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性能特点和作用说明 |
康明斯柴油发电机节温器的工作原理和结构 |
摘要：节温器是控制冷却液流动路径的阀门。其作用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证康明斯发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响康明斯柴油发电机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。康明斯公司在本文中专门针对节温器的工作原理、结构特点以及节温器好坏的检查方法进行简明扼要的陈述。
一、节温器原理、结构和特点
1、节温器工作原理
腊式节温器当冷却温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。
2、节温器结构
节温器是用于调节柴油发电机冷却水温度的一种装置，功用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的流量，改变冷却水的循环回路，以调节发动机冷却系统的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器结构如图1所示，包括阀体和感应部件，阀体由上半阀体和下半阀体固定连接而成，上半阀体设有主出水管，下半阀体设有进水管和副出水管，副出水管与下半阀体为分体结构，副出水管与下半阀体一侧设有的安装孔过盈配合连接，感应部件包括支架、壳体、膜片、压盖和推杆，壳体连接在支架上，膜片设于壳体内孔上开口由压盖进行压紧，压盖由壳体上开口的内翻边进行铆压固定，膜片以下的壳体内孔充填蜡粉，推杆的下端活动插入压盖设有的内孔，推杆上端与支架的顶部抵靠。
3、康明斯节温器的特点
柴油发电机节温器安装在节温支架总成上，如图2所示。节温器支架总成包括一个支架和连杆节温器壳。
（1）推杆在装配时其中空管内加注油脂，油脂可以从细孔渗透对推杆的运动进行长期润滑，进而能够长时间使调温器保持高灵敏度工作，工作可靠，使用寿命长；
（2）C型横截面的密封环对支架边沿进行包裹后再由上下半阀体进行压紧固定，不仅使调温器的内部密封得到良好保障，而且对支架进行更好定位，支架的更好定位相当于对整个感应部件的更好定位，于是感应部件定位可靠，工作时不容易受震动影响调节精度，有效提高产品工作灵敏度。
（3）KTA19型柴油发电机的节温器不能带通气孔。每个节温器有两个节温器密封件。密封件可防止柴油发电机需要较高的冷却液流量尔引起的浸蚀和泄漏。
（4）所有安装中冷器或进气跨接体的柴油发电机都必须在右排缸节温器壳上装隔热板，用以防止由于增压器排气出口的热损坏处水软管。外置式中冷器的KTA38型和KTA50型柴油发电机不需要隔热板。新的隔热板装在节温器壳上，现在的柴油发电机不许装老式隔热板。
（5）在6BT型柴油发电机上，在节温器装有冷却液温度过高自动停机装置。当冷却液的温度超过标准温度（74～91℃），停机装置将切断通往PT泵的电路，停油阀关闭通向喷油器的通路，使柴油发电机停机。这样就不致因冷却液温度过高而损坏零件。
4、节温器的位置布局
（1）一般水冷系统的冷却液都是由机体流进，从气缸盖流出。大多数节温器布置在气缸盖出水管路中。这种布置方式的优点是结构简单，容易排除水冷系统中的气泡；其缺点是在节温器工作时会产生振荡现象。
例如，在冬季起动冷态发动机时，由于冷却液温度低，节温器阀关闭。冷却液在进行小循环时，温度很快升高，节温器阀开启。与此同时，散热器内的低温冷却液流入机体，使冷却液又冷了下来，节温器阀重新关闭。等到冷却液温度再度升高，节温器阀又再次打开。直到全部冷却液的温度稳定之后，节温器阀才趋于稳定不再反复开闭。节温器阀在短时间内反复开闭的现象，称为节温器振荡。当出现这种现象时，将增加柴油发电机的燃油消耗量。
（2）节温器也可以布置在散热器的出水管路中。这种布置方式可以减轻或消除节温器振荡现象，并能精确地控制冷却液温度。
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图1 节温器零件结构图 |
图2 节温器安装图 |
二、节温器失效的检查方法
当发动机开始冷机运转时，水箱的上水室进水管处如还有冷却水流出，则说明节温器的主阀门不能关闭；当发动机冷却水温度超过70℃时，水箱的上水室进水管处无冷却水流出，则说明节温器主阀门不能正常开启，这时就需要进行修理。节温器的检查可在机器上进行，方法如下：
1、发动机起动后的检查
打开散热器加水口盖，若散热器内冷却水平静，则表明节温器工作正常，否则，则表示节温器工作失常。这是因为，在水温低于70℃时，节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于80℃时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。当水温表指示70℃以下时，散热器进水管处若有水流动，水温温热，则表示节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。
2、水温升高后的检查
（1）发动机工作初期，水温上升很快；当水温表指示80℃后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，若水温一直升高很快，当内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开。
（2）在水温表指示70℃-80℃时，打开散热器盖和散热器放水开关，用手感其水温，若均烫手说明节温器工作正常；若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。
（3）有卡滞或关闭不严的节温器应拆下清洗或修复，不可将就使用。
3、节温器试验检查
节温器的良好性试验方法是在温度可调试的恒温加热设备中，检查节温器主阀门的开启温度、全开温度及升程，其中有一项不符合规范定值，则应更换节温器。
（1）检查节温器是否磨损或损坏，如图3所示。如果节温器外壳磨损或磨蚀损坏，则必须予以更换。
（2）如图4所示。将节温器和一个 100°C [212°F] 的温度计悬置在一个水容器中，将水加热至100°C [212°F]。不要让节温器或温度计接触到容器侧壁。
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图3 节温器外壳腐蚀或损坏检查 |
图4 柴油机节温器性能测试 |
（3）将节温器放置在 100°C [212°F] 的环境中 4-5 分钟。
（4）如图5所示。继续加热直到节温器完全开启，检查水在节温器“完全开启”时的温度及其开口距离。数据如表1所列。
表1 柴油机节温器开口距离
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mm
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in
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100°C [212°F]
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8
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最小
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0.31
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（5）如图6所示。除去热源，检查水冷却至 85°C [185°F] 时节温器是否完全关闭。
（5）如果节温器不符合技术规范，必须进行更换。
（7）组装前，彻底干燥节温器。
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图5 节温器完全开启状态测试 |
图6 节温器完全关闭状态测试 |
总结：
除了上述办法来判定节温器的良好与否之外，也可以采用红外测温仪近侧节温器检查，用红外测温仪瞄准节温器壳体，测试节温器的进水口和出水口温度变化，发动机启动时进水口温度会增加，待水温表达到70度，测试出水口温度，如果温度没有变化，说明节温器损坏，需要更换。总而言之，节温器的作用是使柴油发电机组不至于过冷。比如说，在柴油发电机组正常工作以后，在冬天开机时，如果没有节温器，柴油发电机组的温度可能会太低。这时候，柴油发电机组需要暂时终止水不循环来保证柴油发电机组温度不至于过低。
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