HỆ THỐNG làm mát ĐỘNG cơ 1TR FE

1 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I .3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT 1.1 Tìm hiểu chung hệ thống làm mát 1.2 Mục đích yêu cầu hệ thống làm mát 1.2.1 Mục đích hệ thống làm mát 1.2.2 Yêu cầu hệ thống làm mát .6 1.3 Nhiệm vụ hệ thống làm mát 1.3.1 Làm mát động máy nén 1.3.2 Làm mát dầu bôi trơn 1.4 Hệ thống làm mát nước 1.4.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc 1.4.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 1.4.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng 10 1.4.4 Hệ thống làm mát nước nhiệt độ cao .13 1.5 Hệ thống làm mát động không khí (gió) .15 1.5.1 Hệ thống làm mát không khí kiểu tự nhiên 16 1.5.2 Hệ thống làm mát không khí kiểu cưỡng 16 1.6 Kết cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát nước 17 1.6.1 Kết cấu két làm mát .17 1.6.2 Kết cấu bơm nước 21 1.7 Kết cấu quạt gió 27 1.8 Van nhiệt 29 1.9 So sánh ưu khuyết điểm kiểu làm mát bắng nươc kiểu làm mát không khí 31 CHƯƠNG II .32 KẾT CẤU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ 1TR-FE 32 2.1 Giới thiệu động 1TR-FE .32 2.2.1 Công dụng yêu cầu: 36 2.2.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: 37 2.3 Bơm nước .38 2.3.1 Công dụng yêu cầu: 38 2.3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: 38 2.4 Van nhiệt .39 2.4.1 Công dụng yêu cầu: 39 2.4.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động 39 2.5 Quạt gió 40 2.5.1 Công dụng yêu cầu: 40 2.5.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: 40 40 CHƯƠNG III 41 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐÔNG CƠ 1TR-FE 41 3.1 Tổng quan truyền nhiệt qua vách có cánh 41 3.2 Các thông số két nước, bơm nước quạt gió 45 3.3 Xác định lượng nhiệt động truyền cho nước làm mát 46 3.4 Tính kiểm nghiệm bơm nước 48 3.5 Tính kiểm nghiệm quạt gió .51 3.6 Tính két giải nhiệt làm mát động 55 3.6.1 Tính thông số két nước 55 3.6.2 Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền môi trường bên 58 3.7 Kết luận 62 CHƯƠNG IV 62 4.1.Một số dạng hư hỏng cách khắc phục sữa chữa 63 4.2.Quy trình tháo lắp hệ thống làm mát 65 Tài liệu tham khảo 71 LỜI NÓI ĐẦU Sau trình học tập trang bị kiến thức chuyên ngành ô tô, sinh viên giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp khái quát lại kiến thức học, từ kiến thức sở đến kiến thức chuyên ngành Qua trình thực đồ án sinh viên tự rút nhận xét kinh nghiệm cho thân trước bước vào công việc thực tế Em chọn đề tài tốt nghiệp: “ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1TR-FE ” Một động hoạt động đạt hiệu cao,chính nhờ hỗ trợ làm việc tốt hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thống làm mát… Vì công suất, sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc động phụ thuộc lớn vào làm việc hệ thống Hệ thống làm mát hệ thống quan trọng động Mục đích đề tài là: - Nắm vững kiến thức hệ thống làm mát cho động động đốt - Khảo sát hệ thống làm mát động 1TR-FE Phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống làm mát - Tính toán nhiệt động 1TR-FE - Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát theo thông số thực tế rút nhận xét Trong phạm vi đồ án này, em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động 1TR-FE, sâu vào tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát Do kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Nguyễn Thành Bắc, thầy cô giáo khoa Công nghệ Ô tô bạn giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Vũ Phương Nam CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT 1.1 Tìm hiểu chung hệ thống làm mát Việc đốt cháy hỗn hợp khí-nhiên liệu xy lanh động sinh nhiệt độ đến 20000C cao Điều có nghĩa chi tiết động nóng Tuy nhiên, vách xy lanh động không nóng 260 0C Nhiệt độ cao nguyên nhân làm cấu trúc dầu bôi trơn bị phá vỡ, khả bôi trơn Các chi tiết động khác bị hư hỏng Để phòng ngừa tượng người ta phải sử dụng hệ thống làm mát để triệt tiêu phần lượng nhiệt thừa, chiếm khoảng khoảng 1/3 lượng nhiệt sinh buồng đốt Hệ thống làm mát giữ cho động làm việc hiệu điều kiện hoạt động tốc độ Nó cho động đạt nhiệt làm việc bình thường cách nhanh bắt đầu khởi động mùa đông giá rét Và cung cấp nguồn nhiệt sưởi ấm vào khoang hành khách Hầu hết loại động ô tô sử dụng làm mát dung dịch chất lỏng Trong động có khoảng trống gọi áo nước, bao bọc xung quanh xy lanh buồng đốt Động hoạt động dẫn động bơm nước bơm tuần hoàn dung dịch làm mát qua lớp áo nước Dung dịch làm mát hấp thu nhiệt vận chuyển tới tản nhiệt Dòng không khí chạy qua tản nhiệt mang lượng nhiệt thừa giúp phòng ngừa động bị nóng Trong nhiều hệ thống làm mát, dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua thân máy lên nắp máy chảy vào dàn tản nhiệt Một vài động lại có hệ thống vận hành theo chiều ngược lại Dung dịch làm mát chảy từ bơm nước qua đầu xy lanh xuống thân máy Vị trí van nhiệt bố trí tuỳ theo hướng chảy dung dịch làm mát Hệ thống làm mát gồm phần hoạt động lúc để điều khiển nhiệt độ động tránh bị nóng Đó áo nước, bơm nước, van nhiệt, dàn tản nhiệt quạt gió Chất chống đóng băng dung dịch làm mát Nước đóng băng 00C Nếu sử dụng nước để làm mát động không thôi, đóng băng nhiệt độ hạ thấp 00C Làm tắc nghẽn hệ thống tuần hoàn động bị nhiệt Nước nở thêm 9% thể tích bị đóng băng Nó làm nứt vỡ chi tiết hệ thống làm mát động Điều buộc người ta phải trộn thêm lượng chất chống đóng băng cho dung dịch làm mát.Chất chống đóng băng hay dùng Ethylene glycol Dung dịch làm mát có pha chất chống đóng băng theo tỷ lệ 50:50 khuyến khích sử dụng cho hầu hết động ô tô Dung dịch không bị đóng băng nhiệt độ -370C Dung dịch làm mát có 70% chất chống đóng băng chịu nhiệt độ thấp - 640C (Chú ý: hỗn hợp dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng cao 70% không nên sử dụng Vì điểm đóng băng quay ngược chở lại -230C) Việc khuyến khích sử dụng dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng tương đương theo tỉ lệ 50:50 có ba lý sau: Vì sử dụng dung dịch làm mát điểm đóng băng thấp -370C Điểm sôi dung dịch làm mát tăng lên đến 1080C Nó tránh tượng sôi nước làm mát xe hoạt động thời tiết nóng Nó bảo vệ cho phần kim loại hệ thống làm mát không bị đóng cặn Chất chống đóng băng bao gồm vài chất phụ gia khác chất ức chế ăn mòn chất ức chế tạo bọt Sự ăn mòn gỉ sét làm giảm tuổi thọ chi tiết kim loại Nó tạo lớp vỏ bọc làm giảm chuyền nhiệt từ kim loại đến dung dịch làm mát Trong động có chỗ bị ăn mòn, dung dịch làm mát nhiệt độ bình thường xy lanh nắp máy lại bị nhiệt Một lý dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng 50% 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 bọt khí lưu thông qua bơm nước Bọt bao