节温器基本知识
节温器工作原理
节温器工作原理
节温器是一种用于控制温度的装置，其工作原理主要依靠热膨胀原理和电磁原理。
热膨胀原理是节温器的核心原理之一。
节温器内部通常含有一根具有热敏特性的金属杆，常见的有双金属片、液体膨胀元件（如液体膨胀瓶）等。
当温度升高时，金属杆会因为热胀冷缩的特性而发生长度变化，进而使节温器内部的机械结构转动或位移。
利用这种热膨胀现象，节温器可以实现对温度的感知和控制。
电磁原理也是节温器工作的重要原理。
节温器内部通常有一份电路，其中包括控制电磁线圈、电磁铁和触点等。
当温度变化引起金属杆长度变化时，电磁线圈会受到激励，产生电磁力作用于电磁铁或触点。
经过电磁力的作用，节温器内部的机械结构会发生相应的移动或触点的闭合和断开，从而控制外部设备的工作状态。
总之，节温器通过利用热膨胀和电磁原理，感知温度变化并通过机械或电子方式控制温度，以实现对温度的调节和控制。
这种原理使得节温器在许多领域中得到广泛应用，例如家用电器、暖通设备、汽车等。
节温器的基本原理
节温器，也称为温度调节器，是一种用于控制温度的设备。
其基本原理是通过感知环境温度的变化，然后采取相应的控制措施来调节温度的变化。
一般而言，节温器包括以下几个主要组成部分：
温度感知器：通常采用温度传感器，如热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器等，用于感知环境温度的变化，并将其转换成电信号。
控制器：接收温度感知器传来的电信号，并与设定的温度进行比较，确定是否需要进行温度调节。
控制器通常由微处理器或专用电路组成，根据预设的温度范围来进行控制。
调节装置：根据控制器的指令，调节温度的变化。
常见的调节装置有电阻、电磁阀、继电器等，用于控制加热或制冷设备的工作状态。
节温器的基本工作原理如下：
感知温度：温度感知器感知环境温度的变化，并将其转换成电信号。
比较和判断：控制器接收温度感知器传来的电信号，并与设定的温度进行比较。
根据比较结果，判断是否需要进行温度调节。
温度调节：根据控制器的指令，调节温度的变化。
如果温度过高，则控制器可能发送指令给加热装置以减少温度；如果温度过低，则控制器可能发送指令给制冷装置以增加温度。
反馈控制：节温器会持续感知环境温度的变化，并根据实际温度与设定温度的差异进行调节，以使环境温度保持在设定的范围内。
综上所述，节温器通过感知温度、比较判断和温度调节来控制环境温度，以满足设定的温度要求。
它在各种应用中起着重要的作用，如空调系统、加热系统、温室控制等。
汽车节温器说明书
1.绪论 (1)1.1大型工程软件CATIA介绍 (1)1.2本次课程设计的主要任务及目的 (1)1.3本次课程设计的任务要求 (1)1.4本次课程设计的进度安排 (1)2.节温器介绍 (2)2．1节温器概述 (2)2．2节温器术语 (2)2．3节温器的组成 (2)3.节温器功用及原理 (3)3.1节温器的作用 (3)3.2节温器的工作原理 (4)4.节温器注意事项 (5)4.1节温器的检查 (5)4.2节温器安装方法 (5)4.3判断节温器工作状态 (5)4．4节温器的拆装和检查 (6)4.5节温器常见故障 (7)4.6拆除节温器错误观点....................... .. (8)小结 (9)主要参考资料及资料索引 (10)1.1大型工程软件CATIA介绍CATIA是由法国达索系统公司（Dassault Systemes，DS）开发的集成了CAD、CAM和CAE的大型软件，凭借其突出的技术优势在制造业的各个领域得到了广泛的应用，成为全球制造业的主流设计软件。
利用CATIA中的机械设计中零部件设计模块进行三维建模，所画图形一目了然；用线框与线条模块进行曲面设计；所做图形清晰流畅。
