Có hai loại hệ thống làm mát đó là hệ thống làm mát bằng nước và hệ thống làm mát bằng không khí: -+ Hệ thống làm mát bằng không khí: Ở kiểu này, lượng nhiệt từ động cơ được truyền trực
Gi i thi u chung v h ớ ệ ề ệ thố ng làm mát
Nhiệm vụ hệ thống làm mát
- Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy trong buồng đốt chuyển hoá thành công chỉ chiếm khoảng 23% 25%, còn lại - sẽ theo khí thải và truyền nhiệt cho các chi tiết xung quanh Khi nhiệt độ của các chi tiết máy cao sẽ gây các hậu quả xấu sau:
● Làm giảm sức bền, độ cứng bền vững và tuổi thọ của chi tiết máy;
● Làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng hệ số ma sát gây tổn thất ma sát;
● Gây bó kẹt các chi tiết chuyển động do giãn nở nhiệt (bó kẹt pittong trong xy lanh);
● Làm xuất hiện các hiện tượng cháy không bình thường của động cơ xăng như: cháy kích nổ, cháy sớm, tự cháy;
- Nếu động cơ hoạt động ở nhiệt độ quá thấp cũng không tốt vì khi đó độ nhớt của dầu bôi trơn tăng làm nó khó lưu động gây tăng tổn thất ma sát và tổn thất cơ giới Mặt khác, khi nhiệt độ xy lanh thấp, nhiên liệu sẽ ngưng tụ trên bề mặt thành xy lanh, làm hỏng màng dầu bôi trơn
- Nếu trong nhiên liệu có thành phần lưu huỳnh thì có thể kết hợp với nước ngưng tụ trên bề mặt thành xy lanh tạo ra các axit và gây hiện tượng ăn mòn kim loại, vì vậy cần thiết phải làm mát động cơ
- Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ sau: Tản nhiệt của khí cháy và ma sát để duy trì cho động cơ có nhiệt độ làm việc thích hợp và ổn định, đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
- Ngoài ra còn dùng để điều khiển các hệ thống khác như: hệ thống sưởi ấm của hệ thống điều hòa không khí, hệ thống điều khiển tốc độ không tải….
Công dụng hệ thống làm mát
- Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp
- Nếu làm mát bằng gió thì cánh tản nhiệt phải đảm bảo cho các xy lanh được làm mát như nhau
- Nếu làm mát bằng nước phải đảm bảo đưa nước có nhiệt độ thấp đến vị trí có nhiệt độ cao, nước phải chứa ít i-on.
- Lấy đi một số lượng nhiệt do quá trình cháy sinh ra và giữ cho động cơ ở một nhiệt độ ổn định thích hợp nhất để làm việc
- Nếu như làm mát không đủ nhiệt và kịp thời thì sẽ làm cho động cơ và các chi tiết khác bị quá nhiệt và gây ra ma sát lớn Cùng với đó dầu nhớt sẽ mất tác dụng bôi trơn, pittong bị bó kẹt và gây ra hư hỏng cho các chi tiết bên trong động cơ.
Nhiệt độ làm việc tối ưu của động cơ
- Động cơ đốt trong tạo ra năng lượng bằng cách đốt nhiên liệu trong xi lanh; do đó nó thường được gọi là “nhiệt động cơ” Tuy nhiên chỉ có 25% nhiệt lượng được chuyển thành công có ích Điều gì xảy ra với 75% còn lại, 30-35% lượng nhiệt sinh ra trong buồng đốt do nhiên liệu cháy bị tiêu tán bởi hệ thống làm mát cùng với việc bôi trơn và hệ thống nhiên liệu, 40-45% lượng nhiệt sinh ra thoát ra ngoài cùng với khí thải Nếu lượng nhiệt này không được loại
6 bỏ nhanh chóng, quá nóng và giãn nở sẽ xảy ra Van sẽ cháy và cong vênh, bôi trơn dầu sẽ bị hỏng, piston và ổ trục sẽ quá nóng và bị kẹt và động cơ sẽ sớm dừng hoạt động Sự cần thiết phải làm mát có thể được nhấn mạnh bằng cách xem xét tổng nhiệt sinh ra bởi một động cơ Chúng ta biết rằng trường hợp động cơ đốt trong, quá trình đốt cháy không khí và nhiên liệu diễn ra bên trong động cơ xi lanh và khí nóng được tạo ra Nhiệt độ của khí sẽ ở khoảng 2300-2500 độ C Đây là mức nhiệt độ rất cao và có thể dẫn đến đốt cháy màng dầu giữa các bộ phận chuyển động và có thể gây kẹt hoặc hàn các bộ phận giống nhau Vì vậy nhiệt độ này phải được giảm xuống khoảng 150 200 độ C - là nhiệt độ động cơ hiệu quả nhất Làm mát quá nhiều cũng là điều không mong muốn vì nó làm giảm hiệu suất nhiệt Vì vậy, mục tiêu của hệ thống làm mát là giữ cho động cơ hoạt động ở trạng thái hiệu quá nhất nhiệt độ Cần lưu ý rằng động cơ khá không hiệu quả khi trời lạnh và do đó hệ thống làm mát được thiết kế theo cách ngăn chặn sự làm mát khi động cơ đang nóng lên và cho đến khi đạt hiệu suất tối đa nhiệt độ hoạt động, sau đó nó bắt đầu làm mát Cũng cần lưu ý rằng:
+ Khoảng 20 25% tổng lượng nhiệt sinh ra được sử dụng cho tạo ra lực phanh - (công có ích)
+ Hệ thống làm mát được thiết kế để loại bỏ 30 35% tổng lượng khí thải nhiệt.-+ Nhiệt lượng còn lại bị mất do ma sát và bị mang đi bởi khí thải.
