自動車の心臓部！ペレット型サーモスタットの仕組み
車を知りたい
先生、「ペレット型サーモスタット」って、どういう仕組みなんですか？ ワックスで温度を測れるのが、なんか不思議です。
自動車研究家
いい質問だね！ ペレット型サーモスタットは、温度によって体積が変わるワックスの性質を利用しているんだ。温度が上がるとワックスが溶けて体積が増え、その力で弁が開く仕組みだよ。
車を知りたい
なるほど。温度が上がるとワックスが膨張して弁が開くんですね。それで、温度が下がるとどうなるんですか？
自動車研究家
温度が下がると、溶けていたワックスが固まって体積が減る。すると、バネの力で弁が閉まるんだ。この開閉を繰り返すことで、エンジンの温度を適切に保っているんだよ。
ペレット型サーモスタットとは。
「ペレット型サーモスタット」とは、自動車に使われる部品で、ケースに入ったワックスが熱で溶けて膨張する力を利用して弁を開く仕組みのサーモスタットです。ワックスの種類や配合を変えることで、弁が開く温度や開く大きさを調整できます。現在ではほとんどのサーモスタットがこのタイプで、以前のアルコールを使ったタイプに比べて、温度管理の性能が良く、価格も安いというメリットがあります。
ペレット型サーモスタットとは？
ペレット型サーモスタットは、自動車のエンジンの冷却水を制御する重要な部品です。その名の通り、「ペレット」と呼ばれる特殊なワックス状の物質が封入されており、このペレットの性質を利用して冷却水の流量を調整しています。
ワックスの働きで温度を制御
自動車のエンジンは、常に最適な温度で稼働することが求められます。その温度管理を担う重要な部品の一つが、ペレット型サーモスタットです。 ペレット型サーモスタットは、温度変化によって体積が大きく変わる特殊なワックスの性質を利用して、エンジンの冷却水の流量を調整しています。
エンジンが冷えている時は、ワックスは固体状態となり、サーモスタット内のバルブを閉じています。これにより、冷却水の循環が制限され、エンジンが早く温まるように促します。 一方、エンジンが温まってくると、ワックスは膨張し始めます。 この体積変化がバルブを押し開く力を生み出し、冷却水が流れ始めることで、エンジンのオーバーヒートを防ぎます。 このように、ペレット型サーモスタットは、小さな部品ながらも、ワックスの特性を活かして、自動車のエンジン性能と寿命を維持する上で重要な役割を担っているのです。
開弁温度とバルブリフト量の調整
ペレット型サーモスタットは、バルブの開度を調整することでエンジンの冷却水の流量を制御し、適正な温度を保つ役割を担っています。では、この開弁温度とバルブリフト量はどのように調整されているのでしょうか？
その秘密は、ペレットと呼ばれる特殊なワックスにあります。ペレットは温度変化によって体積が大きく変化する性質を持っており、エンジンが冷えている時はペレットは収縮し、バルブを閉じた状態に保ちます。
エンジンが始動し、冷却水の温度が上がると、ペレットは徐々に膨張を始めます。そして、設定された開弁温度に達すると、ペレットの膨張圧力がスプリングの力に打ち勝ち、バルブを押し開くのです。
この時のバルブが開く高さ（リフト量）も、ペレットの膨張率によって緻密に制御されています。温度変化に対してリフト量が適切に設定されていることで、エンジンは常に最適な温度で稼働することができるのです。
従来型サーモスタットとの比較
従来のサーモスタットは、バイメタルと呼ばれる金属の熱膨張率の違いを利用して、冷却水の流量を調整していました。温度変化に対して反応が遅く、冷却水の流量制御も大まかになりがちでした。一方、ペレット型サーモスタットはワックスペレットの体積変化を利用します。このワックスペレットは、温度変化に対して非常に敏感に反応するため、従来型よりも高速かつ精密な冷却水の流量制御が可能となりました。これにより、エンジンは常に最適な温度で稼働し、燃費向上や排出ガス低減に貢献します。
自動車の性能に与える影響
ペレット型サーモスタットは、自動車のエンジンの性能に大きな影響を与えます。 エンジンの温度を適切に保つことで、燃費の向上、排気ガスの削減、エンジンの出力向上、そしてエンジンの寿命を延ばす効果も期待できます。
例えば、エンジンが冷えている始動時には、サーモスタットは冷却水の循環を抑制し、エンジンを素早く温めます。 これにより、摩擦を減らし、燃費効率を向上させます。 一方、エンジンが高温になった場合には、サーモスタットは冷却水を循環させ、エンジンを冷却します。 これにより、エンジンのオーバーヒートを防ぎ、安定した性能を発揮させることができます。 つまり、ペレット型サーモスタットは、自動車の性能を最大限に引き出すために、非常に重要な役割を担っていると言えるでしょう。