CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Nội dung Chơng 1: Động lực học cấu trục khuỷu truyền (LT : 09 tiết - KT : 0) 1.1 Động học cấu trục khuỷu truyền giao tâm 1.2 Động học cấu trục khuỷu truyền lệch tâm 1.3 Động lực học cấu trục khuỷu truyền 1.3.1 Khối lợng chi tiết chuyển động 1.3.2 Lực mômen tác dụng lên cấu trục khuỷu truyền 1.3.3 Hệ lực mômen tác dụng lên trục khuỷu động hàng xylanh Chơng 2: Cân động đốt (LT : 05 tiết - KT : 01) 2.1 Giới thiệu chung 2.2 Cân động xylanh 2.3 Cân động xylanh 2.4 Cân động xylanh 2.5 Cân động xylanh Chơng 3: Thân máy nắp xylanh (LT : 05 tiêt - KT : 0) 3.1 Nắp xylanh 3.2 Thân máy 3.3 Xylanh lót xylanh 3.4 Cácte Chơng 4: Cơ cấu trục khuỷu truyền (LT : 09 tiết - KT : 01) 4.1 Nhóm piston 4.2 Nhóm truyền 4.3 Bạc truyền 4.4 Bulông truyền 4.5.Trục khuỷu- Bánh đà Chơng 5: Cơ cấu phân phối khí (LT : 05 tiết - KT : 0) 5.1 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 5.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc cấu phân phối khí Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên 5.3 Cấu tạo chi tiết cấu phân phối khí 5.4 Điều chỉnh góc độ phối khí động cao tốc Chơng 6: Hệ thống bôi trơn (LT : 04 tiết - KT : 0) 6.1 Công dụng, phân loại yêu cầu 6.2 Các dạng bôi trơn 6.3 Các phơng án bôi trơn - u, nhợc điểm 6.4 Kết cấu phận HTBT 6.5 Các phận kiểm tra theo dõi hệ thống 6.6 Thông gió hộp trục khuỷu Chơng 7: Hệ thống làm mát (LT : 05 tiết - KT : 01) 7.1 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 7.2 Các phơng pháp làm mát, u, nhợc điểm 7.3 Hệ thống làm mát nớc 7.4 So sánh hệ thống làm mát không khí hệ thống làm mát nớc 7.5 Kết cấu chi tiết hệ thống làm mát Chơng 8: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng (LT : 14 tiết - KT : 01) 8.1 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 8.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hoà khí 8.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng Chơng 9: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động Diesel (LT : 14 tiết - KT : 01) 9.1 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 9.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp dãy 9.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm phân phối Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Chơng V Cơ cấu phân phối khí 5.1 Công dụng, phân loại yêu cầu 5.1.1 Công dụng Cơ cấu phân phối khí dùng thực trình trao đổi khí, thải khí cháy (khí thải) khỏi xylanh nạp hỗn hợp khí (động xăng) không khí (động diesel) vào xylanh để động làm việc liên tục 5.1.2 Phân loại * Phân loại cấu phân phối khí vào cách thức đóng mở cửa nạp cửa xả: - Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo xupáp đặt) - Cơ cấu phân phối khí dùng van trợt - Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng cửa nạp cửa xả (động hai kỳ) 5.1.3 Yêu cầu - Đảm bảo chất lợng trình trao đổi khí (thải sản vật cháy, nạp đầy hỗn hợp đốt) - Đóng mở thời điểm qui định - Đảm bảo đóng kín buồng cháy động kỳ nén nổ không cho khí thải quay lại buồng đốt - Độ mòn chi tiết