Phân loại hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát bằng không khí
Hệ thống làm mát b ng không khí chính gi nhi m v làm gi m nhiằ ữ ệ ụ ả ệt độ trong không khí xu ng b ng m t lu ng khí l nh Có th ố ằ ộ ồ ạ ểhiểu đơn giản thì h ệ thống làm h ạnhiệt b ng không khí chính là h ằ ệthống s dử ụng hơi nước tự nhiên Lúc này, không khí được làm mát bằng nước mát và được đưa vào trong môi trường cần làm mát để điều hòa nhiệt độ (môi trường của động cơ)
Không khí làm mát phải được dẫn hướng bằng các tấm sắt mỏng bố trí ung quanh xy lạnh và nắp máy Dòng không khí làm mát động cơ chịu ảnh hưởng rất nhiều đến các yếu tố như tốc độ di chuyển của xe và nhiệt độ của môi trường
Sơ đồ hệ thống làm mát bằng không khí – Cấu tạo chung và chức năng của từng bộ phận
Hệ thống làm mát ô tô bằng không khí hoạt động bằng cách:
8 Nhờ sự dẫn động từ trục khuỷu động cơ hoặc vận hành độc lập nhờ được cung cấp điện năng
Hệ thống làm mát bằng không khí có cấu tạo chung như sau :
● Quạt gió (đóng vai trò quan trọng nhất): dẫn lượng không khí từ môi trường bên ngoài vào khoang động cơ, giúp giảm nhiệt và làm mát cho khu vực cánh tản nhiệt trên nắp xy lanh và thân động cơ- (khu vực hấp thụ nhiệt rất lớn trong quá trình vận hành động cơ)
● Cánh tản nhiệt hay các lá nhôm tản nhiệt: các lá nhôm này được thiết kế để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa không khí và phần kim loại nhằm tản nhiệt động cơ tốt nhất Các vây nhôm sẽ được hàn lên động cơ
● Khe nhớt: dầu làm mát được làm mát thông qua két nhớt, nó được bơm đi qua các chi tiết trong động cơ và xung quanh xy lanh Sau đó, nó được đưa - ngược trở lại xy lanh của động cơ và tiếp tục quay trở lại máy bơm.)-
● Cửa thoát gió: lượng nhiệt độ được giải phóng trực tiếp ra ngoài không khí qua quá trình vận hành của hệ thống làm mát bằng không khí Tuy là hệ thống làm mát đơn giản nhưng nó cũng góp phần rất lớn đến việc làm mát động cơ Làm cho quá trình vận hành của động cơ trở nên tối ưu hóa
Ngoài ra, hệ thống làm mát bằng không khí được chia nhỏ làm 2 loại cơ bản bao gồm: làm mát bằng gió cưỡng bức và làm mát bằng gió tự nhiên Mỗi hệ thống được cấu tạo khác nhau và hoạt động dựa theo nguyên lý riêng Tuy nhiên, chúng đều có điểm chung là thực hiện nhiệm vụ làm mát không khí cho động cơ
II.1.1 Hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức
Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức:
Bao gồm các bộ phận sau:
● Quạt hút gió: Có tác dụng làm tăng cường lượng gió đi vào hệ thống làm mát, điển hình khi di chuyển ở tốc độ chậm và những nơi đông đúc, tắc đường thì lượng gió đi vào động cơ càng lớn giúp giảm nhiệt và làm mát động cơ
● Cánh tản nhiệt: Đóng vai trò giúp tản nhiệt, từ đó nhiệt độ được phân tán đồng đều
● Vỏ ngoài của động cơ, cửa thoát gió: Được cấu tạo bởi các đường rãnh liền khít nhau giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa không khí mát với động cơ Khi động cơ hoạt động sẽ tạo ra nguồn năng lượng nhất định để quạt gió hoạt động và hút không khí từ bên ngoài môi trường vào trong hệ thống làm mát Tiếp đến chúng làm mát động cơ rồi đi ra theo cửa thoát gió
II.1.2 Hệ thống làm mát bằng không khí tự nhiên
Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm mát bằng gió tự nhiên:
So với hệ thống làm mát bằng không khí cưỡng bức thì hệ thống tự nhiên có cấu tạo khác Bởi xuất phát từ gió tự nhiên mà hệ thống này không cần đến quạt hút gió Chúng chỉ cần bề ngoài của động cơ khi tiếp xúc với không khí sẽ tự khởi động quá trình làm mát
