KHẢO sát, CHẾ tạo mô HÌNH hệ THỐNG làm mát ĐỘNG cơ 1TR – FE

Trong phạm vi đồ án này, em đã tìm hiểu một cách tổng quát về các phương pháplàm mát trong động cơ, các cơ cấu và hệ thống của động cơ 1TR-FE, trong đó đi sâuvào tính toán kiểm tra nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM MÁT

ĐỘNG CƠ 1TR – FE

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S HUỲNH QUANG THẢO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2022

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chúng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 08 năm 2022

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đồ án lần này chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảngviên hướng dẫn Thạc sĩ Huỳnh Quang Thảo đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em rấtnhiều trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô cùng một

số bộ môn liên quan tại trường Đại học Công nghệ Tp.HCM, đã trang bị kiến thứcgiúp em hoàn thành đồ án lần này

Cám ơn các phòng ban trong suốt quá trình học tập tại trường và đặc biết là tronggiai đoạn làm đồ án tốt nghiệp, đã hết mình hỗ trợ tạo điều kiện tốt nhất giúp chúng

em hoàn thành tốt các bộ môn và hoàn thành đồ án

Vì thời gian có hạn, trình độ hiểu biết còn nhiều hạn chế Cho nên trong đồ ánkhông tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến củaGVHD, các thầy cô và hội đồng đánh giá, để đồ án được hoàn thiện hơn

Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn

The thesis implements the following contents: Researching the cooling system incars and 1TR-FE engines, calculating 1TR-FE engine heat, calculating 1TR-FEengine cooling systems, taking advantage of the model model 1NZ-FE engine tomake a model of the cooling system that simulates the cooling system on a 1TR-FEengine with an improved mechanical cooling fan to a 2-speed electrically controlledcooling fan

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.2 Tình hình nghiên cứu 2

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 2

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2

1.3 Mục tiêu đề tài 3

1.4 Nội dung đề tài 3

1.5 Phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp 4

1.7 Kết quả đạt được của đề tài 4

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP 5

2.1 Giới thiệu chung về động cơ 1TR-FE 5

2.2 Giới thiệu chung về hệ thống làm mát động cơ 7

2.2.1 Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm mát 9

2.2.1.1 Mục đích của hệ thống làm mát: 9

2.2.1.2 Yêu cầu của hệ thống làm mát 10

2.2.2 Nhiệm vụ của hệ thống làm mát 10

2.2.2.2 Làm mát dầu bôi trơn 10

2.2.3 Hệ thống làm mát bằng nước 11

2.2.3.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi 11

2.2.3.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên 12

2.2.3.3 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức 13

2.2.3.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng 14

2.2.3.5 Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao 15

2.2.3.6 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài 15

2.2.3.7 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt của khí thải 16

2.2.4 Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió) 17

2.2.4.1 Hệ thống làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên 17

2.2.4.2 Hệ thống làm mát không khí kiểu cưỡng bức 18

2.2.5 Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát bằng nước 19

2.2.5.1 Kết cấu két làm mát 19

2.2.5.2 Kết cấu của bơm nước 23

2.2.5.3 Bơm ly tâm 23

2.2.5.4 Bơm piston 25

2.2.5.5 Bơm bánh răng 26

2.2.5.6 Bơm cánh hút 27

2.2.5.7 Bơm guồng 28

2.2.6 Kết cấu quạt gió 29

2.2.6.1 Quạt gió dẫn động bằng đai 29

2.2.6.2 Quạt gió chạy bằng điện 30

2.2.7 Van hằng nhiệt 31

2.2.8 So sánh ưu khuyết điểm của kiểu làm mát bằng nước và kiểu làm mát bằng không khí 33

2.3 Khảo sát về hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE 34

2.3.1 Két làm mát 34

2.3.2 Bơm nước 36

2.3.3 Van hằng nhiệt 37

2.2.4 Quạt gió 38

Chương 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH 40

3.1 Kiểm nghiệm hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE 40

3.1.1 Tổng quan về truyền nhiệt qua vách có cánh 40

3.1.2 Các thông số của két nước, bơm nước và quạt gió 44

3.1.3 Xác định lượng nhiệt của động cơ truyền cho nước làm mát 45

3.1.4 Tính kiểm nghiệm bơm nước 47

3.1.5 Tính kiểm nghiệm quạt gió 51

3.1.6 Tính két giải nhiệt làm mát động cơ 56

3.1.6.1 Tính các thông số của két nước 56

3.1.6.2 Xác định lượng nhiệt của két làm mát truyền ra môi trường bên ngoài 59 3.2 Ý tưởng thiết kế mô hình 63

3.2.1 Ý tưởng thiết kế mạch điều khiển 63

3.2.2 Ý tưởng bố trí mô hình 64

3.3 Các bước thiết kế, tính toán 65

3.3.1 Bố trí mô hình cơ bản 65

3.3.2 Thiết kế mạch điện 65

3.3.3 Tính kiểm nghiệm lưu lượng của quạt gió trên mô hình 66

3.3.3 Thiết kế hệ thống làm mát 67

Chương 4 THI CÔNG 68

4.1 Chuẩn bị vật tư và thiết bị 68

4.2 Quá trình thi công mô hình 68

4.3 Chạy thử nghiệm mô hình 71

Chương 5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 73

5.1 Kết quả 73

5.2 Kết luận 73

5.3 Hướng phát triển của đề tài 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

Phụ lục 75

Phụ lục 77

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT

TẮT

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Góc phối khí [2] 6 Bảng 4.1: Danh sách vật tư, thiết bị 68