gồm bong bong khí chúng làm giảm dẫn nhiệt dung dịch Nếu lượng bọt nhiều dung dịch, hệ thống làm mát trở nên hiệu dẫn đến động nóng Màu chất đóng băng thường nhuộm màu cho dễ phân biệt thường màu xanh Nó có tác dụng dễ dàng phát hệ thống làm mát bị rò rỉ Chất ức chế ăn mòn tạo bọt tính hiệu Các nhà sản xuất xe thường khuyến cáo thay dung dịch làm mát năm lần Có hai loại chất chống đóng băng Ethylene-glycol: high silicate low silicate Hầu hết động ô tô sử dụng loại chất chống đóng băng high silicate Nó có tác dụng bảo vệ chi tiết hợp kim nhôm Chất chống đóng băng low silicate thường sử dụng động loại xe tải trọng lớn Chất chống đóng băng khuyến cáo sử dụng ghi owners manual cho loại xe sử dụng Đây hình ảnh dung dịch làm mát bị pha trộn đủ loại nước nước máy, nước giếng khoan sau thời gian chạy bị biến chất bên cạnh dung dịch làm mát chuẩn pha theo tỉ lệ 50:50 1.2 Mục đích yêu cầu hệ thống làm mát 1.2.1 Mục đích hệ thống làm mát Trong trình làm việc động cơ, nhiệt truyền cho chi tiết tiếp xúc với khí cháy như: piston, xecmăng, xupap, nắp xilanh, thành xilanh chiếm khoảng 25 ÷ 35% nhiệt lượng nhiên liệu cháy toả Vì chi tiết thường bị đốt nóng mãnh liệt-nhiệt độ đỉnh pittông lên tới 600oC,còn nhiệt độ nấm xupap lên 900oC Nhiệt độ chi tiết máy cao gây hậu xấu như: - Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm giảm sức bền, độ cứng vững tuổi thọ chi tiết máy - Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma sát - Có thể gây bó kẹt piston cylinder tượng giản nở nhiệt - Giảm hệ số nạp - Đối với động xăng dễ phát sinh tượng cháy kích nổ Để khắc phục hậu xấu trên.Vì cần thiết phải làm mát động Hệ thống làm mát động có nhiệm vụ thực trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ chi tiết không nóng không nguội Động nóng gây tượng nói, nguội tức động làm mát nhiều tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh công hiệu suất nhiệt động thấp, nhiệt độ động thấp ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt dầu bôi trơn tăng, dầu bôi trơn khó lưu động làm tăng tổn thất giới tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế công suất động Động 1TR-FE có hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng 1.2.2 Yêu cầu hệ thống làm mát Đối với động 1TR-FE động lắp xe ô tô khách hệ thống làm mát phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé - Bảo đảm nhiệt độ môi chất làm mát cửa van nhiệt khoảng 83÷950C nhiệt độ dầu bôi trơn động khoảng 95÷115 0C - Bảo đảm động làm việc tốt chế độ điều kiện khí hậu điều kiện đường sá, kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí 1.3 Nhiệm vụ hệ thống làm mát Hệ thống làm mát động 1TR-FE có nhiệm vụ làm mát động cơ, máy nén dầu bôi trơn 1.3.1 Làm mát động máy nén Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát động cơ, bảo đảm động có nhiệt độ ổn định suốt trình làm việc Ngoài ra, hệ thống có nhiệm vụ không phần quan trọng rút ngắn thời gian chạy ấm máy, nhanh chóng đưa động đạt đến nhiệt độ làm việc Bên cạnh hệ thống làm mát làm mát cho máy nén khí nhằm tăng hiệu suất cho máy nén khí Đường nước làm mát máy nén khí trích từ đường nước làm mát động 1.3.2 Làm mát dầu bôi trơn Trong trình làm việc động cơ, nhiệt độ dầu bôi trơn tăng lên không ngừng nguyên nhân sau: - Dầu bôi trơn phải làm mát trục, tỏa nhiệt lượng sinh trình ma sát ổ trục - Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với chi tiết máy có nhiệt độ cao cò mổ, đuôi xupáp, piston Để đảm bảo nhiệt độ làm việc dầu ổn định, giữ độ nhớt dầu thay đổi đảm bảo khả bôi trơn, cần phải làm mát dầu bôi trơn Đường dầu bôi trơn khoan song song với đường nước làm mát động Khi nước làm mát động đồng thời làm mát cho dầu bôi trơn, nhằm hạ nhiệt độ cho dầu bôi trơn 1.4 Hệ thống làm mát nước Hệ thống làm mát nước chia nhiều kiểu khác như: làm mát nước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu tuần hoàn cưỡng làm mát nhiệt độ cao Mỗi kiểu làm mát có ưu nhược điểm khác thích hợp cho điều kiện làm việc động 1.4.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc Hệ thống làm mát nước kiểu bốc loại đơn giản Hệ thống không cần bơm, quạt Bộ phận chứa nước có hai phần- khoang nước bao quanh thành xilanh (8), khoang nắp xilanh (5) thùng chứa nước bay (2) phía Sơ đồ nguyên lý hệ thống sau: 10 11 Hình 2-1 Hệ thống làm mát nước kiểu bốc 1- Thùng nhiên liệu; 2- Khoang chứa nước bốc hơi;3,4 Xupap 5- Nắp xilanh; 6- Thân máy; 7- Piston 8- Xi lanh; 9- Thanh truyền; 10- Trục khuỷu; 10- Cácte chứa dầu Khi động làm việc, vùng nước bao xung quanh buồng cháy nước sôi Nước sôi có tỷ trọng bé nên lên mặt thoáng thùng chứa để bốc khí trời Nước nguội thùng chứa có tỷ trọng lớn chìm xuống điền chỗ cho nước nóng lên, tạo thành lưư động đối lưu tự nhiên Căn vào nhiệt lượng động cách bố trí động đứng hay nằm để thiết kế hệ thống kiểu bốc Với việc làm mát kiểu bốc nước, lượng nước thùng giảm nhanh, cần phải bổ sung nước thường xuyên kịp thời Vì vậy, kiểu làm mát không thích hợp cho động dùng phương tiện vận tải Hệ thống làm mát nước kiểu bốc kết cấu đơn giản đặt tính lưu động đối lưu nói nên hệ thống dùng cho động đốt kiểu xilanh nằm ngang, đặc biệt động máy nông nghiệp cỡ nhỏ Nhược điểm hệ thống làm mát thất thoát nước nhiều hao mòn xilanh không 1.4.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên Trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên, nước lưu động tuần hoàn nhờ chênh lệch áp lực hai cột nước nóng lạnh mà không cần bơm Cột nước nóng động cột nước nguội thùng chứa két nước Hình 2-2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 1- Đường nước; 2- Xilanh; 3- Đường dẫn nước vào két làm mát; 4- Nắp két; 5- Két nước; 6- Quạt gió; 7- Đường nước làm mát động Nước nhận nhiệt xilanh thân máy, làm cho khối lượng riêng nước giảm nên nước lên Trong khoang nắp xilanh, nước tiếp tục nhận nhiệt chi tiết bao quanh buồng cháy- nắp xilanh, xupap… nhiệt độ nước tiếp tục tăng lên khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước lên theo đường dẫn khoang phía két làm mát (5) Quạt gió (6) dẫn động puly từ trục khuỷu động hút không khí qua két Do đó, nước két làm mát làm cho khối lượng riêng nước tăng, nước chìm xuống khoang két từ vào thân máy, thực vòng tuần hoàn Độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ hai cột nước, cường độ làm mát tự động điều chỉnh theo phụ tải Khi khởi động chênh lệch nhiệt độ hai cột nước nóng nguội bé nên chênh lệch áp lực hai cột nước bé Vì vậy, nước lưu động chậm, động chóng đạt nhiệt độ chế độ làm việc Sau 10 phụ tải tăng độ chênh lệch nhiệt độ hai cột nước tăng theo, tốc độ lưu động nước tăng theo Độ chênh áp lực phụ thuộc vào hiệu độ chênh chiều cao trung bình hai cột