10 Chính vì vậy, loại này không phổ biến Chủ yếu, chúng áp dụng trên các dòng động cơ V hoặc động cơ có xi lanh xếp thẳng hàng, có thể nhìn thấy ngay bên ngoài xe
Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng không khí:
Trước tiên, chúng ta cần tìm hiểu, quá trình truyền nhiệt lượng sẽ được diễn ra giữa hai môi trường là kim loại của động cơ và môi trường không khí bên ngoài Chính vì vậy, chúng chịu tác động của những yếu tố cơ bản như: vùng truyền nhiệt tiếp xúc, chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường không khí và kim loại trong động cơ và cuối cùng là hệ số truyền nhiệt (Hệ số truyền nhiệt giữa kim loại với nước tốt hơn khoảng 100 lần so với kim loại vào không khí.) Chính vì vậy, khi kim loại với diện tích bề mặt không khí hoặc chênh lệch nhiệt độ (AT) hoặc kết hợp cả hai phải lớn hơn 100 lần trong động cơ làm mát bằng không khí để có được cùng một lượng truyền nhiệt sẽ làm tăng diện tích của cả hai
Bên cạnh đó, xi lanh và nhiệt độ trong động cơ làm mát bằng không khí gấp khoảng hai lần so với động cơ làm mát bằng nước tương đương Khi nhiệt độ của xilanh cao hơn sẽ có nhiều nhiệt đi qua bộ phận piston và xilanh đến dầu sẽ giúp hỗ trợ loại bỏ nhiệt dư thừa
Có thể hiểu đơn giản thì hệ thống làm mát bằng không khí hoạt động theo nguyên lý sau:
● Đầu tiên, khi động cơ làm việc thì nhiệt độ của các chi tiết bao quanh khu vực buồng đốt sẽ được truyền tới bộ phận cánh tản nhiệt rồi tản ra bên ngoài không khí
● Sau đó, nhờ hoạt động của cánh tản nhiệt mà động cơ sẽ được hạ nhiệt, làm mát nhanh hơn
● Trường hợp các động cơ đặt tĩnh tại hệ thống còn sử dụng quạt gió sẽ làm tăng tốc quá trình làm mát và đảm bảo nhiệt độ trong động cơ ở mức đồng đều và tốt nhất cho quá trình vận hành
II.1.3 Ưu, nhược điểm và đánh giá
Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
Hệ thống làm mát bằng chất lỏng chính là phương pháp làm mát ứng dụng sự bốc hơi, cưỡng bức, đối lưu của dòng nước và sự hỗ trợ của các bộ phận như lưới tản nhiệt, quạt gió để hạ nhiệt độ của nước Từ đó mang đến hiệu quả làm mát, giải nhiệt tối ưu cho động cơ, máy móc, đảm bảo quá trình vận hành ổn định
Hệ thống làm mát nước là công cụ hỗ trợ tích cực và không thể thiếu trong hoạt động của nhà xưởng, chung cư, Đối với một đất nước có nền nhiệt độ cao vào mùa hè như ở Việt Nam thì việc ứng dụng các thiết bị làm mát là cần thiết Vừa tạo ra không gian làm việc mát mẻ, thoải mái, đồng thời còn bảo vệ trang thiết bị máy móc hoạt động tốt hơn, hạn chế tình trạng nóng máy
II.2.1 Cấu tạo chung và chức năng của từng bộ phận
Hệ thống làm mát bằng nước có cấu tạo phức tạp hơn hệ thống làm mát bằng không khí Cấu tạo chung gồm 5 bộ phận chính:
Két nước được cấu tạo từ những ống nhỏ, hẹp và các lá nhôm mỏng xen kẽ nhau Các lá nhôm này có tác dụng giúp quá trình tản nhiệt nhanh hơn Két nước là bộ phận chứa nước để cung cấp nước làm mát cho động cơ trong quá trình vận hành, đồng thời truyền nhiệt từ nước ra không khí để hạ nhiệt độ động cơ
Mỗi dòng xe khác nhau sẽ có kích thước két nước khác nhau
Nước nóng đi qua các áo nước sẽ được dẫn ra két làm mát Két làm mát bao gồm ngăn chứa phía trên, ngăn chứa phía dưới và các ống dẫn nước bố trí ở giữa
Nước nóng từ nắp máy được dẫn vào phần trên của két nước Phía trên két có bố trí một nắp để nạp nước mới, nó cũng được nối với thùng nước dự trữ bằng ống cao su Ngăn nước phía dưới được nối với bơm nước của động cơ và còn có một van để xả nước