CATIA已经成了汽车工业CAD/CAM的事实标准，欧洲、北美和亚洲的顶尖汽车制造商纷纷采用其作为核心系统。
在航空工业领域，空中客车公司、Pratt&Whimey、EADS、洛克西德马丁、美国联合航空公司、达索航空等都选用CATIA进行新产品设计。
著名的丰田汽车公司、VOLVO卡车、TODA赛车等都从其他系统转到CATIA 进行新产品的设计。
电子家电行业的索尼、三洋、松下、先锋、伊莱克斯、香港亚伦，船舶行业的IHl、NKK、烟台莱福士造船厂，机车行业的阿尔斯通、邦巴迪、西门子，消费品行业的可口可乐、Evian、Swatch，轮胎行业的固特异、米其林以及机械各行业等，CATIA的客户遍及世界各地。
国内的哈尔滨、沈阳、西安、成都、景德镇、上海、贵阳等航空飞机设计制造厂也都无一例外地都选用CATIA作为其核心设计和加工软件。
节温器故障表现
节温器故障表现节温器常见的故障有三种：无法打开、打开不完全、无法关闭。
其对应的故障现象如下：节温器无法打开：散热器上下水管温度差异有些车节温器装在发动机冷却液出水口，而冷却液出水口连着散热器上部的上水管。
如果节温器无法打开的话冷却液被憋在发动机里无法流出，这时候散热器上水管是凉的。
有些车节温器装在回水管道上，如果节温器打不开的话会导致散热器上水管发烫而下水管冰凉。
节温器开度不够：散热风扇长转不停节温器开度不够指的是节温器无法完全打开，这时候冷却液循环散热的通道面积变窄，循环流量下降，会导致散热效率下降。
发动机产生的热量无法被及时带走，但是冷却液并没有完全停止循环，所以发动机也不高温。
而散热风扇是ECU根据发动机冷却液温度控制的，冷却液温度一直保持在偏高的水平那么ECU就会持续控制散热风扇转动散热。
记得以前我的车就出现了这样的问题，只要跑稍微远点的路散热风扇就开始持续转动，停车后仍然转个不停。
这时候用冷水冲一下散热器，半分钟不到风扇就自动停止转动了。
后来检查发现是节温器上的橡胶垫太厚导致节温器打开后冷却液通道太窄，于是买了个副厂件，装上去问题就解决了。
因为副厂件的橡胶垫没那么厚。
节温器无法关闭：发动机水温下降节温器无法关闭时冷却液会持续在散热器里循环散热，这时候就出现了开头所说的现象：车停在原地温度正常，跑起来后水温立刻下降。
因为车停在原地时散热器没有气流经过，散热效率很低，所以散热器不会导致太多的热量损失。
而车跑起来后车头气流冲击散热器，大量空气快速带走了冷却液的热量从而导致发动机温度迅速下降。
曾经有一次发动机突然高温，事发时已经是夜晚了，修了大半天硬是找不到问题。
由于第二天还要上高速跑长途，发动机高温肯定是不敢上高速了。
于是我就把节温器给拆掉，在车里放了块硬纸板。
上高速后用硬纸板挡在散热器前面，先挡一小部分，然后跑一段看水温情况。
由于挡的太少，所以发动机水温始终上不来。
于是停下车再多挡点，然后继续跑，直到水温能保持在正常水平既不升也不降，这基本上就维持平衡了。
节温器工作原理
节温器工作原理节温器是一种普遍使用的仪器，它在恒定温度下控制温度的变化。
节温器主要应用于化学、生物、食品、医疗等领域，可用于控制反应过程中的温度，以及维持分离某些微生物或组织的温度稳定。
本文将介绍节温器的工作原理，并详细阐述其各个方面。
节温器主要有两种类型：模拟节温器和数字节温器。
模拟节温器使用最广泛，是一种传统的控制温度的方法。
数字节温器则是现代技术应用于控制温度的一种方式。
下文将以模拟节温器为例进行讲解。
首先，节温器的主要部件是热敏元件。
热敏元件可以是热敏电阻、热敏二极管或热敏电容器。
这些元件的电阻或电容随着温度变化而变化。
温度越高，电阻或电容越小。
这是由于随着温度升高，电子在元件中的运动加快，因此，电阻或电容受电场的影响而减小。
