Chuong 5-BUOI 1 doc

Căn cứ vào số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn, người ta chia hệ thống làm mát thành các loại: một vòng tuần hoàn kín, một vòng tuần hoàn hở, hai vòng tuần hoàn trong đó có một vòng kín,

CHƯƠNG 5 : HỆ THỐNG LÀM MÁT

- Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho các chi tiết máy tiếp xúc với khí cháy (pittông, xecmăng, xupap, nắp

xylanh, thành xylanh) chiếm khoảng 25  35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy toả ra Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt: nhiệt độ đỉnh pittông có thể lên đến 6000C, còn nhiệt nấm

xupap có khi lên đến 9000C

- Nhiệt độ các chi tiết máy cao sẽ gây ra các hậu quả xấu sau đây:

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

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

+ Có thể gây kẹt bó pittông trong xylanh do hiện tượng giãn nở nhiệt

+ Giảm hệ số nạp

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

5.1.1Mục đích_ý nghĩa.

- Căn cứ vào môi chất làm mát, người ta chia hệ thống làm

mát thành hai loại: hệ thống làm

mát bằng nước và hệ thống làm

mát bằng không khí

- Trong hệ thống làm mát bằng nước, người ta lại chia ra

thành ba loại: bốc hơi, đối lưu tự

nhiên và tuần hoàn cưỡng bức

Căn cứ vào số vòng tuần hoàn và

kiểu tuần hoàn, người ta chia hệ

thống làm mát thành các loại: một

vòng tuần hoàn kín, một vòng tuần

hoàn hở, hai vòng tuần hoàn

(trong đó có một vòng kín, một

vòng hở) Dưới đây lần lượt giới

thiệu hệ thống làm mát nói trên

5.1.2 Phân loại

5.2 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG

NƯỚC

- Hê thống làm mát bằng nước

kiểu bốc hơi là loại

đơn giản nhất Hệ

thống này không

cần bơm, quạt Bộ

phận chứa nước có

khoang chứa nước

có hai phần: phần

khoang chứa nước

làm mát của thân

máy và phần thùng

chứa nước bốc hơi

lắp với thân

5.2.1 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi

5.2.2 Hệ thống làm mát bằng nước, kiểu đối lưu tự nhiên

- Trong hệ thống làm mát bằng phương pháp đối lưu tự nhiên, nước lưu

động tuần hoàn nhờ độ chênh áp lực hai

cột nước nóng và nước lạnh

- Độ chênh áp được tính theo công thức sau:

 = ght, N/m2

(*)trong đó:  - khối lượng riêng của nước (kg/m3

);

h – hiệu của chiều cao trung bình của

hai cột nước nóng và lạnh (m);

 - hệ số giản nở của nước 0,00018m3

/m3 0C;

t – độ chênh nhiệt độ của hai cột

nước nóng và nước lạnh

Trên thực tế  có giá

trị bé, do chiều cao h

bị hạn chế bởi kết cấu

và bố trí chung nên

nhược điểm của kiểu

làm mát bằng đối lưu

tự nhiên là vận tốc

của nước bé: khi h =

0,2  0,5m; t = 200C thì m; t = 200C thì

 = 7  17,65m; t = 200C thì N/m2 và

vận tốc nước lưu

động  = 0,12  0,19

m/s Điều đó dẫn đến

chênh lệch nhiệt độ

của nước vào và

nước ra lớn, vì vậy mà

thành xylanh được

làm mát không đều

5.2.3 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức

- Kiểu làm mát tuần hoàn cưỡng bức dùng trên động cơ ô tô máy kéo phân làm hai loại: hệ thống tuần hoàn kín, nước sau khi qua két làm mát lại, trở về động cơ, còn trong hệ thống tuần hoàn hở thì ngược lại, nước làm mát sau khi đã làm mát động cơ thì thải ra ngoài Hệ thống làm mát kín có rất nhiều ưu điểm nên được dùng rất rộng rãi trong các loại động cơ đốt trong Trong hệ thống kín, nắp két làm mát có hai van: van xả hơi và van hút không khí Van xả hơi nước làm việc khi áp suất trong hệ thống làm mát lớn hơn 0,15m; t = 200C thì  0,125m; t = 200C thì MN/m2 (1,15m; t = 200C thì  1,25m; t = 200C thì kG/cm2) (hình a), còn van hút không khí sẽ mở khi trong hệ thống làm mát có áp suất nhỏ hơn 0,095m; t = 200C thì  0,09MN/m2 (0,95m; t = 200C thì  0,9kG/cm2) (hình b) Nhờ vậy mà hệ thống làm mát kiều kín có áp suất trong két làm mát cao hơn một ít so với kiều làm mát tuần hoàn hở.

