CHẨN đoán hệ THỐNG làm mát ĐỘNG cơ XE ôtô MAZDA 323

CHƯƠNG I:KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁTI.TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1Sự hình thành và phát triển của động cơ xăng 1.1.1.lịch sử ôtô-xe chạy nhiên liệu xăng đầu tiên Những chiếc xe

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên : NINH HỮU QUỐC

Ngày giao đề tài tháng năm 200

Ngày hoàn thành tháng năm 200…

Giáo viên hướng dẫn:

Hà Nội, ngày tháng năm 200…

Hiệu trưởng Trưởng khoa GV hướng dẫn

(ký tên) (ký tên)

Cán bộ chấm đồ án 1 (ghi rõ điểm, họ, tên và chữ ký )

Cán bộ chấm đồ án 2 (ghi rõ điểm, họ, tên và chữ ký)

Thư ký Hội đồng (ghi rõ họ, tên và chữ ký)

Kết quả điểm đồ án tốt nghiệp:

Hà Nội, ngày tháng năm 2009

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

MỤC LỤC

M C L C Ụ Ụ 3

B i m đ u à ở ầ 6

CH ƯƠ NG I:KH I QU T V H TH NG L M M T Á Á Ề Ệ Ố À Á 8

I.T NG QUAN V Ổ Ề ĐỘ NG C Ơ ĐỐ T TRONG 8

1.1S hỡnh th nh v phỏt tri n c a ự à à ể ủ độ ng c x ng ơ ă 8

1.1.1.l ch s ụtụ-xe ch y nhiờn li u x ng ị ử ạ ệ ă đầ u tiờn .8

1.1.2.Túm t t v l ch s ắ ề ị ử độ ng c ơ đố t trong 8

1.2.Cụng d ng ụ đặ đ ể c i m c u t o c a ấ ạ ủ độ ng c phun x ng i n t ơ ă đ ệ ử 13 1.2.1.Cụng d ng ụ 13

1.2.2 Đặ đ ể c i m c u t o c a ấ ạ ủ độ ng c phun x ng ơ ă 13

1.3 u, nh Ư ượ đ ể c i m c a ủ độ ng c phun x ng v i cỏc lo i khỏc ơ ă ớ ạ 15

1.3.1 So sỏnh h th ng phun x ng i n t v i oongj c dựng ch hũa khớ ệ ố ă đ ệ ử ớ đ ơ ế 15

1.3.2 u i m c a Ư đ ể ủ độ ng c x ng v i ơ ă ớ độ ng c Diezel ơ 17

1.3.2 Nh ượ đ ể c i m c a ủ độ ng c x ng ơ ă 18

1.4.M c ớch, ng d ng, tớnh thi t th c c a ụ đ ứ ụ ế ự ủ đề à 18 t i 1.4.1.M c ớnh ụ đ 18

1.4.2 ng d ng Ứ ụ 19

1.4.3 Tớnh thi t th c c a ế ự ủ đề à 19 t i II : KH I QU T H TH NG L M M T Á Á Ệ Ố À Á 20

2.1) Mục đích,ý nghĩa và phân loại: 22

2.2 Hệ thống làm mát bằng nớc: 24

2.2.1 Hệ thống làm mát bằng nớc kiểu bốc hơi: 24

2.2.2.Hệ thống làm mát bằng nớc đối lu tự nhiên: 25

2.2.3.Hệ thống làm mát nớc tuần hoàn cỡng bức: 26

2.2.4.Kết cấu các bộ phận của hệ thông làm mát bằng nớc: 29

2.3 Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí: 33

2.3.1 Hình dáng và kích thớc gân tản nhiệt: 33

2.3.2 Bản hớng gió: 34

2.3.3 Quạt gió 35

2.4 So sánh u nhợc điểm của động cơ làm mát bằng nớc và bằng không khí 35

2.5 Vấn đề nâng cao hiệu quả làm mát động cơ 37

2.5.1 động cơ làm mát bằng nớc: 37

2.5.2 Đối với động cơ làm mát bằng gió 38

2.6 Điều chỉnh áp suất trong két nớc: 39

2.7 Chất lợng nớc làm mát: 40

2.8 Bố trí thùng giãn nở của nớc: 40

2.9 Nâng cao nhiệt độ nớc làm mát (hệ thống làm mát nhiệt độ cao): .40

CH ƯƠ NG II : C U T O V NGUYấN L L M VI C C A H Ấ Ạ À Í À Ệ Ủ Ệ TH NG L M M T Ố À Á 42

42

2.1 Sơ đồ đờng nớc làm mát: 48

2.2 Hệ thống làm mát bằng nớc 49

2.2.1.Van hằng nhiệt ở phía đầu vào của bơm nớc 49

49

2.2.2 Van hằng nhiệt ở phía đầu ra của bơm nớc 51

51

2.3.3 Van hằng nhiệt 52

Van h ng nhi t l b ph n dựng ằ ệ à ộ ậ để hõm núng độ ng c nhanh chúng ơ v i u khi n nhi t à đ ề ể ệ độ ủ c a n ướ à c l m mỏt Nú đượ đặ c t trong khoang gi a kột n ữ ướ c v à độ ng c ơ 52

2.3.4 Máy bơm nớc 53

2.3.5 Két làm mát 54

2.4 Quạt làm mát 56

2.4.1.Khái quát 56

2.4.2 Hoạt động 56

CH ƯƠ NG IV:PH ƯƠ NG PHAP KIấM TRA,CHU N OAN,S A ́ ̉ Ẩ Đ ́ Ử CH A Hấ THễNG LAM MAT Ữ ̣ ́ ̀ ́ 59

4.2 Phơng pháp kiểm tra hệ thống làm mát: 65

4.3 Bảo dỡng sửa chữa hệ thống làm mát 67

4.3.1 B¶o dìng kü thuËt hÖ thèng lµm m¸t: 67

4.3.2 Söa ch÷a hÖ thèng lµm m¸t: 68

4.3.3 Nh÷ng chÊt l¾ng cÆn ë hÖ thèng lµm m¸t : 68

4.3.4 Lµm s¹ch : 69

4.3.5 B¬m níc: 70

4.3.7 KÐt níc : 71

4.3.8 Thö nghiÖm hÖ thèng lµm m¸t b»ng ¸p lùc : 71

4.3.9 Thö nghiÖm n¾p kÐt níc chÞu ¸p lùc: 72

4.7 T M QUAN TR NG C A H TH NG L M M T Ầ Ọ Ủ Ệ Ố À Á 72

K T LU N Ế Ậ 80

K t lu n: ế ậ 81

Bài mở đầu

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đã mang lại lợi to lớn cho chúng ta cả về vật chất lẫn tinh thần Ô tô trên thế giới đã có sự thay đổi cơ bản trong nền kinh tế nói chung và thị trường ô tô nói riêng đã tăng nhanh và phong phú hơn rất nhiều về mẫu mã, chủng loại, chất lượng, và cả tính tiện nghi theo từng loại xe như: Mercedes-benz, Chevrolet, ford, BMW,…., công nghệ là một yếu tố quyết định đến hãng xe đấy

Việt Nam đã đẩy mạnh nền công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước,đó là một trong những mục tiêu nhằm phát triển về nhiều mặt trong đó có ngành công nghiệp ôtô Việt Nam cũng được chú trọng vào công tác kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng và lắp ráp Nhu cầu vận chuyển hang hóa và nhu cầu đi lại của con người ngày càng được cải thiện và nâng cấp ,những tiện nghi càng được chúng

ta để ý tới nên lượng khách mua xe ngày càng nhiều và tăng đáng kể, chất lượng phục vụ ngày càng tận tình luôn đảm bảo chất lượng lên hàng đầu