节温器的工作原理涉及比例控制器、温度传感器和加热器。
比例控制器可以是数字或模拟控制器。
温度传感器是热敏元件，可以变化电量(例如电阻或电容值），进而反映温度变化。
加热器的功率可以被电子高速调整和控制。
误差信号：温度传感器收到温度变化的信号，在比例控制器的作用下生成误差信号。
误差信号是温度偏离目标温度的量。
比例控制器测量误差信号，并基于目标温度和实际温度之间的差异来计算开放量，即加热器的电压或电阻。
加热器：加热器主要是通过微调电子运动，加工平均粒子速度，从而增加温度，并保持稳定的温度。
加热器的功率可以是加热电器、电磁电炉、热管等各种形式进行控制。
压敏元件和继电器将误差信号作为输入，控制加热器的功率，并调整不同温度区域内的电压和电流。
热敏电阻：热敏电阻可将温度转换成电信号。
它可以随环境温度的变化而变化。
当电流流过它时，电阻会随温度变化而改变。
温度越高，电阻越小。
这意味着在使用热敏电阻传感器时，电阻值的变化可以反映环境温度的变化。
不同温度范围内选择不同的传感器。
例如，当使用锂电池时，必须保持恒定的温度范围，以避免发生爆炸。
锂电池节温器需要对电池进行恒温控制，以维持它的正常运行条件。
简述节温器的工作过程
简述节温器的工作过程
节温器是一种控制温度的设备，它通过监测温度信号来调节工业过程中的温度。
其主要工作原理是对被控介质（如水、气体等）进行测温和控温，以达到希望的工业生产工艺要求。
具体工作过程如下：
1. 传感器测温：节温器通过传感器采集被控介质的温度信号，读取被控介质的温度。
2. 比较控制：节温器将被控介质的实际温度与设定的温度值进行比较分析，判断是否需要进行调节。
3. 控温调节：如果被控介质的实际温度和设定温度不一致，节温器将通过控制元件（如调节阀、加热器等）来调节被控介质中的热量，以实现温度的控制，使被控介质的温度保持在设定的温度范围之内。
4. 监测反馈：节温器对被控介质的温度进行实时监测，如果被控介质的温度发生变化，节温器将自动对其进行调节，以保证被控介质的温度维持在设定范围内。
5. 安全保护：节温器还配备了监控设备，以检测被控介质的异常情况，在发生故障时及时进行报警和保护，确保生产安全。
图文详解：冷却系统的各组成部件及工作原理
图文详解：冷却系统的各组成部件及工作原理1双阀蜡式节温器节温器是控制冷却液流动路径的阀门。
当发动机冷启动时，冷却液的温受较低，这时节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，使冷却液经水泵入口直接流入机体或气缸盖水套，以便使冷却液能够迅速升温。
如果不装节温器，让温度较低的冷却液经过散热器冷却后返回发动机，则冷却液的温度将长时间不能升高，发动机也将长时间在低温下运转。
双阀蜡式节温器的结构如下图所示。
推杆的一端紧固在带状上支架上，而另一端则插入感温体内的胶管当中。
感温体支承在带状下支架及节温器阀之间，在感温体外壳与胶管中间充满精制石蜡。
▲ 双蜡式节温器的结构双阀蜡式节温器工作原理：阀座与下支架铆接在一起，紧固在阀座上的中心杆的锥形下端插在橡胶管内；橡胶管与感温器体之间的空腔内充满特制的石蜡，常温下石蜡呈固态，当温度升高时，逐渐熔化，体积也随之增大，感温器体上部套装在主阀门上，下端则与副阀门铆接在一起；节温器安装在水泵下端，进水口的前部，用来控制水泵的进水。
当冷却液温度低于85℃时，节温器体内的石蜡体积膨胀量尚小，故主阀门受大弹簧作用紧压在阀座上，来自散热器的水道被关闭，而副阀门则离开来自发动机的旁通水道，所以冷却液便不经过散热器，只在水泵与发动机水套之间进行小循环流动。
这样，冷发动机开始工作时，冷却液快速升温，能很快暖机，在短时间内达到发动机正常工作温度。
