Microsoft Word 8 He thong dieu khien lam mat dong co1 8 1 Giôùi thieäu chung vaø phaân loaïi Heä thoáng laøm maùt treân ñoäng cô coù nhieäm vuï giöõ cho ñoäng cô luoân laøm vieäc ôû cheá ñoä nhieät ño[.]
8.1 Giới thiệu chung phân loại Hệ thống làm mát động có nhiệm vụ giữ cho động làm việc chế độ nhiệt độ tối ưu tải trọng thay đổi Điều nhằm tránh cho chi tiết bên động không bị nóng thái quá, dễ dẫn đến tình trạng bó kẹt, đồng thời làm mát công suất động Như làm mát cho động làm giảm bớt phần nhiệt lượng hoà khí cháy truyền lại cho cụm piston, xylanh Nếu cụm piston – xylanh không làm mát dầu bôi trơn piston xylanh không tác dụng bôi trơn, dẫn đến bó kẹt piston, đồng thời xylanh nóng khối hỗn hợp hoà khí hút vào bên buồng đốt bị giãn nở làm trọng lượng hút bị giảm, công suất động giảm theo Nhưng động nguội lúc máy khởi động làm cho hỗn hợp hoà khí khó bay nên tốc độ bốc khuếch tán đi, dẫn đến hoà khí cháy không hết, khiến tăng tiêu hao nhiên liệu, giảm công suất động Hệ thống làm mát bao gồm phận: áo nước (bao xung quanh xylanh bên nắp qui lác), két nước (radiator), bơm nước (water pump), quạt làm mát (fan), van nhiệt, đường ống phận khác Nước nóng bên áo nước bơm tới két nước, lượng gió thổi từ quạt gió lấy phần nhiệt lượng củøa nước nóng, nhiệt độ nước giảm xuống bơm đẩy nước làm mát trở lại động Nhờ vậy, nhiệt độ động giảm xuống o nước hệ thống rãnh xung quanh xylanh bên nắp qui lác, thiết kế bảo đảm đủ lưu lượng nước để giải nhiệt cho động Hệ thống làm mát động ôtô chia làm loại: • Hệ thống làm mát không khí • Hệ thống làm mát nước Chương 8: Hệ thống điều khiển quạt làm mát động 306 * Hệ thống làm mát không khí Nguyên lý hệ thống làm mát không khí tạo xung quanh xylanh luồng không khí để thu nhiệt động Muốn tản nhiệt tốt mặt động cơ, người ta làm phiến tản nhiệt để tăng bề mặt tiếp xúc truyền nhiệt hướng gió, quạt gió Đối với động nhỏ (xe gắn máy) lợi dụng tốc độ chuyển động xe thay cho quạt gió Đây kiểu làm mát đơn giản sử nhiều động nhỏ xe gắn máy Trong ôtô có dùng * Hệ thống làm mát nước • Kiểu bốc hơi: − Loại đơn giản không cần bơm nước quạt gió − Loại thu nhiệt bốc hơi: nước sôi có tỷ trọng bé lên mặt thùng chứa để bốc Nước nguội có tỷ trọng lớn chìm xuống, liền đẩy phần nước nóng lên gọi tượng đối lưu tự nhiên • Kiểu đối lưu: hoạt động nhờ chênh lệch nhiệt độ cột nước nóng nước lạnh • Kiểu cưỡng bức: Để tăng tốc độ lưu động nước, ta dùng sức đẩy cột nước bơm nước tạo (thường dùng ôtô) • Kiểu kín: thường thấy ôtô Nước tuần hoàn kín sau qua két làm mát trở động (không thải nước ngoài) • Kiểu hở: nước làm mát thải Nhược điểm loại nhiệt độ nước làm mát phải giữ 50 ÷ 60oC Do đó, làm mát không dẫn đến ứng suất chi tiết tăng lên Mặt khác, ảnh hưởng nhiệt độ nước mà nhiệt độ nước hệ thống hở dao động lớn, lợi cho chế độ làm mát 8.2 Motor quạt làm mát Két nước làm mát không khí Nhưng làm mát không khí xe không chuyển động Quạt làm mát sử dụng để tạo sức hút không khí qua két nước Quạt làm mát truyền động từ trục khuỷu qua dây đai, dẫn động động điện Quạt làm mát qua dây đai dẫn động từ trục khuỷu Tốc độ quạt thay đổi theo tốc độ động cơ, nên tốc độ quạt không đủ lớn động chạy tốc độ thấp và, tốc độ cao, tốc độ quạt lớn làm gia tăng tổn thất công suất tăng tiếng ồn Để khắc phục, ngày người ta dùng khớp silicon điều khiển nhiệt độ bố trí bơm nước quạt Một cách khác dùng động điện để kéo quạt Cách sử dụng phổ biến động đại Hệ thống điện điện tử ôtô đại – hệ thống điện động 307 Quạt dàn nóng Quạt két nước Chỗ gắn đồng hồ Công tắc áp suất Dàn nóng Hình 8.1: Quạt két nước làm mát ECU nhận tín hiệu nhiệt độ động từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát đặt nắp máy Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng đến mức qui định, cảm biến điều khiển relay đóng cấp dòng điện đến motor quạt để dẫn động cho quạt quay Quạt làm mát dẫn động cần thiết, nhờ thế, nhiệt độ động gia tăng đạt đến nhiệt độ tối ưu nhanh chóng, đồng thời giảm suất tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn Motor quạt IG/SW Accu Relay quạt Cảm biến Hình 8.2: Sơ đồ mạch điều khiển quạt làm mát Chương 8: Hệ thống điều khiển quạt làm mát động 308 8.3 Điều khiển làm mát độc lập 8.3.1 Hệ thống điều khiển quạt két nước công tắc nhiệt thường đóng (normally close) Hệ thống điều khiển quạt làm mát động lắp đặt xe TOYOTA dùng công nhiệt loại thường đóng Cấu tạo mạch điện bao gồm: accu, cầu chì, công tắt máy, relay , relay điều khiển quạt mát, quạt gió, công tắt nhiệt độ nước (chỉ làm việc nhiệt lớn 84oC) B 7.5A IG ST A Relay motor quạt làm mát Relay động C B M motor quạt làm mát Công tắc nhiệt độ nước Hình 8.3: Mạch điện quạt làm mát loại thường đóng xe TOYOTA Nguyên lý hoạt động Khi bật công tắc máy (IG/SW) có dòng điện qua cầu chì 7,5A cung cấp cho cuộn dây relay quạt làm mát (cooling fan motor relay) qua công tắc nhiệt độ nước(water temprature switch) mass hút công tắc ngắt dòng đến motor Đồng thời dòng điện đến cung cấp cho cuộn dây relay (main relay) xuống mass hút công tắc W sang vị trí C Khi động làm việc nhiệt độ 84oC, công tắc nhiệt độ nước đóng nên quạt làm mát động chưa làm việc Khi nhiệt nước làm mát động vượt 840C công tắc nhiệt độ nước ngắt dòng qua cuộn dây relay quạt giải nhiệt két nước (cooling fan relay) làm cho công tắc trả vị trí cũ nối dương cho motor làm quạt quay 8.3.2 Hệ thống điều khiển quạt két nước công tắc nhiệt thường mở (normally open) Hệ thống điện điều khiển quạt nước làm mát động loại lắp đặt xe HONDA ACCORD model 90-94, không dùng chung với mạch điện điều khiển Hệ thống điện điện tử ôtô đại – hệ thống điện động 309 hệ thống lạnh Cấu tạo hệ thống bao gồm: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt, quạt làm mát động cơ, công tắc nhiệt độ nước (làm việc nhiệt độ nước vượt quaù 90oC ) 50A 15A B IG ST 80A Relay quạt làm mát Motor quạt làm mát Công tắc nhiệt Hình 8.4: Mạch điện quạt làm mát loại thường mở xe HONDA - ACCORD Nguyên lý hoạt động Khi bật công tắc máy (IG/SW) điện dương qua cầu chì cấp đến đầu cuộn dây relay quạt làm mát két nước tiếp điểm relay Khi động làm việc nhiệt độ 90oC cấu tạo công tắc nhiệt độ nước (coolant temperature switch) chưa đóng nên motor quạt làm mát két nước chưa làm việc Khi nhiệt độ nước làm mát vượt 90oC, công tắc nhiệt độ nước đóng tiếp mass cho cuộn dây relay quạt (radiator fan relay) để đóng công tắc cung cấp dương cho quạt làm việc 8.3.3 Hệ thống điều khiển quạt làm mát kết hợp với hệ thống điều hòa nhiệt độ Hệ thống điều khiển quạt làm mát dùng chung với mạch điện điều khiển hệ thống lạnh lắp xe TOYOTA COROLLA Cấu tạo hệ thống bao gồm phận: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt làm mát quạt giàn lạnh, công tắc nhiệt độ nước làm mát (làm việc nhiệt độ nước làm mát động > 90oC) Chương 8: Hệ thống điều khiển quạt làm mát động 310 + BAT IG/SW 15A 15A Relay ly hợp máy lạnh Quạt giàn nóng Relay 4 A/C SW Relay quạt giàn nóng 3 Relay