MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI……………………………………………………………………...5
1.1. ĐẶT VÂN ĐỀ……………………………………………………………………………………5
1.2.GIỚI HAN CỦ ĐỀ TÀI …………………………….................................................................5
1.3. MỤC TIÊU ...……………………………………………………………………………………5
1.4.NỘI DUNG ĐỀ TÀI.…………………………………..................................................................5
1.5.CAC PHƯƠNG PHA P NGHIÊN CỬ …………………………………………..………………
1.….KÊT CÂU CỦ ĐĐ AN……………….………..…….................................................................…
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYÊT VỀ HỆ THỐNG LÀM MAT TRÊN ĐỘNG CƠ...........................7
2.1. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC....................................................................................7
2.2. CÂU TAO HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC.................................................................8
2.2.1. KÉT NƯỚC ..........................................................................................................................8
2.2.2. BƠM NƯỚC.........................................................................................................................9
2.2.3. V̉N HẰNG NHIỆT............................................................................................................9
2.3. PHÂN LOAI HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC...........................................................11
2.3.1. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC KIỂU BỐC HƠI..............................................11
2.3.2. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC KIỂU ĐỐI LƯU TỰ NHIÊN.........................12
2.3.3. HỆ THỐNG LÀM MAT TUẦN HOÀN CƯỠNG BƯC..................................................13
2.3.4. HỆ THỐNG LÀM MAT TUẦN HOÀN KÍN MỘT VĐNG............................................14
2.3.5. HỆ THỐNG LÀM MAT TUẦN HOÀN H̉I VĐNG.......................................................15
2.3.…. HỆ THỐNG LÀM MAT MỘT VĐNG HỞ.......................................................................17
2.3.7. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC Ở NHIỆT ĐỘ C̉O.........................................18
2.3.8. HỆ THỐNG LÀM MAT CƯỠNG BƯC NHIỆT ĐỘ C̉O KIỂU BỐC HƠI BÊN
NGOÀI............................................................................................................................................18
1
2.3.9. HỆ THỐNG LÀM MAT CƯỠNG BƯC NHIỆT ĐỘ C̉O CÓ LỢI DỤNG NHIỆT
CỦ HƠI NƯỚC VÀ NHIỆT ĐỘ CỦ KHÍ THẢI.................................................................19
2.4. HỆ THỐNG LÀM MAT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ (GIÓ).......................................20
2.4.1. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG KHÔNG KHÍ KIỂU TỰ NHIÊN..............................21
2.4.2. HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG KHÔNG KHÍ KIỂU CƯỠNG
BƯC................................................................................................................................................21
CHƯƠNG 3: THIÊT KÊ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÀM MAT ĐỘNG CƠ TOYOT̉ C̉MRY
200…-2011 2̉Z-FE....................................................................................................................................23
3.1. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÀM MAT ĐỘNG CƠ TOYOT̉ C̉MRY 2̉Z-FE.........................23
3.2. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC..........................................................................................................24
3.3. CAC CỤM CHI TIÊT CỦ HỆ THỐNG LÀM MAT TOYOT̉ C̉MRY 2̉Z-FE.........25
3.3.1. BƠM NƯỚC TOYOT̉ C̉MRY 2̉Z-FE......................................................................25
3.3.2. KÉT NƯỚC TOYOT̉ C̉MRY 2̉Z-FE.......................................................................27
3.3.3. NẮ P KÉT NƯỚC TOYOT̉ C̉MRY 2̉Z-FE..............................................................29
3.3.4. V̉N HẰNG NHIỆT...........................................................................................................31
3.4. HÌNH CHIÊU CAC CHI TIÊT HỆ THỐNG LÀM MAT.....................................................33
3.4.1. KÉT NƯỚC.......................................................................................................................33
3.4.2. BƠM NƯỚC......................................................................................................................3…
3.5. CAC PHƯƠNG PHA P KIỂM TR̉ HƯ HỎNG HỆ THỐNG LÀM MAT..........................39
3.5.1. KIỂM TR̉ VÀ BỔ SUNG NƯỚC LÀM MAT................................................................39
3.5.2. KIỂM TR̉ HIỆN TƯỢNG RĐ RỈ NƯỚC CỦ HỆ THỐNG LÀM MAT..................40
3.5.3. KIỂM TR̉ HIỆN TƯỢNG TẮC KÉT NƯỚC.................................................................41
3.5.4. KIỂM TR̉ V̉N HẰNG NHIỆT.......................................................................................42
CHƯƠNG 4: KÊT LUẬN VÀ ĐANH GIA.........................................................................................43
TÀI LIỆU TH̉M KHẢO.......................................................................................................................44
2
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn
động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy
bay và các máy công tác như máy phát điện, bơm nước và lĩnh vực quân sự …
Mặt khác động cơ đốt trong đặc biệt là động cơ ôtô là một trong những nguyên
nhân chính gây ô nhiễm môi trường, nhất là ở thành phố.