nước, phải luôn đảm bảo mức nước thùng chứa phải cao nước động Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm nước lưu động hệ thống có vận tốc bé vào khoảng V = 0,12÷0,19 m/s Điều dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nước vào nước lớn, mà thành xilanh làm mát không Muốn khắc phục nhược điểm phải tăng tiết diện lưu thông nước động dẫn đến hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh Do vậy, hệ thống làm mát kiểu không thích hợp cho động ô tô máy kéo, mà thường dùng động tĩnh 1.4.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng khắc phục nhược điểm hệ thống làm mát kiểu đối lưu Trong hệ thống này, nước lưu động sức đẩy cột nước bơm nước tạo Tùy theo số vòng tuần hoàn kiểu tuần hoàn ta có loại tuần hoàn cưỡng như: hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng vòng kín, kiểu cưỡng vòng hở, kiểu cưỡng hai vòng tuần hoàn Mỗi kiểu làm mát có nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng khác 1.4.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hoàn kín vòng 11 10 Hình 2-3 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hoàn kín vòng 1- Thân máy; 2- Đường nước khỏi động cơ; 3- Bơm nước; 4- Ống nước nối tắt vào bơm; 5- Nhiệt kế; 6- Van nhiệt; 7- Két làm mát; 58 δ’ - Độ dày cánh tản nhiệt Theo thông số thực tế δ’ = 0,2 (mm) m - Số lớp cánh tản nhiệt, m = 390 F3’’ = P1.n δ’.m = 42,28.78.0,2.390 = 257231 (mm2) F3’’ = 0.257(m2) Vậy F3 = F3’– F3’’ =2,28312 – 0,257 = 2,03 (m2) - Tính F4: F4 = m.b’.l.i.k (3-52) k - số cánh tản nhiệt Đo đạc thực tế ta có: k = 77 b’ - bề rộng cánh tản nhiệt Thực tế xe b’= l - chiều dài cánh tản nhiệt.Tính theo bề dày két l = B = 20 (mm) i – số bề mặt tiếp xúc không khí cánh tản nhiệt i = F4= m.b’.l.i.k = 390.6.20.2.77 = 7989700 (mm2) Hay F4 = (m2) Vậy diện tích két nước tiếp xúc với không khí là: F2 = F3 + F4 = 2,03 + 8= 10,03 (m2) 3.6.2 Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền môi trường bên + Việc xác định nhiệt lượng két làm mát truyền môi trường nhằm kiểm nghiệm khả tản nhiệt két nước thông qua thông số thực tế két nước + Xác định kích thước mặt tản nhiệt dựa sở lý thuyết truyền nhiệt + Quá trình truyền nhiệt tản nhiệt chủ yếu tiếp xúc đối lưu, truyền nhiệt xạ bé không đáng kể, két nước mặt tiếp xúc với nước nóng từ động vào, mặt tiếp xúc với không khí Do đó, truyền nhiệt từ nước không khí truyền nhiệt từ môi chất đến môi chất khác qua thành mỏng Như vậy, trình truyền nhiệt hệ thống phân thành ba giai đoạn ứng với ba phương trình truyền nhiệt, Theo [2] tập có sau: + Giai đoạn một: truyền nhiệt từ nước nóng đến thành ống bên Q’lm = α1.F1.(tn - tδ1) (J / s) (3-53) + Giai đoạn hai- truyền nhiệt từ bề mặt thành ống thành ống 59 Q’lm = λ F1.(tδ1 – tδ2) ( J/s) δ (3-54) + Giai đoạn ba- truyền nhiệt từ mặt thành ống không khí Q’lm = α2.F2.(tδ2 - tδkk) ( J/s) (3-55) Giải phương trình (8-53), (8-54), (8-55) ta được: F2 (t n − t kk ) Q’lm = 1.F2 + δ F2 + = k.F2.(tn - tkk); α F1 λ.F1 α (3-56) Trong đó: k – hệ số truyền nhiệt két k = 1.F2 + δ F2 + α F1 λ.F1 α (3-57) Trong đó: Q’lm - Nhiệt lượng truyền cho nước làm mát nhiệt lượng nước dẫn qua két nước làm mát - tản nhiệt ( J / s) F1 - Diện tích tiếp xúc với chất lỏng F1 = 2,03 (m2) F2 - Diện tích két nước tiếp xúc với không khí F2 = 10,03 (m2) λ – Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống tản nhiệt Ống tản nhiệt làm nhôm Theo [2] tập trang 261, ta được: λ = 100 (W/ m2.