KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ KIA-HA

Ngày nay động cơ đốt trong (ĐCĐT) đã phát triển rộng khắp mọi lĩnh vực giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ ...) nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng quốc phòng ...

LỜI NÓI ĐẦU

Sau quá trình học tập và trang bị những kiến thức về chuyên ngành động lực,sinh viên được giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp cho sinh viên tổnghợp và khái quát lại những kiến thức đã học, từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyênngành Qua quá trình thực hiện đồ án sinh viên tự rút ra nhận xét và kinh nghiệm chobản thân trước khi bước vào công việc thực tế

Em được nhận đề tài tốt nghiệp: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG

CƠ KIA-HA ”

Trong phạm vi đồ án này, em chỉ giới hạn tìm hiểu một cách tổng quát về cácphương pháp làm mát trong động cơ, các cơ cấu hệ thống làm mát của động cơ KIAHA

Do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian khôngcho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mongcác thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để đồ án em được hoàn thiện hơn Cuối cùng, em xinchân thành cảm ơn thầy Vũ Trí Xương, các thầy cô giáo bộ môn cùng các bạn đã giúp

em hoàn thành đồ án này

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Chương 1 MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI.

1.1: Ý NGHĨA KINH TẾ:

Ngày nay động cơ đốt trong (ĐCĐT) đã phát triển rộng khắp mọi lĩnh vực giaothông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ ) nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựngquốc phòng ngoài việc sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác, một sốlĩnh vực, cho đến nay chưa sử dụng được các loại động cơ khác, mà ĐCĐT là động lựcduy nhất được sử dụng Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90%công suất thiết bị động lực do mọi nguồn năng lương tạo ra: bao gồm nhiệt năng, thuỷnăng, năng lượng nguyên tử ,năng lượng mặt trời

Ngành công nghiệp chế tạo ĐCĐT được coi là bộ phận tất yếu của ngành cơ khí và nềnkinh tế quốc dân của hầu hết các nước, vấn đề tạo đội ngủ kỷ thuật về ĐCĐT có sốlượng và chất lượng nhất định phải được coi trọng Để thuận tiện cho việc nghiên cứu,người ta phân ra một ĐCĐT làm nhiều hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định

Hệ thống làm mát (HTLM) động cơ là một trong những hệ thống chính của động

cơ đốt trong Có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồngcháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ các chi tiết không quá nóng,nhưng cũng không quá nguội Quá nóng sẽ gây ra các hiện tượng xấu như: giảm sứcbền, độ cứng vững và tuổi thọ của chúng , nếu quá nguội cũng không tốt, vì rằng quánguội có nghĩa động cơ được làm mát quá nhiều vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượngdùng để sinh công ít do đó hiệu suất của động cơ nhỏ Mặt khác, do nhiệt độ của động

cơ thấp, độ nhớt của dầu nhờn tăng, khiến cho dầu nhờn khó lưu động vì vậy làm tăngtổn thất cơ giới và tổn thất ma sát Hơn nữa khi nhiệt độ thành xylanh thấp quá, nhiênliệu sẽ ngưng tụ trên bề mặt xylanh làm cho màng dầu bôi trơn sẽ bị nhiên liệu rữasạch Nếu trong nhiên liệu có nhiều thành phần lưu huỳnh thì có thể tạo ra các axít do

sự kết hợp của nhiên liệu và hơi nước ngưng tụ trên bề mặt thành xy lanh, các axít đógây ra hiện tượng ăn mòn kim loại

Tóm lại HTLM động cơ đóng một vai trò rất quan trọng và cần thiết cho động cơ

Vì nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất của động cơ

1.2 Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT:

Trong quá trình học tập các môn học chuyên ngành về động cơ đốt trong, đồ án tốtnghiệp với đề tài khảo sát, mà cụ thể là khảo sát một hệ thống bất kỳ của động cơ đốttrong giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu một trong các hệ thống đó, trên cơ sở khảosát tương tự sẽ nắm bắt sâu hơn các hệ thống khác của động cơ đốt trong Ngoài ra,việc khảo sát này còn giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm, biết hướng để đi sâutìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong động cơ đốt trong và thêm nhiều kinh nghiệm saukhi ra trường Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi làm mát là một trong những đề tài

đã nói trên

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ

Khi động cơ hoạt động, hỗn hợp nhiên liệu (nhiên liệu và không khí) cháy trongbuồng đốt của động cơ tỏa ra với một nhiệt độ lớn khoảng 2000÷2500 0C, một phầnchuyển thành công, phần còn lại tỏa ra môi trường bên ngoài qua các chi tiết tiếp xúcvới khí cháy tiếp nhận (xilanh, piston, nắp xilanh, các xupáp, vòi phun, xecmăng ),mặt khác cũng có nhiệt lượng sinh ra do ma sát giữa các bề mặt làm việc của các chitiết trong động cơ Nếu không làm mát động cơ hay làm mát không đủ, các chi tiết củađộng cơ sẽ nóng lên quá nhiệt độ cho phép, sẽ gây ra nhiều tác hại như: cháy xupáp,dầu nhớt mất hết tính chất nhờn gây nóng cháy bạc lót, bó piston và xecmăng trongxilanh…

Bởi vậy, cần làm mát động cơ bằng các phương pháp sau: Bằng không khí haybằng nước (chất lỏng) để duy trì nhiệt độ khoảng 80÷900C để cho động cơ hoạt độnglàm việc một cách ổn định

2.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC.

Trong hệ thống làm mát bằng nước được chia ra ba kiểu như: làm mát bằngnước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu cưỡng bức Căn cứ vào số vòng tuầnhoàn và kiểu tuần hoàn, người ta chia hệ thống làm mát thành các loại: Một vòng tuầnhoàn kín, một vòng tuần hoàn hở, hai vòng tuần hoàn (trong đó có một vòng kín mộtvòng hở) Mỗi kiểu làm mát đều có những ưu nhược điểm khác nhau và thích hợp chotừng điều kiện làm việc của từng động cơ

2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi:

Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi là loại đơn giản nhất Hệ thống nàykhông cần bơm, quạt Bộ phận chứa nước có hai phần: phần khoang chứa nước làmmát của thân máy và phần thùng chứa nước bay hơi lắp với thân.

