서모스탯은 냉각수 흐름 경로를 제어하는 밸브입니다. 일반적으로 온도 감지 부품을 포함하는 자동 온도 조절 장치로, 열팽창이나 저온 수축을 통해 공기, 가스 또는 액체의 흐름을 켜고 끕니다.
서모스탯은 냉각수 온도에 따라 라디에이터로 유입되는 물의 양을 자동으로 조절하고, 물의 순환 범위를 변경하여 냉각 시스템의 방열 용량을 조절하고 엔진이 적정 온도 범위에서 작동하도록 합니다. 서모스탯은 반드시 양호한 기술적 상태를 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 엔진의 정상 작동에 심각한 영향을 미치게 됩니다. 서모스탯의 메인 밸브가 너무 늦게 열리면 엔진 과열을 유발하고, 메인 밸브가 너무 일찍 열리면 엔진 예열 시간이 길어지고 엔진 온도가 너무 낮아집니다.
결론적으로, 서모스탯의 역할은 엔진이 과냉각되지 않도록 유지하는 것입니다. 예를 들어, 엔진이 정상적으로 작동하더라도 겨울철 주행 시 서모스탯이 없으면 엔진 온도가 너무 낮아질 수 있습니다. 이때 엔진은 냉각수의 순환을 일시적으로 차단하여 엔진 온도가 너무 낮아지지 않도록 해야 합니다.
왁스 온도 조절 장치의 작동 원리
사용되는 주요 서모스탯은 왁스형 서모스탯입니다.냉각 온도가 지정된 값보다 낮으면 서모스탯 온도 감지 본체의 정제된 파라핀이 고체가 되고, 서모스탯 밸브는 스프링의 작용으로 엔진과 라디에이터 사이에서 닫힙니다.냉각수는 엔진 내부의 소량 순환을 위해 워터 펌프를 통해 엔진으로 돌아갑니다.냉각수의 온도가 지정된 값에 도달하면 파라핀이 녹기 시작하여 점차 액체가 되고 부피가 증가하고 고무 튜브가 압축되어 수축합니다.고무 튜브가 수축하면 푸시로드에 위쪽 추력이 가해지고 푸시로드는 밸브에 아래쪽 역추력을 가하여 밸브를 엽니다.이때 냉각수는 라디에이터와 서모스탯 밸브를 통과한 다음 큰 사이클 동안 워터 펌프를 통해 엔진으로 다시 흐릅니다.대부분의 서모스탯은 실린더 헤드의 물 배출 파이프라인에 배치됩니다.이것의 장점은 구조가 간단하고 냉각 시스템 내의 기포를 쉽게 제거할 수 있다는 것입니다. 단점은 작동 중에 온도 조절 장치가 자주 열리고 닫혀 진동이 발생한다는 것입니다.
국가 판결
엔진이 차가워지기 시작할 때, 물탱크 상부 물실 입구 파이프에서 냉각수가 흘러나오면 서모스탯 메인 밸브를 닫을 수 없음을 의미합니다. 엔진 냉각수 온도가 70℃를 초과하면 물탱크 상부 물실 입구 파이프에서 냉각수가 나오지 않으면 서모스탯 메인 밸브를 정상적으로 열 수 없으므로 수리가 필요합니다. 차량의 서모스탯 점검은 다음과 같이 수행할 수 있습니다.
엔진 시동 후 점검: 라디에이터 물 입구 커버를 엽니다. 라디에이터의 냉각 수준이 고정되어 있으면 서모스탯이 정상적으로 작동하고 있음을 의미합니다. 그렇지 않으면 서모스탯이 제대로 작동하지 않음을 의미합니다. 이는 수온이 70°C 미만일 때 서모스탯의 팽창 실린더가 수축 상태에 있고 메인 밸브가 닫혀 있기 때문입니다. 수온이 80°C보다 높으면 팽창 실린더가 팽창하고 메인 밸브가 점차 열리고 라디에이터의 순환수가 흐르기 시작합니다. 수온계가 70°C 미만을 나타낼 때 라디에이터의 입구 파이프에 물이 흐르고 수온이 따뜻하면 서모스탯의 메인 밸브가 단단히 닫히지 않아 냉각수가 조기에 순환함을 의미합니다.
수온 상승 후 확인 사항: 엔진 작동 초기에는 수온이 급격히 상승합니다. 수온계가 80°C를 가리키면 가열 속도가 느려져 서모스탯이 정상적으로 작동하고 있음을 나타냅니다. 반대로 수온이 급격히 상승하다가 내부 압력이 일정 수준에 도달하면 끓는 물이 갑자기 넘쳐흐르는데, 이는 메인 밸브가 막혀 갑자기 열린 것을 의미합니다.
수온계가 70~80°C를 가리키면 라디에이터 덮개와 라디에이터 배수 스위치를 열고 손으로 수온을 확인해 보세요. 두 가지 모두 뜨거우면 서모스탯이 정상적으로 작동하고 있음을 의미합니다. 라디에이터 급수구의 수온이 낮고 라디에이터에 물이 가득 차 있으면 서모스탯이 정상적으로 작동하고 있음을 의미합니다. 라디에이터 급수구에서 물이 전혀 나오지 않거나 라디에이터 급수관에서 흐르는 물이 적으면 서모스탯 메인 밸브를 열 수 없음을 의미합니다.
움직이지 않거나 단단히 닫히지 않은 온도 조절 장치는 청소나 수리를 위해 분리해야 하며, 즉시 사용해서는 안 됩니다.
