đồ án môn học động cơ đốt trong thiết kế mô phỏng hệ thống làm mát rong đông cơ đốt trong

Nước nóng sau đó sẽ được đẩy về két nước làm mát, nước sẽđược chia nhỏ vào các ống nhỏ bên trong két nước và được làm mát bằng sức gió doquạt làm mát tạo ra đồng thời cùng với gió do khi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

THI#T K# MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÀM MÁT

TRONG ĐÔ&NG CƠ ĐỐT TRONG

Giảng viên hướng dẫn : PHẠM HỮU NGHĨA

Sinh viên thực hiện :

Lớp:

TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2023

LỜI CẢM ƠN

E&&&&&F

Để hoàn thành bài báo cáo này, nhóm em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầyPhạm Hữu Nghĩa, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện báo cáo

Đồ án thiết kế cơ khí trong ô tô

Nhóm em chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Viện kỹ thuật Hutech, TrườngĐại Học Công nghệ TP.HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức trong quá trình emhọc tập Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nềntảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quý báu để embước vào ngành một cách vững chắc và tự tin

Vì kiến thức bản thân còn hạn chế, trong quá trình thực hiện đồ án, em khôngtránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp từ thầycũng như các thầy cô trong Viện kỹ thuật

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy !

TPHCM, ngày tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI……… 5

1.1 ĐĂ&T V?N ĐỀ………5

1.2 GIỚI HẠN CAA ĐỀ TÀI ……… 5

1.3 MỤC TIÊU ………5

1.4 NÔ&I DUNG ĐỀ TÀI.……… 5

1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CFA ……… ………6

1.6 K#T C?U CAA ĐH ÁN……….……… …… 6

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUY#T VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ 7

2.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 7

2.2 C?U TẠO HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 8

2.2.1 KÉT NƯỚC 8

2.2.2 BƠM NƯỚC 9

2.2.3 VAN HẰNG NHIỆT 9

2.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 11

2.3.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC KIỂU BỐC HƠI 11

2.3.2 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC KIỂU ĐỐI LƯU TỰ NHIÊN 12

2.3.3 HỆ THỐNG LÀM MÁT TUẦN HOÀN CƯỠNG BFC 13

2.3.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT TUẦN HOÀN KÍN MỘT VHNG 14

2.3.5 HỆ THỐNG LÀM MÁT TUẦN HOÀN HAI VHNG 15

2.3.6 HỆ THỐNG LÀM MÁT MỘT VHNG HỞ 17

2.3.7 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC Ở NHIỆT ĐỘ CAO 18

2.3.8 HỆ THỐNG LÀM MÁT CƯỠNG BFC NHIỆT ĐỘ CAO KIỂU BỐC HƠI BÊN NGOÀI 18

2.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ (GIÓ) 20 2.4.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG KHÔNG KHÍ KIỂU TỰ NHIÊN 21 2.4.2 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG KHÔNG KHÍ KIỂU CƯỠNG BFC 21

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIÊ&U ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề

Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lựccho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay và các máycông tác như máy phát điện, bơm nước và lĩnh vực quân sự … Mặt khác động cơ đốttrong đặc biệt là động cơ ôtô là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môitrường, nhất là ở thành phố

Sau khi học môn học ‘‘động cơ đốt trong’’, em đã vận dụng những kiến thức đãhọc để làm bài tập lớn‘‘tính toán đồ thị cong động cơ đốt trong’’ Trong quá trình tínhtoán để hoàn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu đã gặp không ít khókhăn 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 mộtthời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoànthành 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 chotrước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót Vì vậy em rấtmong được sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoànthành đồ án một cách tốt nhất, đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làmgiàu 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 xeToyota Camry 2006 - 2011 và hê n thống làm mát trên đô nng cơ

1.3 Mục tiêu

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt đô nng của hê n thống làm mát của đô nng 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 n thống làm mát

- Tính toán đo đạc các thông số kĩ thuật của hệ thống làm mát

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

1.6 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

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUY#T VỀ HÊ& THỐNG LÀM MÁT TRÊN

ĐÔ&NG CƠ

2.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC

Hệ thống làm mát hoạt động bằng cách vận chuyển nước làm mát tuần hoàn xungquanh thân máy và nắp quy lát Khi nước làm mát tuần hoàn qua chúng, nó sẽ lấynhiệt ra khỏi động cơ Nước nóng sau đó sẽ được đẩy về két nước làm mát, nước sẽđược chia nhỏ vào các ống nhỏ bên trong két nước và được làm mát bằng sức gió doquạt làm mát tạo ra đồng thời cùng với gió do khi ô tô chuyển động để làm mátnước Khi nước nóng được làm mát, nó sẽ tiếp tục tuần hoàn trở lại vào bên trongđộng 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 luônđược giữ ở một nhiệt độ làm việc nhất định Nếu nước làm mát quá thất, van hằngnhiệt 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 tớinhiệt độ làm việc ổn định, van hằng nhiệt sẽ mở ra để thực hiện tuần hoàn nước vềkét nước

