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エンジン温度管理の要!サーモスタットの仕組みや主な故障原因・対処法とは?

エンジン温度管理の要!サーモスタットの仕組みや主な故障原因・対処法とは?

ガソリンエンジンやディーセルエンジンに代表されるエンジンは、燃焼室で燃料を燃焼させて生じるエネルギーで動力を発生させる内燃機関ですが、燃料を燃焼させて稼働するということは膨大な熱を発生させていることを意味します。

安全な運行を行うためにトラックにはさまざまなエンジン温のコントロール機能が搭載されていますが、エンジン温のコントロールを行う主要部品として採用されるのがサーモスタットです。サーモスタットの仕組みや主な故障原因、故障の際の対処方法などを紹介します。

トラックのエンジンは大量の熱を発生させながら稼働する内燃機関

トラックのエンジンは大量の熱を発生させながら稼働する内燃機関

エンジンはガソリンや軽油などの化石燃料を燃焼室内で燃焼(爆発)させることで発生する燃焼エネルギーによって動力を得る内燃機関ですが、動力発生に燃焼エネルギーを用いるため稼働中はエンジンが発熱します

またエンジン内部には非常に多くの金属製パーツが微小なクリアランス(隙間)を保ちながら組み込まれており、エンジン稼働時には各パーツが擦れあうため膨大な量の摩擦熱も発生します。

トラックの安全な運行にはエンジンの温度管理が欠かせない

既述のとおりエンジン内部に組み込まれるパーツは金属で製造されており、非常に微小なクリアランスを保つ形で組み込まれています。金属は熱が加わると膨張する性質を持っていることは広く知られていますが、エンジンパーツも同様で高熱になると各パーツが膨張しメーカーが設定しているクリアランスのバランスが崩れてしまいます。

精密に組み合わされて高速稼働するエンジンパーツのクリアランス・バランスが崩れるとエンジントラブルの発生原因になりかねないため、エンジンを安定した状態で稼働させるためには高度な温度管理が必要となります。

現在のトラックは水冷式冷却装置でエンジンの温度管理を行っている

エンジンの温度管理は空冷方式と水冷方式の2つのタイプに大別することができます。空冷方式は走行することによって生じる風を利用しエンジンを冷却する方法で、原始的な冷却方法だと言えますが、特別冷却装置が必要ないためシンプルな小型エンジンなどの冷却方法として採用されるケースが多い冷却方法です。

水冷方式はエンジンに設置した冷却液循環経路のウォータージャケットと熱交換で高温になった冷却液の冷却を行うラジエーターの間で冷却液を循環させることでエンジン冷却を行う冷却方式でトラックの冷却方式に広く採用されています。

トラックのエンジン温のコントロール装置、サーモスタットとは?

トラックのエンジン温のコントロール装置、サーモスタットとは?

加温や冷却の温度コントロールを行う温度調節機器がサーモスタットです。さまざまな機器に搭載されていますがサーモスタット自体には加熱・冷却機能はなく、温度コントロールを行いたい対象の温度を検知するセンサーの役割をもつ検知機器だと言えます。

エンジン温をコントロールする必要があるトラックにも搭載されており、サーモスタットが正常に働くことでトラックのエンジンは適正温度にコントロールされています。

サーモスタットの原理やメカニズム

サーモスタットは加熱すると膨張し冷却すると収縮する物質の熱膨張と収縮の原理を温度コントロールに利用したもので、次に挙げる5つのタイプが存在します。

  • バイメタルや形状記憶合金を使用するタイプ
  • ワックスの膨張・収縮を利用するタイプ
  • 温度変化で電気抵抗が変わるサーミスタを利用するタイプ
  • 温度変化で電気抵抗が変わる白金などを利用するタイプ
  • 2種類の金属を使用し熱電対を利用するタイプ

上記6つのサーモスタットの中でトラックのエンジン温コントロールに使用されるのは、温度変化で膨張・収縮するワックスの特性を利用したタイプで閉じた状態が基本のバルブ式構造のサーモスタットです。

サーモスタットの働き

トラックには「異常加熱の防止」と「暖機速度の向上」の2つの目的で、サーモスタットが搭載されています。トラックのエンジンには異常加熱を防ぐために冷却水を循環させるポンプやウォータージャケットが搭載されています。

サーモスタットのバルブが閉じた状態では冷却水は循環できずエンジンの暖機速度が向上し、エンジン温の上昇でサーモスタット内のワックスが徐々に膨張することで段階的にバルブが開き冷却水の循環が行われ異常加熱を防止します。

故障したサーモスタットはどのような状態になる?