Sau khi học môn học ‘‘động cơ đốt trong’’, em đã vận dụng những kiến
thức đã học để làm bài tập lớn‘‘tính toán đồ thị cong động cơ đốt trong’’. Trong
quá trình tính toán để hoàn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu
đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng
với sự hướng dẫn và giúp đỡ hết sức tận tình của các giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Văn Nhanh, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc
trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong bài tập lớn môn học động
cơ đốt trong. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, vào
tính toán một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn
và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự xem xét, sự
giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách
tốt nhất, đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làm giàu kiến thức
chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình.
1.2 Giới hạn của đề tài:
Đề tài chỉ giới hạn ở việc giới thiệu về động cơ 2AZ-FE được sử sụng
trên xe Toyota Camry 2006 - 2011 và hê ̣ thống làm mát trên đô ̣ng cơ.
1.3 Mục tiêu
- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt đô ̣ng của hê ̣ thống làm mát của đô ̣ng
cơ 2AZ-FE
- Tính toán đo đạc các thông số các chi tiết của hệ thống làm mát.
1.4 Nội dung đề tài
- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hê ̣ thống làm mát
3
- Tính toán đo đạc các thông số kĩ thuật của hệ thống làm mát.
- Vẽ các hình chiếu: chiếu đứng, chiếu bằng, chiếu cạnh, mặt cắt và mô phỏng,
chuyển động 3D.
1.5 Các phương pháp nghiên cứu
1. Tìm hiểu các thông tin liên quan
2. Nghiên cứu lại môn động cơ đốt trong
3. Tham khảo mô hình
4. Sử dụng phầm mềm soạn thảo Word
5. Sử dụng phần mềm Solidwork 2019.
1.… Kết cấu đồ án
- Nội dung tiểu luận word gồm 4 chương.
- Bản vẽ 2D, 3D và mô phỏng chuyển động của hệ thống sinh lực trên
Solidwork
4
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYÊT VỀ HỆ
THỐNG LÀM MAT TRÊN ĐÔN
̣ G CƠ
2.1 HỆ THỐNG LÀM MAT BẰNG NƯỚC
Hệ thống làm mát hoạt động bằng cách vận chuyển nước làm mát tuần hoàn
xung quanh thân máy và nắp quy lát. Khi nước làm mát tuần hoàn qua chúng,
nó sẽ lấy nhiệt ra khỏi động cơ. Nước nóng sau đó sẽ được đẩy về két nước
làm mát, nước sẽ được chia nhỏ vào các ống nhỏ bên trong két nước và được
làm mát bằng sức gió do quạt làm mát tạo ra đồng thời cùng với gió do khi ô
tô chuyển động để làm mát nước. Khi nước nóng được làm mát, nó sẽ tiếp tục
tuần hoàn trở lại vào bên trong động cơ để tiếp tục chu kỳ tuần hoàn liên tục
nhờ vào hoạt động của bơm nước.