Hình 3.1 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi

1-Xupáp; 2- Khoang chứa nước bốc hơi; 3- Thùng nhiên liệu; 4- Que thăm dầu;

5-Hộp cacte chứa dầu; 6- Thanh truyền ;7- Xy lanh; 8-Piston; 9- Thân máy; 10- Nắp

xilanh.

- Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc, tại những vùng nước bao bọc chung quanh buồng cháynhận nhiệt của buồng cháy sẽ sôi tạo thành bọt nước Nước sôi có tỷ trọng bé sẽ nổi lênmặt thoáng của thùng chứa để bốc hơi ra ngoài khí trời Nước nguội trong thùng chứa

có tỉ trọng lớn nên có xu hướng đi xuống dưới điền chỗ cho nước nóng nổi lên, do đótạo thành dòng đối lưu tự nhiên

+ Ưu điểm của hệ thống làm mát kiểu bốc hơi

- Kết cấu đơn giản

- Do đặc tính lưu động đối lưu như đã nói ở trên nên hay dùng cho loại động cơđặt nằm dùng trong nông nghiệp

+ Nhược điểm của hệ thống này là do kiểu làm mát bốc hơi tự nhiên nên nguồnnước trong thùng giảm nhanh làm cho tiêu hao nước nhiều và hao mòn thành xylanhkhông đều.

2.1.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên:

Trong hệ thống làm mát kiểu này, nước lưu động tuần hoàn nhờ sự chênh lệch

áp lực giữa hai cột nước nóng và nguội mà không cần bơm Cột nước nóng trong động

cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống :

Hình 3.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên

1- Thân máy; 2- Xilanh; 3- Piston, 4- Nắp xilanh; 5- Đường nước ra két; 6- Nắp két, Két nước; 8- Không khí làm mát; 9- Quạt gió; 10- Đường nước đi vào làm mát động

7-cơ.

- Nguyên lý làm việc:

Khi động làm việc, nhiệt độ từ buồng cháy tỏa ra làm cho nước nóng dần lên.Nước nóng có khối lượng riêng nhỏ nên nổi lên trên và đi ra ngoài qua két làm mát Tạiđây nước nóng được làm mát nhờ quạt (9) dẫn động bằng puly từ trục khuỷu của động

cơ hút không khí qua để tản nhiệt cho nước Nước sau khi tản nhiệt nên khối lượngriêng tăng và đi xuống phía dưới két sau đó đi vào làm mát cho động cơ tạo thành mộtvòng tuần hoàn kín

Độ chênh áp lực được tính theo công thức sau:

Δp=ρghαΔt (N/mp=ρghαΔt (N/mρghαΔt (N/mghαΔp=ρghαΔt (N/mt (N/m2)ρghαΔt (N/m - khối lượng riêng của nước (kg/m3)

h - hiệu chiều cao trung bình của hai cột nước nóng và lạnh (m);

α - hệ số giản nỡ của nước 0,00018m3/m3 độΔp=ρghαΔt (N/mt - độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và lạnh

Như vậy, từ công thức ta thấy độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độΔp=ρghαΔt (N/mt của hai cột nước Do vậy với hệ thống mát này có những ưu điểm là chế độ làmmát phù hợp với chế độ không tải của động cơ Khi mới khởi động do sự chênh lệchnhiệt độ của hai cột nước nóng và nguội bé nên chênh lệch áp lực giữa hai cột nướcnhỏ Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt được nhiệt độ ở chế độ làm việc Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm là nước lưu động trong hệ thống có vận tốc

bé vào khoảng V =ρghαΔt (N/m 0,12¸0,19 m/s Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nước vào vànước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh làm mát không đều Muốn giảm chênh lệch nhiệt

độ nước vào và nước ra của động cơ thì phải tăng kích thước thùng chứa nhưng làmnhư vậy kết cấu cồng kềnh Do vậy, hệ thống làm mát kiểu này không thích hợp chođộng cơ ô tô máy kéo, mà dùng trên động cơ tĩnh tại

2.1.3 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức:

Do tốc độ lưu động của nước trong hệ thống tuần hoàn đối lưu tự nhiên bé Vìvậy để tăng tốc độ lưu động của nước người ta dùng hệ thống tuần hoàn cưỡng bức.Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột nước của bơm nước tạo ra Tùy theo

số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta có các loại tuần hoàn cưỡng bức như: hệ thốnglàm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín, kiểu cưỡng bức một vòng hở, kiểu cưỡngbức hai vòng tuần hoàn Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu nhượcđiểm, phạm vi sử dụng khác nhau

2.1.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng:

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

1 2

8 9 10

11

12 13

14 15

5

Hình 3.3 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng

1- Thân máy; 2- Nắp xilanh; 3- Đường nước ra khỏi động cơ; 4- Ống dẫn bọt nước; Nhiệt kế; 6-Van hằng nhiệt; 7- Nắp rót nước; 8- Két làm mát; 9- Quạt gió; 10- Puly; 11- Ống nước nối tắt vào bơm; 12- Đường nước vào động cơ; 13- Bơm nước; 14- Két

5-làm mát dầu; 15- Ống phân phối nước.

