ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT Ngành: Lớp : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ 19DOTD1 Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Thoại Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Linh Mã SV: 1911252865 Lớp: 19DOTD1 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thắng Mã SV: 1911251116 Lớp: 19DOTD1 Sinh viên thực hiện: Ngô Minh Đức Mã SV: 1911256061 Lớp: 19DOTD1 Tp.HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2021 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TÊN MÔN HỌC : ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ Họ tên sinh viên (Nhóm gồm sinh viên): (1) Trần Khánh Linh (2) Nguyễn Văn Thắng (3) Ngô Minh Đức I Tên đề tài: Hệ thống làm mát MSSV: 1911252865 MSSV: 1911251116 MSSV: 1911256061 Lớp: 19DOTD1 Lớp: 19DOTD1 Lớp: 19DOTD1 II Dữ liệu đầu vào: Mơ hình mẫu động Giáo trình động đốt IV Nội dung nhiệm vụ: Trình bày tổng quan hệ thống Thiết kế mô cấu/chi tiết hệ thống V Kết tối thiểu phải có: File báo cáo đồ án Bản vẽ chi tiết khổ giấy A3 A4 (PDF) File gốc vẽ 2D,3D File mô hoạt động (nếu có) Ngày giao đề tài: 8/11/2021 Ngày nộp báo cáo: 22/12/2021 TP HCM, ngày 16 tháng 09 năm 2021 Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ (Do giảng viên hướng dẫn ghi giao lại cho sinh viên đóng vào báo cáo) Tên đề tài: Hệ thống làm mát Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Thoại Sinh viên/ nhóm sinh viên thực đề tài (sĩ số nhóm: 3) (1) Trần Khánh Linh MSSV: 1911252865 Lớp: 19DOTD1 (2) Nguyễn Văn Thắng MSSV: 1911251116 Lớp:19DOTD1 (3) Ngô Minh Đức MSSV: 1911256061 Lớp: 19DOTD1 Tuần Ngày Nội dung thực Giao đề tài Tuần (Tìm hiểu tài liệu tham khảo) Tuần (Tìm hiểu tài liệu tham khảo) Tuần (Làm phần giới thiệu đề tài) Kết thực sinh viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) Tuần (Làm phần kết cấu hệ thống) Tuần (Làm phần kết cấu hệ thống) Tuần (Làm kết luận) Tuần (Vẽ mô phỏng) Tuần (Vẽ mô phỏng) 10 Tuần (Vẽ mô phỏng) 11 Tuần 10 (Chỉnh sửa, tổng hợp) 12 Đánh giá kết báo cáo: (Nội dung báo cáo ; Sản phẩm thực hiện; Thái độ ; Kỹ năng; ….) Cách tính điểm: Điểm trình = 0.5 x Tổng điểm tiêu chí đánh giá + 0.5 x điểm báo cáo ĐA MH Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá q trình thực đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án mơn học; Điểm q trình (Ghi theo thang điểm 10) Họ tên sinh viên Mã số SV Tiêu chí đánh giá q trình thực đồ án Tính chủ Đáp ứng động, mục tiêu tích cực, đề sáng tạo (tối đa (tối đa điểm) điểm) Tổng điểm tiêu chí đánh giá q trình thực đồ án (tổng cột điểm 1+2) 50% Điểm báo cáo bảo vệ đồ án môn học (50%) Điểm trình = 0.5*tổng điểm tiêu chí + 0.5*điểm báo cáo Trần Khánh Linh 1911252865 4 8.5 Nguyễn Văn Thắng 1911251116 4 8.5 Ngô Minh Đức 1911256061 4 8.5 Ghi chú: Điểm số có sai sót, GV gạch bỏ ghi lại điểm kế bên ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên thành viên) TP HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iii LỜI NÓI ĐẦU I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ Mục đích yêu cầu hệ thống làm mát 1.1 Mục đích hệ thống làm mát .2 1.2 Yêu cầu hệ thống làm mát 1.3 Nhiệm vụ hệ thống làm mát 1.3.1 Làm mát động máy nén .3 1.3.2 Làm mát dầu bôi trơn 1.4 Nhiệt độ làm việc tối ưu động II PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÀM MÁT 2.1 Hệ thống làm mát chất lỏng 2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc 2.1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 2.1.3 Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng 2.1.4 Hệ thống làm mát nước nhiệt độ cao 2.1.5 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên 2.1.6 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải 10 2.2 Hệ thống làm mát động không khí (gió) .11 2.2.1 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu tự nhiên 11 2.2.