性能特點和作用說明

康明斯柴油發電機節溫器的工作原理和結構

 

 摘要：節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門。其作用是根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，改變水的循環范圍，以調節冷卻系的散熱能力，保證康明斯發動機在合適的溫度范圍內工作。節溫器必須保持良好的技術狀態，否則會嚴重影響康明斯柴油發電機的正常工作。如節溫器主閥門開啟過遲，就會引起發動機過熱；主閥門開啟過早，則使發動機預熱時間延長，使發動機溫度過低。康明斯公司在本文中專門針對節溫器的工作原理、結構特點以及節溫器好壞的檢查方法進行簡明扼要的陳述。

一、節溫器原理、結構和特點

 

1、節溫器工作原理

      臘式節溫器當冷卻溫度低于規定值時，節溫器感溫體內的精致石蠟呈固態，節溫器閥在彈簧的作用下關閉發動機與散熱器之間的通道，冷卻液經水泵返回發動機，進行發動機內小循環。當冷卻液溫度達到規定值后，石蠟開始融化逐漸變為液體，體積隨之增大并壓迫橡膠管使其收縮。在橡膠管收縮的同時對推桿作用以向上的推力，推桿對閥門有向下的反推力使閥門開啟。這時冷卻液經由散熱器和節溫器閥，再經水泵流回發動機，進行大循環。

2、節溫器結構

      節溫器是用于調節柴油發電機冷卻水溫度的一種裝置，功用是根據冷卻水溫度的高低自動調節進入散熱器的流量，改變冷卻水的循環回路，以調節發動機冷卻系統的散熱能力，保證發動機在合適的溫度范圍內工作。節溫器結構如圖1所示，包括閥體和感應部件，閥體由上半閥體和下半閥體固定連接而成，上半閥體設有主出水管，下半閥體設有進水管和副出水管，副出水管與下半閥體為分體結構，副出水管與下半閥體一側設有的安裝孔過盈配合連接，感應部件包括支架、殼體、膜片、壓蓋和推桿，殼體連接在支架上，膜片設于殼體內孔上開口由壓蓋進行壓緊，壓蓋由殼體上開口的內翻邊進行鉚壓固定，膜片以下的殼體內孔充填蠟粉，推桿的下端活動插入壓蓋設有的內孔，推桿上端與支架的頂部抵靠。

3、康明斯節溫器的特點

      柴油發電機節溫器安裝在節溫支架總成上，如圖2所示。節溫器支架總成包括一個支架和連桿節溫器殼。

（1）推桿在裝配時其中空管內加注油脂，油脂可以從細孔滲透對推桿的運動進行長期潤滑，進而能夠長時間使調溫器保持高靈敏度工作，工作可靠，使用壽命長；

（2）C型橫截面的密封環對支架邊沿進行包裹后再由上下半閥體進行壓緊固定，不僅使調溫器的內部密封得到良好保障，而且對支架進行更好定位，支架的更好定位相當于對整個感應部件的更好定位，于是感應部件定位可靠，工作時不容易受震動影響調節精度，有效提高產品工作靈敏度。

（3）KTA19型柴油發電機的節溫器不能帶通氣孔。每個節溫器有兩個節溫器密封件。密封件可防止柴油發電機需要較高的冷卻液流量爾引起的浸蝕和泄漏。

（4）所有安裝中冷器或進氣跨接體的柴油發電機都必須在右排缸節溫器殼上裝隔熱板，用以防止由于增壓器排氣出口的熱損壞處水軟管。外置式中冷器的KTA38型和KTA50型柴油發電機不需要隔熱板。新的隔熱板裝在節溫器殼上，現在的柴油發電機不許裝老式隔熱板。

（5）在6BT型柴油發電機上，在節溫器裝有冷卻液溫度過高自動停機裝置。當冷卻液的溫度超過標準溫度（74～91℃），停機裝置將切斷通往PT泵的電路，停油閥關閉通向噴油器的通路，使柴油發電機停機。這樣就不致因冷卻液溫度過高而損壞零件。

（1）一般水冷系統的冷卻液都是由機體流進，從氣缸蓋流出。大多數節溫器布置在氣缸蓋出水管路中。這種布置方式的優點是結構簡單，容易排除水冷系統中的氣泡；其缺點是在節溫器工作時會產生振蕩現象。