Là một sinh viên khoa động lực em được trang bị kiến thức cơ bản về ngành ôtô và nắm bắt được cách vận hành, điều khiển một cách chính xác và khoa học nhất, đã qua ba năm học em đã có một lượng kiến thức để bước vào đời, để trở thành một người có ích cho xã hội, và đóng góp vào công cuộc đổi mới đất nước ngày càng đi lên, và góp vào nền công nghiệp ô tô nước nhà thêm vững mạnh

Mục đích của việc làm đồ án tốt nghiệp lần này giúp chúng em được cọ sát với thực tế và chính xác nhất, và củng cố lại kiến thức đã học ở trường và nơi thực tập,ngoài ra còn giúp em tự tin hơn khi bước ra ngoài xã hội, để em tự tin hơn khi đã chọn đúng ngành mà mình thích tuy ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam chỉ mới phát triển còn nhiều bỡ ngỡ vì công nghiệp của chúng ta còn đang hội nhập máy móc dung cho sửa chữa ô tô còn thiếu, các cơ sở nhỏ lẻ tay nghề chưa dược chú trọng đến, nhưng em sẽ cố gắng làm tốt với trách nhiệm công việc của mình được giao

Nhóm em nhận được đề tài đồ án tốt nghiệp về: động cơ ô tô và riêng mỗi thành viên trong nhóm được giao trách nhiệm tìn hiểu về hệ thống hay cấu tạo của động cơ

Đề tài mà em nhận được lần này là:” tìm hiểu về thống làm mát của động cơ ô

tô mazda 6” Đây là một đề tài hay và bổ ích nó còn mang tính thực tế, ứng dụng vào trong học tập một cách hiệu quả, và tìm hiểu sâu hơn về kiến thức đã học để sau này nắm chắc và được cọ xát hơn

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã được sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoa động lực, và đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy giáo : T.S.ĐINH XUÂN THÀNH, để em có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp lần này

Em xin chân thành cám ơn thầy!

Hà Nội, Ngày 20 tháng 05 năm 2015 (Sinh viên thực hiện)

HOÀNG TRỌNG ĐỒNG

CHƯƠNG I:KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT

I.TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

1.1Sự hình thành và phát triển của động cơ xăng

1.1.1.lịch sử ôtô-xe chạy nhiên liệu xăng đầu tiên

Những chiếc xe vận hành đầu tiên chạy bằng động cơ hơi nước, vào năm [1769] dựa trên nguyên lý đó một người pháp tên là: Nicolas Joseph Cugnot đã chế tạo ra chiếc xe ô tô đầu tiên, chiếc xe này được câu lạc bộ xe hơi Hoàng Gia Anh và câu lạc bộ xe hơi Pháp xác nhận là chiếc xe hơi đầu tiên

Xe gắn động cơ hơi nước đầu tiên do Cugnot chế tạo, vậy tại sao rất nhiều cuốn sách viết về lịch sử lại cho rằng cả Gottlieb Daimler và Karl Benz là người phát minh ra xe ô tô Vì cả hai ông đã chế tạo thành công chiếc xe chạy xăng đầu tiên khởi đầu cho kỷ nguyên xe hơi hiện đại, về hình thức và nguyên lý hoạt động cơ bản như chiếc xe ôtô của Gottlieb Daimler và Karl Benz phát minh ra cũng giống như xe hơi mà ngày nay đang sủ dụng

Động cơ đốt trong là loại được sử dụng lực đẩy do nhiên liệu cháy nổ đẩy piston bên trong xilanh chuyển động tịnh tiến của piston làm quay trục cơ sau

đó làm bánh xe chuyển động nhờ xích tải hoặc trục chuyển động, hiện nay động cơ chủ yếu là dùng nhiên liệu xăng và dầu nhơn dieszel

1.1.2.Tóm tắt về lịch sử động cơ đốt trong

Năm [1680] nhà vật lý người Đức Christian Huggens thiến kế loại động

cơ chạy bằng thuốc súng < nhưng không được đưa vào sản xuất

Năm [1807] Francois Isaac De Rivaz người Thụy Điển phát minh loại động cơ đốt trong dùng hỗn hợp khí Hydro và Oxi làm nhiên liệu Rivaz thiết

kế riêng một chiếc xe sủ dụng động cơ đốt trong này ( chiếc xe đầu tiên gắn động cơ đốt trong)

Năm [1824] kỹ sư người Anh tên là Samuel Brown cải tiến động cơ hơi nước

cũ thành động cơ chạy bằng gas và thử nghiệm chiếc xe trên khu đồi Shooter ở Anh

Năm [1858] Jean Joseph một kỹ sư người Bỉ xin cấp bằng sáng chế chiếc động

cơ đốt trong tác động kép, đánh lửa điện sử dụng nhiên liệu khí than vào năm [1960]

Năm [1862] kỹ sư người Pháp tên là Alphonse Beau De Rochas đệ đơn cấp bằng sáng chế động cơ 4 kỳ số 52593 cấp ngày 16 tháng 01 năm 1862 (nhưng

đã không sản xuất )

Năm [1863] Lenoir gắn động cơ này (đã cải tiến, sử dụng nhiên liệu xăng và bộ chế hòa khí đơn giản) vào một chiếc xe ba bánh và thực hiện thành công chuyến đi mang tính lịch sử vói quáng đường dài 50 dặm

Năm [1864] Siegfried Marcus kỹ sư người Áo đã chế tạo một loại động cơ xilanh với bộ chế hòa khí rất thô sơ và sau đó ngắn lên một chiếc xe ngựa, và

đã vận hành trên quãng đường đá dài 500 foot (tức là 152,4m)

Vài năm sau đó Siegfried Marcus thiết kế một chiếc xe có thể vận hành với tốc

độ 10 dặm/giờ và một số nhà sử gia cho rằng đây mới chính là chiếc xe sử dụng động cơ xăng đầu tiên trên thế giới

Năm [1866] hai kỹ sư người Đức tên là Eugen Langen và Nikolas August Otto cải tiến các thiết kế của Leneir và De Rochas đã tạo ra được động cơ chạy gas

có hiệu xuất lớn

Năm [1873] kỹ sư người Mỹ tên là George Brayton đã phát triển ( nhưng không thành công ) loại động cơ 2 kỳ chạy dầu hỏa ( loại động cơ này dùng hai xilanh bơm ngoài ) đây là loại động cơ dầu an toàn có giá trị ứng dụng đầu tiên.Năm [1876] Nikolas August Otto phát minh thành công và được cấp bằng sáng chế động cơ ôtô 4 kỳ, thì hai loại động cơ nay đã được gọi là “ chu kỳ Otto “.Năm [1876] Dougald Clerk chế tạo thành công động cơ hai kỳ đầu tiên

Năm [1883] một kỹ sư người Pháp ông tên là Edouard Delamare Deboutevile chế tạo động cơ 4 xilanh chạy bằng gas đốt lò, khong thể chắc chắn rằng những

gì ông làm có phải là việc chế tạo ôtô hay không.Nhưng thiết kế của ông khá tiến bộ vào thời điểm đó, về một phương diện nào đó còn tiên tiến hơn cả thiết

kế của Daimler và Benz ít nhất là về lý thuyết

Năm [1885] Gottlieb Daimler phát minh loại động cơ có thể coi như là nguyên mẫu của động cơ xăng với xilanh thẳng đứng và sử dụng bộ chews hòa khí ( đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1889 ) Gottlieb Daimler lần đầu tiên chế tạo

xe hai bánh gắn động cơ tên “ Reitwagen “, một năm sau đó loại động cơ này ông chế tạo chiếc ôtô 4 bánh đầu tiên trên thế giới

Năm [1886] vào ngày 29 tháng 01, Karl Benz nhận bằng sáng chế đầu tiên cho

xe ôtô với động cơ xăng

Năm [1889] Gottlieb Daimler chế tạo động cơ 4 kỳ cải tiến có xupap hình nấm

và hai xilanh nghiêng kiểu chữ V

Năm [1890] Wilhelm Mayback chế tạo động cơ bốn kỳ , bốn xilanh đầu tiên.Công việc thiết kế động cơ và thiết kế ôtô là việc làm không thể tách rời nhau

mà phải liền một khối, hầu hết các nhà thiết kế động cơ được nhắc đến ở đây là phải kiêm luôn thiết kế xe ôtô và một số đã trở thành nhà sản xuất xe ôtô hàng đầu thế giới