Van hằng nhiệt được đặt giữa động cơ và két nước để đảm bảo nước làm mát
luôn được giữ ở một nhiệt độ làm việc nhất định. Nếu nước làm mát quá thất,
van hằng nhiệt sẽ đóng lại không cho nước làm mát chảy về két nước, mục
đích của việc này là để tăng nhiệt độ nhanh chóng tới nhiệt độ làm việc. Khi
nhiệt độ nước đạt tới nhiệt độ làm việc ổn định, van hằng nhiệt sẽ mở ra để
thực hiện tuần hoàn nước về két nước.
Để tránh cho nước làm mát bị sôi, hệ thống làm mát được thiết kế để có khả
năng chịu được áp suất. Khi áp suất càng cao, nhiệt độ sôi của nước sẽ tăng
lên, nhưng nếu áp suất quá cao sẽ làm cho thân máy bị nứt hoặc các đường
ống nước bị nổ. Do đó, áp suất trong hệ thống làm mát sẽ được điều khiển
thích hợp bởi nắp két nước. Khi áp suất bên trong hệ thống làm mát cao quá
mức cho phép, nắp két nước sẽ mở ra để nước đi vào bình nước phụ, làm giảm
áp suất nước. Khi nhiệt độ nước làm mát giảm, nước trong bình nước phụ sẽ
được hút về trở lại hệ thống. Hệ thống làm mát này được gọi là hệ thống làm
mát tuần hoàn kín.
5
2.2. Cấu tạo hệ thống làm mát bằng nước
2.2.1. Két nước:
Két nước có tác dụng để chứa nước và truyền nhiệt từ nước ra không khí để
hạ nhiệt độ của nước thông qua dàn trao đổi nhiệt và cung cấp nước mát cho
động cơ khi làm việc. Để đảm bảo yêu cầu làm mát tốt nhất, két nước được
cấu tạo từ những đường ống, xen lẫn là những lá nhôm mỏng nhằm tăng hiệu
quả tản nhiệt. Tùy theo các yêu cầu khác nhau mà két nước được các hãng xe
thiết kế với kích thước khác nhau.
1
2
3
4
247
5
6
7
8
156
69
6
Hình 2.2.1: Kết cấu két nước.
1- Đường ống vào; 2-Nắp két; 3- Ống thông hơi; 4- Ngăn trên; 5- Giàn ống;
6- Cánh tản nhiệt; 7-Ngăn dưới; 8- Đường ống ra.
2.2.2. Bơm nước:
45 6 7 8 9 10
3
A
2
11
1
15
14
13
A
A
A
12
HÌNH 2.2.2: K ÊT CÂU BƠM NƯỚC ĐỘNG CƠ
1- Bulông; 2- Phớt làm kín; 3- Buly dẫn động; 4- Sạclíp; 5- Ổ bi đỡ; 6- Vú
mở;
7- Vỏ bơm; 8- Roan làm kín; 9- Lò xo; 10- Bánh công tá;, 11- Nắp vỏ bơm ;
12- Cửa ra; 13- Cửa vàoTrục bơm ; 14- Đệm; 15- Then bán nguyệt.
Bơm nước có tác dụng cung cấp lưu lượng nước với một áp suất nhất định
trong hệ thống để làm mát cho động cơ. Để hiệu quả làm mát tốt hơn thì bơm
có tốc độ quay nhanh hơn trục khuỷu 25-50%.
2.2.3. Van hằng nhiệt :
Van hằng nhiệt có nhiệm vụ tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát khi
động cơ làm việc đảm bảo cho nhiệt độ nước làm mát trong giới hạn từ 8590oC, mặt khác còn làm nhiệm vụ rút ngắn thời gian đạt nhiệt độ tối ưu của
động cơ sau khi khởi động.
Các chi tiết của van hằng nhiệt đều được làm bằng đồng, bên trong chứa hỗn
hợp nước và rượu etylic dễ bay hơi.