- Nguyên lý làm việc

Khi động cơ làm việc, nước trong hệ thống tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (13), quaống phân phối nước (15) đi vào các khoang chứa của các xilanh Để phân phối nướclàm mát đồng đều cho mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua ốngphân phối (15) đúc sẵn trong thân máy Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp

máy rồi theo đường ống (3) ra khỏi động cơ đến van hằng nhiệt (6) Nước từ van hằngnhiệt được chia ra hai dòng: một dòng đi qua ống (11) tuần hoàn trở lại động cơ; mộtdòng đi qua két (7) để tản nhiệt

Nếu nhiệt độ của nước làm mát nhỏ hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệtđóng lại không cho đi qua két mà theo đường tắc để đi vào làm mát động cơ Nếu nhiệt

độ của nước lớn hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt mở cho nước đi qua két Tạiđây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt (8) tạo ra Quạt được dẫnđộng bằng puly từ trục khuỷu của động cơ Tại bình chứa phía dưới, nước có nhiệt độthấp hơn lại được bơm nước hút vào rồi đẩy vào động cơ thực hiện một chu kỳ làm máttuần 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 bổ sung nước, tận dụng được trở lại nguồn nướclàm mát tiếp động cơ Do đó, hệ thống này rất thuận lợi đối với các loại xe đường dài,nhất là ở những vùng thiếu nguồn nước

2.1.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng:

Đặc điểm của hệ thống này là, nước được làm mát tại két nước không phải làdòng không khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dòng nước có nhiệt độ thấp hơn, nhưnước sông, biển Vòng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát cưỡng bứcmột vòng còn gọi là nước vòng kín Vòng thứ hai với nước sông hay nước biển đượcbơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vòng kín, sau đó lại thải ra sông, biểnnên gọi là vòng hở Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ biến ở động cơ tàuthủy

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

9 10

4 5

Hình 3.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vòng tuần hoàn

1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xilanh; 4- Bơm nước vòng kín;

5-Đường nước tắt về bơm vòng kín; 6- Van hằng nhiệt; 7- Két làm mát; 8- 5-Đường nước

ra vòng hở; 9- Bơm nước vòng hở; 10- Đường nước vào bơm nước vòng hở.

- Nguyên lý làm việc như sau:

Trong hệ thống này nước ngọt làm mát động cơ đi theo chu trình kín, bơm nước(4) dẫn nước đến động cơ làm mát thân máy và nắp xilanh sau đó đến két làm mátnước ngọt (7) để tản nhiệt cho nước Nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởinguồn nước ngoài môi trường bơm vào do bơm (9) thông qua lưới lọc, qua các bìnhlàm mát dầu, qua két làm mát (7) làm mát nước ngọt rồi theo đường ống (8) đổ rangoài môi trường

Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hoàn kín cònthấp, van hằng nhiệt (6) đóng đường nước đi qua két làm mát nước ngọt Vì vậy, nướclàm mát ở vòng làm mát ngoài, nước được hút từ bơm (9) qua két làm mát (7) theođường ống (8) đổ ra ngoài Van hằng nhiệt (6) đặt trên mạch nước ngọt để khi nhiệt độ

nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống đi vào két làm mát (7) Lúc này nướcngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ qua van hằng nhiệt (6) rồi theo đườngống đi vào bơm nước ngọt (4) để bơm trở lại động cơ.

1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp máy; 4- Van hằng nhiệt; 5- Đường

nước ra vòng hở; 6- Đường nước vào bơm; 7- Đường nước nối tắt về bơm; 8- Bơm nước

- Nguyên lý làm việc như sau: Quá trình hoạt động của hệ thống này, nước làmmát là nước sông, biển được bơm (8) hút vào làm mát động cơ sau đó theo đường nước(5) đổ ra sông, biển Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản Tuy nhiên, ở một số kiểuđộng cơ nước làm mát đạt được ở 1000C hoặc cao 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 bêntrong) hoặc hơi nước bị tạo ra trong một thiết bị riêng (kiểu bốc hơi bên ngoài) Do đó,cần phải có một hệ thống làm mát riêng cho động 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 giữ

trong khoảng 500 ÷ 600C để giảm bớt sự đóng cặn của các muối ở thành xilanh, nhưngvới 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 làmmát.

2.2 HỆ THỐNG LÀM MÁT Ở NHIỆT ĐỘ CAO.

Các động cơ ngày nay, nhiệt độ làm mát của động cơ tăng lên rất nhiều; Ví dụnhiệt độ làm mát động cơ tàu thủy từ 30÷320 lên 60÷650C, ở động cơ cao tốc lên đếnkhoảng 80÷850C và một số kiểu động cơ nhiệt độ trung bình của nước làm mát đã đạt

1000C hoặc cao hơn Khi làm mát động cơ với nhiệt độ nước cao hơn 1000C, 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 bị riêng (kiểu bốc hơi bên ngoài)

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

2.2.1 Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài:

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình 3.6: Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài

1- Động cơ; 2- Van tiết lưu; 3- Bộ tách hơi; 4- Quạt gió; 5- Bộ ngưng tụ nước;

6- Không khí làm mat; 7- Bơm nước.

Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau Vùng thứ nhất có ápsuất p1 truyền từ bộ tách hơi (3) qua bộ ngưng tụ (5) đến bơm tuần hoàn (7) Quạt gió(4) dùng để quạt mát bộ ngưng tụ (5) Vùng thứ hai có áp suất p2 > p1 truyền từ bơmtuần hoàn qua động cơ đến van tiết lưu (2) của bình tách hơi (3), độ chênh áp suất Dp =ρghαΔt (N/m

p2 - p1 được điều chỉnh bởi van tiết lưu (2) Nước trong vùng có áp suất cao p2 khôngsôi mà chỉ nóng lên (từ nhiệt độ tvào đến tra ) Áp suất p2 tương ứng với nhiệt độ sôi t2 >

tra nên nước chỉ sôi ở bộ tách hơi có áp suất p1 < p2

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

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình 3.7: 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:

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

tăng nhiệt trước của nước tuần hoàn (5) đến van tiết lưu (7), bộ tách hơi (8) Nước tuầnhoàn trong hệ thống tuần hoàn làm kín nhờ bơm (14) bơm lấy nước từ bộ tách hơi với

áp suất p1 đưa vào động cơ với áp suất p2 Từ động cơ nước lưu động ra với áp suất p2

và nhiệt độ tra rồi vào bộ tăng nhiệt (5), ở đây nhiệt độ nâng lên t’ra > tra

Nhưng do áp suất của p2 của nước tương ứng với với nhiệt độ sôi t2> t’ra> tra nênnước không sôi trong động cơ và cả bộ tăng nhiệt Nước chỉ sôi ở bộ tách hơi sau khiqua bơm tiết lưu, tại đây áp suất giảm từ p2 xuống p1 với nhiệt độ t1