- Nước làm mát từ thân động cơ lên nắp xylanh qua các ống đến van điều nhiệt Nước từ van điều nhiệt được chia ra hai dòng: một

ra két làm mát qua bơm ly tâm; một tuần hoàn trở lại động cơ Sự phân chia lưu lượng cho các dòng này phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát và do van điều nhiệt tự động điều chỉnh, ống dẫn không khí và hơi nước khi động cơ bị nóng

5.3 KẾT CẤU MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC

- Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra rồi lại

đưa trở vào làm mát động cơ

- Trong động cơ ô tô máy kéo, két làm mát gồm có ba phần: ngăn

trên chứa nước nóng, ngăn dưới chứa

nước nguội và giàn ống truyền nhiệt

nối ngăn trên và ngăn dưới với nhau

Hiệu suất truyền nhiệt của bộ phận

truyền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tốc

độ lưu động của hai dòng môi chất

(môi chất toả nhiệt là nước và môi chất

thu nhiệt là không khí) Vì vậy để tăng

hệ số truyền nhiệt, phía sau két nước

thường được bố trí quạt gió để hút gió

đi qua giàn ống truyền nhiệt (gồm các

ống và lá tản nhiệt)

5.3.1 Két làm mát

- Hiệu quả tản nhiệt phụ thuộc vào những yếu tố sau đây:

1-Khả năng tản nhiệt từ nước vào không khí của các ống và lá tản nhiệt

2-Tốc độ lưu động của nước và của không khí làm mát

- Thông thường két nước hay dùng kiểu ống dẫn nước dẹt,

bố trí nhiều hàng so le, cắm trong

các lá tản nhiệt Loại két nước kiểu

ống tròn, gió đi qua ống còn nước

thì chảy bên ngoài ống nói chung ít

được dùng Tuy loại két nước này

có ưu điểm là đường nước đi hẹp,

diện tích thông gió tương đối lớn

do đó làm mát tốt, nhưng cũng có

nhược điểm là do đường nước hẹp

nên hay bị tắc do cặn bẩn trong

nước đọng lại; ống cũng dùng

nhiều mối hàn nên không bền, sửa

chữa không tiện lợi, giá thành cao

- Kết cấu của bộ phận giàn ống tản nhiệt và lá tản nhiệt của két làm mát giới thiệu trên hình dưới Loại két nước dùng ống dẹt có sức cản không khí ít hơn và diện tích tản nhiệt lớn hơn khoảng 2  3 lần so với ống tròn nhưng loại ống này không bền vì có nhiều mối hàn và khó sửa chữa Kiểu ống tròn hình có ưu điểm là đơn giản dễ sửa chữa do làm bằng những ống tháo lắp được mà không hàn vào hai ngăn chứa trên và dưới Hơn nữa nếu tốc độ gió đi qua giàn ống truyền nhiệt lớn thì hiệu quả của loại ống tròn cũng tốt

Do đó kiểu ống tròn được dùng khá phổ biến trong các loại két nước xe vận tải và máy kéo

- Muốn tản nhiệt tốt, vật liệu làm ống và lá tản nhiệt phải dẫn nhiệt tốt (đồng

hay đồng thau tốt hơn thép) Thành ống và

lá tản nhiệt phải mỏng (chiều dày ống

khoảng 0,13  0,20mm, chiều dày lá tản

nhiệt khoảng 0,08  0,12mm) Để tăng

diện tích tản nhiệt, nên dùng loại ống nước

dẹt (kích thước ống dẹt khoảng a = 13 

20mm, b = 2  4mm đồng thời hàn vào mm đồng thời hàn vào

ống nước dẹt nhiều lá tản nhiệt khoảng

cách giữa các lá: tb = 2,5  4mm đồng thời hàn vào ,5mm Tốc độ lưu

động của nước phụ thuộc vào lưu lượng

nước Nếu ống bé thì khi tốc độ lưu động

đã xác định, muốn tăng lưu lượng nước

phải tăng số ống lên Nếu diện tích hút gió

đã xác định thì khi tăng số ống phải bố trí

nhiều hàng ống do đó sức cản không khí sẽ

tăng lên, mặt khác diện tích tản nhiệt của

các lá tản nhiệt sẽ nhỏ đi làm giảm sự tản

* Bình nước phụ (bình giãn

nở):