tiếng kêu nhỏ - Dễ điều chỉnh sửa chữa 5.2 Bố trí xupáp dẫn động cấu phân phối khí 5.2.1 Số xupáp Thông thờng xylanh có xupáp thải xupáp nạp Đờng kính nấm xupáp nạp thờng lớn đờng kính nấm xupáp thải để u tiên nạp đầy cho động Để tăng tiết diện lu thông qua dòng khí nạp khí thải, động có đờng kính xylanh lớn, số xupáp (2 xupáp nạp xupáp thải) xupáp (2 nạp thải) Hiện đờng kính xylanh nhỏ nh ôtô du lịch ngời ta thiết kế xupáp cho xylanh Ngoài việc tăng tiết diện lu thông cho dòng khí lu động, ngời ta Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên tạo chuyển động xoáy đóng mở xupáp tên xylanh lệch nhau, hoàn thiện trình hình thành khí hỗn hợp cháy để cải thiện tính làm việc động Hiện số động dùng xupáp cho xylanh, có xupáp nạp xupáp thải 5.2.2 Bố trí xupáp a Xupáp nạp xupáp thải nằm phía b Xupáp nạp xupáp thải nằm hai phía c Xupáp bố trí song song với xylanh d Xupáp bố trí nghiêng so với xylanh Hình 5.1 : Bố trí xupáp Để tận dụng khí thải sấy nóng khí nạp mới, để tăng cờng trình bay hoà trộn nhiên liệu với không khí đờng ống nạp thải nằm phía động (hình 5.1a) Nhng có trờng hợp, nhằm hạn chế ảnh hởng tăng nhiệt độ khí nạp làm giảm hệ số nạp đờng thải đợc bố trí hai phía động (hình 5.1b ) Hầu hết động Diesel đợc bố trí theo phơng án Xupáp thờng đợc bố trí song song với xylanh (hình 5.1c) Nhng có số trờng hợp phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy, xupáp đợc bố trí nghiêng buồng cháy đợc gọn ( hình 5.1d) 5.2.3 Dẫn động xupáp Xupáp đợc dẫn động gián tiếp thông qua chi tiết trung gian nh: đội, đũa đẩy, đòn gánh, cò mổ (hình 5.2) Ngoài để giảm bớt chi tiết dẫn động trung gian, xupáp đợc dẫn động trực tiếp từ cam (hình 5.2a) qua chi tiết trung gian đòn bẩy để khuếch đại hành trình xupáp (hình 5.2 b,c,d,e) Tuy phải giải vấn đề trục cam với khoảng cách xa Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 5.2: Dẫn động xupáp a Dẫn động xupáp kiểu trực tiếp b Dẫn động xupáp kiểu gián tiếp thông qua cấu trung gian (cò mổ) c Dẫn động xupáp kiểu gián tiếp thông qua cấu trung gian (con đội, đũa đẩy, cò mổ) d Dẫn động xupáp kiểu gián tiếp thông qua cấu trung gian (con đội) e Dẫn động xupáp kiểu gián tiếp thông qua cấu trung gian (con đội cò mổ) 5.2.4 Dẫn động trục cam Có nhiều phơng pháp dẫn động trục cam Tuỳ thuộc vào loại động có thiết kế vị trí trục cam khác mà ngời ta chọn cách dẫn động trục cam thích hợp Để thực pha phối khí thời điểm mở đóng xupáp phải tơng đơng với vị trí định piston Để đảm bảo không bị trợt tơng đối truyền động từ trục khuỷu đến trục cam phải đảm bảo tỉ số truyền 2:1 (động kỳ), 1:1 (động kỳ) Đáp ứng nhu cầu có cách dẫn động nh sau: * Dẫn động trực tiếp bánh bánh cam * Dẫn động gián tiếp thông qua bánh trung gian * Dẫn động xích * Dẫn động đai (thờng sử dụng đai ) * Dẫn động trục vít Dẫn động trực tiếp Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Kết cấu truyền Bánh cam Bánh cơ; Mặt bích Dấu bánh cam bánh Hình 5.3: Dẫn động bánh Dẫn động bánh dùng cho động có trục cam bố trí thân máy, hộp trục khuỷu Thờng đợc dẫn