Các ống dẫn nối ngăn chứa trên và ngăn chứa dưới còn gọi là ống tản nhiệt Xung quanh các ống này, người ta lắp các cánh tản nhiệt Nhiệt lượng từ nước
15 nóng được truyền qua vách đường ống đến các cánh tản nhiệt và được làm mát bằng không khí do quạt gió tạo nên
Nắp két nước có tác dụng đóng kín, ngăn không cho nước trong hệ thống làm mát ô tô bị bốc hơi Đồng thời, điều áp hệ thống làm mát, giúp tăng nhiệt độ sôi của nước giúp quá trình làm mát có hiệu quả hơn
Nắp két nước có hai van:
Van áp suất: Đưa nước từ két nước vào bình phụ khi áp suất trong két nước và nhiệt độ nước tăng
Van chân không: Có nguyên lý hoạt động ngược lại với van áp suất, hút nước từ bình phụ vào két nước để duy trì hoạt động làm mát khi nhiệt độ nước tăng cao nhưng áp suất trong két nước thấp
Khi khởi động ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ làm mát phải được gia tăng một cách nhanh chóng, nhất là động cơ làm việc ở điều kiện thời tiết lạnh Vì vậy, van hằng nhiệt được thiết kế để gia tăng nhiệt độ động cơ nhanh chóng và giữ nhiệt độ động cơ luôn ổn định Van hằng nhiệt có hai kiểu: Loại có kèm theo van chuyển dòng và loại không có van chuyển dòng
Có hai cách bố trí van hằng nhiệt:
BỐ TRÍ Ở ĐƯỜNG NƯỚC VÀO
Ngày nay loại này được sử dụng phổ biến Trên van hằng nhiệt có bố trí van chuyển dòng
Khi động cơ lạnh, van hằng nhiệt đóng và van chuyển dòng mở Dưới tác dụng của áp suất bơm nước sẽ qua mạch tất và tuần hoàn trong hệ thống
BỐ TRÍ Ở ĐƯỜNG NƯỚC RA TRÊN NẮP MÁY
Trường hợp động cơ lạnh, lúc này van hằng nhiệt đóng nên chất lỏng làm mát không thể ra két làm mát mà nó đi qua đường nước đi tắt để trở lại mạch tắt của bơm
17 Khi động cơ nóng, van hằng nhiệt mở Chất lỏng làm mát từ trong động cơ thoát ra két nước và một lượng nhỏ sẽ qua mạch tắt trở lại bơm Đối với cách bố trí van hằng nhiệt kiểu này thì đường nước đi tắt qua bơm nhỏ so với loại có van chuyển dòng Đặc biệt, trên van hằng nhiệt có bố trí một van xả khí Nó dùng đi xả bọt khí trong hệ thống làm mát, khi nước làm mát được đổ thêm vào hệ thống Nếu có không khí tượng hệ thống làm mát, đầu nặng của van xả khí sẽ rớt xuống cho phép không khí thoát ra Khi động cơ làm việc, áp lực từ bơm nước đẩy van trở lại vị trí van đóng.
Bơm nước được bố trí phía trước động cơ, thường là loại cánh gạt, có tác dụng hút và đẩy một lượng lớn khối lượng nước làm mát từ két làm mát đến động cơ mà không làm gia tăng áp suất trong hệ thống đi nhờ tận dụng lực ly tâm Khi tốc độ động cơ tăng, tốc độ bơm tăng, vận chuyển nhanh một lượng lớn lượng nước làm mát vào động cơ, giúp quá trình làm mát động cơ được đáp ứng tương đương với tốc độ nóng lên của động cơ trong quá trình vận hành
Quạt gió có tác dụng tăng tốc độ lưu thông không khí qua két nước, giúp tăng hiệu suất làm mát của nước làm mát khi chảy từ két làm mát vào động cơ Quạt làm mát hoạt động với 2 cơ chế cụ thể:
Hoạt động bằng điện với chế độ tự động khi nước làm mát đạt đến một giới hạn hoạt động nhất định
Hoạt động bằng khớp chất lỏng khi động cơ quay đủ số vòng tua
* Các phương pháp để dẫn động quạt làm mát
- Dùng động cơ điện một chiều 12 vôn
- Dùng thuỷ lực và cơ khí
- Dẫn động quạt bằng khớp thuỷ lực
- Điều khiển quạt bằng máy tính kết hợp với động cơ điện…
II.2.1.6 Thùng nước dự trữ
Thùng nước dự trữ được nối với két nước bằng ống cao su Khi van giảm áp trong nắp két nước mở, nước từ két sẽ được dẫn đến thùng dự trữ Khi nhiệt độ nước làm mát giảm, nước trong thùng dự trữ sẽ đi ngược trở lại két làm mát Điều này tránh được sự hao hụt nước làm mát và cũng không cần phải thường xuyên châm thêm nước.