- 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 bộ phận ngưng tụ(11) được bơm (12) bơm vào buồng chứa (13) rồi qua bơm (15) để bơm vào bộ tăngnhiệt (6), sau đó qua van điều tiết tự động (9) vào bộ tách hơi Nước làm mát của vòngtuần hoàn ngoài chảy vào bình làm mát dầu, đi làm mát đỉnh và qua bộ ngưng tụ (11)đều do bơm (16) của hệ thống bơm cấp vào mạch hở để piston làm mát nước trongmạch kín

Ưu điểm của hệ thống làm mát nhiệt độ cao là:

- Có thể nâng cao được hiệu suất làm việc của động cơ lên 6-7% (ví dụ dùng hệthống làm mát nhiệt độ cao thì hiệu suất có thể đạt 0,46÷0,47 trong khi đó nếu dùng hệthống làm mát thông thường chỉ đạt 0,40÷0,42)

- Giảm được lượng tiêu hao hơi nước và không khí làm mát, do đó ta rút gọnđược kích thước bộ tản nhiệt

- Đốt cháy được nhiều lưu huỳnh trong nhiên liệu nặng

Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản là nhiệt độcủa các chi tiết máy cao Do đó cần đảm bảo các khe hở công tác của các chi tiết cũngnhư cần phải dùng loại dầu bôi trơn có tính chịu nhiệt tốt Ngoài ra đối với động cơxăng cần phải chú ý đến hiện tượng kích nổ Khi tăng áp suất để nâng nhiệt độ củanước làm mát trong hệ thống, cần phải đảm bảo các mối nối đường ống, các khe hở củabơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt phải chắc chắn hơn

2.3 KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC.

2.3.1 Kết cấu két làm mát.

Két làm mát có tác dụng chứa nước nóng từ động cơ ra, hạ nhiệt độ cho nước vàcung cấp nước nguội vào trong động cơ khi động cơ làm việc Vì vậy yêu cầu két nướcphải hấp thụ và toả nhiệt nhanh Ðể đảm bảo yêu cầu đó thì bộ phận tản nhiệt của kétnước thường được làm bằng đồng thau vì vật liệu này có hệ số toả nhiệt cao

Két làm mát dùng trên ô tô máy kéo gồm có ba phần chính là: ngăn trên chứanước nóng từ động cơ ra để làm mát, ngăn dưới chứa nước nguội sau khi đã tản nhiệtcho môi trường để đi vào làm mát cho động cơ và giàn ống truyền nhiệt nối ngăn trênvới ngăn dưới

Để đánh giá chất lượng của két làm mát tức hệ số truyền nhiệt của bộ phận tảnnhiệt lớn, công suất tiêu tốn ít để dẫn động bơm nước, quạt gió Cả hai chỉ tiêu đó đềuphụ thuộc vào 3 yếu tố sau:

- Khả năng dẫn nhiệt từ nước vào không khí của các ống và lá tản nhiệt

- Tốc độ lưu động của nước và của không khí làm mát

- Kết cấu của két (diện tích bề mặt truyền nhiệt)

Ðể giải quyết vấn đề thứ nhất, người ta dùng vật liệu chế tạo ống và lá tản nhiệt

có hệ số dẫn nhiệt cao như đồng

Vấn đề thứ hai được thực hiện bằng cách tăng công suất của bơm nước và côngsuất của quạt nhằm tăng hệ số truyền nhiệt đối lưu của chúng

Tuy nhiên, tăng tốc độ lưu động của nước đòi hỏi phải tăng công suất tiêu haocho dẫn động bơm nước và quạt gió

Vấn đề thứ ba bao gồm việc chọn hình dáng và kích thước của ống và lá tản nhiệt,vàcách bố trí ống trên két

Các ống có thể bố trí theo kiểu song song như hình 3.9a hoặc bố trí theo kiểu so

le như hình 3.9d Nhưng kiểu bố trí theo kiểu so le dùng phổ biến nhất vì hiệu quả

g)

thế do hỏng hóc của từng ống rất đơn giản vì các ống không phải hàn vào ngăn trên vàngăn nước dưới như các kiểu ống dẹt mà ghép và làm kín bằng các đệm cao su chịunhiệt.

Các kiểu bộ phận tản nhiệt nêu trên đây dùng lá tản nhiệt hoặc gân tản nhiệt thìống tản nhiệt đều là ống nước

Trên một số rất ít động cơ máy kéo người ta còn dùng bộ phận tản nhiệt ốngkhông khí hình tròn hoặc hình lục lăng, mang tên két nước hình “tổ ong” (hình 3.9h,i).Loại này ít dùng vì hệ số truyền nhiệt kém

Muốn nâng cao hiệu quả truyền nhiệt của két làm mát thì phải giảm bước của látản nhiệt, bước của ống cả theo chiều ngang (chiều đón gió) và cả chiều sâu (chiều gió)cũng như tăng chiều sâu của két (tức là tăng số dãy ống theo chiều sâu) Nhưng tăngchiều sâu nhiều cũng không có hiệu quả lớn vì rằng khi hệ số truyền nhiệt của dãy ống

đã ổn định thì nếu tăng chiều sâu lên 50%, khả năng tản nhiệt của két tăng 15%, cònnếu tăng chiều sâu lên 100% thì khả năng tản nhiệt cũng chỉ tăng thêm 20% Cần chú ýrằng các biện pháp nâng cao hiệu quả trên đây đều kéo theo sự gia tăng sức cản khíđộng của két Thông thường két nước dùng trên ô tô sức cản khí động của không khíqua két không vượt quá 300 (N/m2)

Ðánh giá kết cấu két làm mát dùng trên ô tô máy kéo bằng hệ số hiệu quả và hệ

số thu gọn theo [2] ta có như sau:

0 20 40 60 80 100

4 8 12 kk.kk

1 2

3

4 w/m 2

Hình 3.10 Quan hệ giữa hệ số truyền nhiệt K với tốc độ khối của không khí (ωkk.ρghαΔt (N/mkk)của các loại két làm mát khi tốc độ nước là 0,4 m/s