故障したサーモスタットはどのような状態になる?

トラックに搭載されるサーモスタットはバルブの開閉で冷却水の循環を調整しエンジン温のコントロールを行うため、サーモスタットが故障すると温度調節機能を失ったトラックのエンジンには不具合が生じ、最悪の場合エンジンブローなどの故障に繋がります。

サーモスタットの故障状態でトラックに生じるトラブルが異なる

エンジン温のコントロールを行うサーモスタットが故障すると温度調節機能を失ったトラックのエンジンは不具合を発生させますが、故障発生時のサーモスタットの状態でトラックに生じる不具合の症状は次に挙げるように異なります。

閉じた状態でサーモスタットが故障した場合

トラックのエンジンは搭載されたウォーターポンプとウォータージャケットで冷却水を循環させ異常加熱を防止しますが、冷却水の循環経路に設置されたサーモスタットが閉じた状態で故障すると冷却水の循環が行えずエンジン温が上がり続けます

エンジン温が上がり続けることで生じる症状は、一般的にオーバーヒートと呼ばれるもので抱きつきや焼き付きなどが発生しエンジン停止や最悪の場合車両火災に繋がるケースも存在します。

開いた状態でサーモスタットが故障した場合

既に紹介したとおりサーモスタットの働きの1つに暖機速度の向上がありますが、サーモスタットが開いた状態で故障するとエンジン始動と共にウォーターポンプが冷却水の循環を始めるのでエンジンが暖まりにくくなります

またエンジンが異常冷却状態となるオーバークールが発生すると、一定の熱膨張を計算して製造されているエンジン内部のクリアランスバランスが崩れ、エンジンの抱きつきや焼き付きを起こしエンジンブローが発生します。

車両火災やエンジンブローなど温度管理の失敗で生じる損害は甚大!

車両火災やエンジンブローなど温度管理の失敗で生じる損害は甚大!

大量の熱を発生しながら高速稼働するエンジンは高度な温度管理が必要であることは既にふれたとおりです。万一エンジンの温度管理システムに不具合が生じ温度管理に失敗するとエンジンは異常加熱状態に陥りエンジントラブルが発生します

異常加熱で発生する代表的なトラブルとしてエンジンの焼き付きが知られていますが、エンジンの焼き付きは段階的に進行し深刻な焼き付きが発生するとエンジンブローに陥ります。また異常加熱したエンジンが火元になり車両火災となるケースも存在するのでエンジンの温度管理の失敗で生じる損害は甚大だと言えるでしょう。

ブローしたトラックのエンジンはオーバーホールや載せ替えが必要となる?

エンジンに生じる致命的なダメージの相称であるエンジンブローの症状として

  • シリンダーブロックやクランクシャフトなどの損傷や固着
  • ピストン溶解やバルブとピストンの干渉
  • ヘッドガスケットの吹き抜け
  • コネクティングロッドや吸排気バルブステムの折損

などが挙げられますが、どの衝動をとっても非常に深刻でありトラックが自走不能の状態に陥ることは間違いありません。

トラックでエンジンブローが発生した場合、軽度のエンジンブローであればオーバーホールでリカバリーできるケースもありますが深刻なエンジンブローの場合は載せ替えが必要となることも珍しくありません。

トラックの心臓部であるエンジン関係の修理費用の経済的負担は小さくない

高い耐久性が求められるトラックのエンジンに搭載するパーツは非常に頑丈に製造されてり1点1点の価格が高額であると共に、エンジンの分解・修理・組み上げには高い技術力と大きな労力が必要となるためエンジンの修理費用は高額となります。

ブローしたトラックのエンジンをオーバーホールすると50~100万円程度の修理費用がかかりますし、ダメージが深刻な場合はさらに修理費用が掛かります。オーバーホールで修理不能なほどのダメージを負ったエンジンは載せ替えが必要になりますが、エンジンはトラック搭載パーツのなかで最も高額なパーツであるため載せ替え費用に数百万円が必要となるケースも存在します。

サーモスタット故障の主な原因や使用限度は?