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Mặt cắt ngang động cơ 1TR-FE [1] 5

Hình 2.2: Mặt cắt dọc động cơ 1TR-FE [1] 6

Hình 2.3: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi [1] 11

Hình 2.4: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên [1] 12

Hình 2.5: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng [1] 14

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài [1] 15

Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt của khí thải [1] 16

Hình 2.8: Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh [1] 18

Hình 2.9: Kết cấu một số ống nước [1] 21

Hình 2.10: Quan hệ giữa hệ số truyền nhiệt k với tích số của vận tốc và mật độ không khí (ω kk ρ kk ) của các loại két làm mát khi tốc độ nước là 0,4 m/s [1] 22

Hình 2.11: Kết cấu bơm nước ly tâm [1] 24

Hình 2.12: Kết cấu bơm nước kiểu piston [1] 25

Hình 2.13: Kết cấu bơm nước kiểu bánh răng [1] 26

Hình 2.14: Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút [1] 27

Hình 2.15: Kết cấu bơm guồng [1] 28

Hình 2.16: Quạt gió [1] 29

Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý hoạt động quạt gió điều khiển bằng điện [1] 31

Hình 2.18: Kết cấu các loại van hằng nhiệt [1] 32

Hình 2.19: Két cấu két nước [2] 35

Hình 2.20: Kết cấu bơm nước [2] 36

Hình 2.21: Kết cấu của van hằng nhiệt [2] 37

Hình 2.22: Kết cấu quạt gió động cơ 1TR-FE [2] 38

Hình 3.2: Sơ đồ tính kiểm nghiệm bơm nước 48

Hình 3.3: Sơ đồ tính quạt gió 51

Hình 3.4: Quan hệ giữa η k với tỷ số f n 53

.R 2 Hình 3.5: Sơ đồ kết cấu ống nước 56

Hình 3.6: Sơ đồ kết cấu két nước 56

Hình 3.7: Sơ đồ tính toán két nước 57

Hình 3.8: Sơ đồ hoạt động của hệ thống 64

Hình 3.9: Sơ đồ bố trí mô hình 64

Hình 3.10: Mô phỏng mô hình hệ thống làm mát 65

Hình 3.11: Sơ đồ mạch điện điều khiển 65

Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống làm mát 67

Hình 4.1: Lắp quạt vào két nước 69

Hình 4.2: Bộ phận tản nhiệt trên mô hình 69

Hình 4.3: Lắp đặt hệ thống điện 70

Hình 4.4: Lắp ống nước 70

Hình 4.5: Mô hình sau khi lắp đặt sơ bộ 71

Hình 4.6: Chạy thử thành công 71

Hình 4.7: Mô hình hoàn thiện 72

LỜI MỞ ĐẦU

Là một sinh viên năm 4 ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô, với ý muốn vận dụng nhữngkiến thức được học trong suốt quá trình học tập tại trường vào một nhiệm vụ gần vớicông việc của một kỹ sư ô tô Do đó nhóm sinh viên đã lựa chọn đề tài “KHẢO SÁT,CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1TR – FE” làm đồ án tốtnghiệp, để nhằm cũng cố lại những kỹ năng- kiến thức trong suốt 4 năm học và gópmột phần nhỏ làm đa dạng các mô hình học tập cho các bạn khóa sau

Trong phạm vi đồ án này, em đã tìm hiểu một cách tổng quát về các phương pháplàm mát trong động cơ, các cơ cấu và hệ thống của động cơ 1TR-FE, trong đó đi sâuvào tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát và thực hiện thiết kế, lắp ráp mô hình môphỏng hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên động cơ đốt trong loại tương tự

Chương 1

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Một động cơ hoạt động đạt hiệu quả cao, chính là nhờ sự hỗ trợ và làm việc tốt củacác hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thốnglàm mát… Vì vậy công suất, sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc của động cơ

phụ thuộc rất lớn vào sự làm việc của các hệ thống này Hệ thống làm mát là mộttrong những hệ thống quan trọng đó của động cơ

Do đó đề tài “KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG

CƠ 1TR – FE”, là cần thiết để thông qua quá trình tìm hiểu, tính toán – thiết kế và thicông mô hình có thể đem lại cho sinh viên những kiến thức sâu hơn về hệ thống

1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Một số đề tài trong nước có liên quan:

- Khảo sát hệ thống làm mát động cơ TOYOTA 1TR-FE Tác giả: Lê Ngọc Nhậttrường Đại học Đà Nẵng, xuất bản năm 2007 Nội dung đề tài thực hiện bao gồmkhảo sát kết cấu động cơ và hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE

- Khảo sát hệ thống làm mát động cơ YC4G170-20 lắp trên xe bus thaco JB86L Tácgiả: Trương Văn Phụng trường Đại học Đà Nẵng, xuất bản năm 2008 Nội dung

đề tài thực hiện bao gồm khảo sát kết cấu động cơ và hệ thống làm mát động cơ YC4G170-20

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Một số đề tài ngoài nước nghiên cứu trên động cơ 1TR-FE:

- Performance study on the modified single cylinder four stroke si engine: Before andafter re-boring Tác giả: S Seralathan; T Micha Premkumar; K Yoga Narasimhulu; N Naveen HindustanUniversity, 01/2015

- Impact of Methanol-Gasoline Fuel Blend on The Fuel Consumption and ExhaustEmission of A SI Engine Tác giả: Mohamad Rifal; Nazaruddin Sinaga Diponegoro University, 04/2016.

- Tìm hiểu về hệ thống làm mát trên động cơ 1TR-FE;

- Thiết kế, xây dựng mô hình hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE

1.4 Nội dung đề tài

- Tìm hiểu tổng quan kết cấu động cơ 1TR-FE

- Khảo sát hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE

- Tính toán nhiệt, vẽ đồ thị công của động cơ 1TR-FE

- Tính toán kiểm nghiệm hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE

- Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống làm mát trên đông cơ đốt trong dựa trên nhữngnghiên cứu lý thuyết trên động cơ 1TR-FE, xây dựng phương án chuyển đổi quạt làm mát từ dẫn động cơkhí sang điều khiển bằng điện hai chế độ

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

trình nghiên cứu tương tự để đưa ra các phương án nghiên cứu sao cho hiệu quả

- Khảo sát các chức năng trên mô hình.

1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

Đồ án gồm có 5 chương:

1.7 Kết quả đạt được của đề tài

Sau thời gian nghiên cứu nhóm đã đạt được các kết quả sau:

- Nắm rõ kết cấu và hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE;

- Tính toán nhiệt động cơ 1TR-FE, đưa ra số liệu tham khảo phục vụ cho thiết kế

mô hình;

- Tính toán hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE, cho ra thông số cần cho quá trình thiết

kế mô hình ;

- Thiết kế, chế tạo thành công mô hình hệ thống làm mát động cơ đốt trong Chuyển

đổi quạt làm mát từ dẫn động bằng trục khuỷu - dây đai sang dẫn động điện hai chế độ

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP

2.1 Giới thiệu chung về động cơ 1TR-FE

Động cơ 1TR-FE lắp trên xe Innova của hãng Toyota là loại động cơ xăng thế hệmới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 2,0 lít trục cam kép DOHC 16 xupapdẫn động bằng xích với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i

Động cơ có công suất 100 Kw tại 5600 vòng/phút có hệ thống đánh lửa trực tiếpđiều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU

5 6 7

9

8

9

Hình 2.1: Mặt cắt ngang động cơ 1TR-FE [1] 1- Xupap; 2- Con độ thủy lực; 3- Cò

mổ; 4- Cam; 5-Vòi phun; 6- Môtơ bước; 7- Que thăm dầu; 8- Ống nạp

7 8

12

Hình 2.2: Mặt cắt dọc động cơ 1TR-FE [1].

1- Bánh đà; 2- Áo nước; 3- Thanh truyền; 4- Piston; 5- Nắp Máy; 6- Dây phin;

7- Bobine; 8- Trục cam; 9- Lò xo xupap; 10- Xupap; 11- Bugi; 12- Lưới lộc dầu;

13- Cate; 14- Trục khuỷu

Động cơ 1TR-FE là động cơ 4 xy lanh thẳng hàng có hệ thống cam kép (DOHC)

gồm bốn xupap cho mỗi xylanh hai xupap nạp và hai xupap thải đặt lệch nhau một

Do có con đội thủy lực nên luôn duy trì khe hở xupap bằng “0” nhờ áp lực của dầu

và lực của lò xo Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

thiện hơn Thân máy được chế tạo bằng thép đúc có dạng gân tăng cứng nhằm giảmrung động và tiếng ồn.

2.2 Giới thiệu chung về hệ thống làm mát động cơ

Việc đốt cháy hỗn hợp khí-nhiên liệu trong xy lanh động cơ sinh ra nhiệt độ đến

2000 0C hoặc cao hơn Điều đó có nghĩa các chi tiết động cơ rất nóng Tuy nhiên, váchcủa xy lanh động cơ không được nóng hơn 260 0C Nhiệt độ cao hơn là nguyên nhânlàm cấu trúc dầu bôi trơn bị phá vỡ, mất khả năng bôi trơn Các chi tiết động cơ kháccũng bị hư hỏng Để phòng ngừa hiện tượng này người ta phải sử dụng hệ thống làmmát để triệt tiêu một phần lượng nhiệt thừa, nó chiếm khoảng khoảng 1/3 lượng nhiệtsinh ra trong buồng đốt Hệ thống làm mát giữ cho động cơ làm việc hiệu quả trongmọi điều kiện hoạt động cũng như ở mọi tốc độ Nó cũng cho động cơ đạt được nhiệtlàm việc bình thường một cách nhanh nhất khi bắt đầu khởi động trong mùa đông giárét Và nó cũng cung cấp nguồn nhiệt sưởi ấm vào trong khoang hành khách Hầu hếtcác loại động cơ ô tô sử dụng làm mát bằng dung dịch chất lỏng Trong động cơ cónhững khoảng trống được gọi là áo nước, nó bao bọc xung quanh các xy lanh và buồngđốt Động cơ hoạt động dẫn động bơm nước bơm tuần hoàn dung dịch làm mát qua lớp