当冷却水温度高于85℃时，石蜡体积膨胀，使橡胶管受挤压变形，但由于中心杆是固定不动的，于是橡胶管收缩则对中心杆锥形端部产生一个轴向推力，迫使感温器体压缩大弹簧，使主阀门逐渐开启，副阀门逐渐关闭，因而部分来自散热器的冷却水进行大循环流动。
随着温度升高，主阀门开大，进行大循环冷却水量增多。
当水温达到105℃时，主阀全开，开足升程至少7mm，副阀门则完全关闭，全部冷却水流经散热器进行大循环流动。
注：溢流阀或称溢流孔有排空气作用。
下图中锥面是在出水侧，而进水侧是扁的，这样就不能封热水而是封冷水防逆流。
大众波罗双节温器工作原理
大众波罗双节温器工作原理
大众波罗双节温器主要通过感温元件和电控部分实现温度检测和控制的功能。
感温元件通常采用双金属温度感应杆，由两种不同膨胀系数的金属组成。
当温度发生变化时，两种金属会产生不同的膨胀程度，从而使感应杆发生位移。
感应杆的位移通过传动机构传递给电控部分。
电控部分主要包括驱动器、测温盘和控温盘。
驱动器接收传动机构传递的位移信号，并将其转换为电信号。
测温盘通过测量传感器发出的电信号来确定当前的温度值。
控温盘根据设定的温度值与测温盘的数据进行比较，并根据差异调整控制装置的输出信号，从而控制温度在设定范围内稳定。
当温度低于设定值时，控制装置会输出信号给加热系统，使其加热，提高温度；当温度高于设定值时，控制装置会输出信号给制冷系统，使其制冷，降低温度。
通过这种方式，大众波罗双节温器能够实现精确的温度控制。
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冷却液循环路线
汽车发动机的冷却系统为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环 流动。强制循环水冷系统由水泵，散热器，冷却风扇，节温器，补偿水桶，发动机缸体和缸盖中的水套以 及其他附属装置等组成。
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节温器的基本性能
蜡丸的组成：主要是感温蜡和添加剂成分，感温蜡是CnH2n+2 直链异构烷烃混合物，经常会掺有铜粉或铝 粉，作用是增强导热性，使感温蜡及时、均匀地感受到水温变化。
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SGM Confidential 如下图所示：发动机温度升高的整个过程可以分为三个阶段，由冷机到发动机预热的过程，热量由冷却液 迅速传递至发动机各部件的阶段，冷却液温度的不断调节。 由下图可见：带有电子节温器的冷却相对于传统的冷却系统而言，能使冷却液保持在相对较高的温度下， 这样就能在不损坏发动机的情况下，提高发动机的工作温度，减少热量的损失。
初开温度：低分子量的烷烃熔化开始 ，节温器阀门刚刚开启时的冷却液温度 ，它的公差范围一般为4℃， 如105℃的节温器，初开温度为105±2 ℃ ，指在温度在（103-107 ）℃时节温器开始开启。 全开温度：高分子量的烷烃熔化完毕，节温器阀门完全打开时的冷却液温度。
阀门升程：感温蜡由固态变为液态后体积膨胀，挤压胶管，促使推杆上升，推动主阀门上升的高度。 全开升程：是指节温器在温度达到全开温度时，主阀门的上升高度，节温器的最小升程，一般为8毫米， 如GEN3的电子节温器，其全开温度是120℃，就是指在120 ℃的温度下，节温器的升程最小为8毫米。 常态下，不考虑加热电阻加热的情况下，GEN3节温器在推杆上升5.5~6mm时，副阀门完全关闭，此时冷 却液的温度大致为112~115 ℃之间。 节温器还有如下性能指标： 耐久性：调温器从低温槽（阀门关闭状态）进入高温槽（阀门开启状态），再回到低温槽（阀门关闭状态） 为一次循环。 在耐久性指标规定的循环次数之后，调温器基本性能：初开温度和全开升程的变化必须在一 定的范围之内。 滞后性：在全开升程中，节温器的测试点在升温和降温过程所对应的两个温度数值之间的差值。GEN3节 温器在升程为2mm处，开启曲线和关闭曲线的温度最大差值为6 ℃。 灵敏度：节温器在规定的温度下主阀门由关闭达到全开升程所需要的时间，GEN3节温器的灵敏度定义为 70S。