Tất cả các nhà sáng chế và các nhà phát minh của họ đều có đóng góp quan trọng trong tiến trình của công nghệ ôtô với động cơ đốt trong

Nicolas Otto

Ông đã sáng chế động cơ chạy xăng có hiệu suất cao vào năm [1876] đã tạo ra loại động cơ đốt trong bốn kỳ thường được gọi là “ chu kỳ Otto ” và ngay sau khi thành công với động cơ này ông đã đưa vào sử dụng cho xe gắn máy Cống hiến của Otto trong lịch sử được phát triển sử dụng rộng rãi cho đến tận ngày nay cho tất cả các xe chạy nhiên liệu lỏng đó là một trong những thiết kế quan trọng của Nicolas August Otto

Karl Benz

Năm [1885] Karl Benz người Đức thiết kế và chế tạo chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới Ngày 29 tháng 01 năm [1886] Benz nhận băng sáng chế đầu tiên mang tên DRP số 37435 cho chiếc xe ô tô chạy bằng khí đốt, loại xe có ba bánh và năm [1891] chế tạo thành công chiếc xe bốn bánh

Cho đến năm [1900] Benz và người bạn mở công ty đầu tiên do các nhà phát minh sáng lập ra đã trở thành hãng sản xuất ô tô lớn nhất thế giới.Benz cũng là nhà phát minh đầu tiên kết hợp động cơ đốt trong với phần khung gầm do chính ông thiết kế

Gottlieb Daimler

Năm [1885] Gottlieb Daimler cùng với đối tác của mình là Mayback cải tiến động cơ đốt trong của Otto và đệ đơn cấp bằng sáng chế cho phát kiến này và sau này chính là nguyên mẫu cho động cơ xăng hiện nay

Gottlieb Daimler và Otto có mối liên kế khăn khít với nhau, Gottlieb Daimler làm việc ở vị trí giám đốc kỹ thuật cho nhà máy Deutz-Gas Motorenfabrik trong đó có Nicolas Otto cùng là đồng sở hữu vào năm [1872]

Động cơ Daimler và Mayback năm [1885] nhỏ, nhẹ,chạy nhanh, dùng bộ chế hòa khí bơm xăng và xilanh thẳng đứng , kích cỡ, tốc độ và hiệu suất cao của loại động cơ này đã chế tạo nên cuộc cách mạng về thiết kế xe hơi

Vào ngày 08 tháng 03 năm 1886, Daimler lắp loại động cơ này vào xe ngựa và qua đây phát kiến này được xem là thiết kế ô tô bốn bánh đầu tiên và ông được coi là nhà thiết kế đầu tiên của loại động cơ đốt trong mang tính hữu dụng.Năm [1889] Daimler phát minh động cơ bốn kỳ có van hình nấm và hai xilanh hình chữ V Cũng giống như động cơ Otto đời [1876] loại động cơ mới của Daimler đặt nền tảng cho động cơ ô tô hiện đại ngày nay

Năm [1889] Daimler và Mayback chế tạo chiếc xe ô tô đầu tiên mà không cần cải tiến từ những chiếc xe nào Chiếc Daimler mới có hộp số 4 tốc độ, tốc độ tối đa 10 dặm/giờ

Năm [1890] Daimler thành lập Daimler Motoren-gerllchft để sản xuất các mẫu

xe theo thiết kế của ông

Mười một năm sau đó vào năm 1901 Wilhelm Mayback thiết kế ra xe Mercedes

Như vậy ô tô đã được phát minh bởi các nhà chế tạo mà còn phải trải qua những thăng trầm của nó

Ngày nay ngành công nghiệp ô tô đã phát triển mạnh trên toàn thế giới, đạt đến trình độ cao, áp dụng khoa học kĩ thuật tiên tiến nhất có rất nhiều các hãng xe lớn và nổi tiếng góp mặt làm thúc đẩy nền công nghiệp ô tô thế giới như Mercedes-benz, Toyota,Honda,Ford,Audi,Bmw,Izuzu…

Năm [1901] Roberts và Bosh đề suất và chế tạo bơm cao áp, vòi phun để phun nhiên liệu vào xilanh

ở việt nam từ năm 1960 nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo ở Hà Nội đã sản suất động cơ 2B10,5/13 và từ năm 1972 chế tạo động cơ 2B9,5 /11

Công ty diesel sông công đang sản xuất các loại động cơ D50,D80,TS130

Nhà máy cơ khí Duyên Hải ở Hải Phòng sản suất các loại động cơ D22T, D23T, 1B9,5/11,5.

Hiện nay chúng ta dang xây dựng tổ hợp cơ khí ô tô Đông Anh trên cơ sở công

ty ôtô 1-5 chuuyeen sản suất xe ca

Tổ hợp ôtô Bắc Giang chuyên sản xuất xe vận tải và đang khởi công tổ hợp ôtô Hải Dương chuyên sản suất xe du lịch và nhà máy chế tạo ôtô cơ khí 3-2 đường giải phóng Hà Nội

Công ty Cửu Long-Motor phố Nối Hưng Yên

1.2.2.Đặc điểm cấu tạo của động cơ phun xăng

Có hiệu suất cao đạt khoảng 40-45%

Gọn nhẹ hơn các loại động cơ khác cùng công suất

Khởi động nhanh

Ít nguy hiểm khi vần hành

Điều kiện bảo dưỡng sửa chữa tốt tùy theo số Km chạy

Sự phát triển của động cơ xăng ta có thể phân chia động cơ thành 2 loại là động

cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài

Động cơ đốt trong: có hiệu suất cao đạt 20-45%

Có kết cấu cồng kềnh, nhưng bên ngoài đơn giản , đăc tính sử dụng là khởi động nhanh hơn động cơ đốt ngoài trong điều kiện mùa đông

Ngày nay do động cơ đốt trong cho hiệu suất cao hon cho lên được sử dụng phổ biến và rộng rãi

Phân loại động cơ đốt trong

Động cơ có xilanh đặt thẳng đứng một hàng

Động cơ có xilanh bố trí thẳng hàng kiểu chữ X, V, W

Động cơ đặt xilanh nằm đối xứng

Động cơ đốt ngoài

Gồm ba phần là Nồi hơi, lò đốt nhiên liệu, xilanh

Có các đặc điểm là hiệu suất 9-16% kết cấu đơn giản, dùng nhiên liệu rẻ, đặc tính sử dụng là khởi động lâu hơn vì trong hệ thống cần có hệ thống sưởi ấm để mùa đông nhiên liệu dễ cháy hơn, điều khiển khó.

1.3.Ưu, nhược điểm của động cơ phun xăng với các loại khác

1.3.1 So sánh hệ thống phun xăng điện tử với đoongj cơ dùng chế hòa khí

Khác biệt giữa chế hòa khí và phun xăng điện tử

Chế hòa khí (hay còn gọi là bình xăng con), được sử dụng trên cả xe máy

và ôtô từ những năm đầu của ngành công nghiệp này Nhiệm vụ của nó là hòa trộn không khí và xăng cho động cơ Không khí và nhiên liệu sau khi đi qua chế hòa khí bị hút vào xi-lanh và thực hiện quy trình nén-nổ tại đây Chế hòa

khí chỉ có ở các động cơ xăng, còn động cơ diesel phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt.

Chế hòa khí hoạt động theo nguyên tắc: Không khí đi vào qua đường dẫn hẹp (cửa phun) tạo thành chân không một phần Do chênh lệch áp suất giữa cửa phun và bình chứa nên nhiên liệu sẽ đi qua ống phun và hòa lẫn vào dòng

không khí

Nguyên lý hoạt động của chế hòa khí

Một số xe sử dụng loại cửa phun cố định (Fixed Venturi-FV) trong khi

số khác lại dụng loại cửa biến thiên VV (Variable Venturi-VV) Ở loại cửa phun biến thiên, kích thước của đường dẫn không khí thay đổi theo sự thay đổi

để điều khiển lượng nhiên liệu được phân phối

Mục tiêu của tất cả các chế hòa khí là tạo nên một hòa khí có tỷ lệ khối lượng tối ưu giữa không khí và nhiên liệu là 14,7:1 Với những hòa khí đạt tỷ lệ trên, nó sẽ cháy hoàn toàn Một hỗn hợp nào đó có tỷ lệ thấp hơn được gọi là

"giàu" do có quá nhiều nhiên liệu so với không khí Ngược lại, hỗn hợp đó được coi là "nghèo"

Bộ chế nhiện liệu dùng bộ chế hòa khí (kiểu cơ khí thông thường ) có ưu điểm đơn giản, giá thành thấp và là việc chắc chắn

Hệ số nạp cao hơn vì vì không có chỗ thắt họng khuyếch tán để giảm áp suất như bộ chế hòa khí và không phải sấy nóng đường ống nạp

Trong hệ thống phun nhiều điểm, hệ số dư lượng không khí lamda giữa các xilanh đồng đều hơn, đồng thời phần lớn lượng xăng phun ra bay hơi trong xilanh có tác dụng giảm nhiệt độ môi chất do đó thiết kế có thể tăng tỉ số nénHai ưu điểm chủ yếu trên dẫn tới tăng tính hiệu quả và tính kinh tế nhỏ

Ngoài ra tính kinh tế cao còn do những nguyên nhân khác như xăng không đọng bán trên đường nạp khi động cơ khởi động và khi động cơ bị kéo nhiên liệu bị cắt hoàn toàn

Không cần hệ thống tăng tốc riêng rẽ do bộ điều khiển phản ứng tức thời để tăng lượng nhiên liệu phun phù hợp với lượng không khí nạp

Động cơ có tính thích ứng cao trong các điều kiện sử dụng khác nhau dù là tĩnh tại như trạm phát điện hay dư động trên ô tô, xuồng máy, máy bay

Hệ số dư lượng không khí lamda được điều chỉnh chính xác lên có thể giảm được các thành phần độc hại trong khí thải, giảm ô nhiễm môi trường

Vì những ưu điểm này lên động cơ phun xăng ngày càng được sử dụng phổ biến, hiện nay hầu hết xe hơi du lịch của các hãng ô tô nổi tiếng trên thế giớ đều lắp động cơ phun xăng điện tử như BMW, TOYOTA, Cadilac, Mazda…

1.3.2 Ưu điểm của động cơ xăng với động cơ Diezel

Có tỉ số nén cao hơn là 8:1 còn Diezel là 20:1

Khối lượng nhỏ gọn hơn động cơ diezel

Nhiên liệu rẻ tiền hơn

Có khối lượng và tỉ số nén thấp hơn cho nên động cơ xăng có số vòng quay cực đại lớn hơn động cơ diezel

Động cơ xăng có mô men xoắn thấp, công suất lớn, tăng tốc nhanh

Động cơ xăng chủ yếu dùng nhiên liệu xăng

Còn đông cơ diezel dung nhiên liệu diezel phải dùng vòi phun vừa tốt kém lại ít tin cậy

Động cơ diezel thải ra nhiều khói hơn và mùi khó chịu hơn

Động cơ diezel khởi động khó về mùa đông phải được trang bị hệ thống sưởi

ấm do chỉ số ốc tan thấp hơn xăng

Động cơ diezel ồn và rung hơn động cơ xăng

Nhiên liệu xăng phổ biến hơn nhiên liệu diezel

Động cơ phun xăng điện tử chỉ khác với động cơ xăng là dùng hệ thống điện điều khiển lưu lượng xăng hợp lí còn hệ thống động cơ xăng dùng chế hòa khí

cơ khí

1.3.2 Nhược điểm của động cơ xăng

Hỏng hóc thường xảy ra nhất với những loại xe sử dụng EFI ở Việt Nam là tắc đầu kim phun Nguyên nhân do chất lượng xăng ở nước ta chưa cao nên dễ tạo cặn trên đầu kim, gây tắc khiến động cơ không khởi động hoặc chết máy Hiện nay, một vài hãng nhân cơ hội này giới thiệu những sản phẩm có khả năng làm sạch đầu kim bằng cách pha vào xăng Tuy nhiên, với những chất gây tác động đến cả hệ thống cấp liệu, bạn không nên dùng ngay mà tham khảo thêm ở nhiều nguồn Cách tốt nhất là hãy sử dụng sản phẩm của những nhà sản xuất tên tuổi

và có đảm bảo từ hãng xe mà mình sử dụng

Tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn động cơ diezel

Do cấu tạo phức tạp và trang bị các phụ trợ kèm theo

Các cảm biến bị hỏng thì thay mới,không hệ thống hoạt động mất an toàn đôi khi báo về ECU không chuẩn gây tình trạng mất hợp lý của động cơ

1.4.Mục đích, ứng dụng, tính thiết thực của đề tài

1.4.1.Mục đính

Khi nhận đề tài về động cơ phun xăng điện tử, chúng em đã được học những kiếm thức do nhà trường dạy và các tài liệu liên quan đến việc bảo vệ đồ án tốt nghiệp, để nâng cao tai nghề và sự hiểu biết về động cơ Chúng em có thể di sâu vào từng phần , từng chi tiêt phải lắm vững về cấu tạo nguyên lí cách vận dụng động cơ ra sao để có thể kịp thời phục hồi sửu chữa một cách nhanh và hiệu quả khoa học nhất vào đời sống hàng ngày

1.4.2.Ứng dụng

Trong quá trình làm đề tài em có thêm kiến thức, áp dụng khoa học kĩ thuật vào việc giảng dạy và học tập làm cho bài giảng phong phú, dễ hiểu, gắn gọn và súc tích

Sinh viên được tiếp thu kiến thức về thực tế lắm bắt được lí thuyết cơ bản về hoạt động, tạo ra được mô hình học tập và chuyền đạt kiến thức sâu hơn , phải lắm về lí thuyết để vận hành một cách nhanh và chính xác

Môt hình, đề tài để đi sâu vào việc giảng dạy thực tế là kiến thức bổ ích của sinh viên trong viêc học tập và chuẩn bị làm đồ án tốt nghiệp

1.4.3 Tính thiết thực của đề tài

Trong suốt ba năm là sinh viên trường cao đẳng Thành Đô, là sinh viên ngành

cơ khí của khoa động lực về việc xây dưng và hoàn thiện mô hình động cơ sống, chính là kết quả lắm được để thực hành và tìm hiểu đi sâu về kiến thức

mà mình đã lắm bắt được để hoàn chỉnh đề tài tốt nghiệp một cách nhanh nhất.Qua việc xây dưng môt hình động cơ sống hay động cơ phun xăng điện tử (động cơ xe ô tô Mazda 323,sản xuất năm 1999) đã giúp cho sinh viên đúc kết , củng cố kiến thức của mình và thêm kĩ năng hoàn thiên thêm để sau này không

bỡ ngỡ khi bước ra ngoài làm việc

II : KHÁI QUÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT Tìm hiểu chung về hệ thống làm mát.