độ) δ - Chiều dày thành ống Theo số liệu thực tế, ta có δ = 0,2.10-3 (m) tδ1 - Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống tδ2 - Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống α - Hệ số tản nhiệt từ nước làm mát đến thành ống két làm mát (W/ m2.độ) Việc xác định hệ số tản nhiệt từ nước α1 phức tạp khó xác Xác định α1 sau: ta có Nu = Từ phương trình (8-58) ta có: α l ∗ λ1 α1 = (3-58) Nu.λ1 l* Trong đó: λ1 - hệ số dẫn nhiệt nước làm mát két ứng với nhiệt độ tn = 830C Theo [3] trang 224 có λ1 = 6740 (W/m độ) l* - chiều cao làm việc tổng ống (m) 60 l*= n.h = 78 500 = 39000 (mm) = 39 (m) Nu - tiêu chuẩn Nusself Từ [3] trang 99, ta có hệ số tỏa nhiệt đối lưu Nu = 0,33 Re Pr (3-59) Trong đó: Re– tiêu chuẩn Reynolds Từ [3] trang 99, ta có: Re = ω.l ν (3-60) ω - tốc độ dòng chảy ống, (m/s) 1,58.10 −3 Glm ω= = = 0,65 (m/s) 0,0024 S l - chiều cao làm việc ống, (m) l = 500 (mm) υ - độ nhớt động học, (m2/s) Theo [3] trang 224, ta có: υ = 0,365.10-6 (m2/s) 830C Do đó: Re = 0,65.500.10 −3 = 898437 0,365.10 −6 Re = 898437 > 2320 Dòng chảy ống dòng chảy rối Pr – tiêu chuẩn Prandtl, Theo [3] trang 224, ta có: Pr = 2,21 Do đó: Nu = 0,33 Re Pr = 0,33 898437 2,21 = 407,43 Vậy α1= Nu.λ1 407,43.6740 = = 70412 (W/m2 độ) * 39 l α2 - Hệ số tản nhiệt từ thành ống két làm mát vào không khí; (W/ m2.độ) Hệ số phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ lưu động không khí ωkk Khi thay đổi ωkk từ ÷ 60 m/s hệ số α2 thay đổi đồng biến từ 40,6 ÷ 303 (W/ m2 độ) Bên cạnh tốc độ lưu động không khí ωkk phụ thuộc vào tốc độ xe vxe tốc độ hút không khí quạt gió (đối với loại quạt khảo sát vận tốc gió quạt tạo theo chiều hướng trục vht = Cm = 25,25 m/s) Khi ta tính toán thiết kế hay tính toán kiểm nghiệm hệ thống làm mát ta thường tính chế độ công suất cực đại động 61 Do động đặt phía trước xe, nên vận tốc không khí lưu động qua két phụ thuộc vào tốc độ xe.Vì vậy, ta chọn tốc độ lưu động không khí ωkk vht quạt gió ωkk = vht = 25,25 (m/s) Ta có: α2 = 11,38.ωkk0,8 (W/ m2 độ) (3-61) thay ωkk = 25,25(m/s) α2 = 11,38 25,250,8 = 150,63 (W/ m2 độ) Vậy hệ số truyền nhiệt két: k = 1.F2 + δ F2 + α F1 λ.F1 α = 10,03 0,2.10 −3.10,3 k= 165 (W/ m2 độ) + + 70412.2,215 100.2,215 150,63 tn - Nhiệt độ trung bình nước làm mát két làm mát tn = t nv + t nr (3-62) Trong đó, tnv, tnr nhiệt độ nước vào két nước lấy nhiệt độ nước nước vào động Theo [1] trang 216, ta có: tn = 80 ÷ 850C tkk - Nhiệt độ trung bình không khí qua tản nhiệt tkk = t kkv + t kkr (3-63) Trong đó, nhiệt độ không khí vào (tkkv) phía trước tản nhiệt ta lấy tkkv= 400C Chênh lệch nhiệt độ không khí qua tản nhiệt ∆t kk = 20 ÷ 300C Chọn ∆t kk = 250C Với tkkr = tkkv + ∆t kk (3-64) tkkr= 40 + 25 = 65 (0C); tkk = 40 + 65 t kkv + t kkr = = 52,5 (0C) 2 Mặt khác, khả tản nhiệt két làm mát Q’lm tỉ lệ thuận với nhiệt độ trung bình tn nước làm mát két 62 Do đó, ta kiểm nghiệm khả tản nhiệt két làm mát ta lấy giá trị cận biên trái tn (tức lấy giá trị giới hạn nhỏ thông số đó) để tính Q’lm Chọn tn = 830C Nếu như, Q’lm nhận có giá trị lớn Qlm nhiệt lượng động truyền cho nước làm mát két tản nhiệt đảm bảo khả tản nhiệt cho nước làm mát Thay giá trị thông số k, tn, tkk, F2 vào công thức (3-58) Ta được: Q’lm = 165.10,3.