Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng quy trình tháo lắp hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ diesel, chương 16 ppt

- 1 - CHƯƠNG 16 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VI ỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ DIESEL 4.1. Tổng quan về hệ thống làm mát động cơ d i ese l 4.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu 4.1.1.1. Nhi ệm vụ Khi động cơ đốt trong làm việc, những bộ phận tiếp xúc v ới khí cháy sẽ nóng lên. Nhiệt độ của chúng rất cao tới (400 500) 0 C như nắp xylanh, đỉnh p i s t on, xupap xả, đầu vòi phun,… Để đảm bảo độ bền nhiệt của vật liệu chế tạo ra các ch i tiết máy đó, đảm bảo độ nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có l ợi nhất, giữ tốt nhiệt độ cháy của nhiên liệu trong động cơ mà không x ảy ra sự ngưng đọng của hơi nước trong xylanh… Ng ười ta phải làm mát cho động cơ, tức là lấy bớt nhiệt từ các bộ phận của động cơ nóng truyền ra ngoà i . 4.1.1.2. Yêu cầu * Đối với hệ thống làm má t - Nước làm mát phải sạch, không lẫn tạp chất và các chất ăn mòn kim l oạ i . - Nhiệt độ nước vào làm mát cho động cơ không nên quá - 2 - thấp hoặc quá cao. - Nhiệt độ nước vào phải nằm trong giới hạn cho phép : + Đối với hệ thống làm mát trực tiếp dùng nước làm mát ngoài tàu làm má t cho động cơ thì nhiệt độ nước làm mát cho động cơ thải ra không quá 55 0 C, vì nếu trên nhiệt độ này muối s ẽ kết tủa và bám vào đường ống. + Đối với hệ thống làm mát gián tiếp, nước ngọt sau khi làm mát có nhi ệt độ không quá 90 0 C. Vì nếu trên nhiệt độ này n ước sẽ bay hơi tạo thành bọt khí t rong các hốc nước làm má t . - Sự chênh lệch về nhiệt độ giữa nước vào làm mát cho động cơ và nước ra không được lớn lắm. Nếu sự chênh lệch này quá lớn sẽ gây ứng suất nhiệt làm các chi tiết trong động c ơ dễ bị nứt vỡ, tổn thất nhiệt lớn. Thông thường, sự chênh l ệch này như sau : - 3 - + Đối với động cơ cao tốc T = T ra -T vào = ( 5  10) 0 C + Đối với động cơ thấp tốc T = T ra -T vào = (10  30) 0 C - Để đảm bảo yêu cầu này, nước đưa vào làm mát phải được đưa từ nơi có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao (làm mát theo phương pháp ng ược dòng). * Đối với các thiết bị của hệ thống làm má t - Các thiết bị như đường ống, nhiệt kế v.v…phải hoạt động chính xác, an toàn và tin cậy. - Đường đi của nước làm mát phải lưu thông được dễ dàng, không bị t ắc, không có góc đọng. - Bình chứa nước phải có lỗ thoát hơi hoặc kh í . Ngoài ra, nếu cường độ làm mát quá lớn, nhiệt độ các chi tiết thấp dẫn đến hiện tượng hơi nhiên liệu ngưng tụ đọng trên bề mặt các chi tiết, rửa trôi dầu bô i trơn nên các chi tiết bị mài mòn dữ dội. Đồng thời độ nhớt của dầu bôi trơn t hấp nên ma sát giữa các chi tiết chuyển động tăng. Mặt khác, công su ất tiêu hao cho các bộ phận của hệ thống làm mát như quạt cũng tăng. Kết quả làm tăng tổn thất cơ g i ớ i động cơ. - Sự làm mát của động cơ sẽ đơn giản hơn nếu động cơ tạo nhiệt với độ ổn định. Khi làm việc ở công suất cực đại, động cơ có nhiệt độ xung quanh cao, hệ thống làm mát buộc ph ải loại bỏ nhiệt với dung lượng nhiệt tối đa để giảm nhiệt độ động