Việc đốt cháy hỗn hợp khí-nhiên liệu trong xy lanh động cơ sinh ra nhiệt độ đến 2000oC hoặc cao hơn Điều đó có nghĩa các chi tiết động cơ rất nóng Tuy nhiên, vách của xy lanh động cơ không được nóng hơn 260 oC Nhiệt độ cao hơn là nguyên nhân làm cấu trúc dầu bôi trơn bị phá vỡ, mất khả năng bôi trơn Các chi tiết động cơ khác cũng bị hư hỏng Để phòng ngừa hiện tượng này người ta phải sử dụng hệ thống làm mát để triệt tiêu một phần lượng nhiệt thừa, khoảng 1/3 lượng nhiệt sinh ra trong buồng đốt

Hệ thống làm mát giữ cho động cơ làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện hoạt động cũng như ở mọi tốc độ Nó cũng cho động cơ đạt được nhiệt làm việc bình thường một cách nhanh nhất khi bắt đầu khởi động trong mùa đông giá rét Và nó cũng cung cấp nguồn nhiệt sưởi ấm vào trong khoang hành khách.Hầu hết các loại động cơ ô tô sử làm mát bằng dung dịch chất lỏng Trong động

cơ có những khoảng trống được gọi là áo nước, nó bao bọc xung quanh các xy lanh và buồng đốt Động cơ hoạt động dẫn động bơm nước bơm tuần hoàn dung dịch làm mát qua lớp áo nước Dung dịch làm mát hấp thu nhiệt và vận chuyển tới bộ tản nhiệt Dòng không khí chạy qua bộ tản nhiệt mang đi lượng nhiệt thừa giúp phòng ngừa động cơ bị quá nóng

Trong rất nhiều hệ thống làm mát, dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua thân máy lên nắp máy rồi chảy vào nóc dàn tản nhiệt Một vài động cơ lại có hệ thống vận hành theo chiều ngược lại Dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua đầu xy lanh và xuống thân máy Vị trí của van hằng nhiệt được bố trí tuỳ theo hướng chảy của dung dịch làm mát

Hệ thống làm mát gồm 5 phần cơ bản hoạt động cùng lúc để điều khiển nhiệt

độ của động cơ tránh bị quá nóng Đó là áo nước, bơm nước, van hằng nhiệt, dàn tản nhiệt và quạt gió

Chất chống đóng băng và dung dịch làm mát

Nước đóng băng ở 0oC Nếu chỉ sử dụng nước để làm mát động cơ không thôi,

nó sẽ đóng băng ngay khi nhiệt độ hạ thấp dưới 0oC Làm tắc nghẽn hệ thống tuần hoàn và động cơ sẽ bị quá nhiệt Nước cũng sẽ nở thêm 9% thể tích khi bị đóng băng Nó sẽ làm nứt vỡ các chi tiết của hệ thống làm mát cũng như động

cơ Điều đó buộc người ta phải trộn thêm một lượng chất chống đóng băng cho dung dịch làm mát.Chất chống đóng băng hay được dung nhất là Ethylene glycol Dung dịch làm mát có pha chất chống đóng băng theo tỷ lệ 50:50 được

khuyến khích sử dụng cho hầu hết các động cơ ô tô Dung dịch này sẽ không bị đóng băng ở nhiệt độ -37oC Dung dịch làm mát có 70% chất chống đóng băng

sẽ chịu được nhiệt độ thấp hơn ở - 64oC (Chú ý: hỗn hợp dung dịch làm mát

có tỉ lệ chất chống đóng băng cao hơn 70% không nên sử dụng Vì điểm đóng băng sẽ quay ngược chở lại -23oC)

Việc khuyến khích sử dụng dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng 50:50 vì ba lý do sau:

1.Vì điểm đóng băng của dung dịch thấp -37oC

2.Điểm sôi của dung dịch làm mát cũng tăng lên đến 108oC Nó tránh được hiện tượng sôi nước làm mát khi xe hoạt động trong thời tiết nóng

3.Nó bảo vệ cho phần kim loại trong hệ thống làm mát không bị đóng cặn cũng như ăn mòn

Chất chống đóng băng còn bao gồm vài chất phụ gia khác như chất ức chế ăn mòn và chất ức chế tạo bọt Sự ăn mòn và gỉ sét sẽ làm giảm tuổi thọ các chi tiết kim loại Nó cũng tạo ra một lớp vỏ bọc làm giảm sự chuyền nhiệt từ kim loại đến dung dịch làm mát Trong động cơ có những chỗ bị ăn mòn, dung dịch làm mát có thể ở nhiệt độ bình thường trong khi đó xy lanh và nắp máy lại bị quá nhiệt Một trong những lý do dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng là 50% là đảm bảo hệ thống làm mát có đủ hàm lượng chất ức chế ăn mòn Chất ức chế tạo bọt giúp phòng ngừa dung dịch làm mát sinh ra bọt khí khi lưu thông qua bơm nước Bọt này bao gồm những bong bong khí và chúng làm giảm sự dẫn nhiệt của dung dịch Nếu lượng bọt quá nhiều trong dung dịch, hệ thống làm mát trở nên kém hiệu quả dẫn đến động cơ quá nóng

Màu của chất đóng băng thường được nhuộm màu cho dễ phân biệt thường là màu xanh Nó còn có tác dụng dễ dàng được phát hiện ra nếu như hệ thống làm mát bị rò rỉ

Chất ức chế ăn mòn và tạo bọt dần dần mất đi tính hiệu quả của nó Các nhà sản xuất xe thường khuyến cáo thay thế dung dịch làm mát 2 năm một lần

Có hai loại chất chống đóng băng Ethylene-glycol: high silicate va low silicate hầu hết các động cơ ô tô sử dụng loại chất chống đóng băng high silicate Nó

có tác dụng bảo vệ các chi tiết bằng hợp kim nhôm Chất chống đóng băng low silicate thường sử dụng trong các động cơ của các loại xe tải trọng lớn Chất chống đóng băng khuyến cáo sử dụng được ghi trong các quyển owners manual cho mỗi loại xe

Đây là hình ảnh dung dịch làm mát bị pha trộn đủ loại nước như nước máy, nước giếng khoan sau một thời gian chạy bị biến chất và bên cạnh là dung

dịch làm mỏt chuẩn pha theo tỉ lệ 50:50.

2.1) Mục đích,ý nghĩa và phân loại:

Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhiệt lợng truyền

cho các chi tiết tiếp xúc với các khí cháy chiếm khoảng 25 ữ 35% nhiệt lợng do nhiên liệu cháy toả ra Vì vậy, các chi tiết đó bị nung nóng mãnh liệt Nhiệt độ các chi tiết cao sẽ dẫn đến các tác hại sau đây:

- Làm giảm sức bền, giảm độ cứng vững và tuổi thọ của động cơ

- Làm giảm độ nhớt của dầu nhờ gây ra tăng tổn thất ma sat

- Có thể gây kẹt bó pittông

- Giảm lợng khí nạp, nạp vào xi lanh

- Đối với động cơ xăng dễ gây ra hiện tợng cháy kích nổ

Để khắc phục hậu quả trên đây, trên động cơ đốt trong cần thiết phải có

hệ thống làm mát Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát đảm bảo

cho các chi tiết không nóng quá nhng cũng không nguội quá Quá nóng sẽ gây

ra các tác hại nh đã nói trên đây Còn nguội quá cũng mang đến những hậu quả xấu nh sau:

- Hiệu suất nhiệt của động cơ giảm do nhiệt lợng tổn thất cho hệ thống làm mát nhiều làm giảm nhiệt lợng dùng để sinh công của động cơ

- Khi nhiệt độ quá thấp, độ nhớt của dầu nhờn cao dầu khó lu động cũng làm tăng tổn thất cơ giới

- Nếu nhiệt độ thành xi lanh quá thấp, nhiên liệu và hơi nớc ngng tụ trên thành sẽ tẩy rửa mất màng dầu bôi trơn, và nếu trong nhiên liệu có thành phần l-

u huỳnh thì có thể tạo ra các axit do sự kết hợp của nhiên liệu và hơi nớc ngng

đọng trên bề mặt thành Các axit đó gây ra ăn mòn hoá học kim loại

Tóm lại, mức độ làm mát động cơ có ảnh hởng lớn đến các chỉ tiêu kinh

2.2 Hệ thống làm mát bằng nớc:

2.2.1 Hệ thống làm mát bằng nớc kiểu bốc hơi:

Hệ thống làm mát bằng nớc kiểu bốc hơi rất đơn giản nó chỉ bao gồm khoang nớc bao quanh thành xi lanh, khoang nắp xi lanh và thùng chứa nớc bốc hơi ở phía trên

Nguyên lý làm việc của nó là: khi động cơ làm việc, nớc nhận nhiệt của thành buồng cháy sẽ sôi tạo thành bọt nớc, nổi lên mặt thoáng của thùng chứa

để bốc hơi ra ngoài khí trời Nớc nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn chìm xuống điền chỗ cho nớc nóng đã nổi lên Cứ nh thế tạo thành đối lu tự nhiên

Hình 1: Hệ thống làm mát bốc hơi.