động bánh nên khoảng cách trục cam trục khuỷu nhỏ Bánh cam đợc lắp đầu trục cam then vít cố định Bánh đợc lắp với trục khuỷu mối ghép then hoa Trên bánh trục cam có số gấp hai lần số bánh (động kỳ) (động kỳ) Để bánh đợc ăn khớp êm dịu động thờng dùng bánh trụ nghiêng Các bánh trục cam đợc chế tạo vật liệu tổng hợp để tránh mòn cho bánh bánh cam ăn khớp đợc êm dịu Để thuận tiện cho việc điều chỉnh sửa chữa cấu phân phối khí, bánh trục cam bánh trục đợc khắc dấu đặt cam cho máy số Nguyên lý làm việc Khi động làm việc trục khuỷu quay làm bánh trục khuỷu quay thông qua cặp bánh dẫn động làm trục cam quay ngợc chiều trục cam quay đợc vòng trục khuỷu quay đợc hai vòng + Dẫn động bánh trung gian Kết cấu truyền Bánh trục Bánh trung gian Bánh trục cam Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 5.4 Dẫn động bánh trung gian Kiểu dẫn động bánh trung gian áp dụng cho trục khuỷu trục cam có khoảng cách lớn Nhng kiểu dẫn động làm cho thân máy có kết cấu phức tạp (vì phải lắp nhiều trục trung gian để lắp bánh trung gian) Do cấu dẫn động trở lên cồng kềnh làm việc có tiếng ồn Dẫn động xích Phơng án dùng phổ biến động có trục cam nằm nắp máy Phơng án làm giảm đến mức tối đa giới hạn chi tiết truyền động từ trục cam đến xupáp thuận tiện cho việc tăng tốc độ động Kết cấu truyền Trục khuỷu Bánh Xích Guốc căng xích Cơ cấu căng xích Bánh cam Trục cam Đòn bẩy xupáp Xupáp 10 Bạc bulông điều chỉnh 11 Bulông điều chỉnh 12 Cơ cấu đỡ xích 13 Bánh dẫn động bơm dầu Hình 5.5 Cơ cấu dẫn động xích Dẫn động xích có u điểm gọn nhẹ dẫn động trục cam khoản cách lớn Tuy phơng án có nhợc điểm giá thành xích đắt giá thành chế tạo bánh nhiều Khi phụ tải lớn sau thời gian sử dụng, xích thờng bị rão, gây nên tiếng ồn làm sai lệch phân phối khí Để giữ cho xích đợc căng ngời ta dùng cấu căng xích có lò xo vít điều chỉnh độ căng xích Để chống rung cho xích ng ời ta dùng dẫn hớng cho xích Nguyên lý dẫn động Khi động làm việc trục khuỷu quay, bánh xích đợc gắn trục khuỷu quay thông qua dải xích dẫn động làm bánh xích trục cam quay Chiều quay trục cam Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên chiều với chiều quay trục khuỷu Khi trục cam quay đợc vòng trục khuỷu quay đợc hai vòng Dẫn động đai + Kết cấu truyền Bánh cam đợc lắp với trục cam đai ốc hãm, số bánh cam hai lần số bánh Bánh trục khuỷu Bánh căng đai; Bánh trục cam Đai Trục cam Xupáp nạp Xupáp hút Trục cam xả Hình 5.6: Dẫn động đai Bánh trục khuỷu đợc lắp trục khuỷu mối ghép then hoa có đai ốc hãm Dây đai dẹt có ngang ăn khớp với bánh trục cam bánh trục khuỷu số động V6 V8, có hai trục cam Trong hệ thống truyền động đai có căng đai điều chỉnh tự động độ căng đai cho dây đai không trùng, tránh tợng trợt đai làm sai pha phối khí + Nguyên lý dẫn động: Khi động làm việc, trục khuỷu quay thông qua bánh trục khuỷu dải đai răng, bánh trục cam quay làm trục quay Chiều trục cam (động nhiều trục cam) chiều quay trục khuỷu Khi trục cam quay đợc vòng trục khuỷu quay đợc hai vòng (động kỳ) vòng (động kỳ) - Ưu nhợc điểm: Sử dụng truyền đai