サーモスタット故障の主な原因や使用限度は?

トラックに搭載されるサーモスタットは、ワックスの膨張収縮を利用したシンプルな構造であることや冷却水の循環経路内に設置され外部からの影響を受けづらいことなどから耐久性の高い丈夫なパーツだと言えます。

しかしエンジンの温度コントロールの要となる重要なパーツであるためサーモスタットの故障は、トラックの運行に大きな影響を与えると言えるでしょう。トラックのサーモスタット故障の主な原因や使用限度について紹介します。

サーモスタットの主な故障原因は経年劣化

エンジンの温度によってワックスが膨張収縮することで機能するトラックのサーモスタットは、常にエンジンの熱や冷却水の圧力の影響を受け続ける過酷な環境で動作しています。膨張収縮を繰り返すことで劣化が進むのがサーモスタットの主な故障原因となるため、サーモスタットの故障原因は経年劣化だと言えるでしょう。

サーモスタットの使用限度の目安はどのくらい?

高温・高圧の状態で冷却水の調整を行いエンジン温のコントロールを行うサーモスタットですが、幸いにも基本構造がシンプルであるため耐用年数は約10年、10万kmと言われています。

10万kmはさまざまなトラックの搭載部品が使用限度に達する走行距離であり、区切りとなる距離だと言えるでしょう。

サーモスタットの故障で生じたトラブルの応急処置方法

サーモスタットの故障で生じたトラブルの応急処置方法

サーモスタットの故障は発生時のサーモスタットの状態でオーバーヒートやオーバークールの発生に繋がります。サーモスタットの故障で生じるオーバーヒートとオーバークールの対処法を紹介します。

トラックがオーバーヒートした場合

トラックがオーバーヒートした場合は次に挙げる対応で処置します。

  1. スピードダウンを行い徐行しながら安全に停車できる場所を探して停車
  2. 水温計がHを振り切っていなければアイドリングで温度降下を待つ
  3. 温度が下がらない場合はエンジンを停止
  4. エンジンルームを開放エンジンの冷却を促す
  5. エンジン温度が下がれば冷却水の量などを確認足りなければ補充する
  6. 最寄りの整備工場に持ち込み本格的な処置を講じる

サーモスタットの故障の場合はすぐにエンジンが異常加熱状態になるので、一旦エンジン温が下がっても安心はできません。

サーモスタットの取付け位置が判る場合は棒などで軽く衝撃を与えることでサーモスタットが開くこともありますが、故障したサーモスタットはすぐに交換することをおすすめします。

トラックがオーバークールの場合

エンジンが異常冷却状態となるのがオーバークールですので、オーバークールの状態を解消するためにはエンジン温を上げる必要があります。エンジン温を上げる応急処置として次に挙げるものなどでラジエーター口をふさぐ方法が効果的です。

  1. 段ボール
  2. ビニール

 

この方法は簡単ですが、走行中にラジエーター前部をふさぐ段ボールやビニールが飛ばないように注意すると共に、エンジンがオーバーヒート状態に陥らないように気を付ける必要があります。

サーモスタットの故障でオーバーヒートに陥るケースより深刻ではありませんが、早めに整備工場などでサーモスタットの交換を行うことをおすすめします。

サーモスタットの故障は深刻なトラブルの引き金になりかねない!