1 Thân máy; 2 Piston; 3 Thanh truyền; 4 Hộp các te trục khuỷu;

5 Thùng nhiên liệu; 6 Bình bốc hơi; 7 Nắp xi lanh

Do bốc hơi nớc, mức nớc trong thùng chứa sẽ giảm nhanh, cần phải bổ xung nớc thờng xuyên và kịp thời Vì vậy, kiểu làm mát này không thích hợp

cho các động cơ dùng trên các phơng tiện vận tải mà thờng dùng cho các động cơ đốt trong kiểu xi lanh nằm ngang trên các máy nông nghiệp, tĩnh tại cỡ nhỏ.

Nhợc điểm cơ bản của loại này là tiêu hao nớc nhiều, phải bổ xung thờng xuyên và hao mòn thành xi lanh không đều

2.2.2.Hệ thống làm mát bằng nớc đối lu tự nhiên:

Trong hệ thống làm mát đối lu tự nhiên, nớc tuần hoàn nhờ độ chênh áp lực của hai cột nớc nóng và nớc nguội, mà không cần bơm nớc Cột nớc nóng trong động cơ và cột nớc nguội trong thùng chứa hoặc trong két nớc

h: hiệu chiều cao trung bình của hai cột nớc nóng và nguội (m)

∆t: độ chênh nhiệt độ của hai cột nớc nóng và nguội

Hình 2: Sơ đồ hệ thống làm mát đối lu tự nhiên.

1 Đờng nớc; 2 Xi lanh; 3 ống góp nớc nóng; 4 Két làm mát; 5 Nớc nóng vào động cơ; 6 Quạt gió; h- chiều cao cột áp tính toán; l- chiều cao áo n-

ớc trong thân máy; l’- chiều cao thành chứa nớc

Từ đẳng thức 1 ta thấy rằng để có hiệu quả làm mát thì vận tốc của nớc phải đủ lớn, nhng vận tốc nớc lại phụ thuộc vào ∆p mà ∆p lại tỷ lệ bậc nhất với

Ưu điểm của loại làm mát đối lu tự nhiên là chế độ làm mát phù hợp với chế độ tải của động cơ: Khi động cơ mới khởi động do ∆t bé nên ∆p bé Vì vậy, nớc lu động chậm, động cơ chóng đạt đến giá trị nhiệt độ của chế độ làm việc Sau đó phụ tải tăng thì ∆t tăng theo và vận tốc nớc cũng tăng lên

2.2.3.Hệ thống làm mát nớc tuần hoàn cỡng bức:

Để tăng tốc độ lu động của nớc, ngời ta dùng bơm nớc đặt trên đờng nớc của hệ thống làm mát Do vậy, nớc tuần hoàn đợc là do cột áp của bơm tạo ra Vì vậy gọi là tuần hoàn cỡng bức

H×nh 3: HÖ thèng lµm m¸t cìng bøc tuÇn hoµn kÝn mét vßng

1-két làm; 2- van hằng nhiệt; 3-nhiệt kế; 4-ống dẫn hơi nước; 5-ống dẫn nước nóng vào két; 6-ống dẫn nước khí động cơ nguội; 7-bơm nước; 8-ống phân phối nước; 9-van xả nước; 10-bình làm mát dầu bôi trơn; 11-ống dẫn

Hình 4: Hệ thống làm mát cỡng bức tuần hoàn hai vòng.

1 Thân máy; 2 Nắp xi lanh; 3 Van hằng nhiệt; 4 Két làm mát; 5 Đờng nớc ra vòng hở; 6 Bơm vòng hở; 7 Đờng nớc vào vòng hở; 8 Bơm nớc vòng kín

Trong hệ thống làm mát tuần hoàn cớng bức, nớc đợc bơm đầy vào làm mát thân động cơ, nắp xi lanh rồi về ống góp nớc đến van điều chỉnh nhiệt độ n-

ớc làm mát động cơ

Nớc từ van điều nhiệt đợc phân thành hai nhánh Lu lợng nớc trong hai nhánh đó tuỳ thuộc vào nhiệt độ nớc làm mát Một nhánh dẫn nớc về két làm mát và một nhánh nớc trở lại động cơ mà không qua két làm mát ống 4 dẫn không khí và hơi nớc từ bơm ra khi động cơ nóng

Hệ thống làm mát cỡng bức đợc sử dụng rộng rãi trên các động cơ nh

động cơ ô tô máy kéo, tầu thuỷ, tầu hoả, tĩnh tại

2.2.4.Kết cấu các bộ phận của hệ thông làm mát bằng nớc:

a Két làm mát: Có hai loại Két làm mát, két làm mát (nớc-nớc) dùng trên

động cơ có hai vòng tuần hoàn nớc làm mát đã nói ở trên , trong đó nớc ngọt đi trong ống Cấu tạo của loại két này cũng tong tự nh két làm mát dầu nhờn bằng nớc

Két làm mát kiểu (nớc-không khí) thờng dùng trên động cơ ôtô máy kéo Nó gồm ba phần : ngăn trên chứa nớc nóng từ động cơ ra, ngăn dới chứa n-

ớc nguội để làm mát động cơ , nối giữa hai ngăn đó lan giàn ống truyền nhiệt Giàn ống truyền nhiệt là bộ phận quan trọng của két làm mát

Kích thớc bên ngoài và hình dáng của két kàm mát phụ thuộc vào bố chí chung , chiều cao của động cơ, chiều cao của mui xe , kết cấu của bộ tản nhiệt Nhng tốt nhất là bề mặt đón gió của két làm mát nên có dang hình vuông để cho tỉ lệ giữa diện tích chiếm gió của quạt hút gió đặt sau két làm mát và diện tích đón gió của két tiên gần đến một Trên thực tế , tỷ lệ đó chỉ chiếm 70ữ 80%

Đánh giá chất lợng két làm mát bằng hiệu quả làm mát cao tức là hệ số truyền nhiệt của bộ phận tản nhiệt lớn, công xuất tiêu tốn ít để dẫn động bơm n-

ớc, quạt gió Cả hai chỉ tiêu đó đều phụ thuộc vào ba yếu tố sau đây:

-khả năng dẫn nhiệtcủa vật liệu làm két tản nhiệt

-khả năng truyền nhiệt đối lu của két

đổi trong phạm vi 7ữ12m/s

Vấn đề thứ ba bao gồm viêc chọ hình dáng và kích thớc của ống và lá tản nhiệt và cách bố trí ống trên két

Thông thờng két làm mát đợc làm bằng các ống dẹt ,cắm trong các lá tản nhiệt bằng đồng thau các ống đợc bố trí có thể theo kiểu song song hoặc theo kiểu so le Trên một số ít động cơ máy kéo ngời ta còn dùng bộ phận tản nhiệt ống không khí hình tròn hoặc hình lục lăng mang tên két nớc hình tổ ong