có u điểm chạy êm không gây tiếng ồn Điều chỉnh độ căng đai dễ dàng, kết cấu đơn giản truyền xích không cần dẫn hớng, Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên giảm chấn, truyền xích điều chỉnh căng đai đơn giản điều chỉnh độ căng xích Dây có tính chất mền dẻo, động cao dẫn động trực tiếp cho nhiều trục cam, nhiều phận cần dẫn động khác động nên giảm đợc khối lợng chi tiết Nhng giá thành cao phải thay thờng xuyên điều chỉnh phức tạp 5.3 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc cấu phân phối khí 5.3.1 Cơ cấu phân phối khí xupáp đặt Sơ đồ nguyên lý Đòn gánh Lò xo ống dẫn hớng Xupáp Nắp xylanh Xylanh Đũa đẩy Đai ốc điều chỉnh Con đội 10 Cam Hình 5.7 Sơ đồ cấu tạo cấu phân phối khí dùng xupáp đặt Trục cam Con đội Lò xo xupáp Xupáp Nắp máy Thân máy Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 5.8 Sơ đồ nguyên lý cấu phân phối khí dùng xupáp đặt Nguyên lý làm việc Bánh trục khuỷu đợc ăn khớp với bánh trục cam Khi động làm việc trục khuỷu quay thông qua cặp bánh ăn khớp làm trục cam quay theo Lúc cam cha tác dụng vào đội lực đàn hồi lò xo đẩy xupáp xuống đóng kín cửa nạp cửa xả Lúc động trình nén cháy giãn nở Khi cam bắt đầu tác động vào đuôi đội đẩy đội lên, mở cửa nạp cửa xả thông với xylanh để thực hút hỗn hợp nhiên liệu không khí vào xylanh hay thải sản vật cháy khỏi xylanh 5.3.2 Cơ cấu phân phối khí xupáp treo 1.Bánh Cam xả Cam nạp 4.Gối đỡ 5.Con đội Xupáp ống dẫn hớng Đũa đẩy Trục đòn gánh 10 Cò mổ 11 Lò xo xupáp 12 Vít điều chỉnh 13 Bạc gối đỡ Hình5.9.Sơ đồ cấu tạo cấu phân phối khí dùng xupáp treo 10 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên 7.1.2 Yêu cầu: Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động thích hợp Nếu làm mát gió cánh tản nhiệt phải đảm bảo cho xylanh đợc làm mát nh Nếu làm mát nớc phải đảm bảo đa nớc có nhiệt độ thấp đến vị trí có nhiệt độ cao, nớc phải chứa iôn Kết cấu hệ thống làm mát phải có khả xả hết nớc súc rửa để sử dụng bảo quản dễ dàng 7.1.3 Phân loại: Hệ thống làm mát động đợc phân loại theo đặc điểm sau: - Theo môi chất làm mát đợc sử dụng gồm có loại : + Hệ thống làm mát nớc,dung dịch làm mát + Hệ thống làm mát không khí - Theo mức độ tăng cờng làm mát gồm có loại + Làm mát tự nhiên + Làm mát cỡng - Hệ thống làm mát cỡng đợc phân theo đặc điểm vòng tuần hoàn nớc gồm có + Kiểu vòng tuần hoàn kín + Kiểu vòng tuần hoàn hở Kiểu vòng tuần hoàn - Hệ thống làm mát nớc tự nhiên gồm loại: + Hệ thống làm mát kiểu bốc + Hệ thống làm mát kiểu đối lu 7.2 Các phơng pháp làm mát, u, nhợc điểm Căn vào chất làm mát chia làm loại hệ thống làm mát - Hệ thống làm mát không khí - Hệ thống làm mát nớc 7.2.1 Kiểu làm mát không khí Dùng không khí để đa nhiệt lợng cần thiết từ động môi trờng xung quanh 58 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên 7.2.2 Kiểu làm mát tự nhiên Lợi dụng tốc độ tơng đối dòng không khí chuyển động ngợc chiều với chiều chuyển động động để không khí nhận nhiệt từ động truyền Để tăng c ờng hiệu làm mát xung quanh nắp máy thân máy có cánh tản nhiệt để tăng