Chất lỏng làm mát
Là một loại chất lỏng đặc biệt có tác dụng truyền dẫn nhiệt
Chất lỏng làm mát trong hệ thống làm mát của động cơ ô tô thường là dung dịch làm mát, thường sử dụng là nước pha trộn với chất phụ gia Dung dịch này có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ của động cơ và bảo vệ các bộ phận khỏi quá nhiệt Ô tô hoạt động ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ dưới mức đóng băng đến trên
100 F (38 o o C) Vì vậy, bất kỳ chất lỏng nào được sử dụng để làm mát động cơ
28 đều phải có điểm đóng băng rất thấp, điểm sôi cao và phải có khả năng giữ nhiều nhiệt
Nước là một trong những chất lỏng giữ nhiệt hiệu quả nhất, nhưng nước đóng băng ở nhiệt độ quá cao để sử dụng trong động cơ ô tô Chất lỏng mà hầu hết ô tô sử dụng là hỗn hợp nước và ethylene glycol (𝐶 2 𝐻 6 𝑂 2 ), còn được gọi là chất chống đông Bằng cách thêm ethylene glycol vào nước, điểm sôi và điểm đóng băng được cải thiện đáng kể
Chất lỏng Điểm đóng băng Điểm sôi
Nhiệt độ của chất làm mát đôi khi có thể đạt tới 250 đến 275 F (121 đến o
135 o C) Ngay cả khi thêm ethylene glycol, những nhiệt độ này sẽ làm sôi chất làm mát, do đó cần phải thực hiện thêm điều gì đó để tăng điểm sôi của nó
Hệ thống làm mát sử dụng áp suất để nâng cao hơn nữa điểm sôi của chất làm mát Giống như nhiệt độ sôi của nước trong nồi áp suất cao hơn , nhiệt độ sôi của chất làm mát sẽ cao hơn nếu bạn tăng áp suất cho hệ thống Hầu hết các ô
29 tô đều có giới hạn áp suất từ 14 đến 15 pound mỗi inch vuông (psi), làm tăng nhiệt độ sôi thêm 45 o F (25 o C) để chất làm mát có thể chịu được nhiệt độ cao. Chất chống đông cũng chứa các chất phụ gia để chống ăn mòn
Ngoài việc kiểm tra mức độ đầy đủ của chất lỏng làm mát, việc duy trì sạch sẽ và chất lượng của dung dịch này cũng quan trọng Nước làm mát bẩn có thể gây tắc nghẽn và hỏng hóc hệ thống, trong khi chất phụ gia không đủ có thể làm giảm khả năng bảo vệ chống ăn mòn và quá nhiệt.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại nước làm mát khác nhau, khi lựa chọn cần lựa chọn những loại phù hợp cho xe về nhiệt độ đống băng và nhiệt độ sôi phù hợp với nhiệt độ của động cơ
Những vấn đề thường gặp khi đưa vào khai thác hệ thống làm mát
Các kiểu hư hỏng và nguyên nhân
Trong quá trình sử dụng hệ thống làm mát chúng ta thường hay gặp phải nhiều vấn đề làm cho hệ thống làm mát hoạt động không ổn định hoặc có thể dẫn đến bị hư hỏng trong quá trình sử dụng đi kèm theo đó là những nguyên nhân gây ra những vấn đề đó
Sau đây là một số vấn đề thường gặp khi sử dụng hệ thống làm và nguyên nhân gây ra những vấn đề đó:
● Két nước bị gỉ: Khi nhận thấy nước giải nhiệt lợt màu, chứa nhiều cặn bẩn hoặc có hiện tượng sệt lại với các cặn gỉ, đó chính là dấu hiệu két nước bị gỉ bên trong và các gỉ sét trong thành két nước làm biến chất nước giải nhiệt gây nên hiện tượng trên
● Két nước bị nghẹt: Két nước được cấu tạo từ những đường ống nhỏ hẹp và qua quá trình sử dụng lâu ngày các cặn gỉ sẽ tích lũy làm nghẹt dòng Khi đó dòng nước sẽ không được thông suất trong két làm mát khiến nước không giải nhiệt được tốt, tăng áp lực trên các dòng và dễ gây rò rỉ
● Các mối hàn epoxy của kết nước bị vỡ: Sau thời gian làm việc lâu dài dưới áp lực, với hóa chất và nhiệt độ cao, các mối hàn epoxy của két nước có thể bị mòn, vỡ gây rò rỉ ở két nước Nếu có trường hợp này bạn nên kiểm tra và cho hàn lại két nước
● Hỏng van hằng nhiệt: Van này điều chỉnh lưu lượng nước làm mát qua bộ làm mát khi cần thiết Nếu van bị kẹt hoặc hỏng, nước có thể không tuần hoàn đúng cách
● Hỏng bơm nước: Bơm nước có thể hỏng do tuổi thọ, sự mài mòn hoặc do bị chảy nước Khi bơm không hoạt động đúng cách, nước sẽ không được tuần hoàn đủ, gây nhiệt độ động cơ tăng cao
● Quạt giải nhiệt hỏng: Quạt làm mát giúp điều chỉnh nhiệt độ động cơ bằng cách thông khí Nếu quạt gặp sự cố như motor hỏng, cơ cấu quạt gặp vấn đề hoặc cảm biến không hoạt động, nó có thể dẫn đến quá nhiệt độ và hỏng hóc
● Rò rỉ nước làm mát: Đây là vấn đề phổ biến khi các phần mở rộng, ống nước hoặc các phần khác của hệ thống bị hỏng hoặc bị mài mòn sau thời gian sử dụng Rò rỉ có thể dẫn đến mất nước làm mát và gây quá nhiệt độ động cơ
● Lắp đặt không đúng cách: Khi lắp đặt hệ thống làm mát không chính xác, như không kết nối ống nước đúng cách, có thể dẫn đến sự cố hoạt động và làm mất hiệu suất của hệ thống
● Mất chất làm mát: Nếu không duy trì đủ lượng chất làm mát hoặc nước làm mát không đủ chất phụ gia bảo vệ, có thể dẫn đến tăng áp suất trong hệ thống và gây hỏng hóc
● Ô nhiễm nước làm mát: Nếu nước làm mát bị bẩn hoặc có chứa các tạp chất, có thể làm giảm hiệu suất làm mát và gây ăn mòn các bộ phận trong hệ thống.