Muốn nâng cao hiệu quả truyền nhiệt của két làm mát thì phải giảm bớc của lá tản nhiệt bớc của ống cả theo chiều ngang và cả theo chiều sâu cũng nhtăng chiều sâu của két nớc.Nhng tăng chiều sâu nhiều cũng không có hiệu quả lớn vì rằng khi hệ số truyền nhiệt của dãy ống đã ổn định thì nêú tăng chiều sâu lên 50% , khả năng tản nhiệt của két tăng 15%còn nếu tăng chiều sâu lên 100%thì khả năng tản nhiệt của két cũng chỉ tăng lên 20%

b)Bơm nớc:

nhiệm vụ của bơm nớc là tạo ra sự tuần hoàn của nớc trong hệ thống làm mát bằng nớc với liều lợng cần thiết cho chế độ làm mát và với tần số tuần hoàn khoảng 7 12 lần/ phút Các loại bơm thờng trong động cơ đốt trong là bơm li tâm bơm pítton , bơm cánh gạt bơm bánh răng , bơm guồng v v

-Bơm li tâm :

Bơm li tâm đợc dùng phổ biến trong hệ thống làm mát các loại động cơ nguyên lý làm việc của nó là lợi dụng lực li tâm của nớc nằm giữa các cánh để dồn nớc từ trong ra ngoài để đi làm mát

thờng đợc dùng cho mạch ngoài của hệ thống làm mát động cơ tàu thuỷ Nguyên lý làm việc: khi cánh quay theo trục thì nớc nằm giữa các cánh cũng quay theo Lúc đầu do chiều sâu các rãnh tăng lên tạo ra trong bơm độ chân không Nhờ độ chân không đó , nớc đợc hút vào trong khoang của bơm Về sau chiều sâu các rãnh lại giảm nớc bi nén và dồn qua khoang ra cổ xả đi làm mát

-Bơm guồng: Bơm guồng cũng dùng cho hệ thống làm mát tuần hoàn

hở Nguyên lý làm việc của bơm guồng là theo nguyên lý guồng nớc từ cửa hút sang cửa xả nhờ bánh công tác có cánh guồng nớc quay theo trục bơm

c Quạt gió :

trong hệ thống làm mát bằng nớc , dùng 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 thờng dùng là quạt chiều trục

Trên thực tế chế tạo thì ngời ta thay thế bề mặt chế tạo pharabol đó bằng

bề mặt tạo ra bởi các cung tròn, còn dạng hình thang là biến tớng của dạng tam giác Các dạng gân thực tế thờng có dạng nh sau:

Số lợng gân trên một xi lanh quyết định bởi bớc gân S và chiều dày gân

δ Bớc gân có thể làm bằng nhau, cũng có thể giảm bớc gân ở vùng nóng nhất của động cơ Bớc gân có liên quan mật thiết với chiều dầy δ của gân và ảnh h-ởng lớn đến sức cản khí động của gió qua khe hẹp giữa các gân Ngày nay, bớc gân của loại gân đúc thờng nằm trong khoảng 5,7 ữ 11 mm và có loại gân gia công cơ khí từ 4 ữ 5,4 mm chiều dầy gân chỗ tiếp giáp với thành ngoài của xi lanh không nhỏ hơn 2,5 mm

Nói chung δ = 2,5 ữ 5 mm phụ thuộc vào phơng pháp chế tạo và vật liệu

sử dụng Chiều cao gân xác định theo truyền nhiệt và phụ thuộc vào số lợng gân trên một xi lanh

Hình 5: Các dạng bề mặt gân tản nhiệt của động cơ làm mát bằng không khí

2.3.2 Bản hớng gió:

Bản hớng gió có nhiệm vụ đảm bảo phân bố lợng gió hợp lý và hớng dòng gió đó đi sát các bề mặt tản nhiệt Đánh giá chất lợng bản hớng gió bằng hai chỉ tiêu sau đây:

- Mức độ đồng đều của nhiệt độ của các vị trí khác nhau trên thân máy

và nắp xilanh

- Sức cản khí động của dòng khí lu thông theo bản hớng gió (tức là tổn thất công suất cho quạt gió)

ô tô Sở dĩ dùng quạt thổi vì nó có các u điểm sau đây: Tổn thất khí động bé hơn quạt hút 10 ữ23% công suất tiêu tốn cho làm mát giảm 15 ữ 32% Dẫn động quạt có thể bằng bánh răng, bằng xích, bằng dây đai hoặc bằng truyền động trực tiếp của trục khuỷu.

2.4 So sánh u nhợc điểm của động cơ làm mát bằng nớc và bằng không khí.

Khi chọn phơng án làm mát và thiết kế hệ thống làm mát động cơ, cần chú ý các yêu cầu sau:

1 Bảo đảm chế độ nhiệt của động cơ ở mọi chế độ làm việc của nó

2 Tiêu hao công suất cho hệ thống làm mát nhỏ

3 Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bảo dỡng, sửa chữa, sử dụng tin cậy

4 Rẻ tiền, có thể lợi dụng đợc năng lợng nhiệt của hệ thống làm mát

5 Tuổi thọ của động cơ cao, động cơ làm việc ít ồn

Từ những yêu cầu đó, khi so sánh động cơ làm mát bằng nớc với động cơ làm mát bằng không khí ta rút ra những kết luận sau:

- Động cơ làm mát bằng nớc có thể ổn định đợc chế độ nhiệt của

động cơ tốt hơn, hiệu quả làm mát cao hơn do tính dẫn nhiệt của nớc rất cao so với không khí (lớn hơn 20 ữ 25 lần) và tỷ nhiệt của nớc lớn hơn tỷ nhiệt của không khí khoảng hơn 4 lần

- Khi làm việc, động cơ làm mát bằng nớc có tiếng ồn nhỏ hơn vì nó

có áo nớc cách âm cho động cơ và có quạt gió nhỏ hơn nhiều so với động cơ làm mát bằng không khí

- Tổn thất công suất cho hệ thống làm mát bằng nớc nhỏ hơn so với làm mát bằng không khí

- Độ tin cậy khi khởi động động cơ ở những vùng có nhiệt độ thấp cao hơn (và nếu cần thì dễ dàng đổ nớc nóng vào két nớc)

- Động cơ làm việc tốt ở những vùng có nhiệt độ khí trời cao do hiệu quả làm mát bằng nớc tốt nên không gây ra nguy hiểm cho các chi tiết có nhiệt

độ cao

Tuy vậy hệ thống làm mát bằng nớc cũng tồn tại các khuyết điểm sau:

- Phải dùng nhiều biện pháp bao kín ở nhiều vị trí: ống dẫn nớc, két nớc, nắp máy, thân xilanh, đặc biệt việc bao kín áo nớc phải cẩn thận để nớc không lọt xuống cácte dầu nhờn

- Phải dùng nhiều vật liệu đắt tiền để chế tạo két nớc

- Tốn nhiều công sức cho việc bảo dỡng, sửa chữa hệ thống làm mát (phải xúc rửa két nớc thờng xuyên)

- Mài mòn và ăn mòn thành xilanh lớn, nhất là với động cơ dùng trên ô tô, máy kéo do làm việc ở chế độ tải thấp nhiều, nhiệt độ thành xilanh thấp

- Dễ gây hiện tợng đóng băng trong két nớc khi trời lạnh, nhiệt độ quá thấp

- Chiều dầy (kích thớc bao) của động cơ lớn vì phải bố trí két nớc, quạt gió, bơm nớc phía trớc của thân máy Do vậy, trọng lợng động cơ làm mát bằng nớc lớn hơn so với động cơ làm mát bằng không khí

- Không thuận tiện khi sử dụng động cơ ở những vùng hiếm nớc

2.5 Vấn đề nâng cao hiệu quả làm mát động cơ

Khi thiết kế hệ thống làm mát thờng chọn chế độ toàn tải, xong trong thực tế sử dụng, động cơ làm việc nhiều ở các chế độ tải trong cục bộ, không tải

và chế độ khởi động ở các chế độ này, nhiệt độ thành xilanh sẽ thấp, hiệu suất nhiệt của động cơ giảm mạnh và thành xilanh mau mòn Do vậy, vấn đề ổn định chế độ nhiệt của động cơ khi làm việc và làm tăng nhanh nhiệt độ thành động cơ đạt đến độ ổn định khi khởi động là một vấn đề quan trọng