7
Van hằng nhiệt được bố trí giữa két nước và động cơ, van đóng mở được tùy
theo nhiệt độ của nước làm mát. Khi nhiệt độ của nước làm mát thấp, van
đóng để ngăn không cho nước ra két làm mát. Khi nhiệt độ của nước làm mát
tăng, van mở để cho nước từ động cơ thoát ra két làm mát.
8
2.3. Phân loại hệ thống làm mát bằng nước
2.3.1. Hệ 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 hai phần: khoang nước
bao quanh thành xilanh (8), khoang nắp xilanh (5) và thùng chứa nước bay hơi
(2) ở phía trên.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống như sau:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Hình 2.3.1: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi.
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 ra ngoài khí trời. Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn
sẽ chìm xuống dưới điền chỗ 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 hệ thống kiểu bốc hơi này.
9
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 này không 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
lưu động đối lưu đã nói ở trên nên hệ thống này được dùng cho các động cơ đốt
trong kiểu 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 xilanh không đều.
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 nước nóng trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két
nước.
4
5
6
7
8
9
3
2
1
Hình 2.3.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên.
1- Đường nước; 2- Xilanh; 3- Đường dẫn nước vào két làm mát; 4- Nắp két;
5- Két nước; 6- Quạt gió; 7- Đường nước làm mát động cơ.
Nước nhận nhiệt của xilanh trong thân máy, làm cho khối lượng riêng
nước giảm nên nước nổi lên trên. Trong khoang của nắp xilanh, nước tiếp tục
nhận nhiệt của các chi tiết bao quanh buồng cháy: nắp xilanh, xupap… nhiệt độ
của nước tiếp tục tăng lên và khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước nổi
10
lên trên theo đường dẫn ra khoang phía trên của két làm mát (5). Quạt gió (6)
được dẫn động bằng puly từ trục khuỷu 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 đi vào 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 đó cường độ làm mát có thể tự động điều chỉnh theo phụ tải. Khi mới khởi
động do sự chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và nguội bé nên chênh
lệch áp lực giữa hai cột nước bé. Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng
đạt nhiệt độ ở chế độ làm việc. Sau đó phụ tải tăng thì độ chênh lệch nhiệt độ
của hai cột nước cũng tăng theo, tốc độ lưu động của nước cũng tăng theo. Độ
chênh áp lực cũng còn phụ thuộc vào hiệu độ chênh chiều cao trung bình của hai
cột nước, do đó phải luôn luôn đảm bảo 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 bé vào khoảng V = 0,120,19 m/s. Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt độ
nước vào và nước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh được làm mát không đều.
Muốn khắc phục nhược điểm này thì phải tăng tiết diện lưu thông của nước
trong động cơ dẫn đến hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh. Do vậy, hệ thống
làm mát kiểu này không thích hợp cho động cơ ô tô máy kéo, mà thường được
dùng trên động cơ tĩnh tại.
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
hệ thống làm mát kiểu đối lưu. Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy
cột nước của bơm nước tạo ra. Tùy theo số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta
có các loại tuần 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.
11
Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử
dụng khác nhau.
2.3.4.Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng:
6
5
4
3
2
1
7
11
8
10
9
Hình 2.3.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng.
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 (1.3.4) là hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức của động cơ ô
tô máy kéo một 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 mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua
ống phân phối đúc sẵn trong thân máy. Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm
mát nắp máy rồi theo đường ống (2) ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao rồi đến
van hằng nhiệt (6). Khi van hằng nhiệt (6) mở, một phần nước chảy qua đường
ống (4) về đường ống hút của bơm nước (3), một phần lớn nước qua van hằng
nhiệt (6) vào ngăn chứa phía trên của két nước.