áo nước Dung dịch làm mát hấp thu nhiệt và vận chuyển tới bộ tản nhiệt Dòng khôngkhí chạy qua bộ tản nhiệt mang đi lượng nhiệt thừa giúp phòng ngừa động cơ bị quánóng Trong rất nhiều hệ thống làm mát, dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua thânmáy lên nắp máy rồi chảy vào nóc dàn tản nhiệt Một vài động cơ lại có hệ thống vậnhành theo chiều ngược lại Dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua đầu xy lanh vàxuống thân máy Vị trí của van hằng nhiệt luôn được bố trí tuỳ theo hướng chảy củadung dịch làm mát Hệ thống làm mát gồm 5 phần cơ bản hoạt động cùng lúc để điềukhiển nhiệt độ của động cơ tránh bị quá nóng Đó là áo nước, bơm nước, van hằngnhiệt, dàn tản nhiệt và quạt gió.Nước đóng băng ở 0 0C Nếu chỉ sử dụng nước để làmmát động cơ không thôi, nó sẽ đóng băng ngay khi nhiệt độ hạ thấp dưới 0 0C Làm tắcnghẽn hệ thống tuần hoàn và động cơ sẽ bị quá nhiệt Nước cũng sẽ nở thêm 9 % thểtích khi bị đóng băng Nó sẽ làm nứt vỡ các chi tiết của hệ thống làm mát cũng nhưđộng cơ Điều đó buộc người ta phải trộn thêm một

lượng chất chống đóng băng cho dung dịch làm mát Chất chống đóng băng hayđược dùng nhất là Ethylene glycol Dung dịch làm mát có pha chất chống đóngbăng theo tỷ lệ 50:50 được khuyến khích sử dụng cho hầu hết các động cơ ô tô.Dung dịch này sẽ không bị đóng băng ở nhiệt độ -37 0C Dung dịch làm mát có 70

% chất chống đóng băng sẽ chịu được nhiệt độ thấp hơn ở - 64 0C (Chú ý: hỗn hợpdung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng cao hơn 70 % không nên sử dụng

Vì điểm đóng băng sẽ quay ngược trở lại -23 0C) [1]

Việc khuyến khích sử dụng dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băngtương đương theo tỉ lệ là 50:50 vì có ba lý do cơ bản như sau:

- Vì sử dụng dung dịch làm mát trên điểm đóng băng của nó thấp -37 0C

- Điểm sôi của dung dịch làm mát cũng tăng lên đến 108 0C Nó tránh được hiện

tượng sôi nước làm mát khi xe hoạt động trong thời tiết nóng

- Nó bảo vệ cho phần kim loại trong hệ thống làm mát không bị đóng cặn Chất chốngđóng băng còn bao gồm vài chất phụ gia khác như chất ức chế ăn mòn và

chất ức chế tạo bọt Sự ăn mòn và gỉ sét sẽ làm giảm tuổi thọ các chi tiết kim loại

Nó cũng tạo ra một lớp vỏ bọc làm giảm sự chuyền nhiệt từ kim loại đến dung dịchlàm mát Trong động cơ có những chỗ bị ăn mòn, dung dịch làm mát có thể ở nhiệt

độ bình thường trong khi đó xy lanh và nắp máy lại bị quá nhiệt Một trong những

lý do dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng là 50 % là đảm bảo hệ thốnglàm mát có đủ hàm lượng chất ức chế ăn mòn Chất ức chế tạo bọt giúp phòng ngừadung dịch làm mát sinh ra bọt khí khi lưu thông qua bơm nước Bọt này bao gồmnhững bong bong khí và chúng làm giảm sự dẫn nhiệt của dung dịch Nếu lượng bọtquá nhiều trong dung dịch, hệ thống làm mát trở nên kém hiệu quả dẫn đến động cơquá nóng Màu của chất đóng băng thường được nhuộm màu cho dễ phân biệtthường là màu xanh Nó còn có tác dụng dễ dàng được phát hiện ra nếu như hệthống làm mát bị rò rỉ

Chất ức chế ăn mòn và tạo bọt dần dần mất đi tính hiệu quả của nó Các nhà sảnxuất xe thường khuyến cáo thay thế dung dịch làm mát 2 năm một lần

Có hai loại chất chống đóng băng Ethylene-glycol: high silicate và low silicate

Hầu hết các động cơ ô tô sử dụng loại chất chống đóng băng high silicate Nó cótác dụng bảo vệ các chi tiết bằng hợp kim nhôm Chất chống đóng băng low silicatethường sử dụng trong các động cơ của các loại xe tải trọng lớn Chất chống đóngbăng khuyến cáo sử dụng được ghi trong các quyển owners manual cho mỗi loại xeđang được sử dụng hiện nay.

2.2.1 Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm mát 2.2.1.1 Mục đích của hệ thống làm mát:

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khícháy như: piston, xecmăng, xupap, nắp xilanh, thành xilanh chiếm khoảng 25 35 %nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnhliệt-nhiệt độ đỉnh pittông có thể lên tới 600 oC, còn nhiệt độ của nấm xupap có thể lên

900 oC [1] Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:

- Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của các chi tiết máy

- Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma sát

- Có thể gây bó kẹt piston trong cylinder do hiện tượng giản nở nhiệt

- Đối với động cơ xăng dễ phát sinh hiện tượng cháy kích nổ

Để khắc phục các hậu quả xấu trên Vì vậy cần thiết phải làm mát động cơ Hệthống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy quathành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi tiếtkhông quá nóng nhưng cũng không quá nguội Động cơ quá nóng sẽ gây ra các hiệntượng như đã nói, còn quá nguội tức là động cơ được làm mát quá nhiều vì vậy tổnthất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh công ít do đó hiệusuất nhiệt của động cơ thấp, ngoài ra do nhiệt độ động cơ thấp ảnh hưởng đến chấtlượng dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu bôi trơn tăng, dầu bôi trơn khó lưu động vì vậylàm tăng tổn thất cơ giới và tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế

và công suất động cơ Động cơ 1TR-FE có hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức

2.2.1.2 Yêu cầu của hệ thống làm mát

Đối với động cơ lắp trên xe ô tô khách thì hệ thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé

- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng 83 95

0

C và nhiệt độ của dầu bôi trơn trong động cơ khoảng 95÷115 0C

- Bảo đảm động cơ làm việc tốt ở mọi chế độ và mọi điều kiện khí hậu cũng như điều kiện đường sá, kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí

2.2.2.2 Làm mát dầu bôi trơn

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng lên khôngngừng do các nguyên nhân cơ bản sau:

- Dầu bôi trơn phải làm mát các trục, tỏa nhiệt lượng sinh ra trong quá trình ma sát các

ổ trục ra ngoài

- Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao như cò mổ,

đuôi xupáp, piston

Để đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu ổn định, giữ độ nhớt dầu ít thay đổi và đảmbảo khả năng bôi trơn, vì vậy cần phải làm mát dầu bôi trơn Đường dầu bôi trơnđược khoan song song với đường nước làm mát động cơ Khi nước làm mát động cơđồng thời làm mát luôn cho dầu bôi trơn, nhằm hạ nhiệt độ cho dầu bôi trơn

2.2.3 Hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước được chia ra nhiều kiểu khác nhau như: làm mátbằng nước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu tuần hoàn cưỡng bức và làmmát ở nhiệt độ cao Mỗi kiểu làm mát đều có những ưu nhược điểm khác nhau vàthích hợp cho từng điều kiện làm việc của từng động cơ

Hình 2.3: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi [1] 1- Thùng nhiên liệu;

2-Khoang chứa nước bốc hơi; 3,4 Xupap; 5- Nắp xilanh; 6- Thân máy; 7- Piston 8- Xi

lanh; 9- Thanh truyền; 10- Trục khuỷu; 10- Cácte chứa dầu

Khi động cơ làm việc, tại những vùng nước bao xung quanh buồng cháy nước sẽ sôi.Nước sôi có tỷ trọng bé hơn nên nổi lên trên mặt thoáng của thùng chứa để bốc hơi rangoài khí trời Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn sẽ chìm xuống dưới điềnchỗ cho nước nóng nổi lên, do đó tạo thành lưư động đối lưu tự nhiên Căn

cứ vào nhiệt lượng của động cơ và cách bố trí động cơ đứng hay nằm để thiết kế hệthống kiểu bốc hơi này.

Với việc làm mát bằng kiểu bốc hơi nước, lượng nước trong thùng sẽ giảm nhanh,

do đó cần phải bổ sung nước thường xuyên và kịp thời Vì vậy, kiểu làm mát nàykhông thích hợp cho động cơ dùng trên phương tiện vận tải

Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi do kết cấu đơn giản và đặt tính lưuđộng đối lưu đã nói ở trên nên hệ thống này được dùng cho các động cơ đốt trongkiểu xilanh nằm ngang, đặc biệt các động cơ trên các máy nông nghiệp cỡ nhỏ

Nhược điểm của hệ thống làm mát này là thất thoát nước nhiều và hao mòn xilanhkhông đều

2.2.3.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên

Trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên, nước lưu động tuần hoàn nhờ

sự chênh lệch áp lực giữa hai cột nước nóng và lạnh mà không cần bơm Cột nướcnóng trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước

3

2

1

Hình 2.4: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên [1] 1- Đường nước;

2-Xilanh; 3- Đường dẫn nước vào két làm mát; 4- Nắp két; 5- Két nước; 6- Quạt gió; Đường nước làm mát động cơ Nước nhận nhiệt của xilanh trong thân máy, làm cho

7-khối lượng riêng nước giảmnên nước nổi lên trên Trong khoang của nắp xilanh, nước tiếp tục nhận nhiệt của cácchi tiết bao quanh buồng cháy- nắp xilanh, xupap… nhiệt độ của nước tiếp tục tănglên và khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước nổi lên trên theo đường dẫn rakhoang phía trên của két làm mát (5) Quạt gió (6) được dẫn động bằng puly từ trụckhuỷu động cơ hút không khí qua két Do đó, nước trong két được làm mát làm cho

khối lượng riêng nước tăng, nước sẽ chìm xuống khoang dưới của két và từ đây đivào thân máy, thực hiện một vòng tuần hoàn.

Độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước, do đócường độ làm mát có thể tự động điều chỉnh theo phụ tải Khi mới khởi động do sựchênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và nguội bé nên chênh lệch áp lực giữahai cột nước bé Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt nhiệt độ ở chế độlàm việc Sau đó phụ tải tăng thì độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước cũng tăngtheo, tốc độ lưu động của nước cũng tăng theo Độ chênh áp lực cũng còn phụ thuộcvào hiệu độ chênh chiều cao trung bình của hai cột nước, do đó phải luôn luôn đảmbảo mức nước của thùng chứa phải cao hơn ở nước ra của động cơ

Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm là nước lưu động trong hệ thống có vận tốc bévào khoảng V = 0,12 0,19 m/s Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nước vào vànước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh được làm mát không đều Muốn khắc phụcnhược điểm này thì phải tăng tiết diện lưu thông của nước trong động cơ dẫn đến hệthống làm mát nặng nề cồng kềnh Do vậy, hệ thống làm mát kiểu này không thíchhợp cho động cơ ô tô máy kéo, mà thường được dùng trên động cơ tĩnh tại

2.2.3.3 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức

Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức khắc phục được nhược điểm trong hệthống làm mát kiểu đối lưu Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột nướccủa bơm nước tạo ra Tùy theo số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta có các loạituần hoàn cưỡng bức như: hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín,kiểu cưỡng bức một vòng hở, kiểu cưỡng bức hai vòng tuần hoàn Mỗi kiểu làm mát

có những nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng khác nhau

2.2.3.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng

1 11

Hình 2.5: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng [1].

1- Thân máy; 2- Đường nước ra khỏi động cơ; 3- Bơm nước;

4- Ống nước nối tắt vào bơm; 5- Nhiệt kế; 6- Van hằng nhiệt; 7- Két làm mát;

8- Quạt gió; 9- Ống dẫn nước về bơm; 10- Bình làm mát dầu bôi trơn

Trên hình (2.5) là hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức của động cơ ô tô máy kéomột hàng xilanh Ở đây, nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (3), qua ống phân phối nước

đi vào các khoang chứa của các xilanh Để phân phối nước làm mát đồng đều cho mỗixilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua ống phân phối đúc sẵn trong thânmáy Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống (2) ra khỏiđộng cơ với nhiệt độ cao rồi đến van hằng nhiệt (6) Khi van hằng nhiệt (6) mở, mộtphần nước chảy qua đường ống (4) về đường ống hút của bơm nước (3), một phần lớnnước qua van hằng nhiệt (6) vào ngăn chứa phía trên của két nước

Tiếp theo, nước từ ngăn phía trên của két đi qua các ống mỏng có gắn cánh tảnnhiệt Tại đây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt (8) tạo ra.Quạt được dẫn động bằng đai hay bánh răng từ trục khuỷu của động cơ Tại ngănchứa phía dưới, nước có nhiệt độ thấp hơn lại được bơm nước (3) đẩy vào động cơthực hiện một chu kỳ làm mát tuần hoàn

Ưu điểm của hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng kín là nước sau khi qua kétlàm mát lại trở về động cơ Do đó ít phải bổ sung nước, tận dụng việc trở lại nguồnnước để tiếp tục làm mát động cơ Vì vậy, hệ thống này rất thuận lợi đối với các loại

xe đường dài, nhất là ở những vùng thiếu nguồn nước

2.2.3.5 Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao

Hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao ở đây bao gồm hai hệ thống làm mát chính là hệthống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài và hệ thống làm mátcưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt hơi nước và nhiệt của khí thải

2.2.3.6 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài

[1] 1- Động cơ; 2- Van tiết lưu; 3- Bộ tách hơi; 4- Quạt gió; 5- Bộ ngưng tụ nước;

6-Không khí làm mat; 7- Bơm nước

Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau Vùng thứ nhất có áp suất p1truyền từ bộ tách hơi (3) qua bộ ngưng tụ (5) đến bơm tuần hoàn (7) Quạt gió (4) dùng

để quạt mát bộ ngưng tụ (5) Vùng thứ hai có áp suất p2 > p1 truyền từ bơm tuần hoànqua động cơ đến van tiết lưu (2) của bình tách hơi (3), độ chênh áp suất p = p2

- p1 được điều chỉnh bởi van tiết lưu (2) Nước trong vùng có áp suất cao p2 không sôi màchỉ nóng lên (từ nhiệt độ tvào đến tra ) Áp suất p2 tương ứng với nhiệt độ sôi t2 > tra nên nước chỉ sôi ở bộtách hơi có áp suất p1 < p2

2.2.3.7 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt của khí thải

Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt

của khí thải [1]

1- Động cơ; 2- Tuabin tăng áp; 3- Đường thải; 4- Bộ tăng nhiệt cho hơi nước;

5- Bộ tăng nhiệt cho nước ra; 6- Bộ tăng nhiệt cho nước trước khi vào bộ táchhơi; 7,9- Van tiết lưu; 8- Bộ tách hơi nước; 10- Tuabin hơi; 11- Bộ ngưng tụ;

Hệ thống làm mát này có hai vòng tuần hoàn và quá trình hoạt động như sau:

- Vòng 1: Bộ tách hơi (8) đến bơm tuần hoàn (14) vào động cơ (1), bộ tăng nhiệt

trước cho nước tuần hoàn (5) đến van tiết lưu (7), bộ tách hơi (8) Nước tuần hoàntrong hệ thống tuần hoàn làm kín nhờ bơm (11) bơm lấy nước từ bộ tách hơi với ápsuất p1 đưa vào động cơ với áp suất p2 Từ động cơ nước lưu động ra với áp suất p2

và nhiệt độ tra rồi vào bộ tăng nhiệt (5), ở đây nhiệt độ nâng lên t’ra > tra.Nhưng do áp suất của p2 của nước tương ứng với với nhiệt độ sôi t2> t’ra> tra nênnước không sôi trong động cơ và cả bộ tăng nhiệt Nước chỉ sôi ở bộ tách hơi saukhi qua bơm tiết lưu, tại đây áp suất giảm từ p2 xuống p1 với nhiệt độ t1