サーモスタットの故障によって引き起こされるオーバーヒートやオーバークールは、放置するとエンジンブローの発生に繋がりかねません。

特にオーバーヒートは廃車や車両火災という最悪のケースも想定される非常に危険な状態ですので早急に適切な対処を行う必要があると言えるでしょう。

応急処置した場合も油断は禁物!サーモスタットのトラブルは繰り返される

応急処置した場合も油断は禁物!サーモスタットのトラブルは繰り返される

サーモスタットの故障でオーバーヒートした場合は冷却液の補充を行い、オーバークールの場合はラジエーターをふさぐなどの処置を講じることがサーモスタット故障発生時の応急処置として挙げられます。

しかし応急処置後は速やかにサーモスタットの交換を行う必要があり、「サーモスタットのトラブルが発生すれば応急処置を講じれば良い」という考えは非常に危険であると捉えるべきでしょう。

サーモスタットが故障した状態で無理に運行を続けると廃車リスクが高まる

サーモスタットが故障し応急処置を施して走行した後、修理はしていないのにサーモスタット故障の症状が改善されたと言うケースは存在しますが、工業製品であるサーモスタットが自然治癒することはありません。

閉じた状態や開いた状態で固着したサーモスタットが走行時の振動で開放されることは考えられますが、1度不具合が生じたサーモスタットは自然治癒するものではありませんので、交換せずに使用を続けると深刻なエンジントラブルに繋がることが予想されます。

サーモスタットが原因のトラブル解決手段はサーモスタット交換しかない

サーモスタットに不具合が発生しているのではないかと感じる場合や、既に故障が発生している場合はサーモスタットの交換を行えば故障箇所をサーモスタットのみに留めることができますが、サーモスタットの交換を怠ると故障箇所の拡大を招きかねません。

サーモスタットが原因のトラブルの解決手段はサーモスタット交換しかないことを忘れず、違和感を感じた際は早めに交換を行うことをおすすめします。

サーモスタットの故障はトラックの経年劣化の目安!

サーモスタットの故障はトラックの経年劣化の目安!

サーモスタットは高温・高圧の過酷な環境下で稼働するパーツですが、基本構造がシンプルであるため耐用年数は約10年・10万kmと高い耐久性をもつパーツでもあります。高い耐久性をもつサーモスタットの故障は、トラック自体の経年劣化が進んでいるということを意味しますので、サーモスタットは経年劣化を見極める目安の1つになると考えられます。

サーモスタットの交換は安価でも経年劣化でトラブルが増えることも!

サーモスタット自体は決して高価なパーツではなく、故障したサーモスタットの交換は工賃込みでも15,000~20,000円程度で行えます。しかし既述のとおりサーモスタットの故障はトラックの経年劣化を示す指標となるものですので、「サーモスタットを交換したから安心」という訳にはいかないと考えられます。

サーモスタット故障は経年劣化の目安!トラック乗り換えが効果的!

経年劣化の進んだトラックは次々にマイナートラブルが発生し、多くのパーツ交換の必要が五月雨式に発生します。使用限度が迫ってきている状態だと言えるトラックを修理しながら維持するのは経済的負担が小さくなく、トラックの運行スケジュールにも悪影響を及ぼしかねません。

サーモスタットの故障を機会にトラックの乗り換えを行うのがおすすめですが、トラックの乗り換えには費用や乗り換え車両の納車期間などが問題となるのも事実ですので、新車よりも中古トラックへの乗り換えを提案します。

中古トラック販売店では新車同様のものからリーズナブルなものまで、幅広い中古トラックを取り扱っており購入後すぐに乗り出せるなどのメリットが存在します。中古トラックのコンディションは年々底上げされていますので、サーモスタットが故障した際には中古トラック販売店を覗いてみることをおすすめします

中古トラックを有効活用する重要ポイントの1つはサーモスタット

中古トラックを有効活用する重要ポイントの1つはサーモスタット

経年劣化によるサーモスタットの故障が発生した場合は中古トラック販売店を有効活用し、コンディションの良好な中古トラックへの乗り換えを行うことが効果的でおすすめの対処法だと言えます。

しかし工業製品は製造した瞬間から経年劣化が始まることや中古トラックの多くが既に一定の使用歴のある車両であるため、全く経年劣化が生じていない中古トラックは存在しないと言えます。