Phương án khắc phục
Để khắc phục các hư hỏng hoặc những vấn đề ảnh hưởng đến hệ thống làm mát trong quá trình sử dụng thì chúng ta cần phải bảo trì kiểm tra xe định kỳ theo quy định để tránh những tình trạng hư hỏng ảnh hưởng đến xe và các hệ thống khác trong xe Đối với những vấn đề thường gặp khi sử dụng hệ thống làm mát được nêu ở trên, dưới đây là một số biện pháp khắc phục những vấn đề trên:
● Đối với két nước bị gỉ trường hợp này tốt nhất bạn nên thay két nước mới để bảo đảm vì khi đã bị gỉ bên trong két nước rất dễ bị nghẹt và không đảm bảo dẫn đến hiệu quả làm mát bị giảm và có thể ảnh hưởng đến động cơ trong khi hoạt động
● Đối với két nước bị nghẹt hay tắt làm nước không thể đi đến nơi cần làm mát hay trở về két nước, trong trường hợp này bạn hãy kiểm tra bằng việc súc két nước thường xuyên để đảm bảo nước được lưu thông đều trong quá trình làm
32 mát và nên thông két nếu có hiện tượng nghẹt để đảm bảo cho việc giải nhiệt của két nước
● Đối với các mối hàn chúng ta cần phải kiểm tra thường xuyên như việc kiểm tra két nước để tránh bị gãy mối hàn và gây gò gỉ két nước Nếu có trường hợp gãy mối hàn ta nên cho hàn lại két nước hoặc thay két nước mới để tối ưu hiệu năng
● Van hằng nhiệt là van dùng để điều chỉnh lưu lượng nước đi qua bộ làm mát cho thấy sự cần thiết của van hằng nhiệt rất cần thiết trong hệ thống làm mát Trong trường hợp van bị hư ta cần phải thay mới để đảm bảo việc tuần hoàn nước làm mát trong hệ thống diễn ra thuận tiện trong việc điều chỉnh nước làm mát
● Cũng giống như van hằng nhiệt, bơm nước là một trong những bộ phận của hệ thống làm mát Sau một thời gian sử dụng chúng ta cần phải kiểm tra và thay mới bơm nếu hư hỏng để đảm bảo cho việc nước được tuần hoàn ổn định trong quá trình sử dụng
● Quạt tản nhiệt là bộ phận làm mát không thể thiếu trong hệ thống làm mát, nếu như gặp sự cố trong quá trình sử dụng thì nên thay mới để giảm bớt ảnh hưởng đến một số bộ khác của hệ thống làm mát nói riêng và động cơ nói chung
● Trong trường hợp động cơ nóng lên thất thường khi mới lắp đặt, chúng ta cần nên kiểm tra và lắp đặt lại hệ thống làm mát trong trường hợp hệ thống làm mát lắp đặt sai cách
● Đối với chất làm mát, chúng ta cần kiểm tra thường xuyên để thêm chất làm mát hoặc thay nếu dung dịch làm mát bị dơ hoặc có nhiều tạp chất, tóm lại cần phải thay chất làm mát thường xuyên để tránh tình trạng khác xảy ra Tóm lại chúng ta cần nên kiểm tra bảo trì hệ thống làm mát thường xuyên để đảm bảo hệ thống làm mát làm việc bình thường, giúp cải thiện được hiệu năng của động cơ trong quá trình thay đổi Nếu bộ phận đó bị hư không thể sửa chữa thì cần thay thế ngay để hệ thống luôn trong chế độ làm việc tốt nhất
Các bước bảo dưỡng – Lưu ý khi sử dụng hệ thống làm mát
Những lưu ý khi sử dụng hệ thống làm mát
Để sử dụng hệ thống làm mát ô tô hiệu quả, cần nắm rõ những lưu ý dưới đây:
- Làm mát ô tô bằng không khí:
Thứ nhất, chủ xe cần kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống thường xuyên Dù cho hệ thống có thiết kế cấu tạo đơn giản, có ít chi tiết bộ phận, tuy nhiên, chúng vẫn cần phải được chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên để đảm bảo hiệu suất hoạt động hiệu quả nhất
Bên cạnh đó, khi chủ xe nhận ra một số dấu hiệu hỏng hóc, cần tiến hành sửa chữa hệ thống ngay: tiếng ồn phát ra quá lớn khi xe hoạt động, nhiệt độ của động cơ xe ô tô luôn ở mức cao…
- Làm mát bằng nước: Luôn tiến hành bảo dưỡng định kỳ và thay thế những bộ phận cần thiết để hoạt động ổn định Đặc biệt là két nước ô tô, bộ phận này cần được kiểm tra thường xuyên xem có bị vỡ mối hàn, gỉ hay đường ống dẫn nước bị nghẹt không Quan trọng nhất là luôn phải kiểm tra mực nước làm mát trong bình nước phụ xem có bị hụt dưới mức Min hay không, nếu dưới mức Min thì nên đem xe qua các trung tâm dịch vụ sửa chữa ô tô để kiểm tra hệ thống làm mát có bị rò rỉ hay không.
