Giới thiệu chung về hệ thống làm mát động cơ. Hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao. Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát bằng nước Kết cấu két làm mát. Kết cấu của bơm nước. Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió).
BÁO CÁO ĐỀ TÀI : hệ thống làm mát MỤC LỤC Mục đích ý nghĩa đề tài Giới thiệu chung hệ thống làm mát động 2.1 Hệ thống làm mát 2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: 2.1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên: 2.1.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng bức: 2.1.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng: .4 2.1.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng: .6 2.1.3.3 Hệ thống làm mát vòng hở: 2.2 Hệ thống làm mát nhiệt độ cao 2.2.1 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên ngoài: 2.2.2 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải: 2.3 Kết cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát nước 10 2.3.1 Kết cấu két làm mát 10 2.3.2 Kết cấu bơm nước .14 2.3.2.1 Bơm ly tâm 15 2.3.2.2 Bơm piston 16 2.3.2.3 Bơm bánh 17 2.3.2.4 Bơm cánh hút .17 2.3.2.5 Bơm guồng 19 2.3.3 Kết cấu quạt gió 20 2.3.4 Van nhiệt 21 2.4 Hệ thống làm mát động khơng khí (gió) 23 2.4.1 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu tự nhiên: 23 2.4.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng bức: 23 2.5 So sánh ưu khuyết điểm kiểu làm mát nước kiểu làm mát khơng khí 25 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục sửa chữa hệ thống làm mát 26 3.1 Các hư hỏng cách khắc phục sửa chữa .26 3.1.1 Két làm mát: .26 3.1.2 Nắp két: .26 3.1.3 Bơm nước: 27 3.1.4 Van nhiệt: 27 + Hư hỏng: 28 3.1.6 Dung môi làm mát: .28 3.2 Các phương pháp kiểm tra hư hỏng hệ thống làm mát 28 3.2.1 Kiểm tra bổ sung nước làm mát: 28 3.2.2 Kiểm tra tượng rò rỉ nước hệ thống làm mát: 28 3.2.3 Kiểm tra tượng tắc két nước: 29 3.2.4 Kiểm tra van nhiệt: 30 3.2.5 Kiểm tra, điều chỉnh truyền đai: 30 3.2.6 Thông rửa hệ thống làm mát: 30 3.3 Các phương pháp cấp, xả nước hệ thống làm mát .32 3.3.1 Cấp nước làm mát: .32 3.3.2 Xả nước làm mát: .32 Kết luận 32 Mục đích ý nghĩa đề tài Để cho động hoạt động hiệu quả, hệ thống động hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát… phải làm việc cách ổn định Ngoài ra, làm việc hệ thống có tác động lớn công suất, tuổi thọ, hiệu suất làm việc động Hệ thống làm mát hệ thống quan trọng động Mục đích đề tài là: Hiểu rõ phương án làm mát cho động động đốt trong; Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính tốn kiểm tra nhiệt két làm mát theo thông số thực tế rút nhận xét Với mục đích trên, đề tài có ý nghĩa không phần quan trọng sinh viên ngành Cơ khí Động Lực Thơng qua việc làm đề tài góp phần cho sinh viên củng cố lại kiến thức học tập cho sinh viên cách nghiên cứu làm việc độc lập tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau người kỹ sư tương lai Giới thiệu chung hệ thống làm mát động Trong trình làm việc động cơ, nhiên liệu cháy xilanh động có nhiệt lượng lớn tỏa ra, phần chuyển thành cơng, phần cịn lại tỏa mơi trường bên ngồi, chi tiết tiếp xúc với khí cháy tiếp nhận (xilanh, piston, nắp xilanh, xupáp, vịi phun ), mặt khác có nhiệt lượng sinh ma sát bề mặt làm việc chi tiết động Do đó, khơng làm mát hay làm mát khơng đủ, chi tiết nóng lên, nhiệt độ cho phép, gây nhiều tác hại như: ứng suất nhiệt lớn, sức bền giảm, dẫn đến phá hỏng chi tiết, giảm chất lượng bôi trơn, giảm hiệu suất, cơng suất động Vì vậy, cần làm mát động khơng khí hay nước (chất lỏng).Với hệ thống làm mát kiểu nào, cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau: - Bảo đảm động làm việc tốt chế độ làm việc điều kiện khí hậu điều kiện đường sá (đối với động đặt xe); - Tiêu hao công suất cho việc làm mát phải tương đối bé; - Kết cấu hệ thống làm mát phải gọn nhẹ, đơn giản, dễ chế tạo lắp ráp, sửa chữa; - Vật liệu phải đảm bảo truyền nhiệt tốt rẻ tiền 2.1 Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát nước chia nhiều kiểu khác như: làm mát nước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu cưỡng kiểu hở Mỗi kiểu làm mát có ưu nhược điểm khác thích hợp cho điều kiện làm việc động 2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: Hệ thống làm mát nước kiểu bốc loại đơn giản Hệ thống không cần bơm, quạt Bộ phận chứa nước có hai phần: khoang nước bao quanh thành xilanh, khoang nắp xilanh thùng chứa nước bay phía Sơ đồ nguyên lý hệ thống sau: Hình 2-1 Hệ thống làm mát nước kiểu bốc 1- Khoang chứa nước bốc hơi; 2- Thùng nhiên liệu; 3- Nắp xilanh; 4- Thân máy; 5- Xi lanh; 6- Thanh truyền; 7- Hộp cacte chứa dầu Khi động làm việc, nước nhận nhiệt buồng cháy, sôi, tạo thành bọt nước, lên mặt thống thùng chứa để bốc ngồi khí trời Nước nguội thùng chứa có tỉ trọng lớn nên có xu hướng xuống dưới, điền chỗ cho nước nóng lên, tạo thành dịng đối lưu tự nhiên Căn vào nhiệt lượng động để thiết kế hệ thống kiểu bốc Với cách làm mát cách bốc nước, lượng nước thùng giảm nhanh, cần phải bổ sung nước thường xuyên kịp thời Vì vậy, kiểu làm mát khơng thích hợp cho động dùng phương tiện vận tải mà thường dùng cho động đốt kiểu xilanh nằm ngang máy nông nghiệp cỡ nhỏ 2.1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên: Trong hệ thống làm mát kiểu này, nước lưu động tuần hoàn nhờ chênh lệch áp lực hai cột nước nóng lạnh mà khơng cần bơm Cột nước nóng động cột nước nguội thùng chứa két nước Hình 2-2: Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 1- Thân máy; 2- Xilanh; 3- Nắp xilanh; 4- Đường két; 5- Nắp đổ rót nước; 6- Két nước; 7- Khơng khí làm mát; 8- Quạt gió; 9- Đường nước làm mát động Nước nhận nhiệt xilanh thân máy (1), khối lượng riêng nước giảm nên nước lên Trong khoang nắp xilanh (3), nước tiếp tục nhận nhiệt chi tiết bao quanh buồng cháy, nhiệt độ tiếp tục tăng khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nước tiếp tục lên theo đường dẫn khoang phía két làm mát (6) Quạt gió (8) dẫn động puly từ trục khuỷu động hút khơng khí qua két Do đó, nước két làm mát, khối lượng riêng nước giảm, nước chìm xuống khoang két từ vào thân máy, thực vòng tuần hoàn Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên có ưu điểm chế độ làm mát phù hợp với chế độ không tải động Khi khởi động chênh lệch nhiệt độ hai cột nước nóng nguội bé nên chênh lệch áp lực hai cột nước bé Vì vậy, nước lưu động chậm, động chóng đạt nhiệt độ chế độ làm việc Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm nước lưu động hệ thống có vận tốc bé vào khoảng V = 0,120,19 m/s Điều dẫn đến hiệu làm mát Do tốc độ nước bé mà muốn đảm bảo lưu lượng nước làm mát phải tăng tiết diện lưu thơng nước động dẫn đến hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh Do vậy, hệ thống làm mát kiểu khơng thích hợp cho động tô máy kéo, mà dùng động tĩnh 2.1.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng bức: Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng khắc phục nhược điểm hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên Trong hệ thống này, nước lưu động sức đẩy cột nước bơm nước tạo Tùy theo số vịng tuần hồn kiểu tuần hồn, ta có loại tuần hồn cưỡng như: hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng vịng kín, kiểu cưỡng vịng hở, kiểu cưỡng hai vịng tuần hồn Mỗi kiểu làm mát có nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng khác 2.1.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng: 10 11 12 13 14 Hình 2-3 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng 1- Thân máy; 2- Nắp xilanh; 3- Đường nước khỏi động cơ; 4- Ống dẫn bọt nước;5Van nhiệt; 6- Nắp rót nước; 7- Két làm mát; 8- Quạt gió; 9- Puly; 10- Ống nước nối tắt vào bơm; 11- Đường nước vào động cơ; 12- Bơm nước; 13- Két làm mát dầu; 14- Ống phân phối nước Trên hình (2.3) hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng động tơ máy kéo hàng xilanh Ở đây, nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (12), qua ống phân phối nước (14) vào khoang chứa xilanh Để phân phối nước làm mát đồng cho xilanh, nước sau bơm vào thân máy (1) chảy qua ống phân phối (14) đúc sẵn thân máy Sau làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp máy theo đường ống (3) khỏi động với nhiệt độ cao đến van nhiệt (5) Khi van nhiệt mở, phần nước chảy qua đường ống (10) lại trước ống hút bơm nước (12), phần lớn nước qua van vào bình chứa phía két nước Tiếp theo, nước từ bình phía qua ống mỏng có gắn cánh tản nhiệt Tại đây, nước làm mát dịng khơng khí qua két quạt (8) tạo Quạt dẫn động puly từ trục khuỷu động Tại bình chứa phía dưới, nước có nhiệt độ thấp lại bơm nước hút vào, đẩy vào động cơ, thực chu kỳ làm mát tuần hoàn Ưu điểm hệ thống làm mát cưỡng vịng kín nước sau qua két làm mát lại trở động cơ, đỡ phải bổ sung nước, tận dụng trở lại nguồn nước làm mát tiếp động Do đó, hệ thống thuận lợi loại xe đường dài, vùng thiếu nguồn nước 2.1.