1 Các ống dẫn nước bố trí chếch với hướng gió một góc 450

k

Kg/(m2 s)

1 Các ống dẫn nước so le.

2 Các ống dẫn nước bố trí song song

3 Loại két nước tổ ong

η =ρghαΔt (N/m (0,14 ¸ 0,20).10-3 m2/W) : đối với ô tô du lịch

η =ρghαΔt (N/m (0,20 ¸ 0,41).10-3 m2/W) : đối với ô tô tải

φ =ρghαΔt (N/m 900 ¸ 1100 (1/m) : trị số lớn nhất đối với ô tô du lịch, trị số nhỏ nhất đối với ô tôtải; Flm: diện tích tản nhiệt của bộ phận tản nhiệt (m2); Ne: công suất có ích, danhnghĩa của động cơ (W)); Vk: thể tích tản nhiệt của bộ phận tản nhiệt (m3)

2.3.2 Kết cấu của bơm nước.

Bơm nước có tác dụng tạo ra một áp lực để tăng tốc độ lưu thông của nước làmmát Bơm có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng và áp suấtnhất định Lưu lượng nước làm mát tuần hoàn trong các loại động cơ thay đổi trongphạm vi 68÷245[l/Kwh] (50÷180[l/ml.h]) và với tần số tuần hoàn khoảng(7÷12)lần/phút Các loại bơm dùng trong hệ thống làm mát động cơ bao gồm: bơm lytâm, bơm piston, bơm bánh răng, bơm guồng

2.3.2.1 Bơm ly tâm.

Bơm ly tâm được dùng phổ biến trong hệ thống làm mát các loại động cơ ô tômáy kéo ; động cơ tĩnh tại và tàu thủy Vì loại bơm này có nhiều ưu điểm:

-Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc tin cậy

-Hiệu suất η của bơm tương đối cao so với các loại bơm khác

-Giá thành tương đối rẻ-Bơm tạo ra cột áp tương đối lớn so với bơm cánh hút

Nguyên lý làm việc là lợi dụng lực ly tâm của nước nằm giữa các cánh để dồnnước từ trong ra ngoài rồi đi làm mát.

Kết cấu của bơm ly ở (hình 3.11) gồm puly (1) lắp chặt trên trục bơm then bánnguyệt (2) Ổ bi (9), (10) dùng để đỡ trục bơm Bánh công tác (7) dùng để tạo ra cột ápđưa nước làm mát động cơ Vú mỡ (4), vòng chặn (5) dùng để bôi trơn các ổ bi và ngănkhông cho chất bôi trơn lọt ra ngoài

9 10

12 11

Hình 3.11 Kết cấu bơm nước ly tâm

1- Puly, 2- Then bán nguyệt, 3- Trục bơm, 4- Vú mỡ, 5- Vòng chặn , 6- Lò xo, 7- Bánh

công tác, 8- Đai ốc, 9,10- Ổ bi, 11- Thân bơm, 12- Bulông,

Nắp bơm và thân bơm được chế tạo bằng gang, bánh công tác (7) thường đượcchế tạo bằng đồng hoặc chất dẻo Để đảm bảo hiệu suất của bơm thì khe hở hướng kínhgiữa bánh công tác (7) và thân bơm (11) không được lớn hơn 1mm và khe hở chiềutrục không quá 0,2mm Ðể giảm kích thước bơm, tỷ số truyền giữa trục bơm nước (3)

và trục khuỷu thường chọn gần bằng 1(đối với động cơ cao tốc) và 1,6 (đối với động

cơ tốc độ thấp) Cột áp toàn phần do bơm tạo ra khoảng 0,05 ÷ 0,15 MPa và tốc độ

nước trên đường ống dẫn vào bơm không vượt quá 2,5 ÷ 3 m/s Công suất tiêu hao đểdẫn động bơm chiếm khoảng 0,5-1,0% công suất có ích của động cơ tức là (0,005 ÷0,01)Ne Trục bơm được đặt trên hai ổ bi (9,10), để bao kín dầu mỡ ở ổ bi dùng cácphớt và bao kín bằng vòng chặn (5)

Bơm ly tâm có đặc tính cấp nước đồng đều, kích thước và khối lượng nhỏ, không

ồn và hiệu suất cao Tuy nhiên nhược điểm của bơm li tâm là không tạo ra được vùng

áp thấp đủ khi hút nước (không quá (2,94 ÷ 4,9).104 N/m2), do đó không có năng lực tựhút, nên trước khi khởi động phải nạp đầy nước vào ống hút và bơm, đồng thời phải xảkhông khí hết ra khỏi bơm

2.3.2.2.Bơm piston.

Bơm nước kiểu piston thường chỉ được dùng trong hệ thống làm mát của động

cơ tàu thủy tốc độ thấp Ở động cơ tốc độ cao vì để tránh lực quán tính rất lớn của các khối lượng chuyển động của bơm và để tránh hiện tượng va đập thủy lực do chu trình cấp nước không liên tục của bơm nên người ta ít dùng loại này.

20

3 2 1

9 7

6

7

A - A

A A

5

8

4

10

Hình 3.12 Kết cấu bơm nước kiểu piston

1- Trục khuỷu của bơm piston; 2- Thanh truyền; 3,5- Xilanh dẫn hướng; 4- piston;

6-Vỏ bơm; 7- Lò xo Van nước; 8,9- Van nước; 10 Đường nước vào.

Quá trình hoạt động của bơm nước piston như sau: Piston bơm (4) bằng đồngchuyển động trong hai xilanh dẫn hướng (3) và (5) của vỏ bơm (6) Piston nối vớithanh truyền (2) và chuyển động nhờ trục khuỷu (1) Khi piston (4) đi xuống, nước sẽ

đi qua van (9) vào khoang chứa bên trên piston (4) Khi piston đi lên, nước trongkhoang bị đẩy qua van (8) đi vào hệ thống làm mát.