- Vòng 2: Hơi từ bộ tách hơi (8) qua bộ tăng nhiệt (4), sau đó vào tuabin (10), rồi vào

bộ ngưng tụ (11) Nước làm mát do hơi nước ngưng tụ trong bộ phận ngưng tụ (11) được bơm (12) bơm vàobuồng chứa (13) rồi qua bơm (15) để bơm vào bộ tăng

nhiệt (6), sau đó qua van điều tiết tự động (9) vào bộ tách hơi Nước làm mát của

vòng tuần hoàn ngoài chảy vào bình làm mát dầu, đi làm mát đỉnh và qua bộ ngưng

tụ (11) đều do bơm (16) của hệ thống bơm cấp vào mạch hở để piston làm mát nướctrong mạch kín

Ưu điểm của hệ thống làm mát này là: Có thể nâng cao được hiệu suất làm việccủa động cơ lên 6-7 %, giảm được lượng tiêu hao hơi nước và không khí làm mát,

do đó ta rút gọn được kích thước bộ tản nhiệt, đốt cháy được nhiều lưu huỳnh trongnhiên liệu này

Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản là nhiệt độcủa các chi tiết máy cao Do đó cần đảm bảo các khe hở công tác của các chi tiếtcũng như cần phải dùng loại dầu bôi trơn có tính chịu nhiệt tốt Ngoài ra đối vớiđộng cơ xăng cần phải chú ý đến hiện tượng kích nổ Khi tăng áp suất để nâng nhiệt

độ của nước làm mát trong hệ thống, cần phải đảm bảo các mối nối đường ống, cáckhe hở của bơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt phải chắc chắn hơn

2.2.4 Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió)

Hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng gió bao gồm ba bộ phận chủ phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió Hệ thống làmmát bằng không khí chia làm hai loai: làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên và kiểulàm mát theo cưỡng bức (dùng quạt gió)

yếu-Tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm mát hợplý

2.2.4.1 Hệ thống làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên

Hệ thống làm mát kiểu này rất đơn giản Nó chỉ gồm các phiến tản nhiệt bố trí trênnắp xilanh và thân máy Các phiến ở mặt trên nắp xilanh bao giờ cũng bố trí dọc theohướng di chuyển của xe, các phiến làm mát ở thân thường bố trí vuông góc với đườngtâm xilanh Đa số động cơ môtô và xe máy bố trí hệ thống làm mát kiểu này

Tuy nhiên, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại bố trí phiến tản nhiệtdọc theo đường tâm xilanh để tạo điều kiện gió lùa qua rãnh giữa các phiến tảnnhiệt Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt khi xe chạy trên đường để lấylàm mát các phiến tản nhiệt

Do đó, khi xe lên dốc hay chở nặng hoặc chạy chậm thường động cơ bị quánóng do làm mát kém Để khắc phục nhược điểm này người ta đưa ra phương ánlàm mát bằng không khí kiểu cưỡng bức.

2.2.4.2 Hệ thống làm mát không khí kiểu cưỡng bức

Hệ thống kiểu này có ưu điểm lớn là không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của xe dù

xe vẫn đứng một chỗ vẫn đảm bảo làm mát tốt cho động cơ Tuy nhiên, hệ thống làmmát kiểu này vẫn còn tồn tại nhược điểm là kết cấu thân máy và nắp xilanh phức tạp,rất khó chế tạo do cách bố trí các phiến tản nhiệt và hình dạng các phiến tản nhiệt

Hiệu quả làm mát của hệ thống phụ thuộc nhiều về hình dạng, số lượng và cách

bố trí các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh

Hình 2.8: Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh [1].

(A)- Hệ thống làm mát bằng gió dùng quạt gió hướng trục

(B)- Quạt gió hướng trục

1- Tang trống có cánh quạt; 2- Nắp đầu trục; 3- Bulông; 4- Trục quạt gió;

5- Tang trống có cánh dẫn; 6- Bánh đai truyền

Hệ thống làm mát bằng gió kiểu cưỡng bức bao gồm ba bộ phận chủ yếu đó làcác phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió Nhưngquan trọng nhất là quạt gió, quạt gió cung cấp lượng gió cần thiết, có tốc độ cao đểlàm mát động cơ Quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu cung cấp gió với lưu lượnglớn làm mát động cơ Để rút ngắn thời gian từ trạng thái nguội khi khởi khởi độngđến trạng thái nhiệt ổn định, quạt gió trang bị ly hợp thủy lực hay điện từ

Hình vẽ (A) giới thiệu hướng lưu động dòng không khí làm mát động cơ bốnxilanh dung quạt gió hướng trục Từ hình vẽ ta thấy không khí qua cửa hút gió, quaquạt gió hướng trục rồi theo bản dẫn gió đi vào khu vực các phiến tản nhiệt của cácxilanh, sau đó theo ống thải thoát ra ngoài.