cơ đến khoảng cho phép. Khi tải và tốc độ động cơ thấp h ệ thống làm mát phả i duy trì nhiệt độ trong khoảng cho phép. - 4 - 4.1.2. Phân l oạ i Căn cứ vào môi chất làm mát được dùng người ta chia hệ thống làm mát ra làm 2 l oạ i: - Hệ thống làm mát bằng không kh í - Hệ thống làm mát bằng nước - 5 - 4.2. Đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống làm mát động cơ d i ese l 4.2.1. Các hình thức làm mát cho động cơ 4.2.1.1. Hệ thống làm mát bằng không kh í * Sơ đồ hệ thống làm mát bằng không khí được thể hiện ở hình vẽ 4-1 Hình 4.1 1. quạt gió; 2. cánh tản nhiệt; 3. tấm hướng gió; 4. vỏ bọc; 5. đường thoát không kh í - Hệ thống làm mát bằng không khí còn gọi là hệ thống làm mát bằng gió, có cấu tạo rất đơn giản. Quạt gió (1) được dẫn động từ trục khuỷu cung cấp không kh í với lưu lượng lớn làm mát động cơ. Để rút ngắn quá độ từ trạng thái nguội khi khở i động đến trạng thái ổn định nhiệt, quạt gió được trang bị ly hợp điện từ hoặc t huỷ lực. Bản hướng gió (3) có tác dụng phân phối không khí sao cho các xylanh và t ừng xylanh được làm mát đồng đều. Các chi tiết cần làm mát như xylanh, nắp xupap v.v… phải có gân tản nhiệt để tăng diện tích làm má t . - 6 - - Nhờ có tấm hướng gió nên dòng không khí làm mát được phân chia đều cho các xylanh, khiến cho nhiệt độ các xylanh t ương đối đồng đều. Hơn nữa khi có tấm hướng gió, dòng không khí đi sát mặt đỉnh của các phiến tản nhiệt vì vậy có t hể nâng cao hiệu suất truyền nhiệt. Ngoài ra nhờ có tấm h ướng gió có thể bố trí cho dòng không khí đến làm mát các vùng nóng nhất như xupap xả, buồng cháy v.v… * Ưu nhược điểm của hệ thống làm mát bằng không kh í + Ưu đ i ểm - 7 - - Hệ thống làm mát bằng không khí có cấu tạo đơn gi ản, không cần có ké t nước hay bơm nước. - Giảm thời gian hâm nóng động cơ, truyền nhiệt ổn định, độ tin cậy của hệ thống cao do không có nước làm mát. Nhi ệt từ thành và nắp xylanh được dẫn t rực tiếp theo không kh í . - Xác suất quá lạnh nhỏ, lưu lượng không khí cung c ấp nhiều để làm má t động cơ. Sử dụng thuận lợi ở những vùng thiếu nước ở các sa m ạc hay rừng sâu. + Nhược đ i ểm - Tăng kích thước động cơ, động cơ làm việc ồn. Yêu c ầu cao về dầu bôi t rơn và nhiên li ệu. - Chỉ sử dụng cho những động cơ có công suất nhỏ như xe máy và các máy công cụ khác. Không thích hợp cho động cơ ô tô hay tàu t hủy. - Phải có gân tản nhiệt để tăng diện tích làm má t . * Phạm vi ứng dụng Ít sử dụng trong xe ô tô, chỉ có ở châu Âu sử dụng cho động cơ 2 kỳ, 4 kỳ, xe gắn máy, xe 3 bánh nhỏ, máy bay, v.v… . - 1 - CHƯƠNG 16 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VI ỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ DIESEL 4.1. Tổng quan về hệ thống làm mát động cơ d i ese l 4.1.1 dùng người ta chia hệ thống làm mát ra làm 2 l oạ i: - Hệ thống làm mát bằng không kh í - Hệ thống làm mát bằng nước - 5 - 4.2. Đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều. tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống làm mát động cơ d i ese l 4.2.1. Các hình thức làm mát cho động cơ 4.2.1.1. Hệ thống làm mát bằng không kh í * Sơ đồ hệ thống làm mát bằng không khí được thể hiện