Ưu điểm của bơm pittông là có thể tạo được áp suất lớn nhưng nhược điểm của

nó là chuyển động của chất lỏng qua bơm không đều, lưu lượng của bơm dao động.Kết cấu của bơm cồng kềnh nên ít được sử dụng

2.3.2.3.Bơm bánh răng.

Trên tàu thủy cũng thường dùng loại bơm bánh răng để bơm nước cho hệ thốnglàm mát động cơ Nó có ưu điểm gọn nhẹ, song khi làm việc với mạch nước hở (nếudùng cho nước sông hoặc nước biển) thì do nước bẩn nên bánh răng chóng mòn.Vìvậy, người ta bố trí trong trường hợp này một cặp bánh răng truyền lực ở vỏ ngoài củabơm, khi đó các răng trong vỏ bơm sẽ không chịu lực truyền, và để giảm mài mònbánh răng bơm, người ta còn chế tạo một trong hai bánh răng bơm bằng vật liệu tec-tô-lit hoặc làm bằng cao su lưu hóa

3

1

2

7 8

10

Hình 3.13 Kết cấu bơm nước kiểu bánh răng

1- Trục bơm; 2-Bánh răng dẫn động; 3- Ổ bi; 4- Vành chặn dầu; 5- Bạc lót, 6-Vành

chặn nước; 7- Đệm lót, 8- Vòng cao su, 9- Lò xo, 10- Bánh răng bị động, 11- Cửa hút nước vào; 12- Bánh răng chủ động; 13- Vỏ bơm; 14- Cửa thoát nước ra.

Kết cấu bơm bánh răng dùng trên hệ thống làm mát của động cơ tàu thuỷ Bơmquay nhờ bánh răng (2) ăn khớp với hệ thống bánh răng truyền động từ trục khuỷu.Trục truyền động bơm (1) một đầu dẫn động đặt trên ổ bi cầu (3), còn ở đầu kia lắpbánh răng bơm tựa trên hai bạc lót (5) và (7), các bạc lót này được bôi trơn nhờ các

đệm bằng tec- tô-lit (7) và vòng cao su (8) Còn bao kín dầu bôi trơn ổ bi bằng vànhchắn dầu (4) Bánh răng bị động (10) được làm bằng tec-tô-lit.

2.3.2.4 Bơm cánh hút.

Bơm cánh hút thường được dùng cho mạch ngoài (mạch hở) của hệ thống làmmát động cơ tàu thủy Nó hút nước từ bên ngoài vỏ tàu (nước sông hoặc nước biển) đểlàm mát nước ngọt ở mạch trong của hệ thống làm mát

Kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút được thể hiện ở hình 3.14:

Kết cấu của bơm gồm: Hai nửa trước (4) và nửa sau (5) của bơm Các nửa thânbơm lắp với hai nắp ổ trục (3) và (6) bằng các bu lông Bánh công tác (7) cố định trêntrục (9), trục (9) này được dẫn động bằng bánh răng côn (10)

17

C

10 9

2 1

3-32-2

IV1-1

2-2

5

7 8

6

Hình 3.14 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút

1- Cửa hút; 2- Cửa thoát; 3,6- Ổ trục bơm; 4,5- Hai nửa thân bơm, 7- Bánh công tác;

8- Rãnh chứa nước; 9- Trục bơm; 10- Bánh răng côn.

Nguyên lý làm việc của bơm cánh hút như sau :

Ban đầu, dung tích công tác giữa hai cánh được mồi đầy nước (vị trí I) Khi cánh quaythì nước nằm giữa hai cánh cũng dịch chuyển theo (vị trí II) Do chiều sâu của rãnhtăng dần nên dung tích giữa hai cánh tăng lên Do tăng dung tích nên trong bơm hìnhthành độ chân không Nhờ có độ chân không nước được hút vào qua cửa vào bơm.Cánh quay tiếp tục được nửa vòng thì chiều sâu rãnh sẽ bắt đầu giảm dần nước bị néntheo cửa ra đi vào hệ thống làm mát

Nhược điểm cơ bản của loại bơm cánh hút là hiệu suất bơm rất thấp So với bơm

li tâm thì thua kém 3÷4 lần và khi bơm phải mồi nước Vì vậy, người ta chỉ dùng loạibơm này để bơm nước ngoài tàu vào Chiều cao cột nước của bơm không dưới 1,5mvới lưu lượng 8000L/ph

Hình 3.15 Kết cấu bơm guồng

1- Nắp bơm; 2 Rãnh xoắn ốc; 3- Bánh công tác; 4- Vỏ bơm; 5-Vòng phớt; 6- Ổ bi;

7-Cửa thoát; 8- Rãnh xoắn ốc; 9- Rãnh guồng; 10- Cánh guồng; 11- 7-Cửa hút; 12- Bánh răng dẫn động; 13- Lò xo.

Hình trên giới thiệu sơ đồ kết cấu bơm guồng dùng trong động cơ diezel Bơmgồm có : bánh công tác (3) - bánh guồng quay trong vỏ (4) và nắp (1) Trên bánh công

tác người ta phay các rãnh hướng kính Vỏ và nắp có làm rãnh xoáy thông với cửa hút(11) và cửa thoát (7) Khi bánh công tác quay, nước vào các rãnh và dưới tác dụng củalực li tâm, các phần tử nước chuyển động từ trong ra ngoài và quay theo các cánh (10)rồi theo rãnh xoắn ốc trên vỏ bơm đi qua cửa thoát (7) vào hệ thống làm mát của động

cơ

Loại bơm guồng của động cơ diezel 20 mã lực được dùng để cung cấp nước cho

hệ thống làm mát hở (nước sau khi qua động cơ được thải ra ngoài ) Cột áp của loạibơm guồng cao hơn cột áp của bơm ly tâm khoảng 3÷7 lần nhưng hiệu suất thấp η =ρghαΔt (N/m0,25 ÷ 0,45, trong khi đó bơm li tâm η =ρghαΔt (N/m 0,65 ÷0,9 Tuy vậy, so với bơm cánh hút thìhiệu suất của bơm guồng vẫn cao hơn khoảng 2 lần

2.3.3.Kết cấu quạt gió

Kết cấu quạt gió

1- Bầu quạt; 2- Cánh quạt; 3- Xương đĩa bắt chặt quạt; 4-Trục quạt;

5-Bulông bắt quạt.