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng 11 2.3 So sánh ưu khuyết điểm kiểu làm mát nước kiểu làm mát khơng khí .12 I III KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 13 3.1 Kết cấu két làm mát 13 3.2 Nắp két nước 15 3.3 Kết cấu bơm nước 17 3.3.1 Bơm ly tâm 17 3.3.2 Bơm piston 17 3.4 Van nhiệt .18 3.5 Quạt gió 21 3.5.1 Công dụng yêu cầu 21 3.5.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 21 IV: KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 II DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Đồ thị quan hệ suất tiêu hao nhiên liệu, độ mòn xylanh với nhiệt độ làm việc động Hình 2.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên Hình 2.3 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng Hình 2.4 Sơ đồ ngun lý hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng vịng Hình 2.5 Hệ thống làm mát cưỡng kiểu hai vịng tuần hồn Hình 2.6 Hệ thống làm mát vịng hở Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên ngồi Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải Hình 2.9 Hệ thống làm mát khơng khí động xi lanh Hình 3.1 Cấu tạo két nước Hình 3.2 Các dạng ống két nước Hình 3.3 Cấu tạo nắp két nước Hình 3.4 Nắp két nước tháo từ cổ rót nước vào vộ tản nhiệt Hình 3.5 Kết cấu bơm nước ly tâm Hình 3.6 Kết cấu bơm nước kiểu piston Hình 3.7 Van nhiệt Hình 3.8 Cấu tạo van nhiệt Hình 3.9 Các kiểu van nhiệt Hình 3.10 Kết cấu loại van nhiệt Hình 3.11 Kết cấu quạt gió động Hình 3.12 Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt cấp tốc độ III LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ máy kéo phương tiện sản xuất kinh doanh sinh hoạt, thiếu đời sống Cùng với tiến chung khoa học Ngành ô tô có bước phát triển với thành quan trọng Những biến đổi mà đòi hỏi phải có nhận thức sâu rộng, vấn đề có liên quan đến cơng nghệ tô Tuy muốn tiếp thu kiến thức phải nắm vững kiến thức Những kiến thức làm tảng cho bước phát triển Sau học xong môn “Động đốt trong” chúng em tổ môn giao nhiệm vụ làm đồ án mơn Nhóm em nhận đề tài: “ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ ” Trong phạm vi đồ án này, nhóm em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động, mô hệ thống Do kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy mơn bảo để đồ án em hoàn thiện Đặc biệt hướng dẫn thầy LÊ VĂN THOẠI Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn LÊ VĂN THOẠI tận tình giúp đỡ em hồn thành thiết kế đề tài Xin cảm ơn thầy cô, cán công nhân viên Viện Kỹ Thuật tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập thiết kế đề tài Em xin kính chúc thầy ln mạnh khoẻ có nhiều cống hiến nghiệp phát triển ngành tơ nói riêng ngành giao thơng vận tải nói chung Việt Nam I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ Mục đích yêu cầu hệ thống làm mát 1.1 Mục đích hệ thống làm mát Trong trình làm việc động cơ, nhiệt truyền cho chi tiết tiếp xúc với khí cháy như: piston, xecmăng, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng 25–35% nhiệt lượng nhiên liệu cháy toả Vì chi tiết thường bị đốt nóng mãnh liệt, nhiệt độ đỉnh pittơng lên tới 600oC, cịn nhiệt độ nấm xupap lên 900oC Nhiệt độ chi tiết máy cao gây hậu xấu như: - Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm giảm sức bền, độ cứng vững tuổi thọ chi tiết máy - Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma sát - Có thể gây bó kẹt piston