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以上是电子节温器加热电阻的电压信号的占空比情况，如上图所示：在水温为95到105 ℃之间时，发 动机控制系统（ECU）所施加的电压信号的占空比（PWM）为100%；当冷却液温度上升到为105至 120 ℃之间时，ECU所施加电压信号的占空比与冷却液温度呈线性关系，如上图中的蓝色直线所示； 当冷却液温度大于120 ℃时，加热电压信号的占空比为零，此时依靠冷却液的温度已经可以确保主阀 门完全开启。
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节温器基本原理介绍
1 冷却水循环简介
冷却系统的作用 冷却介质的组成 冷却液循环路线
2 节温器工作原理
节温器基本知识 电子节温器控制原理 电子节温器的优点
3 GEN3节温器组装工艺
节温器组装过程
4 节温器常见失效模式
加热电阻单元短路 节温器壳体裂纹
冷却介质的组成
根据冷却介质的不同可以将冷却系统分为水冷系统和风冷系统，汽车发动机大都采用水冷系统，用以传递热量的介质 为冷却液。冷却液是水与防冻剂的混合物，其中冷却液用水最好是软水，最常见的防冻剂是乙二醇，冷却液中水与乙 二醇的比例不同，其冰点也不同，如下表所示。另外，防冻剂也有防止冷却液过早沸腾的附加作用，且其中含有防锈 剂和泡沫抑制剂。GEN3发动机的冷却液为50%的水和50%冷却液的混合，按照下表其冰点为-35.5 ℃，常压下的沸 点为108 ℃左右。
GEN3节温器的结构
副弹簧 挡片 衬套 主阀门 感温体 连接器 副阀门 推杆 胶管 主弹簧 蜡丸 加热电阻片
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GEN3节温器的电子元件
GEN3的电子节温器的主要电子器件为加热电阻和水温传感器，其工作原理分别如下： 加热电阻：其阻值要求为15±0.6 Ω ，主要是接受发动机控制模块的信号（ECU）的电压信号，ECU根据发 动机的不同载荷以及车速结合冷却液的温度情况，对加热电阻施加直流电压信号（通常为13~14V电压，要 求不高于16V），通过控制占空比来影响电阻的加热情况，从而控制感温体中石蜡的融化情况。 水温传感器：封装一个副温度系数的热敏电阻，利用热敏电阻的温度敏感特性，将环境温度的变化转化为 热 敏电阻阻值的变化，并通过分压电路转化成电压信号输出给电子控制器。常温下其阻值为2000欧左右，随温 度的升高，其阻值按照以下特性曲线变化。
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电子节温器的控制逻辑
如上图所示为电子节温器的控制逻辑，ECU内部设定了节温器的标定载荷（TL），车速（VFZG），同时还 有空气温度（TA），发动机上的传感器会向ECU反馈测定的信号，ECU将其与之前标定的数值进行比较之 后，会通过改变电压输出信号的占空比来控制电阻片的加热情况，从而起到控制节温器主阀门开启的作用， 最终改变冷却液的温度。 诚信 敬业 专业 创新