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng: Trong hệ thống này, nước làm mát két nước khơng phải dịng khơng khí quạt gió tạo mà dịng nước có nhiệt độ thấp hơn, nước sơng, biển Vịng thứ làm mát động hệ thống làm mát cưỡng vịng cịn gọi nước vịng kín Vịng thứ hai với nước sông hay nước biển bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vịng kín, sau lại thải sơng, biển nên gọi vòng hở Hệ thống làm mát hai vòng dùng phổ biến động tàu thủy 10 Hình 2-4 Hệ thống làm mát cưỡng kiểu hai vịng tuần hồn 1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xilanh; 4- Van nhiệt; 5- Két làm mát; 6- Đường nước vòng hở; 7- Bơm nước vòng hở; 8- Đường nước vào bơm nước vòng hở; 9- Đường nước tắt bơm vịng kín; 10Bơm nước vịng kín Hệ thống làm việc sau: nước làm mát động theo chu trình kín, bơm nước (10) đến động làm mát thân máy nắp xilanh đến két làm mát nước (5) Nước hệ thống kín làm mát nước ngồi mơi trường bơm vào bơm (7), qua lưới lọc, qua bình làm mát dầu, qua két làm mát (5), làm mát nước theo đường ống (6) đổ ngồi mơi trường Khi động khởi động, nhiệt độ nước hệ thống tuần hồn kín cịn thấp, van nhiệt (4) đóng đường nước qua két làm mát nước Vì vậy, nước làm mát vịng làm mát ngồi, nước hút từ bơm (7) qua két làm mát (5) theo đường ống (6) đổ ngồi Van nhiệt (4) đặt mạch nước để nhiệt độ nước làm mát thấp, đóng đường ống vào két làm mát (5) Lúc nước có nhiệt độ thấp sau làm mát động qua van nhiệt (4) theo đường ống vào bơm nước (10) để bơm trở lại động 2.1.3.3 Hệ thống làm mát vòng hở: Hệ thống làm mát kiểu mặt chất không khác nhiều so với hệ thống làm mát cưỡng vịng kín Hình 2-5 Hệ thống làm mát vịng hở 1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp máy; 4- Van nhiệt; 5- Đường nước vòng hở; 6- Đường nước vào bơm; 7- Đường nước nối tắt bơm; 8- Bơm nước Trong hệ thống nước làm mát nước sông, biển bơm (8) hút vào, làm mát động cơ, sau theo đường nước (5) đổ sơng, biển Hệ thống có ưu điểm đơn giản Tuy nhiên, số kiểu động cơ, nước làm mát đạt 100 0C cao Khi nước nhiệt độ cao, nước bốc Hơi nước tạo thành áo nước làm mát (kiểu bốc bên trong) nước bị tạo thiết bị riêng (kiểu bốc bên ngồi) Do đó, cần phải có hệ thống làm mát riêng cho động So sánh hai hệ thống làm mát kín hở động tàu thủy hệ thống hở có kết cấu đơn giản hơn, nhược điểm nhiệt độ nước làm mát phải giữ C 10 C-C I a) II C III IV 1-1 2-2 3-3 b) Sơ đồ nguyên a.Sơ đồ kết cấu âäö ngunlíl a.Så âäư kãú t cáú u b.b.Så Hình 2-14 Sơ đồ kết cấu nguyên lý làm việc bơm cánh hút 1,4- Hai nửa trục bơm, 2;3- Hai nửa thân bơm, 5- Bánh công tác, 6- Rãnh chứa nước; 7Trục bơm, 8- Bánh dẫn động, 9- Cửa nước vào bơm, 10- Cửa nước Kết cấu bơm gồm: nửa trước (3) nửa sau (2) Các nửa vỏ bơm lắp với hai nắp ổ trục (1) (4) bu lông Bánh công tác (5) cố định trục (7), trục (7) dẫn động bánh (8) Nửa vỏ sau có cửa vào (9) nửa vỏ trước có cửa (10) Bên nửa vỏ có rãnh vịng cung (rãnh 6) Chiều sâu rãnh thay đổi, rãnh có chiều sâu lớn chiều sâu giảm dần đến khơng hai phía đầu mút rãnh (hình 2.14b) Nguyên lý làm việc bơm cánh hút sau : Ban đầu, dung tích cơng tác hai cánh mồi đầy nước (vị trí I) Khi cánh quay nước nằm hai cánh dịch chuyển theo (vị trí II) Do chiều sâu rãnh (6) tăng dần nên dung tích hai cánh tăng lên Do tăng dung tích, nên bơm hình thành độ chân khơng Nhờ có độ chân không, nước hút vào qua 18 cửa (9): cánh quay tiếp tục nửa vịng chiều sâu rãnh bắt đầu giảm dần, nước bị nén, theo cửa (10) vào hệ thống làm mát Nhược điểm loại bơm cánh hút hiệu suất bơm thấp So với bơm li tâm hiệu suất thua 3÷4 lần bơm phải mồi nước Vì vậy, người ta dùng loại bơm để bơm nước tàu vào Chiều cao cột nước bơm không 1,5m với lưu lượng 8000l/ph 2.3.2.5 Bơm guồng Cũng loại bơm cánh hút, bơm guồng dùng để cấp nước hệ thống làm mát tuần hồn hở Nhưng loại bơm guồng có áp suất cột nước cao B B-B 10 11 12 13 B Hình 2-15 Kết cấu bơm guồng 1- Nắp bơm; 2,8- Rãnh xoắn ốc; 3- Bánh công tác; 4- Vỏ bơm; 5- Vịng phớt; 6- Ổ bi, 7- Cửa thốt, 9- Rãnh guồng; 10- Cánh guồng; 11- Cửa hút; 12- Bánh