(83 – 52,5) = 51392 (J/s) + NHẬN XÉT: Nhiệt lượng tối đa tỏa cho nước làm mát động số vòng quay định mức là: Qlm = 46195 (J/s) Trong khả tản nhiệt két làm mát tối thiểu môi trường bên là: Q’lm = 51392(J /s) Vậy két làm mát có thừa khả đảm bảo làm mát cho động động hoạt động số vòng quay định mức Điều cho biết thừa khả đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc động 3.7 Kết luận Sau khảo sát tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát hệ thống làm mát động 1TR-FE trang bị xe INNOVA chỗ em nhận thấy rằng: Các cụm chi tiết hệ thống làm mát làm việc đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc Công suất tiêu tốn cho việc dẫn động bơm quạt gió tương đối nhỏ khả cung cấp nước làm mát bơm không khí với quạt gió cho hệ thống đảm bảo CHƯƠNG IV QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÀM MÁT 63 4.1.Một số dạng hư hỏng cách khắc phục sữa chữa Trong trình vận hành sử dụng xe sinh số hư hỏng hệ thống làm mát, chi tiết bị ăn mòn Cần sữa chữa khắc phục bão dưỡng định kì Sau số dạng hư hỏng thường xảy hệ thống làm mát Chi tiết Các dạng hư hỏng Khắc phục sửa chữa - Két nước bị tắc (tắc phần) - Thông rửa két nước, tẩy đóng cặn chất khoáng chất bám thành ống thành ống thông qua phương pháp tẩy rửa - Các ống nước tản nhiệt bị bẹp nước rửa hóa chất kết hợp làm cản trở nước lưu thông qua tạo dòng nước mạnh lưu thông Két nước két giảm truyền nhiệt qua hệ thống làm mát Chú ý, thành ống ống nước bị thủng thông rửa phải tháo van làm rò rỉ nước - Cánh tản nhiệt giàn ống bị dập va đập làm cản trở khí thổi qua két để làm mát két - Các ống nối dẫn nước vào két từ két bị bẹp làm cản trở lưu thông tuần hoàn nước qua két nhiệt khỏi hệ thống làm mát Có thể tháo hai ống nối két động rửa riêng cho cụm két động Phương pháp tốn nước phương pháp rửa chung cho toàn hệ thống - Gò, hàn lại ống nước tản nhiệt Số lượng hàn lấp không 10% tổng số ống - Nắn thẳng lại cánh tản nhiệt - Thử nghiệm thời gian nước chảy qua két làm mát, lưu lượng giảm cỡ 15% so với thiết kế phải sửa chữa thay 64 két Phải thay két nếu: - Số ống nước móp méo lớn 20% - Số đường ống bị tắc lớn 10% - Số cánh tản nhiệt bị hỏng lớn 20% Sau sửa chữa xong phải thử độ kín khít phận - Vòng bít bị hư hỏng Nếu vòng Thông thường máy bơm không bít bị hư hỏng nước làm mát bị rò thể sửa chữa cách tháo rời lượng rò rỉ thoát ra, mà thường phải thay qua lỗ xả thân máy Tuy nhiên, có số kiểu máy bơm, để nước làm mát không bơm nước tháo để sửa chữa thâm nhập vào vòng bi Vì - Kiểm tra phận phớt bao Bơm nước có tượng rò rỉ kín hỏng phải thay thế, kiểm có nước làm mát thoát tra bề mặt đế lắp phớt bao kín qua lổ xả nguyên nhân thân bơm bị mòn rỗ có vòng bít vòng bi bị hỏng thể doa mài bóng lại doa - Rò rỉ nước qua lỗ thăm thân rộng đóng ống lót mài bơm bề mặt lắp ghép thân bơm bóng bề mặt tiếp xúc Cần thay với thân máy roan đệm mặt lắp - Trục bơm bị rơ ngang ổ bi ghép thân bơm với thân máy để đảm bảo không rò rỉ nước bị hỏng - Bánh công tác bơm bị ăn mòn lớn, gãy vỡ - Thay ổ bi tiêu chuẩn - Thay bánh công tác phù hợp thay bơm Cho 65 phép sửa chữa bánh công tác phải đảm bảo độ cứng vững - Cánh quạt gió nứt, gãy,cong - Nếu bị nứt, gãy phải thay vênh thông số kỹ thuật, -Quạt không chạy hàn vết nứt Thông thường cánh quạt gió có bị hư hỏng điều thay giá Quạt gió thành cánh quạt rẻ, dễ thay -Quạt