정기 검사
온도 조절기 스위치 상태
온도 조절기 스위치 상태
정보에 따르면 왁스 서모스탯의 안전수명은 일반적으로 50,000km이므로 안전수명에 맞춰 정기적으로 교체하는 것이 필요합니다.
온도 조절기 위치
서모스탯 점검 방법은 온도 조절식 항온 가열 장비의 서모스탯 메인 밸브의 개방 온도, 완전 개방 온도, 리프트를 점검하는 것입니다. 이 중 하나라도 규정된 값을 충족하지 못하면 서모스탯을 교체해야 합니다. 예를 들어, 산타나 JV 엔진의 서모스탯의 경우, 메인 밸브의 개방 온도는 87°C ± 2°C, 완전 개방 온도는 102°C ± 3°C, 그리고 완전 개방 리프트는 7mm 이상입니다.
온도 조절 장치 배열
일반적으로 수냉식 시스템의 냉각수는 차체에서 유입되어 실린더 헤드에서 배출됩니다. 대부분의 서모스탯은 실린더 헤드 출구 라인에 위치합니다. 이러한 구조의 장점은 구조가 간단하고 수냉식 시스템 내의 기포를 쉽게 제거할 수 있다는 것입니다. 단점은 서모스탯 작동 시 진동이 발생한다는 것입니다.
예를 들어, 겨울철 차가운 엔진을 시동할 때 냉각수 온도가 낮아 서모스탯 밸브가 닫힙니다. 냉각수가 작은 주기에 있을 때 온도가 빠르게 상승하면 서모스탯 밸브가 열립니다. 동시에 라디에이터의 저온 냉각수가 차체로 유입되어 냉각수가 다시 식으면서 서모스탯 밸브가 다시 닫힙니다. 냉각수 온도가 다시 상승하면 서모스탯 밸브가 다시 열립니다. 모든 냉각수 온도가 안정될 때까지 서모스탯 밸브는 안정되어 반복적으로 열리고 닫히지 않습니다. 서모스탯 밸브가 짧은 시간 내에 반복적으로 열리고 닫히는 현상을 서모스탯 진동이라고 합니다. 이러한 현상이 발생하면 자동차의 연료 소비량이 증가합니다.
서모스탯은 라디에이터의 물 배출 파이프에도 배치될 수 있습니다. 이러한 배치는 서모스탯의 진동 현상을 줄이거나 없애고 냉각수 온도를 정밀하게 제어할 수 있지만, 구조가 복잡하고 비용이 많이 들며, 주로 고성능 차량과 겨울철 고속 주행이 잦은 차량에 사용됩니다.[2]
왁스 온도 조절 장치 개선
온도 제어 드라이브 구성 요소의 개선
상하이공정기술대학교는 파라핀 서모스탯을 모체로 하고 원통형 코일 스프링 형태의 구리 기반 형상기억합금을 온도 제어 구동 요소로 사용하는 새로운 유형의 서모스탯을 개발했습니다. 서모스탯은 자동차 시동 실린더의 온도가 낮을 때 스프링을 바이어스하고, 압축 합금 스프링은 메인 밸브를 닫고 보조 밸브를 열어 작은 사이클을 수행합니다. 냉각수 온도가 일정 온도에 도달하면 형상기억합금 스프링이 팽창하고 바이어스를 압축합니다. 스프링은 서모스탯의 메인 밸브를 열고, 냉각수 온도가 상승함에 따라 메인 밸브의 열림량이 점차 증가하고 보조 밸브가 점차 닫혀 큰 사이클을 수행합니다.
온도 제어 장치로서, 메모리 합금은 밸브 개방 동작을 온도에 따라 비교적 부드럽게 변화시켜 내연기관 시동 시 물탱크 내 저온 냉각수가 실린더 블록에 가하는 열응력을 줄이는 데 효과적이며, 동시에 서모스탯의 수명을 향상시킵니다. 그러나 서모스탯은 왁스 서모스탯을 기반으로 수정되었으며, 온도 제어 구동 요소의 구조 설계는 어느 정도 제한적입니다.
밸브 개선
서모스탯은 냉각액에 스로틀링 효과를 미칩니다. 서모스탯을 통과하는 냉각액의 손실은 내연기관의 출력 손실로 이어지며, 이는 무시할 수 없습니다. 밸브는 측벽에 구멍이 있는 얇은 원통형으로 설계되었으며, 액체 흐름 경로는 측면 구멍과 중앙 구멍으로 구성됩니다. 밸브 재질은 황동 또는 알루미늄으로 제작되어 밸브 표면을 매끄럽게 하여 저항을 줄이고 온도를 향상시킵니다. 장치의 효율을 향상시킵니다.
냉각 매체의 흐름 회로 최적화
내연기관의 이상적인 열 작동 상태는 실린더 헤드의 온도가 상대적으로 낮고 실린더 블록의 온도가 상대적으로 높은 것입니다. 이러한 이유로 분할 유동 냉각 시스템(iai)이 등장했으며, 서모스탯의 구조와 설치 위치가 중요한 역할을 합니다. 서모스탯의 설치 구조는 두 개의 서모스탯이 동일한 브래킷에 설치되고, 온도 센서는 두 번째 서모스탯에 설치되며, 냉각수 유량의 1/3은 실린더 블록 냉각에, 2/3는 실린더 헤드 냉각에 사용됩니다.