2.5.1 động cơ làm mát bằng nớc:

a) Thay đổi lu lợng không khí qua két bằng các phơng pháp sau đây:

- Thay đổi tiết diện lu thông của không khí bằng cách dùng hệ thống cửa chớp đặt phía trớc két nớc Việc đóng mở cửa chớp đó nhờ hệ thống tay đòn, liên động đến tay điều khiển đặt trên buông lái ô tô, máy kéo

- Thay đổi số vòng quay của quạt gió bằng cách dùng truyền động quạt gió qua các khớp biến mô nh khớp ma sát, khớp nối thuỷ lực, khớp điện từ Hai loại khớp nối thuỷ lực và điện từ có thể điều khiển số vòng quay của quạt từ 0

đến nmax tuỳ thuộc vào chế độ tải của động cơ (khởi động, tải cục bộ, toàn tải)

- Thay đổi góc nghiêng của quạt bằng cách dùng các cánh quạt độc lập

có thể xoay đợc trên mayơ của quạt do điều khiển bằng cơ khí hoặc theo chế độ tải của động cơ

Việc thay đổi số vòng quay của quạt hay góc nghiêng của quạt đòi hỏi phải có những kết cấu và hệ thống điều khiển rất phức tạp nên chỉ có thể dùng trên các động cơ cỡ lớn.

b) Thay đổi lu lợng nớc qua két bằng van hằng nhiệt:

chế lu lợng nớc qua két tuỳ thuộc chế độ tải của động cơ là do kết cấu của

- Van hằng nhiệt dùng chất lỏng dễ bay hơi Loại này dùng khá phổ biến Chất lỏng bay hơi thờng dùng là dung dịch gồm 1/3 thể tích là rợu êtylic

và 2/3 là nớc cất đợc chứa trong bình xếp Tuỳ theo nhiệt độ nớc ra động cơ mà van mở to hay mở nhỏ do chất lỏng bay hơi nhiều hay ít phần nớc còn lại sẽ qua cửa 4 trở lại bơm mà không qua két làm mát

- Van hằng nhiệt dùng lò xo lỡng kim: Lò xo làm bằng hai dải kim loại có hệ số giãn nở khác nhau: Dải hợp kim niken có hệ số giãn nở 1,5 10-6

và dải đồng có hệ số giãn nở là 20 10-6 Tuỳ theo nhiệt độ nớc ra khỏi động cơ (phụ thuộc vào chế độ tải) mà lò xo giãn nở khác nhau của hai loại vật liệu sẽ

có độ xoắn khác nhau Vì vậy, van 2 sẽ mở ở các vị trí khác nhau để khống chế lợng nớc trở về két làm mát

- Van hằng nhiệt dùng chất rắn (bột) làm chất giãn nở để điều kiển

đóng mở van nớc thông với két làm mát

2.5.2 Đối với động cơ làm mát bằng gió.

Có hai biện pháp ổn định chế độ nhiệt động cơ:

- Điều chỉnh lu lợng không khí làm mát đi qua các gân tản nhiệt trên thân và nắp xilanh động cơ bằng cách thay đổi tiết diện lu thông của gió ở cửa hút vào quạt nh dùng nắp xoay, dùng cánh chớp hoặc dùng cổ hút di động dọc trục Phơng án dùng nắp xoay có khuyết điểm lớn là sức cản lớn ngay cả khi mở thông an toàn

- Biện pháp thay đổi tiết diện lu thông là biện pháp đơn giản, nhng tổn thất khí động lớn, công suất tiêu hao cho hệ thống làm mát lớn để khắc phục nhợc điểm đó, ngời ta dùng cách thay đổi số vòng quay của quạt nhờ khớp nối thuỷ lực Số vòng quay quạt gió phục thuộc vào số lợng dầu nhờn thuỷ lực

mà lợng dầu nhờn này đợc khống chế bởi van hằng nhiệt đặt trên đờng ống dẫn

từ động cơ đến khớp nối, hoặc dùng biện pháp thay đổi góc nghiêng của cánh bằng cách xoay cánh trên mayơ của quạt nh đã nêu ở trên.

- Tái tuân hoàn không khí nóng trở về quạt nhờ một van hằng nhiệt

đặt trên đờng gió làm mát ra khỏi động cơ

2.6 Điều chỉnh áp suất trong két nớc:

Trong hệ thống làm mát bằng nớc tuần hoàn kín cỡng bức, nắp két nớc

đ-ợc trang bị hai van: Van xả hơi và van hút không khí nhằm mục đích nâng cao hiệu quả làm mát và tránh hu hỏng két nớc Do thành ống mỏng, khi áp suất trong két nớc tăng (trong quá trình làm việc), hoặc khi hình thành độ chân không trong két nớc (máy ngừng làm việc, hơi nớc ngng tụ lại), các ống nớc dễ

Van xả hơi nớc đợc mở khi áp suất hơi trong két lớn hơn 0,12 ữ 0,13 MN/m2, van hút không khí sẽ mở khi áp suất trong két nhỏ hơn 0,09 ữ 0,096MN/m2.

Nh vậy, trong quá trình làm việc của động cơ, áp suất trong két luôn giữ

ở giá trị khoảng 0,12 ữ 0,13 MN/m2 cao hơn áp suất khí trời (0,1 MN/m2),

mà ta biết rằng cứ nâng áp suất lên 0,01MN/m2 thì nhiệt độ sôi của nớc tăng lên 2,1oc Điều đó sẽ làm giảm lợng nớc bốc hơi (ở chế độ toàn tải lợng nớc bốc hơi giảm từ 6 đến 8 lần so với loại không nắp), mặt khác còn làm tăng hiệu quả truyền nhiệt do tăng độ chênh nhiệt độ trung bình của nớc và không khí

2.7 Chất lợng nớc làm mát:

Nớc đợc coi là chất lỏng làm mát động cơ tốt nhất vì nó có nhiều u điểm:

Tỷ nhiệt cao, dẫn nhiệt tốt, độ nhớt thích hợp, dễ lu động, an toàn, không độc hại Tuy nhiên, một nhợc điểm lớn của nớc là kết cấu trên các thành của hệ thống làm mát (áo nớc, két nớc, đờng ống )

Ta biết rằng các loại nớc thiên nhiên đều chứa các muối hoà tan (CaCl2, MgCl2, NaCl,CaSO4,Ca(HCO3)2 ) dới dạng các ion dơng và ion âm

Hàm lợng hoà tan của các muối trong nớc giếng, nớc sông, ao hồ từ 200

đến 1500 mg/l; nớc biển khoảng 3500 mg/l Nếu dùng trực tiếp các loại nớc đó trong hệ thống làm mát thì khi nhiệt độ cao chúng sẽ kết tủa gây thành các cạn cứng trên bề mặt thành, đặc biệt cáu cặn của muối Caxi và muối Magie Nớc có các muối hoà tan đó gọi là nớc cứng và đợc đánh giá bằng độ cứng của nớc N-

ớc dùng cho động cơ làm mát bằng nớc yêu cầu độ cứng của nó tốt nhất từ 1,5

đến 4 àg tđ/l Nếu nớc có độ cứng từ 4 đến 8 àg tđ/l thì mỗi năm phải tẩy cáu cặn hai lần để đảm bảo khả năng truyền nhiệt của thành

2.8 Bố trí thùng giãn nở của nớc:

Hiện nay, không nhng trên tàu thuỷ mà trên các động cơ ô tô, máy kéo công suất lớn ngời ta đặt ở vị trí cao nhất một thùng giãn nở của nớc Thùng có tác dụng tách hơi và tạo cột áp của nớc và bơm cao, đảm bảo cung cấp nớc cho

hệ thống làm mát đợc liên tục và giảm hiện tợng xâm thực trong bơm nớc

2.9 Nâng cao nhiệt độ nớc làm mát (hệ thống làm mát nhiệt độ cao):