dẫn động; 13- Lị xo Hình giới thiệu sơ đồ kết cấu bơm guồng dùng động diezel Bơm gồm có : bánh cơng tác (3) , bánh guồng quay vỏ (4) nắp (1) Trên bánh cơng tác người ta phay rãnh hướng kính (9) Vỏ nắp có làm rãnh xốy (2) thơng với cửa hút (11) cửa (7) Khi bánh cơng tác quay, nước vào rãnh tác dụng lực li tâm, phần tử nước chuyển động từ quay theo cánh (10) theo rãnh xoắn ốc (2) vỏ bơm qua cửa thoát (7) vào hệ thống làm mát động Loại bơm guồng động diezel 20 mã lực dùng để cung cấp nước cho hệ thống làm mát hở (nước sau qua động thải ) Cột áp loại bơm 19 guồng cao cột áp bơm ly tâm khoảng 3÷7 lần hiệu suất thấp η = 0,25 ÷ 0,45, bơm li tâm η = 0,65 ÷0,9 Tuy vậy, so với bơm cánh hút hiệu suất bơm guồng cao khoảng lần 2.3.3 Kết cấu quạt gió Trong hệ thống làm mát nước, dùng két làm mát khơng khí, quạt gió dùng để tăng tốc độ khơng khí qua két nhằm nâng cao hiệu làm mát Quạt gió thường quạt chiều trục Quạt gió động chạy khí điện Những động đặt dọc thân xe có trục sau trục chủ động thường sử dụng quạt khí (hình2.16) lắp trục với bơm nước Hình 2-16 Quạt khí 1- Quạt, 2- puly bơm nước Có hai tiêu để đánh giá chất lượng quạt: suất (lưu lượng gió) quạt công suất tiêu tốn cho dẫn động quạt Ðối với két nước cụ thể, suất thể tốc độ gió qua két làm mát Hai tiêu phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: số vịng quay quạt, kích thước cánh, góc nghiêng cách vị trí tương quan quạt két nước Tăng góc nghiêng cánh tăng số vịng quay quạt làm cho cơng suất dẫn động quạt tăng lên Thơng thường góc nghiêng tốt quạt phẳng 40 ÷ 450 với quạt cánh lồi 380 Tăng góc nghiêng tăng chiều rộng cánh quạt có làm cho lưu lượng tăng công suất dẫn động quạt tăng mãnh liệt, động tơ máy kéo, đường kính quạt khơng vượt q 0,65m chiều rộng không vượt 70mm Khoảng cách từ quạt đến két phụ thuộc vào việc tổ chức dịng khí làm mát đến phận nắp xe Khi có lắp hướng dịng khí khoảng cách cho phép đến 80 - 100mm Nếu khơng khơng nên vượt 10 ÷ 15mm Số cánh tăng làm suất tăng theo, không nên vượt cánh 20 Cánh quạt dập thép có chiều dày 1,2 ÷ 1,6mm, bắt chặt vào mayơ, trước lắp phải cân Loại cánh quạt chế tạo vật liệu polyme khơng cần cân Ðể giảm tiếng ồn, loại quạt cánh chế tạo theo hình chữ X, với góc hai cánh 70 ÷ 110 Quạt dẫn động đai truyền hình thang, tốc độ đai truyền khơng vượt 30 ÷ 35 m/s Trên số động cơ, quạt dẫn động xích, cịn dẫn động bánh gặp Tỷ số truyền động quạt nằm khoảng 1,0 ÷ 1.3 Ngồi cịn có phận áo làm mát Áo làm mát hình thành khoang trống nằm thành nắp máy với thành buồng đốt Ðặc biệt chỗ bố trí đường xả cần tăng cường làm mát 2.3.4 Van nhiệt Van nhiệt hoạt động tùy theo nhiệt độ nước làm mát dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát, cách điều khiển nước làm mát từ động đến két làm mát Van nhiệt lắp đường nước nắp xi lanh với bình làm mát Van nhiệt đóng hay mở tùy theo nhiệt độ nước làm mát Khi động cịn lạnh, van nhiệt đóng Khi động nóng lên, van nhiệt mở, điều cho phép hay không cho phép nước làm mát qua két Bằng cách đóng đường nước dẫn tới két động lạnh, động ấm lên nhanh chóng nhiệt lượng sinh động giữ lại động cơ, thay két làm mát, nhờ rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ, tiêu hao nhiên liệu giảm lượng khí xả Sau hâm nóng, van nhiệt giữ cho động làm việc nhiệt độ cao so với trường hợp khơng có van nhiệt Nhiệt độ làm việc cao cải thiện hiệu động giảm khí xả.Van nhiệt dùng hệ thống làm mát nước chia làm hai loại : loại dùng chất lỏng làm chất giãn nở loại dùng chất rắn làm chất giãn nở Van nhiệt dùng chất lỏng làm chất giãn nở (van nhiệt kiểu hộp xếp): Van nhiệt có tác dụng giúp cho động nhanh chóng đạt tới nhiệt độ quy định trường hợp động khởi động 21 b) a) Van nhiệt kiểu hộp xếp VAN HÀÒ NG NHIÃÛ T KIÃØ U HÄÜ P XÃÚ P 12 11 13 Âãú n kẹt nỉåïc 14 10 15 Âãú n båm næåïc d) c) van nhiệt dungTchất rắnBÄÜ làm chấtNgiãn VAN HÀÒ NG NHIÃÛ KIÃØ U T GI NÅÍ a,c - ÅÍtỉthãúâọng b,d - ÅÍtỉthãúmåí nở Hình 2-17 Kết cấu loại van nhiệt Đường nước nối tắt bơm; 2,13 Đường nước tới két làm mát; Đường nước nóng tới van; 4- Hộp xếp; Giá treo; 6- Trục van; 7,12- Nắp van; 8- Bầu chứa; 9- Xêrêirin; 10- Màng; 11 Lò xo hồi vị; 14- Thân van; 15- Ống dẫn hướng Van nhiệt kiểu hộp xếp (hình: 2.17a,b) gồm có hộp xếp chứa chất lỏng dễ bay Phần bầu bắt chặt vào trục (6) van nhiệt Khi