cylinder tượng giản nở nhiệt - Giảm hệ số nạp - Đối với động xăng dễ phát sinh tượng cháy kích nổ Để khắc phục hậu xấu trên.Vì cần thiết phải làm mát động Hệ thống làm mát động có nhiệm vụ thực q trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ chi tiết khơng q nóng khơng q nguội Động q nóng gây tượng nói, cịn q nguội tức động làm mát nhiều tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh cơng hiệu suất nhiệt động thấp, nhiệt độ động thấp ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt dầu bôi trơn tăng, dầu bôi trơn khó lưu động làm tăng tổn thất giới tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế công suất động Động có hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng 1.2 Yêu cầu hệ thống làm mát Đối với động động lắp xe tơ khách hệ thống làm mát phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé - Bảo đảm nhiệt độ môi chất làm mát cửa van nhiệt khoảng 83– 950C nhiệt độ dầu bôi trơn động khoảng 95–1150C ban khơng khí để vào ngăn két nước Nhờ có van chiều mà áp suất két nước ổn định Các phần nắp két nước cổ rót nước két nước thể hình 3.4 Hình 3.3 Cấu tạo nắp két nước Hình 3.4 Nắp két nước tháo từ cổ rót nước vào vộ tản nhiệt 16 3.3 Kết cấu bơm nước Bơm nước có tác dụng tạo áp lực để tăng tốc độ lưu thông nước làm mát Bơm có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng áp suất định Lưu lượng nước làm mát tuần hoàn loại động thay đổi phạm vi (68÷245) l/Kwh với tần số tuần hồn khoảng (7 ÷ 12) lần /phút Các loại bơm dùng hệ thống làm mát động bao gồm: bơm ly tâm, bơm piston, bơm bánh răng, bơm guồng giới thiệu phần sau 3.3.1 Bơm ly tâm Bơm ly tâm dùng phổ biến hệ thống làm mát loại động Nguyên lý làm việc lợi dùng lực ly tâm nước nằm cánh để dồn nước từ làm mát 12 13 14 15 16 11 10 Hình 3.5 Kết cấu bơm nước ly tâm 1- Phớt, 2- Vú mỡ, 3- Vòng chặn dầu, 4- Ống lót, 5- Vít cấy, 6- Vịng chặn lớn, 7- Lị xo, 8- Bánh cơng tác, 9- Mặt bích, 10- Trục bơm, 11- Đai ốc, 12- Đường nối với van nhiệt, 13- Ổ bi, 14- Puly dẫn động, 15- Đệm điều chỉnh, 16- Then bán nguyệt 3.3.2 Bơm piston Bơm nước kiểu piston thường dùng hệ thống làm mát động tàu thủy tốc độ thấp Ở động tốc độ cao để tránh lực qn tính lớn khối 17 lượng chuyển động bơm để tránh tượng va đập thủy lực chu trình cấp nước khơng liên tục bơm nên người ta dùng loại Bơm nước kiểu piston BÅM NỈÅÏC KIÃØU PISTON 10 A-A 9 20 A A Hình 3.6 Kết cấu bơm nước kiểu piston 1- Vỏ bơm; 2,4- Xylanh dẫn hướng; 3- Piston; 5- Thanh truyền; Trục khuỷu bơm piston; 7- Đường nước vào; 8,9- Van nước; 10- Lị xo van nước Bơm nước piston có q trình hoạt động sau: Piston bơm (3) đồng chuyển động xylanh dẫn hướng (2,4) vỏ bơm (1) Piston nối với truyền (5) chuyển động nhờ trục khuỷu (6) Khi piston (3) xuống, nước qua van (8) vào khoang chứa bên piston (3) Khi piston lên, nước khoang bị đẩy qua van (9) vào hệ thống làm mát 3.4 Van nhiệt Van nhiệt hoạt động tùy theo nhiệt độ 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 xylanh với bình làm mát Van nhiệt đóng hay mở tùy theo nhiệt độ nước làm mát Khi động lạnh van nhiệt đóng, lúc nước khơng qua két làm mát mà tắt bơm Khi động nóng lên van nhiệt mở, nước làm mát qua két, sau bơm Bằng cách đóng đường nước dẫn tới két động lạnh, động ấm lên nhanh chóng, nhiệt độ động giữ lại động thay két 18 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 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 loai: loại dùng chất lỏng làm chất giãn nở loại dùng chất rắn làm chất giãn nở Hình 3.7 Van nhiệt Hình 3.8 Cấu tạo van nhiệt Trên (hình 3.8) giới thiệu cấu tạo van nhiệt Ống xếp hàn với