diện tích tiếp xúc động * Ưu điểm: chi tiết nên dễ chăm sóc bảo dỡng, nhanh đạt đợc nhiệt độ làm việc định mức Không bị ảnh hởng nớc tới dầu bôi trơn Phù hợp với nơi khan nớc nh sa mạc, rừng sâu Thờng đợc dùng cho xe mô tô, xe quân * Nhợc điểm: Hiệu làm mát kém, động thờng bị nóng tải, cánh tản nhiệt bị bẩn Muốn làm mát tốt cánh tản nhiệt phải lớn gây cồng kềnh, tốn nguyên vật liệu Hình 7.1 Hệ thống không khí Cácte Thân máy 3.Cánh tản nhiệt làm mát Bulông Xylanh 7.3 Hệ thống làm mát nớc hệ thống làm mát nớc, nớc đợc dùng làm môi chất trung gian tản nhiệt cho chi tiết Tuỳ thuộc vào tính lu động nớc hệ thống làm mát, phân thành loại Hệ thống làm mát kiểu bốc Hệ thống làm mát kiểu đối lu tự nhiên Hệ thống làm mát tuần hoàn cỡng 7.3.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc 59 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 7.2 Hệ thống làm mát kiểu bốc Thân máy Thùng nhiên liệu Piston Bình bốc Thanh truyền Nắp xylanh Hộp cácte trục khuỷu Đây hệ thống đơn giản Bộ phận chứa nớc bao gồm: Các khoang chứa nớc làm mát thân máy 1, nắp xylanh bình bốc 6, lắp với thân máy Khi động làm việc, khoang chứa nớc bao bọc quanh cháy, nớc sôi Nớc sôi nên tỷ trọng giảm, lên mặt thoáng bình bốc mang theo nhiệt khí Nớc sau nhiệt, nớc có tỷ trọng cao nên chìm xuống tạo thành dòng lu động đối lu tự nhiên * Ưu điểm: Kết cấu đơn giảm nên thích hợp với động nông nghiệp cỡ nhỏ, giá thành thấp, công chăm sóc bảo dỡng * Nhợc điểm: Do làm mát bốc hơi, nguồn nớc bổ sung tốc độ tiêu hao nớc lớn Vì hệ thống làm mát kiểu bốc không thích hợp cho động ô tô Mặt khác tốc độ lu động nớc đối lu tự nhiên nhỏ nên làm mát không đồng dẫn tới tợng chênh lệch lớn nhiệt độ phần tử đợc làm mát 7.3.2 Hệ thống làm mát kiểu đối lu tự nhiên 60 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 7.3 Hệ thống làm mát kiểu đối lu tự nhiên Thân máy két nớc Xylanh Không khí làm mát Nắp xylanh Quạt gió Đờng nớc két nớc Đờng nớc vào động Nắp để rót nớc Trong hệ thống làm mát đối lu tự nhiên nớc lu động tuần hoàn nhờ độ chênh lệch khối lợng riêng (f) nhiệt độ khác Nớc làm mát nhận nhiệt xylanh thân máy (f) giảm lên nớc lên khoang nắp xylanh 3, nớc tiếp tục nhận nhiệt chi tiết bao quanh buồng cháy, nhiệt độ nớc tiếp tục tăng khối lợng riêng tiếp tục giảm nớc tiếp tục lên theo đờng dẫn khoang phía két làm mát Quạt gió đợc dẫn động từ puly từ trục khuỷu động hút không khí qua két Do nớc két đợc làm mát, tỷ trọng nớc tăng lên, nớc chìm xuống khoang dới két từ vào thân máy, thực vòng tuần hoàn * Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, tốn công chăm sóc bảo dỡng, sửa chữa, giá thành thấp Thích hợp với động nông nghiệp cỡ nhỏ Hiệu làm mát tơng đối tốt Do tự điều chỉnh hệ thống làm mát theo phụ tải * Nhợc điểm: Tốc độ lu động nớc nhỏ khoảng 0,12 ữ 0,19m/ s Điều dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nớc vào nớc lớn Vì nớc làm mát không đồng Muốn giảm độ chênh lệch nhiệt độ nớc vào nớc khỏi động phải tăng kích thớc thùng chứa, két nớc tăng chiều cao lắp đặt két nớc, điều làm