12
Tiếp theo, nước từ ngăn phía trên của két đi qua các ống mỏng có gắn
cánh tản nhiệt. 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 ngăn chứa phía dưới, nước có nhiệt độ thấp hơn lại được bơm nước (3)
đẩy vào động cơ thực 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 két làm mát lại trở về động cơ. Do đó ít phải bổ sung nước, tận dụng việc
trở lại nguồn nước 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.
2.3.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng:
Trong hệ thống này, nước được làm mát tại két nước không phải là dòng
không khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dòng nước có nhiệt độ thấp hơn, như
nước sông, biển. Vòng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát cưỡng
bức một vòng còn gọi là nước vòng kín. Vòng thứ hai với nước sông hay nước
biển được bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vòng kín, sau đó lại
thải ra sông, biển nên gọi là vòng hở. Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ
biến ở động cơ tàu thủy.
13
6
5
4
3
2
8
7
1
9
10
Hình 2.3.5 Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vòng tuần hoàn
1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xilanh; 4- Van hằng
nhiệt;
5- Két làm mát; 6- Đường nước ra vòng hở; 7- Bơm nước vòng hở;
8- Đường nước vào bơm nước vòng hở; 9- Đường nước tắt về bơm vòng
kín; 10- Bơm nước vòng kín..
Hệ thống làm việc như sau: nước ngọt làm mát động cơ đi theo chu trình
kín, bơm nước (10) đến động cơ làm mát thân máy và nắp xilanh đến két làm
mát nước ngọt (5). Nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởi nước ngoài
môi trường bơm vào do bơm (7) qua lưới lọc, qua các bình làm mát dầu, qua két
làm mát (5) làm mát nước ngọt rồi theo đường ống (5) đổ ra ngoài môi trường.
Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hoàn
kín còn thấp, van hằng nhiệt (4) đóng đường nước đi qua két làm mát nước ngọt.
Vì vậy, nước làm mát ở vòng làm mát ngoài, nước được hút từ bơm (7) qua két
làm mát (5) theo đường ống (6) đổ ra ngoài. Van hằng nhiệt (4) có thể đặt trên
mạch nước ngọt để khi nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống
đi vào két làm mát (5). Lúc này nước ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát
14
động cơ qua van hằng nhiệt (4) rồi theo đường ống đi vào bơm nước ngọt (10)
để bơm trở lại động cơ.
15
2.3.…. Hệ thống làm mát một vòng hở:
Hệ thống làm mát kiểu này về mặt bản chất không khác nhiều so với hệ
thống làm mát cưỡng bức một vòng kín.
4
5
3
2
1
6
7
8
Hình 2.3.6. Hệ thống làm mát một vòng hở.
1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp máy; 4- Van hằng nhiệt; 5- Đường
nước ra vòng hở; 6- Đường nước vào bơm; 7- Đường nước nối tắt về bơm; 8- Bơm
nước.
Trong hệ thống này nước làm mát là nước sông, biển được bơm (8) hút
vào làm mát động cơ, sau đó theo đường nước (5) đổ ra sông, biển. Hệ thống
này có ưu điểm là đơn giản. Tuy nhiên, ở một số kiểu động cơ nước làm mát đạt
được ở 1000C hoặc cao hơn. Khi nước ở nhiệt độ cao, nước sẽ bốc hơi. Hơi nước
có thể tạo thành ngay trong áo nước làm mát (kiểu bốc hơi bên trong) hoặc hơi
nước bị tạo ra trong một thiết bị riêng (kiểu bốc hơi bên ngoài). Do đó, cần phải
có một hệ thống làm mát riêng cho động cơ.
So sánh hai hệ thống làm mát kín và hở của động cơ tàu thủy thì hệ thống
hở có kết cấu đơn giản hơn, nhưng nhược điểm của nó là nhiệt độ của nước làm
mát phải giữ trong khoảng 500 ÷ 600C để giảm bớt sự đóng cặn của các muối ở
thành xilanh, nhưng với nhiệt độ này do sự làm mát không đều nên ứng suất
nhiệt của các chi tiết sẽ tăng lên. Cũng do vách áo nước bị đóng cặn muối mà sự
truyền nhiệt từ xilanh vào nước làm mát cũng kém. Ngoài ra, do ảnh hưởng của
16
nhiệt độ nước ở ngoài tàu thay đổi mà nhiệt độ nước trong hệ thống hở cũng dao
động lớn. Điều này không có lợi cho chế độ làm mát.