đáy 5, mặt ống xếp gắn chặt với supap phụ ống rỗng bịt đầu Đầu ống supap Khi nhiệt độ nước 700C, áp suất ống xếp thấp nên ống xếp co lại tác dụng lực đàn hồi thành ống Supap đóng kín đường đến két nước supap phụ mở để nước khỏi động cơ, qua đường tắt đến cửa vào bơm nước Khi nhiệt độ nước làm mát vượt 700C, áp suất ống xếp đẩy dài ống xếp làm đóng supap phụ mở supap để nước đến két nước Nếu nhiệt độ nước vượt 850C supap phụ đóng kín tất lỗ bên sườn van nhiệt làm cho đường nước từ mát tắt bơm đóng kín Hầu hết động ô tô dùng loại van nhiệt hình 3.9 Loại van có kiểu: kiểu có kèm van chuyển dịng kiểu khơng có van chuyển dịng Van chuyển dịng hoạt động với van 19 Hình 3.9 Các kiểu van nhiệt Van nhiệt kiểu hộp xếp VAN HÀÒNG NHIÃÛT KIÃØU HÄÜP XÃÚP (a) 12 (b) Van chất rắn làm chất dãn VAN HÀỊNGnhiệt NHIÃÛTdùng KIÃØU BÄÜ T GI N NÅÍ 13 14 11 15 10 (c) (d) Hình 3.10 Kết cấu loại van nhiệt (a,c)- Van đóng; (b,d)- Van mở 1- Đường nước nối tắt bơm; 2,13- Đường nước tới két làm mát; 3- Đường nước nóng tới van; 4- Hộp xếp; 5- 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 20 3.5 Quạt gió 3.5.1 Cơng dụng u cầu Quạt gió dùng để tạo dịng khí qua giàn ống cánh tản nhiệt két làm mát để tăng khả tản nhiệt cho két Quạt gió làm tăng tốc độ lưu động khơng khí qua két làm mát khiến cho hiệu làm mát cao Quạt gió dùng hệ thống làm mát động loại quạt hướng trục Hiệu suất làm việc quạt phụ thuộc vào số vòng quay quạt, đặc điểm kết cấu quạt (số cánh, chiều dài, chiều rộng, góc nghiêng quạt) khoảng cách từ quạt đến két nước 3.5.2 Kết cấu nguyên lý làm việc Hình 3.11 Kết cấu quạt gió động 1- Đai ốc; 2- Trục ly hợp; 3- Vòng chặn; 4- Ổ bi đỡ 5- Đĩa bị dẫn 1; 6- Đĩa bị dẫn 2; 7- Tấm lưỡng kim; 8- Lò xo; 9-Đĩa bi dẫn 3; 10-Đĩa dẫn; 11-Bulong; 12-Cánh tản nhiệt; 13-Cánh quạt gió; 14-Bầu quạt; 15-Khớp chất lỏng; 16-Bulong 21 Hình 3.12 Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt cấp tốc độ Để làm mát két nước, cần phải có lượng lớn khơng khí để qua tản nhiệt két nước Thông thường, xe di chuyển tốc độ cao lưu lượng qua két nước mức vừa đủ, xe dừng hẳn chạy chậm lưu lượng khơng khí khơng đủ Vậy nên, động cần trang bị quạt làm mát để tạo lượng không khí cưỡng qua két nước Khi nhiệt độ nước làm mát cịn thấp, cơng tắc nhiệt độ nước làm mát đóng, rơ le nối mát hút hai tiếp điểm 30 87 tách (hai tiếp điểm thường đóng) để ngắt dịng điện tới mơ tơ quạt 22 Khi nhiệt độ nước làm mát bắt đầu tăng lên, công tắc nhiệt độ nước làm mát mở, mạch rơ le bị ngắt, tiếp điểm 30 87 tiếp xúc với Lúc này, dòng điện từ ắc quy tới quạt làm quạt quay với tốc độ cao Tùy loại xe mà điểm đóng/mở công tắc nhiệt độ nước làm mát rơ le quạt lại hoạt động theo chiều ngược lại IV: KẾT LUẬN Sau hoàn thành đồ án, chúng em thành là:  Tìm hiểu hiểu mục đích yêu cầu hệ thống làm mát  Hiểu nhiệm vụ hệ thống làm mát  Tìm hiểu phân loại hệ thống làm mát có loại (2 loại chính) o Hệ thống làm mát chất lỏng o Hệ thống làm mát khơng khí (gió)  So sánh ưu nhược điểm hai loại hệ thống làm mát  Tìm hiểu kết cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát nước o Kết cấu Két làm mát o Kết cấu Nắp két nước o Kết cấu Van nhiệt o Kết cấu Bơm nước o Kết cấu Quạt gió  Vẽ mô kết cấu o Két nước o Quạt làm mát o Máy bơm o Nắp két nước o Van nhiệt o Bình chứa 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO  GIÁO TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (TRƯỜNG ĐẠI HỌC HUTECH) (Th.S NGUYỄN VĂN BẢN)  NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG(TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM) (VÕ VĂN NHUẬN – Th.S NGUYỄN VĂN TRẠNG) 24