nhiệt độ làm mát thấp 780C, van nhiệt đóng lại (hình 2.17a) tồn chất lỏng qua ống (1) (ống hai ngã) để trở bơm nước, Áp suất hộp xếp tăng lên, làm cho hộp (7) giãn dài nâng van (4) lên Nước nóng qua ống vào bình tản nhiệt Van mở rộng hoàn toàn nhiệt độ 910C Van nhiệt dùng chất rắn làm chất giãn nở: Ở hình 2.17c có bầu (8) chứa đầy xêrêzin (lấy từ dầu mỏ) đậy kín màng cao su (9) Ở nhiệt độ 700C, xêrêzin nóng chảy giãn nở đẩy màng (9), cữ chặn (12) (5) chuyển động lên phía Lúc van (14) mở nước bắt đầu chảy tuần hồn qua tản nhiệt (hình 2.17c) 22 Khi nhiệt độ giảm xuống, xêrêzin động đặc lại giảm bớt thể tích.Dưới tác dụng lị xo hồi vị (11), van (4) đóng lại màng (9) hạ xuống (hình 3.17c) Van nhiệt kiểu lị xo xoắn: sơ đồ kết cấu loại van nhiệt dùng lị xo bimêtan gồm hai kim loại có hệ số giãn nở dài khác Dải thép hợp kim inva có hệ số nở dài 1,5.10-6, dải đồng có hệ số nở 20.10 -6 Van nhiệt dùng lò xo bimêtan làm việc tốt đắt tiền 2.4 Hệ thống làm mát động khơng khí (gió) Hệ thống làm mát động làm mát gió bao gồm ba phận chủ yếu: phiến tản nhiệt thân máy nắp xilanh; quạt gió dẫn gió Hệ thống làm mát khơng khí chia làm hai loại: làm mát khơng khí kiểu tự nhiên làm mát kiểu cưỡng (dùng quạt gió) Tùy thuộc vào đặc điểm loại động mà trang bị hệ thống làm mát hợp lý 2.4.1 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu tự nhiên: Hệ thống làm mát kiểu đơn giản Nó gồm phiến tản nhiệt bố trí nắp xilanh thân máy Các phiến mặt nắp xilanh bố trí dọc theo hướng di chuyển xe, phiến làm mát thân thường bố trí vng góc với đường tâm xilanh Đa số động mơtơ xe máy bố trí hệ thống làm mát kiểu Tuy nhiên, vài loại xe máy đặt động nằm ngang lại bố trí phiến tản nhiệt dọc theo đường tâm xilanh để tạo điều kiện gió lùa qua rãnh phiến tản nhiệt Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng gió xe chạy đường để lấy làm mát phiến tản nhiệt Do đó, xe lên dốc hay chở nặng chạy chậm thường động bị nóng làm mát Để khắc phục nhược điểm người ta đưa phương án làm mát khơng khí kiểu cưỡng 2.4.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng bức: Hệ thống kiểu có ưu điểm lớn khơng phụ thuộc vào tốc độ di chuyển xe, dù xe đứng chỗ đảm bảo làm mát tốt cho động Tuy nhiên, hệ thống làm mát kiểu tồn nhược điểm kết cấu thân máy nắp xilanh phức tạp, khó chế tạo, cách bố trí phiến tản nhiệt hình dạng phiến tản nhiệt Hiệu làm mát hệ thống phụ thuộc nhiều hình dạng, số lượng cách bố trí phiến tản nhiệt thân máy nắp xilanh 23 Hình 2-18 Hệ thống làm mát khơng khí động xi lanh (A)- Hệ thống làm mát 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- bánh đai truyền, 6- tang trống có cánh dẫn Hệ thống làm mát gió kiểu cưỡng bao gồm ba phận chủ yếu, phiến tản nhiệt thân máy nắp xilanh, quạt gió dẫn gió Nhưng quan trọng quạt gió, quạt gió cung cấp lượng gió cần thiết, có tốc độ cao để làm mát động Quạt gió dẫn động từ trục khuỷu, cung cấp gió với lưu lượng lớn làm mát động Để rút ngắn thời gian từ trạng thái nguội khởi động đến trạng thái nhiệt ổn định, quạt gió trang bị ly hợp thủy lực hay điện từ Hình vẽ (A) giới thiệu hướng lưu động dịng khơng khí làm mát động bốn xylanh, dùng quạt gió hướng trục Từ hình vẽ ta thấy khơng khí qua cửa hút gió( khu vực a), qua quạt gió hướng trục (khu vực b) theo dẫn gió vào khu vực phiến tản nhiệt xylanh (khu vực c), sau theo ống thải (khu vực d) ngồi Nhờ có dẫn gió nên dịng khơng khí làm mát phân chia cho xylanh, khiến cho nhiệt độ xylanh tương đối đồng Hơn nữa, khí có dẫn gió, dịng khơng khí sát mặt đỉnh phiến tản nhiệt nâng cao hiệu suất truyền nhiệt Ngồi ra, nhờ có dẫn gió, ta bố trí ưu tiên cho dịng khơng khí đến làm mát vùng nóng (xupáp thải, buồng cháy…) Bản dẫn gió chế tạo tơn dày 0,8 ÷ 1mm Để tránh rung ồn, dẫn gió cố định vào thân máy 24 2.5 So sánh ưu khuyết điểm kiểu làm mát nước kiểu làm mát khơng khí Xuất phát từ u cầu kỹ thuật, ta nhận thấy rằng, động làm mát nước so với động làm khơng khí có ưu điểm sau: Hiệu làm mát hệ thống làm mát nước cao hơn, trạng thái nhiệt chi tiết động làm mát nước thấp Vì vậy, điều kiện phụ tải nhau, động xăng làm mát khơng khí phải giảm tỉ số nén để tránh tượng kích nổ Độ dài thân động làm mát nước ngắn khoảng 1015, trọng lượng nhỏ 810 so với động làm mát khơng khí Được đúc xilanh liền khối nên khoảng cách xilanh giảm