- Hầu hết các hệ thống

làm mát đều có bình nước

phụ riêng biệt hay bình giãn

nở Nó được đổ nước làm

mát ở một mức nào đó

(không đầy) và nối với phần

tràn của két nước bằng ống

mềm Khi động cơ nóng,

nước làm mát dãn nở đầy và

chảy tới bình nước phụ Khi

động cơ nguội, nước làm mát

co lại Điều này làm tăng

không gian trống trong hệ

thống làm mát, khi đó nước

làm mát từ bình nước phụ

chảy về két làm mát

5.3.2 Bơm nước

- Trong hệ thống làm mát bằng nước, bơm nước có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng và áp suất nhất định Lưu lượng của nước làm mát tuần hoàn cần cho các động cơ thay đổi trong phạm vi: 68  24mm đồng thời hàn vào 5l/kWh =(50  180l/ml.h) và số lần tuần hoàn 7  12 lần/ph

- Bơm nước dùng trong các loại động cơ ô tô

thường là bơm đẩy (hình bên)

Nó được gắn phía trước động

cơ và được dẫn động bởi dây

cudoa từ puly trục khuỷu

Nước từ két nước đi vào trong

bơm được các cánh bơm đẩy

tới áo nước Trục bơm được đỡ

bởi ổ bi kín nên không cần bôi

trơn Vòng đệm (seal) ngăn

cản nước làm mát đi ngang

qua ổ bi Bơm nước dẫn động

bởi dây cudoa quạt đôi khi

bơm nước được dẫn động

riêng (không chung với quạt

gió)

- Aùo nước là khoảng không gian mở giữa vách xylanh và block máy và nắp quy nát

Nước làm mát từ bơm đầu tiên chảy vào áo nước ở block máy Sau đó nước làm mát từ áo nước block máy đi lên áo nước trên nắp quy nát rồi trở về két làm mát

5.3.3 Aùo nước

5.3.4 Van hằng nhiệt

- Van hằng nhiệt là van dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát Nó làm điều này bằng cách điều chỉnh dòng chảy từ động cơ tới két làm mát Van hằng nhiệt được lắp giữa nắp quy nát và két làm mát Khi động cơ nguội, van hằng nhiệt đóng Khi động cơ nóng lên, van hằng nhiệt mở Sự ngăn cản hay cho dòng chảy chảy qua két làm mát được biểu diễn trên dưới

5.3.5 Quạt gió

- Két nước đôi khi cần dòng gió để ngăn cản sự qúa nhiệt của động cơ

Điều này thường xuất hiện khi xe đứng

yên và vận tốc thấp Khi xe chuyển động

về phía trước với tốc độ cao không khí đi

xuyên qua két làm mát giải nhiệt cho két

nước và động cơ Quạt gió kéo thêm

không khí đi ngang két làm mát Quạt

gió có thể là quạt cơ khí hay quạt điện

- Động cơ đặt dọc dẫn động cầu sau thường dùng quạt cơ khí và quạt được

gắn với trục của bơm nước Quạt gió

được làm bằng thép tấm hay nhựa tồng

hợp có từ 4mm đồng thời hàn vào đến 7 cánh và cùng quay với

bơm nước Để tăng hiệu suất của quạt ta

thường dùng tấm chắn để hướng gió

5.3.5.1 Thay đổi tốc độ

quạt gió

- Nhiều loại động cơ đặt dọc dùng quạt gió thay đổi tốc

độ bằng cách dùng ly hợp

(hình 6.24mm đồng thời hàn vào ) Ly hợp quạt gió là

khớp nối thủy lực được điều

khiển bởi nhiệt độ, bộ phận đó

được lắp giữa puly bơm nước

và quạt gió

- Khi động cơ còn lạnh, ly hợp trượt do đó quạt gió không

quay Điều này làm giảm tiếng

ồn và không tốn công suất

động cơ Khi động cơ nóng,

nhiệt độ làm cho dầu đi vào

khớp nối thủy lực nhiều hơn

Khi đó ly hợp quạt gió bắt đầu

kéo quạt gió quay

5.3.5.3 Quạt điện

- Những xe có động cơ đặt ngang dẫn động cầu trước thường

dùng quạt điện hình bên Công tắc

nhiệt chỉ mở quạt khi cần thiết Ví

dụ, trong động cơ công tắc sẽ đóng

khi nhiệt độ nước làm mát khoảng

2000F (930C) Công tắc sẽ ngắt khi

nhiệt độ nước làm mát nhỏ hơn

nhiệt độ này Trên những xe có gắn

máy lạnh, việc mở máy lạnh cũng

bằng công tắc nhiệt Quạt máy lạnh

sẽ quay khi máy lạnh mở Trong các

xe có hệ thống điều khiển tự động

động cơ việc bật, tắt quạt được điều

khiển bởi một modul điều khiển điện

(ECM)

a Xe du lòch

CAÂU 3