Các bước bảo dưỡng hệ thống làm mát
Không được mở nắp két nước khi nhiệt độ động cơ còn quá nóng Tránh bỏng cho mình và cho người xung quanh
Khi nước làm mát trong kết còn nóng, khi tháo nên phủ một miếng vải lên nắp két nước và xoay nhẹ nắp két nước để cho áp suất bên trong két nước giảm từ từ và sau đó mới tháo hẳn nắp két nước ra ngoài
2 Tháo van xả ở ngăn phía dưới két nước và phải dùng khay chứa nước
3 Tháo nút xả nước bố trí trên thân máy
4 Đưa vòi nước vào két nước và cho nước chảy cho đến khi nào nhận thấy nước chảy ra ở thân máy và đáy két nước trở nên sạch
5 Xiết chặt van xả nước trên thân máy và ngăn dưới két nước.
6 Đổ nước ra khỏi thùng nước dự trữ và xúc rửa sạch sẽ.
7 Đổ nước vào thùng dự trữ đến mức FULL
8 Tháo đường nước vào bộ sưởi ấm để xả khí
9 Đổ nước vào két nước cho đến khi nước bắt đầu chảy ra khỏi đầu nối.
10 Lắp lại đường ống và đổ đầy nước vào két
11 Cho động cơ hoạt động ở tốc độ khoảng 1200 v/p và kiểm tra xem nước có hao hụt không Lắp lại nắp két nước.
V.2.2 Kiểm tra van hằng nhiệt
Như chúng ta đã biết, chức năng của van hằng nhiệt là dùng để điều tiết lượng nước làm mát ra két làm mát sao cho hệ thống làm việc là hiệu quả nhất Vì vậy nếu van hằng nhiệt bị trục trặc sẽ làm cho hệ thống làm mát làm việc không bình thường.
1 Xả nước làm mát như đã hướng dẫn
2 Tháo đầu ống nước đến bơm nước
3 Tháo đường ống dẫn có chứa van hằng nhiệt và lấy van ra ngoài
4 Kiểm tra độ mở của van hằng nhiệt theo nhiệt độ
5 Van hằng nhiệt bắt đầu mở ở nhiệt độ từ 80°C đến 84°C
6 Độ mở của van phải từ 8mm trở lên ở nhiệt độ 95°C
7 Nếu các thông số trên không đạt, thay van mới
8 Lắp van hằng nhiệt trở lại và chú ý đặt van xả khí lệch so với phương thẳng đứng một góc 5° Lắp các bộ phận còn lại.
V.2.3 Kiểm tra nắp két nước
1 Dùng dụng cụ kiểm tra, cung cấp áp lực để kiểm tra nắp két nước như hình vẽ dưới đây
2 Van giảm áp sẽ mở ở áp suất từ 0,75 đến 1,05 kg/cm 2
3 Áp suất mở không được thấp hơn 0,6 kg/cm Nếu áp suất mở bé hơn cho phép 2 thì thay nắp két nước mới.
V.2.4 Kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống làm mát
- Sử dụng nắp két nước chuyên dùng để kiểm tra và đậy kín két nước
- Cho động cơ hoạt động để làm ấm nước làm mát
- Dùng bơm, cung cấp vào hệ thống làm mất một áp lực là 1,2 kg/cm Kiểm tra sự 2 giảm áp trong hệ thống
- Nếu áp suất giảm, kiểm tra sự rò rỉ của các đường ống nước, két nước, bơm nước và các đường ống sưởi Nếu các bộ phận trên đều kín, kiểm tra nắp máy và thân máy
Nếu bạc đạn bơm nước, cánh bơm hoặc phốt làm kín nước trong bơm bị hỏng, phải thay mới bơm nước
- Joint bơm nước khi thay mới phải đảm bảo đúng độ dày cần thiết Nếu Joint quá dày sẽ làm giảm hiệu suất làm việc của bơm.
- Dây đai truyền động bơm nước được thay thế định kỳ và độ căng dây đai phải đúng để đảm bảo tốc độ của cánh quạt làm mát.