cho động cồng kềnh Do không thích hợp với động nhiều xylanh động dùng cho vận tải 7.3.3 Hệ thống làm mát tuần hoàn cỡng Để tăng tốc độ lu động nớc làm mát động cơ, ngời ta dùng hệ thống tuần hoàn cỡng Trong hệ thống tốc độ lu động nớc chủ yếu bơm nớc định Hệ thống làm mát vòng hở 61 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hình 7.4 Hệ thống làm mát vòng hở Thân máy Đờng nớc Nắp máy Lới lọc Van nhiệt Bơm nớc Trong hệ thống nớc làm mát nớc sông hồ, biển đợc bơm hút vào làm mát động Sau theo đờng ống nớc đổ sông hồ, biển Vì nớc sông hồ nớc bẩn nên cần lới lọc bớt cạn bẩn, rác * Ưu điểm: Hệ thống có kết cấu đơn giảm nên chăm sóc bảo dỡng, thích hợp với loại xuồng máy, ca nô, thuyền cỡ nhỏ * Nhợc điểm: Do phải đảm bảo nhiệt độ nớc làm mát thấp ( khoảng 60 0c ) để giảm tợng đóng cặn khoang nớc động ( tăng trở nhiệt trình trao đổi nhiệt ) nên chênh lệch nhiệt độ lớn Điều dẫn đến ứng suất nhiệt chi tiết đợc làm mát 62 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hệ thống làm mát cỡng vòng Hình 7.5 Hệ thống làm mát cỡng vòng Thân máy Đờng nớc vòng hở Nắp xylanh Bơm vòng hở Van nhiệt Đờng nớc vào vòng hở Két làm mát Bơm nớc vòng kín Trong hệ thống nớc đợc làm mát két nớc dòng không khí quạt gió tạo mà nớc có nhiệt độ thấp nh nớc sông hay nớc biển Hệ thống có vòng tuần hoàn Vòng thứ nhất: Làm mát động cơ, nớc qua van vào két đợc bơm hút đẩy vào động tạo thành vòng tuần hoàn kín Vòng thứ hai: Nớc sông hồ, biển đợc bơm chuyển đến két làm mát, để làm mát nớc vòng kín, sau đợc thải sông, biển nên đợc gọi vòng hở * Ưu điểm: Tác dụng môi chất có tỷ nhiệt cao, làm mát trực tiếp két nớc phơng pháp đạt hiệu làm mát cao Đợc sử dụng phổ biến cho động tầu thuỷ * Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp nhiều chi tiết, tốn công chăm sóc bảo dỡng, chịu ứng suất lớn, hoạt động môi trờng lạnh, dễ vỡ áo nớc két nớc 63 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Hệ thống làm mát cỡng tuần hoàn kín vòng Hình 7.6 Hệ thống làm mát cỡng tuần hoàn kín vòng Thân máy Quạt gió Nắp xylanh Puly Đờng nớc khỏi động ống dẫn bọt nớc Van nhiệt Nắp giót nớc Két làm mát 10 ống nớc nối tắt bơm 11 Đờng nớc vào động 12 Bơm nớc 13 Két làm mát dầu 14 ống phân phối nớc hệ thống thờng dùng cho động ô tô , máy kéo hàng xylanh Nớc làm mát có nhiệt độ thấp đợc bơm 12 hút từ bình chứa phía dới két nớc qua đờng ống 10 qua két làm mát dầu 13 dể làm mát dầu, sau đợc đa vào động Để phân phối nớc làm mát đồng cho xylanh làm mát cho xylanh, nớc sau bơm vào thân máy qua ống phân phối 14 đợc đúc sẵn thân máy Sau làm mát xylanh, nớc lên làm mát nắp máy, theo đờng ống khỏi động với nhiệt độ cao, đến van nhiệt Khi van nhiệt mở nớc qua van vào bình chứa phía két nớc Tiếp theo nớc từ bình phía qua ống mỏng có gắn cánh tản nhiệt, nớc đợc làm mát dòng không khí qua két quạt tạo Quạt đợc dẫn động puly từ trục khuỷu động Tại bình chứa phía dới két làm mát, nớc có nhiệt độ thấp lại đợc bơm vào động thực chu trình làm mát tuần hoàn * Ưu điểm: Tốc độ lu động nớc phơng pháp đợc nâng cao, làm mát đồng cho xylanh xylanh Do hiệu làm mát cao, làm mát dầu bôi trơn nên dầu bôi trơn không bị nóng Do thích hợp cho ô tô, máy kéo hàng xylanh 64 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên * Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết, tốn công chăm sóc bảo dỡng Nhất két làm mát dầu phải đợc chế tạo có kết cấu thích hợp, độ bền cao độ bao kín tốt, cánh gây dò rỉ nớc dầu bôi trơn 7.3.