đến mức tối thiểu Do giảm độ dài thân động nên tăng độ cứng vững thân động cơ, trục khuỷu trục cam Khi làm việc, động làm mát nước có tiếng ồn nhỏ Tổn thất cơng suất để dẫn động quạt gió động làm mát nước nhỏ động làm mát gió Tuy vậy, hệ thống làm mát nước có nhược điểm sau đây: Kết cấu thân máy nắp xilanh phức tạp khó chế tạo Phải dùng két nước tản nhiệt đồng Kết cấu két nước phức tạp, khó chế tạo dùng vật liệu quý đồng, thiếc Dễ bị rò rỉ nước xuống cacte nên ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu nhờn cacte Khi trời lạnh bị đóng băng áo nước két nước, làm vỡ hệ thống làm mát Vì động làm việc vùng có nhiệt độ thấp, thường phải dùng hỗn hợp nước có trộn glyxêrin hay glycôn để hạ thấp nhiệt độ đông đặc nước làm mát Phải thường xuyên súc rửa hệ thống làm mát nước bẩn nước cứng đóng cặn làm giảm khả truyền nhiệt Không thuận lợi sử dụng vùng khan nước 25 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục sửa chữa hệ thống làm mát 3.1 Các hư hỏng cách khắc phục sửa chữa Tất hư hỏng phận hệ thống làm mát ảnh hưởng xấu đến khả làm việc động Do vậy, phải nhanh chóng phát hư hỏng tìm cách khắc phục kịp thời 3.1.1 Két làm mát: + Các hư hỏng: - Két nước bị tắc (tắc phần) đóng cặn chất khoáng thành ống - Các ống nước tản nhiệt bị bẹp làm cản trở nước lưu thông qua két giảm truyền nhiệt thành ống ống nước bị thủng, làm rò rỉ nước - Cánh tản nhiệt giàn ống bị dập va đập, làm cản trở khí thổi qua két để làm mát két - Các ống nối dẫn nước vào két từ két bị bẹp, làm cản trở lưu thông tuần hoàn nước qua két + Cách khắc phục, sửa chữa: - Thông rửa két nước, tẩy chất bám thành ống thông qua phương pháp tẩy rửa nước rửa hóa chất, kết hợp tạo dịng nước mạnh lưu thông qua hệ thống làm mát Chú ý, thông rửa phải tháo van nhiệt khỏi hệ thống làm mát Có thể tháo hai ống nối két động rửa riêng cho cụm két động Phương pháp tốn nước phương pháp rửa chung cho tồn hệ thống - Gị, hàn lại ống nước tản nhiệt Số lượng hàn lấp không 10% tổng số ống - Nắn thẳng lại cánh tản nhiệt - Thử nghiệm thời gian nước chảy qua két làm mát: lưu lượng giảm cỡ 15% so với thiết kế, phải sửa chữa thay két Phải thay két nếu: Số ống nước móp méo lớn 20% Số đường ống bị tắc bị loại bỏ lớn 10% Số cánh tản nhiệt bị hỏng lớn 20% Sau sửa chữa xong, phải thử độ kín khít phận 3.1.2 Nắp két: 26 + Hư hỏng: - Vịng đệm cao su làm kín bị hỏng - Lò xo áp suất van chân không bị giảm đàn hồi hay kẹt, dẫn đến sai lệch áp suất điều chỉnh + Cách khắc phục, sửa chữa: - Thay vòng đệm cao su mới, đảm bảo kín khít két - Thay nắp két mới, chủng loại 3.1.3 Bơm nước: Trong trình làm việc, chi tiết bơm nước chịu nhiều tác dụng lý hóa, gây hư hỏng + Hư hỏng: - Rò rỉ nước qua lỗ thăm thân bơm bề mặt lắp ghép thân bơm với thân máy - Trục bơm bị rơ ngang ổ bi bị hỏng - Ống bao kín có tác dụng ngăn ngừa dầu (mỡ) bơm ổ bi với nước làm mát, trục bơm quay làm mài mòn phớt, ống bao kín làm cho khe hở trục mặt phớt tăng lên, gây rò rỉ dầu (mỡ) vào nước làm mát, gây biến chất nước làm mát - Bánh công tác bơm bị ăn mòn lớn, gãy vỡ + Cách khắc phục, sửa chữa: - Kiểm tra phận phớt bao kín hỏng phải thay thế, kiểm tra bề mặt đế lắp phớt bao kín thân bơm bị mịn rỗ doa mài bóng lại doa rộng đóng ống lót mài bóng bề mặt tiếp xúc Cần thay gioăng đệm mặt lắp ghép thân bơm với thân máy để đảm bảo khơng rị rỉ nước - Thay ổ bi tiêu chuẩn - Thay bánh công tác phù hợp thay bơm Cho phép sửa chữa bánh công tác phải đảm bảo độ bền, độ cứng vững, tính cân động 3.1.4 Van nhiệt: + Hư hỏng: - Van nhiệt bị liệt hay kẹt, vị trí đóng khơng mở to đường nước qua két, làm cho nước không làm nguội, động nóng Nếu van bị liệt hay kẹt vị trí mở to, dẫn đến thời gian chạy ấm máy lâu Hiện tượng kéo dài gây mòn nhanh động cơ, tốn nhiên liệu tăng ô nhiễm môi trường + Cách khắc phục, sửa chữa: 27 - Tháo van khỏi động cơ, tẩy rửa làm cáu bẩn bám van, kiểm tra đóng mở van theo nhiệt độ, van đóng, mở nhiệt độ không với yêu cầu, cần phải thay 3.1.5 Quạt gió: + Hư hỏng: - Cánh quạt gió nứt, gãy,cong vênh + Cách khắc phục, sửa chữa: - Nếu bị nứt, gãy phải thay thơng số kỹ thuật, hàn vết nứt dọc cánh quạt vết nứt ngang cánh phía rìa cánh quạt (ít 65mm tính từ tâm quạt phía cánh quạt bên) theo công nghệ hàn quy định Thông thường cánh quạt gió có bị hư hỏng điều thay giá thành cánh