Trong hệ thống làm mát bằng nước, két làm mát bằng không khí, quạt gió dùng

để tăng tốc độ của không khí qua két nhằm nâng cao hiệu quả làm mát

Quạt gió dùng trong hệ thống làm mát bằng nước thường là loại quạt chiều trục

vì phù hợp với kết cấu và bố trí của động cơ Trong động cơ có thể dùng quạt cơ khídẫn động bằng dây đai nối từ puly gắn từ trục khuỷu hoặc có thể dùng quạt dẫn độngbằng điện tỳ theo mổi động cơ

Có hai chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của quạt: đó là năng suất (lưu lượng gió)của quạt và công suất tiêu tốn cho dẫn động quạt Ðối với một két nước cụ thể, năngsuất thể hiện bằng tốc độ gió qua két làm mát Hai chỉ tiêu trên phụ thuộc vào nhiềuyếu tố khác nhau: số vòng quay của quạt, kích thước cánh, góc nghiêng của cánh và vịtrí tương quan giữa quạt và két nước

Tăng góc nghiêng của cánh và tăng số vòng quay của quạt đều làm cho côngsuất dẫn động quạt tăng lên Thông thường góc nghiêng tốt nhất đối với quạt phẳng là

40 ÷ 450 và với quạt cánh lồi là 380 Tăng góc nghiêng và tăng chiều rộng cánh quạt cólàm cho lưu lượng tăng nhưng công suất dẫn động quạt tăng mãnh liệt, vì vậy đối vớiđộng cơ ô tô máy kéo đường kính quạt không vượt quá 0,65m và chiều rộng khôngvượt quá 70mm

Khoảng cách từ quạt đến két phụ thuộc vào việc tổ chức dòng khí làm mát tiếpcác bộ phận dưới nắp xe Khi có lắp các bản hướng dòng khí thì khoảng cách đó chophép đến 80 - 100mm Nếu không thì không nên vượt quá 10 ÷ 15mm Số cánh tănglàm năng suất tăng theo nhưng không nên vượt quá 8 cánh

Cánh quạt được dập bằng thép tấm có chiều dày 1,2 ÷ 1,6mm rồi bắt chặt vàomayơ, trước khi lắp phải cân bằng Loại cánh quạt chế tạo bằng vật liệu polyme thìkhông cần cân bằng Ðể giảm tiếng ồn loại quạt cánh được chế tạo theo hình chữ X vớigóc giữa hai cánh là 70 ÷ 1100 Quạt được dẫn động bằng đai truyền hình thang, tốc độcủa đai truyền không vượt quá 30 ÷ 35 m/s Trên một số động cơ quạt được dẫn độngbằng xích, còn dẫn động bánh răng thì ít gặp Tỷ số truyền động quạt nằm trongkhoảng 1,0 ÷ 1,3 Ngoài ra còn có bộ phận áo làm mát Áo làm mát được hình thànhbởi khoang trống nằm giữa thành ngoài nắp máy với thành buồng đốt Ðặc biệt ởnhững chỗ bố trí đường xả thì cần được tăng cường làm mát

2.3.4.Van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt hoạt động tùy theo nhiệt độ dùng để điều chỉnh nhiệt độ nướclàm mát bằng cách điều khiển nước làm mát đi từ động cơ đến két làm mát Van hằngnhiệt được lắp trên đường nước giữa nắp xilanh với bình làm mát Van hằng nhiệt đónghay mở tùy theo nhiệt độ nước làm mát Khi động cơ còn lạnh van hằng nhiệt đóng.Khi động cơ nóng lên van hằng nhiệt mở, điều đó cho phép hay không cho phép nướclàm mát đi qua két

Bằng cách đóng đường nước dẫn tới két khi động cơ lạnh, động cơ sẽ ấm lênnhanh chóng khi nhiệt độ của động cơ vẫn được giữ lại trong động cơ thay vì ra kétlàm mát, nhờ đó rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ, tiêu hao ít nhiên liệu và giảmđược lượng khí xả Sau khi hâm nóng, van hằng nhiệt giữ cho động cơ làm việc ở nhiệt

độ cao hơn so với trường hợp không có van hằng nhiệt Nhiệt độ làm việc càng cao sẽcải thiện hiệu quả của động cơ và giảm được khí xả Van hằng nhiệt dùng trên hệ thốnglàm mát bằng nước chia làm hai loại: loại dùng chất lỏng làm chất giãn nở và loại dùngchất rắn làm chất giãn nở

Van hằng nhiệt dùng chất lỏng làm chất giãn nở (van hằng nhiệt kiểu hộp xếp):

Van hằng nhiệt có tác dụng giúp cho động cơ nhanh chóng đạt tới nhiệt độ quyđịnh trong trường hợp động cơ mới khởi động

Hình 3.16 Kết cấu các loại van hằng nhiệt

- Van hằng nhiệt kiểu hộp xếp: a- Ở tư thế đóng: b- Ở tư thế mở.

- Van hằng nhiệt dùng chất rắn: c- Ở tư thế đóng; d- Ở tư thế mở.

1- Ống dẫn nạp; 2- Ống chuyển; 3- Ống; 4-Van hằng nhiệt; 5- Thanh; 6- Thân van

hằng nhiệt; 7- Bầu chứa; 8-Xêrêzin; 9- Màng; 10- Ống dẫn hướng;

11- Lò xo trở về; 12- Cữ chặn.