2.3.7. 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 hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài và hệ
thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt hơi nước và nhiệt của
khí thải.
2.3.8. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài:
2
3
4
5 6
p2 tra
,
p2 tvaìo
,
7
1
Hình 2.3.8 : Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên
ngoài.
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.
17
Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau. Vùng thứ nhất
có áp suất p1 truyền 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 hoàn qua 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 mà chỉ nóng lên (từ nhiệt độ tvào đến tra ).
Áp suất p2 tương ứng với nhiệt độ sôi t2 > tra nên nước chỉ sôi ở bộ tách hơi có áp
suất p1 < p2.
2.3.9. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của
hơi nước và nhiệt của khí thải:
1
3
2
5 6
4
7
8
9
PK > P1
p1 t1
p2
,
t
t'ra
ra
P1 t'1 > t1
P1
t
10
11
r
p2 , t1
PK >P1
12
16
15 14
13
Hình 2.3.9: Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước
và nhiệt của khí thải.
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 tách
hơi; 7,9- Van tiết lưu; 8- Bộ tách hơi nước; 10- Tuabin hơi; 11- Bộ ngưng tụ;
12,14,15,16- Bơm nước; 13- Thùng chứa nước.
Hệ thống làm mát này có hai vòng tuần hoàn và quá trình hoạt động như
sau:
18
- 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 hoàn trong hệ thống tuần hoàn làm kín nhờ bơm (11) bơm lấy nước
từ bộ tách hơi với áp suất 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 nên nước không sôi trong động cơ và cả bộ tăng nhiệt. Nước chỉ sôi ở bộ tách
hơi sau khi 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 vào buồng 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 nước trong mạch kín.
Ưu điểm của hệ thống làm mát này là: Có thể nâng cao được hiệu suất
làm việc của 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 trong nhiên liệu này.
Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản là
nhiệt độ của các chi tiết máy cao. Do đó cần đảm bảo các khe hở công tác của
các chi tiết cũng như cần phải dùng loại dầu bôi trơn có tính chịu nhiệt tốt.
Ngoài ra đối với động 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, các khe hở của bơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt phải chắc
chắn hơn.
2.4. HỆ THỐNG LÀM MAT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ
(GIÓ)
Hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng gió bao gồm ba bộ phận chủ
yếu: phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió. Hệ
thống làm mát bằng không khí chia làm hai loại: làm mát bằng không khí kiểu
tự nhiên và kiểu làm mát theo cưỡng bức (dùng quạt gió). Tùy thuộc vào đặc
điểm của từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm mát hợp lý.
19
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 trên nắp xilanh và thân máy. Các phiến ở mặt trên nắp xilanh bao giờ cũng
bố trí dọc theo hướng di chuyển của xe, các phiến làm mát ở thân thường bố trí
vuông góc với đường tâm 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
nhiệt dọc theo đường tâm xilanh để tạo điều kiện gió lùa qua rãnh giữa các phiến
tản nhiệt. Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt khi xe chạy trên đường
để lấy làm mát các phiến tản nhiệt.
Do đó, khi xe lên dốc hay chở nặng hoặc chạy chậm... thường động cơ bị
quá nóng do làm mát kém. Để khắc phục nhược điểm này người ta đưa ra
phương án làm mát bằng không khí kiểu cưỡng bức.
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 làm mát 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.
4
6
3
2
5
1
(B)
(A)
Hình 2.4.2. Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh.
(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.
20
- Xem thêm -
.DOCX 
43 
1 
91 