中古トラックに生じた経年劣化は避けようがないのも事実ですので、中古トラック購入直後にメンテナンスを施し経年劣化が進行しているパーツを交換するのは中古トラックの有効活用法の1つだと言えます。

費用が安価なサーモスタット交換と中古トラックは好相性

エンジンの温度管理に欠かせない重要パーツであるサーモスタットですが、既述のとおりサーモスタットは交換費用が高くないパーツでもあります。

サーモスタットの不具合によって深刻なエンジントラブルが引き起こされるリスクを回避するため、中古トラック購入後にあらかじめサーモスタットの交換を行いエンジントラブルの発生リスクを回避することは非常に有効なリスクヘッジだと言えます。

トラックメーカーの製造技術の発展と共に、現在の中古トラック市場への流入車両のクオリティは以前とは比べ物にならないほど向上している反面、搭載パーツの経年劣化は避けられないため安価な費用で交換できるサーモスタットは購入後真っ先に交換することをおすすめしたいパーツだと言えます。

使用歴のある中古トラックは購入後のサーモスタット交換がおすすめ

中古トラック販売店では新車同様の新古車からリーズナブルな低年式車まで幅広く中古トラックを取り扱っていますが、リーズナブルな価格で購入できる代わりに使用歴が長い傾向にある低年式車を購入した場合は特にあらかじめサーモスタット交換を行うことをおすすめします。

低年式車から高年式車まで幅広い車両取扱いを行う中古トラック販売店

低年式車から高年式車まで幅広い車両取扱いを行う中古トラック販売店

国内で運行する全ての車両区分・ボディタイプのトラックが流入する中古トラック市場では低年式車両から高年式車両まで非常に多彩なトラックが取り扱われており、「中古トラック販売店では購入不可能なトラックはない」と言えるほど充実したライナップが用意されています。

豊富な取り扱いがある中古トラック販売店であるからこそ予算に合わせた車両選びが実現できますが、中古トラックのコンディションは車両ごとに異なることや基本的に現状渡しで販売されていることなどから車両選びが肝心であるもの事実です。

使用中の車両より高年式の中古トラックへの乗り換えを行なおう

中古トラック販売店を上手に活用するためには「いかにしてより良好なコンディションの車両を見つけるか」がカギとなりますが、「使用しているトラックより高年式な車両を選ぶこと」を車両選択の基準にするのも効果的だと言えます。

繰り返しになりますが全てのトラックは経年劣化が生じることを避けられません。しかし使用歴が浅いほど経年劣化が進んでいないと考えられ、登録からどのくらい年数が経過しているかも一つの目安となります。

さらに走行距離などの付帯情報と併せて車両を観察すると、使用歴によって生じる経年劣化の様子がある程度推測できると言えます。

中古トラック購入後のサーモスタット交換でより安心のトラック使用が可能

中古トラック販売店で取り扱われる魅力的な中古トラックを購入しても、思いのほか経年劣化が進行していたのではせっかく購入した中古トラックが色褪せて見えてしまいます。しかし「中古トラックは一定の経年劣化が進んでいるものだ」と捉え購入後に故障が発生しそうなパーツを積極的に交換することで、購入した中古トラックをトラブルなくフル活用できることが期待できます。

特にサーモスタットなどの不具合が生じると深刻なトラブルの発生原因になりかねないパーツは積極的に交換を行うなどのメンテンナンスを実施することで、中古トラック販売店で購入した中古トラックの費用対効果を引き上げることが可能となります。

まとめ

トラックのエンジン音のコントロールを行うサーモスタットは、目立たない存在でありながら非常に重要な役割を担うパーツだと言えます。サーモスタットの故障で生じる症状はオーバーヒートとオーバークールの2つに大別されそれぞれの応急処置方法と共通の対処方法は次のとおりです。

オーバーヒートは早急なエンジン停止と冷却がポイント

ラジエーターを塞ぎ温度を上げる際はオーバーヒートに注意

故障したサーモスタットは早急に交換!乗り換えも検討する

 

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