节温器.pdf

在汽车的冷却系统中，多数都装有控制冷却水流向的节温器。其目的是控制冷却水是否要经过散热器散热，最终保证冷却水的水温。现代汽车用节温器主要有液体式和蜡式两种，参看《汽车配件知识》陈晋元等编，人民交通出版社出版。它们的作用相同但结构不同。液体节温器主要是在圆筒中封入乙醇2/3（或其它易蒸发液体）和水1/3的混合液。这种液体在受热时易蒸发膨胀，这样就可以在打开上阀门的同时关闭侧阀门，起控制水路的作用。这种节温器对冷却系统中的工作压力较为敏感，工作可靠性差、寿命短、加工制造工艺复杂，成本高，蜡式节温器的中心有一个感温器，常温时感温器中的蜡成固体，温度升高时蜡逐渐熔化变成液体，其体积膨胀，通过感温器中的特殊设计，使膨胀力变为推力使上阀门打开，下阀门关闭也起到了控制水路的作用。它虽然在一定程度上比液体式节温器好，可其可靠性、寿命都不理想，制造仍复杂而且制造成本高。根据现在节温器的特点、本发明利用功能材料-形状记忆合金、设计出对环境要求不高、工作可靠、寿命长、成本低的新式节温器。
    本设计思想是利用形状记忆合金在设定温度变形的特点，把形状记忆合金丝簧和反向弹簧放在一隔板的两边，当温度高于形状记忆合金的变形温度时，形状记忆合金丝簧膨胀，它压缩反向弹簧同时使一个阀门打开，一个阀门关闭，在低温时，形状记忆合金丝簧变软，反向弹簧把它压缩，同时使打开的阀门关上，原关上地阀门重新打开。

    其具体结构如图所示，图1、图2为可取代蜡式节温器的设计，图3、图4、图5为所示为能取代液体式节温器的设计。它们的设计原理一样，只是结构略有不同，在图1、图2所示的节温器中1为中轴、2为外壳，当水温低时，形状记忆合金丝簧5是软的，反向弹簧6使形状记忆合金丝簧被压缩，这样上阀门4紧闭，下阀门3抬起，冷却水只能从下阀门下的水路流走如图1所示。当冷却水的水温高过形状记忆合金丝的变形温度时，形状记忆合金丝簧5开始膨胀。它带动中轴1，压缩反向弹簧6带动上、下阀门都向下走，这时下阀门渐渐堵住阀门下的水路。上阀门4渐渐打开，冷却水最终不能从下阀3下的水路流走而通过上阀门流出，这时水就经过散热器散热后才能流回水泵如图2所示。当冷却水温度变低，低过形状记忆合金的变形温度，它就会回到图1的装态。这样节温器就完成了控制水的流向的作用。图3、图4、图5为能取代液体式节温器的结构示意图，当水温低时如图3所示，这时形状记忆合金丝簧变软，反向弹簧6使形状记忆合金丝簧被压缩。这样上阀门4与外壳2处于紧闭状态而通过中轴1与上阀门一体的侧阀门13由于位置在侧通孔打开，冷却水通过侧通孔及孔外水路直接流入水泵。当水温升高并高过形状记忆合金的变形温度时，形状记忆合金丝簧5开始膨胀，它通过中轴1带着上阀门4，侧阀门13及下挡片11齐向上，向上的下挡片压缩反向弹簧6，这样侧阀门13最后会堵住侧通孔12，而上阀门4与外壳的边缘出现了通路冷却水无法从侧通孔流出而只能从上阀门流出通过管路使冷却水进入散热器，然后流入水泵，其状态如图4所示，其中上支架8，下支架10其结构如图5所示。在水温重新降低后，由于形状记忆合金丝簧变软，反向弹簧再使其被压缩重新回到图3所示状态。这样就完成了控制水流向的作用。

    总之，这两样新型节温器是完全能取代传统产品的新型节温器。它具有对环境要求不高、工作稳定可靠，经久耐用和较低的制造成本的特点，是老产品所不及的。

    图中9为上汽孔，7为套管。