水暖式加热系统温度控制技巧

1.1.1 水暖式加热系统的工作原理

水暖式加热系统工作原理如图5-1所示。从发动机出来的冷却液经过节温器11，在温度达到80℃时，节温器开启，让发动机冷却液流到供暖系统的加热器芯5，在节温器和加热器芯之间设置了一个热水开关8，用来控制热水的流动。冷却液的另一部分流到散热器散热。冷却液在加热器芯散热，用来加热周围的空气，然后再用风扇4送到车内；冷却液从加热器芯出来，在水泵14的泵吸下，又重新进入发动机的水腔内，冷却发动机，完成一次供暖循环。

1.1.2 水暖式加热装置

水暖式加热装置有两种，一种是单独的暖风机，另一种是整体空调器，现介绍如下。

1）单独暖风机总成：它由加热器、风扇、外壳组成。红旗轿车是采用制冷、供暖分开的方式运行的，温风吹向头和上身；热风吹向足部和风窗玻璃；若调整百叶窗，还可以吹向胸部。这样来达到足暖头冷，让人觉得最舒适。红旗牌轿车采用水暖式供暖除霜系统，如图5-2所示。

图5-1 水暖系统工作原理

1—溢流管 2—回液管 3—加热器进水管 4—风扇 5—加热器芯 6—加热器出水管 7—溢流罐（副水箱） 8—热水开关 9—发动机 10—出液管 11—节温器 12—风扇 13—散热器 14—水泵

一般情况下，汽车的暖风采用自然通风的外循环，空气新鲜，采风口在车灯罩后面，经过风机，进入加热器芯加热。红旗牌轿车有三个暖风机，两个在前面，第三个在第一排座椅的底下，吹向后排座位。

风扇的功能是用来调节输出热风量，一般有三档速度可调。

2）整体空调器：整体空调器是把加热器和蒸发器装在一个箱体内，共用一台风扇，如图5-3所示。但是两者之间用阀门隔开。

加热器的构造和蒸发器有些相似，也分管翅式和管带式两种，其材料有铜质和铝质两种。冷却液自下而上通过加热器，原因是空气和蒸气不会存留在加热器管道内，妨碍液体流动。

如果是装有自动变速器的轿车，在加热器芯内还附有自动变速器油的冷却器。这样发动机冷却液从加热器芯出来后，需要对自动变速器油冷却后，才回到发动机。

1.1.3 冷却液控制阀（热水阀）

冷却液控制阀装在加热器和进水管之间，用来控制供暖器的冷却液通路。

冷却液控制阀有两种：一种是拉绳钢索式控制阀，另一种是真空控制阀。

1）拉绳钢索式冷却液控制阀：拉绳冷却液控制阀使用在手动空调中，它需依靠人工移动调节键来移动开关的钢索，来达到关闭或打开控制阀。其结构如图5-4所示。

图5-2 红旗轿车暖气通风系统

1—通风口 2—抽风机 3—风管 4—风道 5—加热器 6—除霜风门 7—前座暖风口 8—后风管 9—后座暖风机 10—后座暖风口 11—风机倒速开关 12—室外空气手柄 13—后座加热器 14、18、20—加热器回水管 15—热水开关 16—总出水管 17—总进水管 19—进水管 21—总回水管 22、23—放出开关

图5-3 整体空调器

1—加热器芯 2—轴流风机 3—蒸发器 4—进风口

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图5-4 拉绳冷却液控制阀

1—流向加热器 2—控制阀 3—进水管 4—管夹 5—弹簧支架 6—拉绳

2）真空冷却液控制阀：真空控制阀的构造如图5-5所示。冷却液控制阀主要是一个封闭真空膜片盒，真空由发动机的进气歧管或真空罐引来。

供暖时，真空膜片盒的右空腔与真空源导通，在两端压差作用下，膜片克服弹簧力，带动活塞一起右移，活塞将冷却液通路开启，这时发动机冷却液便流向加热器，系统处于供暖状态。若真空膜片盒的真空源断开，则弹簧压力通过膜片带动活塞左移，此时冷却液的通路被关闭，加热器不会发热。

真空控制阀可以用在手动空调上，也可用在自动空调上。

这里要特别注意进出水管的接法，应按箭头方向接，冷却液压力和弹簧压力共同作用，使热水阀处于加强关闭状态。如需要让冷却液进入加热器，真空拉力拉动膜片，克服弹簧力而右移，活塞移动准确。如果反箭头方向接法，在发动机高速运转时，由于水泵吸力大，使活塞两端压差减小，冷却液压力会克服弹簧压力，使真空阀在关闭工况下也会右移，阀门开启，使空调器不能正确控制供暖温度。

图5-5 真空冷却液控制阀

1—发动机冷却液接口 2—加热器接口 3—活塞 4—真空膜片 5—大气孔 6—弹簧 7—真空接口

1.1.4 节温器

在水暖式供暖系统中，有一个节温器，装在发动机冷却液通道的出口处，通常在出水软管法兰接口的下面，感温元件装在发动机的冷却水套内，以感应发动机内冷却液的温度。

节温器的作用是：在发动机温度比较低时，将冷却液经过散热器和空调加热器芯的大循环通路关闭，让它只是在发动机内小循环，以保证发动机能在最短的时间内达到正常工作温度，使发动机进入稳定工况。这就是说，节温器的功能是保证发动机的最低工作温度。

标准的节温器在82℃时，才逐渐打开冷却液的通路，到96℃时，全部打开，让全部冷却液进行大循环，同样地，在温度降低时，节温器也逐渐关小外循环通道，到82℃时全部关闭。

节温器的构造如图5-6所示。现在使用的节温器都是石蜡节温器，它已经取代了老式的波纹管节温器。其构造如下：

感温物质是石蜡，内掺有铜粉（用来加强石蜡的导热性）。石蜡装在铜感温套内，套中心有一根用弹性橡胶包着的阀杆，阀杆的上端固定在节温器阀体上。阀门紧套在感温套上。

节温器工作原理如下：感温套在冷却液温度较低时，石蜡等不变形，阀门在弹簧作用下关闭冷却液的外循环通道。发动机冷却液只能在小循环流动，如图5-6a所示。

冷却液温度上升后，将石蜡加热，由于石蜡的膨胀系数大，并且无定形，所以，膨胀压紧橡胶套，弹性橡胶套受压变形，推动阀杆向上运动，但因阀杆固定在节温器壳体上不能运动，所以，膨胀体只能推动感温套克服弹簧力下移，带动阀门一起下移，打开冷却液大循环的主通道，冷却液流到蒸发器水箱，如图5-6b所示。

很明显，温度越高，石蜡膨胀越多，阀门流通面积相应越大，冷却液流量亦越大。所以石蜡节温器是渐开式的，这便适应了发动机冷却液的调温特性。

这里特别说明一下，目前绝大多数汽车的风扇离合器都是硅油型离合器。其作用是使风扇和水泵在冷却液低于82℃时停止工作，以利于节能。

同时，由于轿车发动机的转速高，使用普通冷却水极易引起冷却水沸腾。现用冷却液一般是在水中加入添加剂，使其沸点提高到130℃，冰点为-35℃。

图5-6 石蜡节温器

1—中心杆 2—阀门 3—石蜡 4—橡胶套 5—感温套 6—调节和固定螺钉 7—弹簧 8—石蜡受热变形 9—橡胶套变形 10—感温套下移 11—阀门打开