quạt rẻ, dễ thay 3.1.6 Dung môi làm mát: Khi phận bao kín bị hư hỏng, dầu mỡ vào dung mơi làm mát làm biến chất, ta cần phải thay dung môi làm mát sau sửa chữa phận 3.2 Các phương pháp kiểm tra hư hỏng hệ thống làm mát 3.2.1 Kiểm tra bổ sung nước làm mát: Kiểm tra bổ sung nước làm mát thường thực trước khởi động xe Tuy nhiên, trình lái xe, thấy tượng động nóng mức quy định, cần phải dừng động cơ, chờ nhiệt độ động xuống thấp nhiệt độ làm việc bình thường; kiểm tra cần bổ sung nước vào két làm mát, mực nước đến cổ lỗ đổ nước Tốt bổ sung nước theo nhà chế tạo quy định, khơng có bổ sung nước mềm, Nếu dùng nước thành phần quy định tối đa năm phải thay nước, nước dùng lâu tác dụng chống ăn mịn đóng cặn 3.2.2 Kiểm tra tượng rò rỉ nước hệ thống làm mát: Khi nhận thấy nước làm mát thường bị tiêu hao nhanh, cần kiểm tra rò rỉ, thất ngồi để tìm nguyên nhân khắc phục - Quan sát trực tiếp: Quan sát gầm động xem có tượng ướt nước chảy hay không, quan sát kỹ đầu nối, ống nối hệ thống khu vực bình chứa nước phía két nước bơm nước Dùng thước thăm dầu kiểm tra dầu cácte, thấy dầu bẩn, độ nhớt xả dầu để kiểm tra xem có lẫn nước, chứa nhiều nước chứng tỏ có tượng chảy nước vào hệ thống bôi trơn Mở nắp két nước kiểm tra váng 28 dầu két, có, chứng tỏ khả lọt khí cháy từ xilanh lọt dầu từ đường dầu sang đường nước làm mát Phương pháp thường hiệu có rị rỉ lớn, rị rỉ nhỏ thường khó phát - Kiểm tra độ kín khí nén: Giữ nước két thấp vành cổ lỗ đổ nước khoảng 15 mm, lắp bơm tay có áp kế vào bơm khí vào két với áp suất không vượt 25 kPa so với áp suất làm việc két Nếu áp suất giữ ổn định vài phút chứng tỏ hệ thống kín Nếu áp suất giảm, cần kiểm tra phương pháp khác để xác định nguyên nhân rò rỉ - Kiểm tra rị rỉ tia cực tím: Pha vào nước làm mát lượng định chất phát quang, cho động chạy lúc cho nước ấm lên dùng đèn chiếu tia cực tím vào chỗ nghi ngờ có tượng rị rỉ, nước rị ra, chất phát quang phát màu xanh, nên dễ dàng quan sát Sử dụng phương pháp kết hợp với cho khí nén vào hệ thống cho kết tốt phát hầu hết chỗ rị rỉ - Kiểm tra độ kín áp suất mở van nắp két nước: Việc kiểm tra thực cách dùng bơm tay có gắn đồng hồ áp suất Lắp két nước lên ống trung gian (ống gá) rơì lắp ống lên bơm, dùng tay bơm từ từ nhìn đồng hồ kiểm tra áp suất mở van xả, sau tiếp tục bơm giữ cho áp suất nhỏ áp suất mở van chút, áp suất không giảm vài phút chứng tỏ van kín Nếu áp suất mở van quy định van kín van đạt yêu cầu Van hút kiểm tra tay, mở nhẹ nhàng - Kiểm tra khí cháy lọt vào hệ thống làm mát: Nếu có tượng rò rỉ hệ thống làm mát xilanh, khí cháy lọt sang hệ thống làm mát ngồi qua van xả nắp két nước Do đó, kiểm tra cách dùng ống nối, nối đầu với lỗ thoát nắp két nước cịn đầu nhúng vào bình thủy tinh đựng nước, thấy bọt khí sủi lên nhiều có tượng lọt khí vào đường nước Sự rị rỉ kiểm tra thiết bị phân tích khí Mở nắp két nước, cho động hoạt động đặt đầu hút khí thiết bị phân tích khí vào miệng két nước, có khí cháy (CO, CO 2, HC) lọt vào két nước, thiết bị phát hiển thị hàm lượng chất nêu 3.2.3 Kiểm tra tượng tắc két nước: Nếu két nước có biểu tắc (nhiệt độ nước cao, mở nắp két kiểm tra thấy nước trào ra, tăng tốc động nước trào mạnh) cần kiểm tra để khắc phục Việc kiểm tra đơn giản thực sau: - Xả nước động tháo két khỏi động hồn tồn, bịt kín hai đầu nối két 29 - Đổ nước vào đầy két mở nút bịt đầu ống nối phía - Quan sát tượng nước chảy ra, nước két phải chảy hết nhanh vòng vài giây Nếu lưu lượng nước chảy nhỏ khả thông qua ống (chảy khơng mạnh) két nước bị tắc phần, cần phải thông rửa 3.2.4 Kiểm tra van nhiệt: Việc kiểm tra van nhiệt thực sau: - Tháo van khỏi động cơ, tẩy rửa làm cặn bám van - Chuẩn bị nhiệt kế xác, chậu nước (trong suốt) phương tiện đun nước - Treo van nhiệt chìm lơ lửng bình nước cắm nhiệt kế để đo nhiệt độ nước, ý khơng để van nhiệt kế chạm đáy bình (mất độ xác), đun nước nóng lên, quan sát van nhiệt kế Nhiệt độ lúc bắt đầu mở van vào khoảng 81 ÷ 85 0C nhiệt độ lúc van mở hồn tồn khoảng 95 ÷ 100 0C, để nước nguội kiểm tra nhiệt độ van đóng hồn tồn phải 75 ÷ 80 0C Như vậy, van sử dụng tốt Nếu van nhiệt đóng mở khơng với u cầu, cần phải thay 3.2.5 Kiểm tra, điều chỉnh truyền đai: Nếu đai bị mịn bóng có vết xước mặt bên, nứt vỡ, xơ sợi…cần phải thay Các puly cần làm kiểm tra bề mặt rãnh lắp đai Puly