      例如，在冬季起動冷態發動機時，由于冷卻液溫度低，節溫器閥關閉。冷卻液在進行小循環時，溫度很快升高，節溫器閥開啟。與此同時，散熱器內的低溫冷卻液流入機體，使冷卻液又冷了下來，節溫器閥重新關閉。等到冷卻液溫度再度升高，節溫器閥又再次打開。直到全部冷卻液的溫度穩定之后，節溫器閥才趨于穩定不再反復開閉。節溫器閥在短時間內反復開閉的現象，稱為節溫器振蕩。當出現這種現象時，將增加柴油發電機的燃油消耗量。

（2）節溫器也可以布置在散熱器的出水管路中。這種布置方式可以減輕或消除節溫器振蕩現象，并能精確地控制冷卻液溫度。

 

圖1  節溫器零件結構圖

圖2  節溫器安裝圖

 

二、節溫器失效的檢查方法

      當發動機開始冷機運轉時，水箱的上水室進水管處如還有冷卻水流出，則說明節溫器的主閥門不能關閉；當發動機冷卻水溫度超過70℃時，水箱的上水室進水管處無冷卻水流出，則說明節溫器主閥門不能正常開啟，這時就需要進行修理。節溫器的檢查可在機器上進行，方法如下：

1、發動機起動后的檢查

      打開散熱器加水口蓋，若散熱器內冷卻水平靜，則表明節溫器工作正常，否則，則表示節溫器工作失常。這是因為，在水溫低于70℃時，節溫器膨脹筒處于收縮狀態，主閥門關閉；當水溫高于80℃時，膨脹筒膨脹，主閥門漸漸打開，散熱器內循環水開始流動。當水溫表指示70℃以下時，散熱器進水管處若有水流動，水溫溫熱，則表示節溫器主閥門關閉不嚴，使冷卻水過早大循環。

2、水溫升高后的檢查

（1）發動機工作初期，水溫上升很快；當水溫表指示80℃后，升溫速度減慢，則表明節溫器工作正常。反之，若水溫一直升高很快，當內壓達到一定程度時，沸水突然溢出，則表明主閥門有卡滯，突然打開。

（2）在水溫表指示70℃-80℃時，打開散熱器蓋和散熱器放水開關，用手感其水溫，若均燙手說明節溫器工作正常；若散熱器加水口處水溫低，且散熱器上水室進水管處無水流出或流水甚微，說明節溫器主閥門無法打開。

（3）有卡滯或關閉不嚴的節溫器應拆下清洗或修復，不可將就使用。

3、節溫器試驗檢查

      節溫器的良好性試驗方法是在溫度可調試的恒溫加熱設備中，檢查節溫器主閥門的開啟溫度、全開溫度及升程，其中有一項不符合規范定值，則應更換節溫器。

（1）檢查節溫器是否磨損或損壞，如圖3所示。如果節溫器外殼磨損或磨蝕損壞，則必須予以更換。

（2）如圖4所示。將節溫器和一個 100°C [212°F] 的溫度計懸置在一個水容器中，將水加熱至100°C [212°F]。不要讓節溫器或溫度計接觸到容器側壁。

 

圖3  節溫器外殼腐蝕或損壞檢查

圖4  柴油機節溫器性能測試

 

（3）將節溫器放置在 100°C [212°F] 的環境中 4-5 分鐘。

（4）如圖5所示。繼續加熱直到節溫器完全開啟，檢查水在節溫器“完全開啟”時的溫度及其開口距離。數據如表1所列。

 

表1    柴油機節溫器開口距離

 

（5）如圖6所示。除去熱源，檢查水冷卻至 85°C [185°F] 時節溫器是否完全關閉。

（5）如果節溫器不符合技術規范，必須進行更換。

（7）組裝前，徹底干燥節溫器。

 

圖5  節溫器完全開啟狀態測試

圖6  節溫器完全關閉狀態測試

 

總結：

      除了上述辦法來判定節溫器的良好與否之外，也可以采用紅外測溫儀近側節溫器檢查，用紅外測溫儀瞄準節溫器殼體，測試節溫器的進水口和出水口溫度變化，發動機啟動時進水口溫度會增加，待水溫表達到70度，測試出水口溫度，如果溫度沒有變化，說明節溫器損壞，需要更換。總而言之，節溫器的作用是使柴油發電機組不至于過冷。比如說，在柴油發電機組正常工作以后，在冬天開機時，如果沒有節溫器，柴油發電機組的溫度可能會太低。這時候，柴油發電機組需要暫時終止水不循環來保證柴油發電機組溫度不至于過低。

 

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