Van hằng nhiệt kiểu hộp xếp (hình: 3.16b) gồm có bầu chứa một chất lỏng dễ bay

hơi Phần dưới của bầu bắt chặt vào thân 6 van hằng nhiệt, van 4 hàn vào thanh 5 củaphần trên bầu chứa Khi nhiệt độ làm mát thấp hơn 780C, van hằng nhiệt đóng lại (hình3.16a) và toàn bộ chất lỏng đi qua ống chuyển 2 (ống hai ngã) để trở về bơm nước, ápsuất trong bầu chứa tăng lên, làm cho bầu chứa 7 giãn dài ra và nâng van 4 lên Nướcnóng đi qua ống 3 vào bình trên của bộ tản nhiệt Van 4 mở rộng hoàn toàn ở nhiệt độ 910C

Van hằng nhiệt dùng chất rắn làm chất giãn:

Ở hình 3.16c có bầu 7 chứa đầy xêrêzin (lấy từ dầu mỏ) 8 và đậy kín bằng màng

cao su 9 Ở nhiệt độ 700C, xêrêzin nóng chảy và giãn nở đẩy màng 9, cữ chặn 12 vàthanh 5 chuyển động lên phía trên Lúc này van 4 mở ra và nước bắt đầu chảy tuầnhoàn qua bộ tản nhiệt (hình 3.16c) Khi nhiệt độ giảm xuống, xêrêzin động đặc lại vàgiảm bớt thể tích

Dưới tác dụng của lò xo trở về 11, van 4 đóng lại và màng 9 hạ xuống (hình 3.16c)

Van hằng nhiệt kiểu lò xo xoắn: sơ đồ kết cấu của loại van hằng nhiệt dùng lò xo

bimêtan gồm hai thanh dải kim loại có hệ số giãn nở dài khác nhau Dải thép hợp kiminva có hệ số nở dài 1,5.10-6, dải đồng có hệ số nở 20.10-6 Van hằng nhiệt dùng lò xobimêtan làm việc rất tốt nhưng đắt tiền

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

Những năm gần đây đứng về quan điểm mài mòn xi lanh, người ta nhận thấy hệthống làm mát bằng không khí ưu việt hơn hẳn động cơ làm mát bằng nước Hệ thốnglàm mát bằng không khí có cấu tạo đơn giản hơn so với hệ thống làm mát bằng nước,đồng thời nó tránh được nguy cơ nước trong hệ thống bị đóng băng Vì vậy, nhiều hãng

đã sản xuất các động cơ làm mát bằng không khí có công suất lớn dùng trên ô tô và cả

trên tàu thủy (cỡ từ 200 mã lực đến 1500 mã lực) như hãng Chevrole (Mỹ), Komátsu,Hon Đa (Nhật), Tatra (Tiệp)

2.4.1 Các phương án làm mát bằng không khí.

Hệ thống làm mát bằng không khí chia làm hai loại: làm mát bằng không khíkiểu tự nhiên và kiểu làm mát theo kiểu cưỡng bức (dùng quạt gió) Tùy vào đặc điểmcủa từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm mát hợp lý

2.4.1.1 Hệ thống làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên:

Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên có ưu điểm là rất đơn giản Nó chỉ gồm cácphiến tản nhiệt bố trí trên nắp xi lanh và thân máy Các phiến ở mặt trên nắp xi lanhbao giờ cũng bố trí dọc theo hướng di chuyển của xe, các phiến làm mát ở thân thường

bố trí thẳng góc với đường tâm xilanh Đại đa số động cơ mô tô và xe máy bố trí hệthống làm mát theo kiểu này Tuy vậy, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại

bố trí phiến tản nhiệt trên thân máy dọc theo đường tâm xilanh để gió lùa qua khe giữacác phiến tản nhiệt

Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt của xe chạy trên đường để lấy làmmát các phiến tản nhiệt Vì vậy, khi xe chở nặng, leo dốc, chạy chậm thường động cơ

bị quá nóng do làm mát kém Để khắc phục nhược điểm của hệ thống làm mát tự nhiênngười ta đưa ra phương án làm mát bằng không khí kiểu cưỡng bức

2.4.1.2 Hệ thống làm mát không khí kiểu cưỡng bức.

Kiểu hệ thống làm mát không khí cưỡng bức có ưu điểm lớn là đảm bảo cường

độ làm mát của động cơ, không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của xe dù xe đứng mộtchỗ, vẫn đảm bảo làm mát tốt Nhược điểm của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức là cókết cấu thân máy và nắp xilanh phức tạp, rất khó chế tạo vì do cách bố trí các phiến tảnnhiệt và hình dạng các phiến tản nhiệt

Hiệu quả làm mát phụ thuộc vào rất nhiều về hình dạng, số lượng và cách bố trícác phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh

Sơ đồ, nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng không khí kiểu cưỡngbức như sau:

Hình 3.17 Hệ thống làm mát bằng không khí

1- Xilanh; 2- Quạt; 3-Nắp xilanh; 4- Cái chụp; 5- Cánh tản nhiệt

Hệ thống làm mát bằng gió (hình3.17) bao gồm ba bộ phận chủ yếu, các phiếntản nhiệt trên thân máy và nắp xi lanh, quạt gió và bản dẫn gió Nhưng bộ phận quantrọng là quạt gió, cung cấp lượng gió cần thiết, có tốc độ cao để làm mát động cơ Quạtgió 2 được dẫn động từ trục khuỷu cung cấp với lưu lượng lớn làm mát động cơ Để rútngắn quá trình quá độ từ trạng thái nguội khi khởi động đến trạng thái nhiệt ổn định,quạt gió trang bị li hợp điện từ hoặc thủy lực

2.4.2 Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống làm mát bằng không khí

2.4.2.1.Bản hướng dòng gió

Bản hướng gió có nhiệm vụ đảm bảo phân bố lượng gió hợp lý và hướng dònggió đó (không khí) đi sát các bề mặt tản nhiệt Đánh giá chất lượng bản hướng gió bằnghai chỉ tiêu sau đây: Mức độ đồng đều của nhiệt độ của các vị trí khác nhau trên thân

và nắp xi lanh Sức cản khí động của dòng khí lưu động theo bản hướng gió (tức là tổnthất công suất cho quạt gió)

Bản hướng gió (hình 3.18) được dập bằng tôn dày 0,8÷1(mm) cố định chặt trênthân máy bắng bu lông hoặc vít Do đặc thù của động cơ làm mát bằng không khí động

cơ có nhiều kiểu khác nhau

12

345