 개폐 동작이 온도 변화에 따라 비교적 부드럽게 변하도록 하여, 내연기관 시동 시 냉각수 탱크 내 저온 냉각수가 실린더 블록에 가하는 열응력 충격을 줄이는 데 도움이 되며, 동시에 서모스탯의 수명을 향상시킵니다. 그러나 이 서모스탯은 왁스 서모스탯을 기반으로 개량된 것이므로 온도 제어 구동 요소의 구조 설계에는 어느 정도 제약이 있습니다.
밸브 개선
서모스탯은 냉각액의 흐름을 조절하는 효과가 있습니다. 서모스탯을 통과하는 냉각액의 손실은 내연기관의 출력 손실로 이어지므로 무시할 수 없습니다. 이 밸브는 측벽에 구멍이 있는 얇은 원통형으로 설계되었으며, 측면 구멍과 중앙 구멍으로 액체 흐름 채널이 형성됩니다. 밸브 재질로는 황동이나 알루미늄을 사용하여 밸브 표면을 매끄럽게 함으로써 저항을 줄이고 장치의 온도 효율을 향상시킵니다.
냉각 매체의 유동 회로 최적화
내연기관의 이상적인 열 작동 상태는 실린더 헤드의 온도가 비교적 낮고 실린더 블록의 온도가 비교적 높은 상태입니다. 이러한 이유로 분할 유동 냉각 시스템이 등장했으며, 서모스탯의 구조와 설치 위치는 이 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 서모스탯을 함께 사용하는 설치 구조에서는 두 개의 서모스탯이 동일한 브래킷에 설치되고, 온도 센서는 두 번째 서모스탯에 설치됩니다. 냉각수 흐름의 1/3은 실린더 블록 냉각에, 나머지 2/3는 실린더 헤드 냉각에 사용됩니다.