Để tránh cho nước làm mát bị sôi, hệ thống làm mát được thiết kế để có khả năngchịu được áp suất Khi áp suất càng cao, nhiệt độ sôi của nước sẽ tăng lên, nhưngnếu 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 mátgiảm, nước trong bình nước phụ sẽ được hút về trở lại hệ thống Hệ thống làm mátnày được gọi là hệ thống làm mát tuần hoàn kín

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 khilàm việc Để đảm bảo yêu cầu làm mát tốt nhất, két nước được cấu tạo từ nhữngđường ống, xen lẫn là những lá nhôm mỏng nhằm tăng hiệu quả tản nhiệt Tùy theocác yêu cầu khác nhau mà két nước được các hãng xe thiết kế với kích thước khácnhau

2 3

4

5

6

7 8 1

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.

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 85-90 C, mặt kháco

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

Van hằng nhiệt được bố trí giữa két nước và động cơ, van đóng mở được tùy theonhiệt độ của nước làm mát Khi nhiệt độ của nước làm mát thấp, van đóng để ngănkhông cho nước ra két làm mát Khi nhiệt độ của nước làm mát tăng, van mở để chonước từ động cơ thoát ra két làm mát.

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 haiphần: khoang nước bao quanh thành xilanh (8), khoang nắp xilanh (5) và thùng chứanước bay hơi (2) ở phía trên

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống như sau:

5 6 7 8 9 10 11

3

4

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 bốchơi ra ngoài khí trời Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn sẽ chìm xuống dướiđiền chỗ cho nước nóng nổi lên, do đó tạo thành lưư động đối lưu tự nhiên Căn cứ vàonhiệt lượng của động cơ và cách bố trí động cơ đứng hay nằm để thiết kế hệ thốngkiểu bốc hơi này

Với việc làm mát bằng kiểu bốc hơi nước, lượng nước trong thùng sẽ giảmnhanh, do đó cần phải bổ sung nước thường xuyên và kịp thời Vì vậy, kiểu làm mátnày 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 lưuđộng đối lưu đã nói ở trên nên hệ thống này được dùng cho các động cơ đốt trong kiểuxilanh 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 mònxilanh 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 3

2

1Hình 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 nướcgiảm nên nước nổi lên trên Trong khoang của nắp xilanh, nước tiếp tục nhận nhiệt củacác chi tiết bao quanh buồng cháy: nắp xilanh, xupap… nhiệt độ của nước tiếp tục tănglên và khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước nổi lên trên theo đường dẫn rakhoang phía trên của két làm mát (5) Quạt gió (6) được dẫn động bằng puly từ trụckhuỷu động cơ hút không khí qua két Do đó, nước trong két được làm mát làm chokhối lượng riêng nước tăng, nước sẽ chìm xuống khoang dưới của két và từ đây đi vàothân máy, thực hiện một vòng tuần hoàn

Độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước, do đócường độ làm mát có thể tự động điều chỉnh theo phụ tải Khi mới khởi động do sựchênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và nguội bé nên chênh lệch áp lực giữa haicột nước bé Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt nhiệt độ ở chế độ làmviệc 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 vàohiệu độ chênh chiều cao trung bình của hai cột nước, do đó phải luôn luôn đảm bảomức 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 = 0,12 0,19 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 nhượcđiểm này thì phải tăng tiết diện lưu thông của nước trong động cơ dẫn đến hệ thốnglàm mát nặng nề cồng kềnh Do vậy, hệ thống làm mát kiểu này không thích hợp chođộng 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 hệthống làm mát kiểu đối lưu Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột nướccủa bơm nước tạo ra Tùy theo số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta có các loại tuầnhoàn cưỡng bức như: hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín, kiểucưỡng bức một vòng hở, kiểu cưỡng bức hai vòng tuần hoàn Mỗi kiểu làm mát cónhững 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:

9

111

108

7

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 tômáy kéo một hàng xilanh Ở đây, nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (3), qua ống phânphối nước đi vào các khoang chứa của các xilanh Để phân phối nước làm mát đồngđều cho mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua ống phân phối đúcsẵn trong thân máy Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đườngống (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 Tiếp theo, nước từ ngăn phía trên của két đi qua các ống mỏng có gắn cánh tảnnhiệt Tại đây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt (8) tạo ra Quạtđược 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 mộtchu kỳ làm mát tuần hoàn.