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SGM Confidential 如下图所示为典型的节温器内部标定温度的控制图，随发动机载荷以及车速的不同，加热电阻开始加热 时的冷却液的温度是不一样的。以蓝色区域为例，在高速以及高负荷的情况下，发动机控制系统（ECU） 内设定的电阻片加热温度为80~90度之间，即此温度下，仅靠冷却液的温度是无法打开主阀门的，但 ECU感应到载荷和车速信号后，会通过加热电阻片，提前将主阀门打开，防止冷却液温度的突然升高。
其循环的路线主要如下所示：
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SGM Confidential 节温器用来控制冷却液循环路线，传统节温器主要水温来控制自身开关，在此种情况下，冷却液的循环路 线可以根据温度分为以下三种情况： 1）当冷却液的温度低于105度时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器主阀门在弹簧的作用下关闭，冷 却液无法流向散热器的，此时冷却液进行小循环； 2）当冷却液的温度大于115度时，石蜡熔化，体积膨胀，压迫胶管收缩。在胶管收缩的同时，对推杆作用 以向上的推力，由于推杆上端固定，因此推杆对胶管和感温体产生向下的反推力，使节温器主阀门阀开启， 且促使旁通阀关闭，冷却液流向散热器，只进行大循环。 3）当冷却液的温度介于二者之间时，节温器推杆上升高度有限，促使主阀门和旁通阀均开启，冷却液进 行混合循环。
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电子节温器的优点
传统节温器：以石蜡作为感温介质，依靠冷却液的温度调节阀门的开关，具有响应延迟的缺点。 电子节温器：发动机控制系统程序中编有电子控制冷却系统的特性图，与传统的发动机控制单元相 比功能有所增加。它接受电子控制冷却系统的传感器送来的信号并驱动电子控制系统的执行器，并 且设计了电子控制冷却系统的监控电路，因此电子控制冷却系统具有自诊断功能。 输入发动机控制单元的信号有：散热器回流温度，加热器控制电位计； 发动机控制单元输出的信号有：温度调节单元加载电压，散热风扇控制信号。 电子节温器的基本工作原理为系统的传感器采集必要的信息，发动机控制单元对这些信息时刻进行 计算，并根据计算结果进行相应控制： 1）激活加热电阻，打开大循环调节冷却液温度 2）激活冷却风扇，迅速降低冷却液温度 相比之下使用电子节温器有以下的优点： 1）在相同工况下，使发动机在相对于传统节温器更高的温度下进行工作 2）能够使燃油的燃烧更充分，有利于改善废气的排放，减少CO和CH的排放 3）能够减少燃油的消耗，特别是当发动机在低负荷的状态下运行时
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冷却水循环简介
冷却系统的作用
冷却系统的功用是使发动机在所有的工况下都保持在适当的温度范围内。冷却系统要防止发动机过热，也要防止冬季 发动机过冷。在冷态下的发动机启动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。GEN3发 动机在部分载荷的情况下其冷却液的温度大约为105 ℃，在高速及高载荷的情况下冷却液温度保持在90 ℃左右。 GEN3发动机发动机过热的影响： 发动机过冷的影响： 1）润滑油因为高温而变质，发动机零件之间 1）缸壁温度过低导致燃油蒸发不良， 燃烧品质变坏； 无法保持正常的油膜； 2）受热零件由于膨胀过大而破坏正常的间隙； 2）润滑油粘度加大，无法形成良好的润滑油膜，磨擦 3）高温促使金属材料的力学性能下降，以致 损失加大； 承受不了正常的负载； 3）由于温度低而增加气缸的腐蚀磨损；