quạt giàn nóng Quạt làm mát động Relay quạt làm mát Công tắc nhiệt độ nước làm mát Hình 8.5: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát hệ thống điều hoà nhiệt độ hoạt động Nguyên lý hoạt động Khi bật công tắc máy có dòng điện từ: (+) Accu Ỉ IG Ỉ cầu chì 15A Ỉ qua cuộn dây relay Ỉ mát Ỉ qua cuộn dây relay quạt két nước làm mát Ỉ công tắc nhiệt độ nước Ỉ mát Ỉ qua cuộn dây relay quạt giàn nóng Ỉ công tắc nhieọt ủoọ nửụực laứm maựt ặ maựt ẻ laứm huựt tiếp điểm relay Khi bật công tắc máy lạnh, công tắc nhiệt độ nước làm mát đóng (nước làm mát thấp), có dòng điện sau: (+) Accu Ỉ cuộn dây relay ly hợp máy lạnh (A/C magnetic clutch relay) Ỉ mass làm đóng tiếp điểm relay ly hợp điện từ, dòng cho cuộn dây relay quạt giàn nóng đóng tiếp điểm relay Xuất dòng từ relay Ỉ motor quạt giàn nóng Ỉ relay chân quạt giàn nóng Ỉ relay chân quạt giàn nóng Hệ thống điện điện tử ôtô đại – hệ thống điện động 311 Ỉ motor quạt két nước làm mát động Ỉ mát Làm hai quạt quay, với tốc độ chậm mắc nối tiếp với Khi nhiệt độ nước làm mát động > 90oC, công tắc nhiệt độ nước làm mát hở làm relay quạt giàn nóng relay quạt két nước làm mát động hở theo, phát sinh dòng điện từ: IG Ỉ relay Ỉ chân số relay quạt làm mát động Ỉ motor quạt Ỉ mát Quạt quay với tốc độ cao IG Ỉ relay Ỉ motor quạt giàn nóng Ỉ relay chân quạt giàn nóng Ỉ chân chân relay chân quạt giàn nóng Ỉ mát Quạt giàn nóng quay tốc độ cao 8.4 Điều khiển quạt làm mát qua hộp điều khiển 8.4.1 Hệ thống điều khiển quạt với hộp điều khiển độc lập Mạch điện điều khiển quạt làm mát xe Lexus ES –300 điều khiển từ hộp ECU, quạt làm mát két nước hoạt động nhờ áp suất dầu trợ lực lái Mạch điện điều khiển quạt làm mát nước động lắp xe Lexus –ES 300 gồm phận sau: accu, cầu chì, hộp điều khiển quạt (cooling fan ECU), cảm biến vị trí bướm ga (throttle position sensor), van solenoid, công tắt áp suất bơm (A/C singlepressure swith), cảm biến nhiệt độ nước làm mát động (engine coolant temperature sensor), cảm biến đánh lửa (ignition sensors), quạt làm mát két nước ECU – IG FUSE 15A BLU/WHT Công tắc áp suất gas 10 BLU/YEL AÂm bobine BLU/RE BLK BRN Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Hình 8.6: Sơ đồ quạt làm mát với hộp điều khiển độc lập Nguyên lý hoạt động Hộp điều khiển YEL/BL BLK/RE Van điện từ YEL BLU Cảm biến vị trí bướm ga C = ( R1 + R Chương 8: Hệ thống điều khiển quạt làm mát động 312 Quạt làm mát động xe Lexus ES 300 loại dùng áp suất dầu để điều khiển tốc độ quạt Khi bật công tắc máy có nguồn (+) qua cầu chì 15A cung cấp cho hộp điều khiển quạt chân hộp nối mass chân Các tín hiệu vị trí bướm ga hộp chân số 5, cảm biến nhiệt độ nước báo hộp chân chân 10, công tắc áp suất cao nối hộp chân 8, cảm biến đánh lửa gởi hộp chân Khi tổng hợp tín hiệu trên, hộp điều khiển valve solenoid chân để điều khiển áp suất dầu làm quạt quay tốc độ ứng với tín hiệu gởi hộp 7.4.2 Hệ thống điều khiển quạt với ECU động Trên hình 7.7 trình bày mạch điện điều khiển quạt làm động xe Nissan lắp động GA 16DE & SR model cho xứ nóng, điều khiển từ hộp ECU động Cấu tạo hệ thống gồm phận sau: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt (radiator fan relay), cảm biến nhiệt độ (themo switch), hộp điều khiển (ECCS control unit), hai quạt làm mát nước (radiator fan) 30A 10A 10A BAT ECCS CONTROL 613107108116 Radiator fan Radiator fan relay 30A Radiator fan + Themistor Hình 8.7: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát với ECU động