VÍ DỤ HỆ THỐNG LÀM MÁT CỦA 1 HÃNG XE CỤ THỂ (Toyota vios) 38 1 Cấu tạo, thông số
Thiết kế hình dạng cụ thể
VI.2.1 Cấu trúc, nguyên lý
Nước làm mát được dẫn xung quanh các xylanh và bên trong nắp máy Hệ thống làm mát sẽ lấy đi một lượng nhiệt do quá trình cháy sinh ra và giữ cho động cơ ở một nhiệt độ ổn định thích hợp nhất
- Khi hệ thống làm mát bị hỏng, động cơ sẽ quá nhiệt khi nhiệt độ làm việc của động cơ quá thấp, tổn thất nhiệt lớn thì chất lượng của hỗn hợp cháy kém và quá trình cháy không trọn vẹn
- Nước làm mát SLLC có đặc điểm là làm giảm điểm đông lạnh và làm tăng điểm sôi của nó, giúp bôi trơn bơm nước và chống rỉ sét bên trong động cơ Khi động cơ hoạt động, nếu nhiệt độ động cơ thấp thì van hằng nhiệt sẻ đóng Chất lỏng làm mát sẽ tuần hoàn bên trong động cơ và khoang sưởi ấm hành khách
43 Khi nhiệt độ động cơ cao, van hằng nhiệt sẽ mở và nước làm mát từ động cơ đi ra két nước, lượng nhiệt từ chất lỏng sẽ truyền qua đường ống đến các ống tản nhiệt và được không khí mang đi Phần dưới của két nước làm mát được dẫn đến bơm nước Bơm nước sẽ đẩy nước đi xung quanh xylanh lên nắp máy
Van hằng nhiệt mở VI.2.2 Bơm nước
Bơm nước được sử dụng là kiểu bơm ly tâm
Chất lỏng làm mát được cung cấp đến cửa vào của bơm Khi bơm quay dưới tác dụng của lực li tâm làm cho nước bị văng ra mép ngoài của các cánh và nó được đẩy vào thân máy của động cơ
44 Nhiệt độ làm việc của chất làm mát thay đổi tùy theo từng loại động cơ Hiệu suất làm việc cao nhất của động cơ khi nhiệt độ từ 85 – 95 °C
Van hằng nhiệt là loại van đóng và mở tự động theo nhiệt độ nước làm mát
Nó được bố trí ở giữa két nước và động cơ Khi nhiệt độ nước thấp van sẽ đóng để ngăn cản nước làm mát ra két nước Khi nhiệt độ gia tăng, nó mở ra và nước làm mát chảy ra két nước
Cấu tạo của van hằng nhiệt
Van hằng nhiệt được mở bởi một chất sáp 2 (Wax) rất nhạy cảm với nhiệt độ được bố trí bên trong một xylanh Khi động cơ lạnh, chất sáp này có dạng rắn và lò xo làm cho van đóng lại Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng, chất sáp này sẽ chảy ra dạng lỏng và giãn nở Sự giản nở này sẽ đẩy van xuống và van mở để cho phép nước làm mát từ két nước luân chuyển trong động cơ
- Trên van hằng nhiệt có bố trí một van xả khí Nó dùng để xả bọt khí trong hệ thống làm mát, khi nước làm mát được đổ thêm vào hệ thống Nếu có không khí trong hệ thống làm mát, đầu nặng của van xả khí sẽ rớt xuống cho phép không khí thoát ra Khi động cơ làm việc, áp lực của bơm nước đẩy van trở về vị trí đóng
- Quạt làm mát dùng để hút không khí mát từ bên ngoài qua bề mặt của két nước để thu nhiệt từ chất làm mát Xung quanh đầu cánh quạt được bao kín để tập trung không khí đi qua két nước
Quạt làm mát két nước động cơ 1NZ – FE được dẫn động bằng động cơ điện. Động cơ điện dẫn quạt
Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt hai chế độ
- ECM xuất tín hiệu điều khiển dựa vào các tín hiệu nhiệt độ nước làm mát và tín hiệu của hệ thống điều hòa không khí
- Chế độ thứ nhất: Khi bật công tắc IG đồng thời có tín hiệu điều khiển của ECM, sẽ có dòng đi qua relay quạt làm mát số 1 và relay IG2 làm đóng các tiếp điểm Lúc đó có dòng đi từ (+) Acquy → Relay quạt làm mát → Motor quạt làm mát → Relay quạt làm mát số 2 – Điện trở quạt làm mát → Mass → (-) Ắcquy Tốc độ quạt chậm vì qua một điện trở
- Khi nhiệt độ nước làm mát cao, ECM xuất tín hiệu điều khiển cực FAN2 làm Relay quạt làm mát hoạt động Sẽ có dòng đi từ: (+) Acquy Relay quạt làm mát → Motor quạt làm mát → Relay quạt làm mát số 2 → Mass → ( ) Ắcquy -
Vì dòng này không đi qua điện trở nên quạt sẽ quay với tốc độ nhanh. VI.2.5 Két nước
Nước nóng đi qua các áo nước sẽ được dẫn ra két làm mát Két làm mát bao gồm ngăn chứa phía trên, ngăn chứa phía dưới và các Nước nóng từ ống dẫn - nước bố trí ở giữa nắp máy được dẫn vào phần trên của két nước Phía trên két có bố trí một nắp để nạp nước mới, nó cũng được nối với thùng nước dự trữ bằng ống cao su Ngăn nước phía dưới được nối với bơm nước của động cơ và có - Các ống dẫn van để xả nước nối ngăn chứa phía trên và ngăn chứa phía dưới còn gọi là ống dẫn nhiệt Xung quanh các ống này người ta lắp các cánh tản nhiệt Nhiệt lượng từ nước nóng được truyền qua vách đường ống đến các cánh tản nhiệt và được làm mát bằng không khí do quạt gió tạo nên
Cấu tạo của két nước
Nắp két nước được bố trí trên đỉnh của két nước, nó làm kín két nước và giữ áp suất trong két để gia tăng nhiệt độ sôi của nước trên 100 °C Trong nắp két nước có bố trí một van giảm áp và một van chân không Khi nhiệt độ nước gia tăng, thể tích nước của nó cũng gia tăng làm áp suất tăng theo Khi áp suất của nước vượt quá 0.8 kgf/cm2 thì van giảm áp sẽ mở ra để hạn chế áp suất