Ưu điểm của hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng kín là nước sau khi qua kétlàm mát lại trở về động cơ Do đó ít phải bổ sung nước, tận dụng việc trở lại nguồnnước 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 khôngkhí 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 vòngcòn gọi là nước vòng kín Vòng thứ hai với nước sông hay nước biển được bơmchuyển đến két làm mát để làm mát nước vòng kín, sau đó lại thải ra sông, biển nêngọi là vòng hở Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ biến ở động cơ tàu thủy

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

1 2 3 4

5 6

7 8

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 nướcngọt (5) Nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởi nước ngoài môi trường bơmvào do bơm (7) qua lưới lọc, qua các bình làm mát dầu, qua két làm mát (5) làm mátnước 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 cònthấp, van hằng nhiệt (4) đóng đường nước đi qua két làm mát nước ngọt Vì vậy, nướclàm mát ở vòng làm mát ngoài, nước được hút từ bơm (7) qua két làm mát (5) theođường ống (6) đổ ra ngoài Van hằng nhiệt (4) có thể đặt trên mạch nước ngọt để khinhiệt độ nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống đi vào két làm mát (5) Lúcnày nước ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ qua van hằng nhiệt (4) rồitheo đường ống đi vào bơm nước ngọt (10) để bơm trở lại động cơ

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 bịriêng (kiểu bốc hơi bên ngoài) Do đó, cần phải có một hệ thống làm mát riêng chođộng cơ

So sánh hai hệ thống làm mát kín và hở của động cơ tàu thủy thì hệ thống hở cókết cấu đơn giản hơn, nhưng nhược điểm của nó là nhiệt độ của nước làm mát phải giữtrong khoảng 50 ÷ 60 C để giảm bớt sự đóng cặn của các muối ở thành xilanh, nhưng0 0

với nhiệt độ này do sự làm mát không đều nên ứng suất nhiệt của các chi tiết sẽ tănglên Cũng do vách áo nước bị đóng cặn muối mà sự truyền nhiệt từ xilanh vào nướclàm mát cũng kém Ngoài ra, do ảnh hưởng của nhiệt độ nước ở ngoài tàu thay đổi mànhiệt độ nước trong hệ thống hở cũng dao động lớn Điều này không có lợi cho chế độ

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 mátcưỡng 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:

Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau Vùng thứ nhất

suất p < p 1 2

2.3.9 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt của khí thải:

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:

10 11 12

13 14

15 16

- Vòng 1: Bộ tách hơi (8) đến bơm tuần hoàn (14) vào động cơ (1), bộtăng 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

- 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 bộphận 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 táchhơi Nước làm mát của vòng tuần hoàn ngoài chảy vào bình làm mát dầu, đi làmmát đỉnh và qua bộ ngưng tụ (11) đều do bơm (16) của hệ thống bơm cấp vàomạch hở để piston làm mát nước trong mạch kín

Ưu điểm của hệ thống làm mát này là: Có thể nâng cao được hiệu suấtlàm việc của động cơ lên 6-7%, giảm được lượng tiêu hao hơi nước và khôngkhí làm mát, do đó ta rút gọn được kích thước bộ tản nhiệt, đốt cháy được nhiềulưu huỳnh trong nhiên liệu này

Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản lànhiệt độ của các chi tiết máy cao Do đó cần đảm bảo các khe hở công tác củacác 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 cácmối nối đường ống, các khe hở của bơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt phải chắcchắn hơn

2.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ (GIÓ)

Hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng gió bao gồm ba bộ phận chủyếu: phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió Hệthống 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 đặcđiểm của từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm mát hợp lý

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 trívuông góc với đường tâm xilanh Đa số động cơ môtô và xe máy bố trí hệ thốnglàm mát kiểu này

Tuy nhiên, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại bố trí phiến tảnnhiệt dọc theo đường tâm xilanh để tạo điều kiện gió lùa qua rãnh giữa các phiếntản 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 bịquá nóng do làm mát kém Để khắc phục nhược điểm này người ta đưa raphương 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 dichuyển 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 cấuthân máy và nắp xilanh phức tạp, rất khó chế tạo do cách bố trí các phiến tảnnhiệt và hình dạng các phiến tản nhiệt

Hiệu quả làm mát của hệ thống phụ thuộc nhiều về hình dạng, số lượng vàcách bố trí các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh

123

(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.

đó là các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió.Nhưng quan trọng nhất là quạt gió, quạt gió cung cấp lượng gió cần thiết, có tốc

độ cao để làm mát động cơ Quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu cung cấp gióvới lưu lượng lớn làm mát động cơ Để rút ngắn thời gian từ trạng thái nguội khikhởi khởi động đến trạng thái nhiệt ổn định, quạt gió trang bị ly hợp thủy lựchay điện từ