không chạy cần kiểm tra môtơ quạt, mạch điện, đường dây… Nếu hỏng không sữa cần phải thay - Van nhiệt bị liệt hay kẹt - Tháo van khỏi động cơ, tẩy vị trí đóng không mở rửa làm cáu bẩn bám to đường nước qua két, làm cho van, kiểm tra đóng mở nước không làm nguội, van theo nhiệt độ, van Van nhiệt động nóng Nếu van bị liệt đóng, mở nhiệt độ không hay kẹt vị trí mở to dẫn đến với yêu cầu cần phải thay thời gian chạy ấm máy lâu, tượng kéo dài gây mòn nhanh động cơ, tốn nhiên liệu tăng ô nhiễm môi trường 4.2.Quy trình tháo lắp hệ thống làm mát Nếu hệ thống làm mát xuất hư hỏng, ta cần tháo lắp hệ thống làm mát để tiến hành sữa chữa Sau quy trình tháo lắp hệ thống làm mát xe INNOVA 66 Trình Công việc tự Tháo cực âm (-) ắc quy Tháo đèn pha tháo vị trí ốc vít nhựa bên đầu xe gầm xe gỡ ba đờ sốc Rút giắc điện cảm biến gió.Dùng kìm tháo kẹp ống ống dẫn vào lọc hộp lọc gió gỡ lẫy cài hộp lọc gió nhấc mặt Tháo ê cu khỏi đáy hộp sau gỡ nốt phần lại hộp lọc gió Tháo chốt nhựa chạy quanh két nước Hình ảnh mô 67 Tháo ốc vít liên quan tới két nước Tháo đường dây điện chạy quanh két Tháo khóa nắp capô Tháo chốt giữ két bên Tháo đường ống nước phụ dẫn vào bình nước phụ 10 68 Tháo kẹp khỏi đường ống nước hồi két 11 Tháo kẹp ống khỏi đường dẫn từ két nước vào bơm nước 12 Tháo kẹp ống nước làm mát vào cổ hút 13 Tháo kẹp ống làm mát dẫn vào cổ hút 14 Rút giắc điện cắm vào quạt làm mát 15 69 Nhấc tai giữ két làm mát 16 Tháo ống nước từ két vào bơm nước 17 Tháo ống nước 18 Tháo ống nước 19 70 Tháo chốt nhựa khỏi quạt két nước nhấc quạt khỏi lồng quạt 20 Tháo chốt giảm chấn cao su phía két nước 21 Tháo giảm chấn cao su chân két nước 22 Tháo chốt nhựa xả nước làm mát 23 Trên quy trình tháo kiểm tra hệ thống làm mát xe Yaris.Trong thực trình cần ý: - Khi tháo kẹp ống phải cẩn thận kẹp chặt dễ gây đập vào tay 71 - Khi nhấc ống khỏi phải cẩn thận lựa từ từ tránh giật mạnh dễ gây rách ống nước - Khi tháo giắc điện nên ý quan sát không dễ dẫn đến đứt ngầm dây điện Khi xả nước khỏi két nên lưu ý Vì dễ gây bị bỏng nước làm mát nóng xe vừa hoạt động Tài liệu tham khảo [1] GS.TS Nguyễn Tất Tiến Nguyên lý động đốt Nhà xuất giáo dục 2000 [2] Hồ Tấn Chuẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến Kết cấu tính toán động đốt (Tập 1,2,3) Nhà xuất giáo dục - 1996 [3] PGS.TS Hoàng Đình Tín Truyền nhiệt tính toán thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 [4] Nguyễn Văn May Bơm, quạt , máy nén Nhà xuất khoa học kỹ kỹ thuật [5] Catalogue động 1TR-FE [6] Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập [7] Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập [8] Đinh Ngọc Ái – Đặng Huy Chi – Nguyễn Phước Hoàng – Phạm Đức Nhuận Thủy lực máy thủy lực tập Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội - 1972 72 ... v h thng lm mỏt cho ng c ng c t - Kho sỏt h thng lm mỏt ng c 1TR-FE Phng phỏp kim tra sa cha h thng lm mỏt - Tớnh toỏn nhit ca ng c 1TR-FE - Vn dng lý thuyt truyn nhit, tớnh toỏn kim tra nhit... sỏt, nh hng ln n cỏc ch tiờu kinh t v cụng sut ng c ng c 1TR-FE cú h thng lm mỏt tun hon cng bc 1.2.2 Yờu cu ca h thng lm mỏt i vi ng c 1TR-FE cng nh cỏc ng c lp trờn xe ụ tụ khỏch thỡ h thng... nguyờn lý lm vic: 40 40 CHNG III 41 TNH TON H THNG LM MT ễNG C 1TR-FE 41 3.1 Tng quan v truyn nhit qua vỏch cú cỏnh 41 3.2 Cỏc thụng s ca kột nc, bm