Nhờ có bản dẫn gió nên dòng không khí làm mát được phân chia đều cho cácxilanh, khiến cho nhiệt độ các xilanh tương đối đồng đều Hơn nữa do khí có bảndẫn gió, dòng không khí đi sát mặt đỉnh của các phiến tản nhiệt vì vậy có thể nângcao hiệu suất truyền nhiệt Ngoài ra nhờ có bản dẫn gió, ta có thể bố trí ưu tiên chodòng không khí đến làm mát các vùng nóng nhất (xupáp thải, buồng cháy…)

Bản dẫn gió được chế tạo bằng tôn dày 0,8 ÷ 1 mm Để tránh rung và ồn, bản dẫngió được cố định vào thân máy

2.2.5 Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát bằng nước

Trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng thì sự tuần hoàn của chất lỏng được thựchiện một cách cưỡng bức dưới tác dụng của bơm nước bơm vào áo làm mát, nước bịhâm nóng và qua đường nước ở nắp máy trở về két nước Quạt gió có tác dụng làmnguội nước ở két làm mát được nhanh chóng

2.2.5.1 Kết cấu két làm mát

Két làm mát có tác dụng để chứa nước truyền nhiệt từ nước ra không khí để hạnhiệt độ của nước và cung cấp nước nguội cho động cơ khi làm việc Vì vậy yêucầu két nước phải hấp thụ và toả nhiệt nhanh Ðể đảm bảo yêu cầu đó thì bộ phậntản nhiệt của két nước thường được làm bằng đồng thau vì vật liệu này có hệ số tỏanhiệt cao

Kích thước bên ngoài và hình dáng của két làm mát phụ thuộc vào bố trí chung,chiều cao của động cơ, chiều cao của mui xe, kết cấu của bộ tản nhiệt Nhưng tốtnhất là bề mặt đón gió của két làm mát nên có dạng hình vuông để cho tỷ lệ giữadiện tích chắn gió của quạt đặt sau két làm mát và diện tích đón gió của két tiến gầnđến một Trên thực tế tỷ lệ đó chỉ chiếm 75 ÷ 80 %

Két làm mát được phân làm hai loai: két làm mát kiểu “nước- nước” và két làmmát kiểu “nước - không khí”

Két làm mát kiểu “nước-nước” được dùng trên động cơ có hai vòng tuần hoàn,nước làm mát như đã nói trên trong đó nước ngọt đi trong ống, cấu tạo của két nướcnày cũng tương tự két làm mát dầu nhờn bằng nước.

Két làm mát kiểu “nước- không khí”, thường dùng trên các loại ô tô máy kéo baogồm ba phần, ngăn trên chứa nước nóng từ động cơ ra, ngăn dưới chứa nước nguội

để vào làm mát động cơ, nối giữa ngăn trên và ngăn dưới là giàn ống truyền nhiệt.Giàn ống truyền nhiệt là bộ phận quan trọng nhất của két làm mát

Ðánh giá chất lượng két làm mát bằng hiệu quả làm mát cao tức hệ số truyềnnhiệt của bộ phận tản nhiệt lớn, công suất tiêu tốn ít để dẫn động bơm nước, quạtgió Cả hai chỉ tiêu đó đều phụ thuộc vào 3 yếu tố sau:

- Khả năng dẫn nhiệt của vật liệu làm két tản nhiệt

- Khả năng truyền nhiệt đối lưu của két

- Kết cấu của két.(diện tích bề mặt truyền nhiệt)

Ðể giải quyết vấn đề thứ nhất, người ta dùng vật liệu chế tạo ống và lá tản nhiệt

có hệ số dẫn nhiệt cao như: đồng, nhôm

Vấn đề thứ hai được thực hiện bằng cách tăng tốc độ lưu động của môi chất thảinhiệt (nước) và môi chất thu nhiệt (không khí) nhằm tăng hệ số truyền nhiệt đối lưucủa chúng

Tuy nhiên, tăng tốc độ lưu động đòi hỏi phải tăng công suất tiêu hao cho dẫnđộng bơm nước và quạt gió

Vấn đề thứ ba bao gồm việc chọn hình dáng và kích thước của ống và lá tản nhiệt,

và cách bố trí ống trên két

Hình 2.9: Kết cấu một số ống nước [1].

Thông thường két làm mát được làm bằng các ống dẹt, cắm sâu trong các lá tảnnhiệt bằng đồng thau (hình 2.9a) Ống nước dẹt làm bằng đồng có chiều dày thànhống là (0,13 - 0,20) mm và kích thước tiết diện ngang của ống là (13÷20) x (2÷4)

mm Còn các lá tản nhiệt có chiều dày khoảng (0,08 ÷ 0,12) mm

Các ống được bố trí theo kiểu song song (hình 2.9a) hoặc theo kiểu so le (hình2.12d) Loại so le dùng phổ biến nhất vì hiệu quả truyền nhiệt của nó tốt hơn loạisong song Trong một số trường hợp, để tăng hiệu quả truyền nhiệt (tăng khôngđáng kể), người ta đặt ống chếch đi một góc nào đó (hình 2.9c)

Ðể tạo xoáy cho dòng không khí nhằm tăng hiệu quả truyền nhiệt, người ta còndùng ống dẹt hàn với lá tản nhiệt gấp khúc (hình 2.9b), trên lá dập rãnh thủng, hoặcdùng ống dẹt hàn với lá tản nhiệt hình sóng (hình 2.9e) và trên phần sóng của lá đóđược dập lõm (chỗ có số 1) Hai loại này có hệ số truyền nhiệt khá cao, nên cũngđược ứng dụng rộng rãi trên động cơ ô tô Trên một số máy kéo và tải nặng người ta