bị mòn nhiều, sứt nứt vỡ phải thay Các puly phải nằm mặt phẳng, lệch phải điều chỉnh lại Kiểm tra độ căng đai dụng cụ chuyên dùng lấy kết so sánh với số liệu kỹ thuật động Nếu khơng có dụng cụ chun dùng kiểm tra tay theo kinh nghiệm cách dùng ngón tay ấn bình thường điểm nhánh đai dài nhất, độ võng không 5mm đạt yêu cầu Nếu không đảm bảo phải căng đai lại, dựa kết cấu cụ thể truyền 3.2.6 Thông rửa hệ thống làm mát: Nếu chưa đạt đến thời gian sử dụng số km xe chạy nói trên, có dấu hiệu hệ thống làm mát bị tắc nước làm mát bẩn, cần phải xả nước thông rửa hệ thống Để đảm bảo rửa sạch, dùng phương pháp tẩy rửa nước rửa hóa chất, kết hợp tạo dịng nước mạnh lưu thơng hệ thống Có nhiều loại nước rửa hóa chất sử dụng như: - Dung dịch 100 g Na2CO3 ngậm nước + g K2Cr2O7 + lít nước; - Dung dịch 2,5% HCl + 97,5% nước; 30 - Dung dịch 100 g H3PO4 + 50 g CrO3 + lít nước; - Dung dịch axit lactic 60 g/l v.v… Tuy nhiên, hệ thống làm mát động YC4G170-20 có nhiều chi tiết làm hợp kim nhơm nên khơng dùng hóa chất rửa có gốc axit để tránh tượng ăn mịn, dùng phải pha thêm hóa chất chống ăn mịn Quy trình thơng rửa hệ thống làm mát động YC4G170-20 theo phương pháp tuần hồn kín, có dung dịch hóa chất, thực sau: - Xả hệ thống làm mát; - Tháo van nhiệt khỏi hệ thống làm mát; - Cần biết dung tích hệ thống làm mát, đổ lượng hóa chất rửa định vào két, đảm bảo tỉ lệ cần thiết với nước đổ nước vào đầy hệ thống ngâm khoảng thời gian định; - Khởi động động cơ, cho làm việc tốc độ nhanh khoảng thời gian 20 phút, ý theo dõi nhiệt độ không để nước sôi; - Dừng động cơ, chờ cho nước nguội xả nước khỏi hệ thống; - Rửa lại hệ thống nước theo phương pháp tuần hoàn trên, rửa lại dung dịch K2Cr2O3 nồng độ 0,5 ÷ 1% nhiệt độ cỡ 70 ÷ 80 0C, để trung hịa hết chất ăn mịn, sau rửa lại lần cuối nước sạch; - Lắp van nhiệt trở lại, đổ đầy dung môi làm mát theo yêu cầu vào hệ thống Nên đổ dung môi làm mát cho đầy áo nước động lắp van nhiệt vào để tránh tượng kẹt khí khơng điền đầy dung mơi làm mát khoang nắp máy van nhiệt đóng Ngồi ra, cịn có phương pháp tẩy rửa hiệu ngâm hệ thống làm mát với dung dịch hóa chất Sau xả đi, dùng thiết bị rửa, bơm nước với áp suất định, để nước chảy với tốc độ nhanh ngược chiều lưu thơng bình thường mơi chất làm mát két áo nước động Cần tháo ống nối khoang két với động cơ, bơm nước vào ống nối phía két, chảy ngược lên vào nắp máy xuống thân máy chảy Rửa đến thấy nước thơi Sau lắp đường ống van nhiệt trở lại làm đầy mơi chất làm mát theo u cầu Có thể tháo hai ống nối két động rửa riêng cho cụm: két động Phương pháp rửa riêng tốn nước phương pháp rửa chung toàn hệ thống 31 3.3 Các phương pháp cấp, xả nước hệ thống làm mát 3.3.1 Cấp nước làm mát: Việc cấp nước làm mát cho động thực phương pháp đơn giản, dễ dàng Dùng bơm nước ống mềm đưa trực tiếp nước vào cổ đổ nước két làm mát Việc cấp nước kết thúc ta quan sát thấy nước làm mát cách miệng cổ đổ nước khoảng ÷ cm Ngồi ta dùng tay đổ trực tiếp nước làm mát vào két nước thông qua lỗ đổ nước két 3.3.2 Xả nước làm mát: Trong trường hợp muốn sửa chữa động hay phận khác hệ thống làm mát, cần phải xả nước khỏi hệ thống cách tháo nút xả nước nằm khoang nước phía két làm mát Tùy theo mức độ sửa chữa vị trí sửa chữa, ta xả tồn phần hay phần nước làm mát Kết luận Các cụm chi tiết hệ thống làm mát làm việc đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc Công suất tiêu tốn cho việc dẫn động bơm quạt gió tương đối nhỏ khả cung cấp nước làm mát bơm khơng khí quạt gió cho hệ thống đảm bảo Tuy nhiên, động bố trí phía sau xe nên khơng tận dụng dịng khơng khí xe tạo chuyển động, nên tốc độ lưu động dịng khơng khí qua két giới hạn khả hút khơng khí quạt gió 32 ... chung hệ thống làm mát động 2.1 Hệ thống làm mát 2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: 2.1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên: 2.1.3 Hệ thống làm mát nước... bức: 2.1.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vòng: .4 2.1.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng: .6 2.1.3.3 Hệ thống làm mát vòng hở: 2.2 Hệ thống làm mát nhiệt độ cao... quả, hệ thống động hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát? ?? phải làm việc cách ổn định Ngoài ra, làm việc hệ thống có tác động lớn công suất, tuổi thọ, hiệu suất làm việc động Hệ