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống làm mát kiểu cỡng vòng tuần hoàn kín Sơ đồ nguyên lý Hình 7.7 Hệ thống làm mát cỡng tuần hoàn vòng kín Thân máy Két làm mát Nắp xylanh Quạt gió Đờng nớc khỏi động Puly Đờng nớc nối tắt bơm 10 Đờng nớc vào động Van nhiệt 11 Bơm nớc Nắp két nớc 12 ống phân phối nớc Nguyên lý làm việc hệ thống làm mát cỡng tuần hoàn vòng kín Khi động làm việc bơm nớc dẫn động puly dẫn động từ trục khuỷu động làm việc hút nớc từ phía dới két làm mát Nớc đợc hút qua ống mềm tới bơm vào thân máy tới áo nớc làm mát thân máy nắp máy Lúc nhiệt độ động thấp dới 600c van nhiệt đóng để nớc khoang nớc không trở két nớc mà trực tiếp bơm nớc, để tiếp tục làm mát động ( tồn vòng tuần hoàn nhỏ ) 65 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Khi nhiệt độ nớc đạt 60 ữ 700c tính chất van nhiệt Van bắt đầu mở ra, van phụ dần đóng lại ( bắt đầu mở khe hở đế van van 0,2 ữ 0,3mm ) Lúc hệ thống hình thành vòng tuần hoàn Nớc qua van két làm mát qua két nớc làm mát tới bơm nớc, xong vòng tuần hoàn Vòng tuần hoàn phụ nớc qua van dẫn trực tiếp tới bơm đa nớc vào thân động Khi nhiệt độ nớc làm mát động nên tới 80ữ 900c làm van xoay góc 450 van mở hoàn toàn, kết cấu van nên van phụ đợc đóng kín hệ tồn vòng tuần hoàn ( van mở khe hở đế van van không nhỏ ữ 9mm ) Do toàn nớc qua két làm mát dẫn tới bơm nớc đợc bơm nớc đa ngợc trở lại động 7.4 So sánh hệ thống làm mát không khí hệ thống làm mát nớc Hệ thống làm mát không khí - Kết cấu hệ thống đơn giản chi tiết Động đợc sấy nóng nhanh - Tránh đợc tợng vỡ áo nớc két nớc đóng băng Hệ thống làm mát nớc - Kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết - Động đợc sấy nóng chậm Có thể xảy tợng vỡ áo nớc, két nớc, tợng nớc đóng băng - Thích hợp với địa hình thiếu nớc nh sa - Không thích hợp địa hình thiếu nớc mạc, xe dùng quân - Hiệu làm mát kém, trạng thái nhiệt - Hiệu làm mát tốt chi tiết bao quanh buồng đốt cao - Động dễ bị nóng cánh tản nhiệt bị bẩn vòng quay bị giảm đai truyền dão - Tỷ số nén động xăng thấp - Hệ số nạp động cao - Tổn thất công suất dẫn động quạt - Tổn thất công suất dẫn động quạt gió cao thấp - Khi làm việc có tiếng ồn lớn hơn, - Khi động làm việc êm dịu xylanh áo nớc quanh xylanh có áo nớc làm mát - Kết cấu động vững hơn, trọng - Chăm sóc bảo dỡng phức tạp, khó khăn lợng lớn 10 ữ 15% - Chăm sóc bảo dỡng dễ dàng 66 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên 7.5 Kết cấu chi tiết hệ thống làm mát 7.5.1 Két nớc: Công dụng: Là phận chứa nớc làm mát làm nguội bị nóng lên sau qua chi tiết động Điều kiện làm việc: Két nớc làm việc điều kiện nhiệt độ cao ăn mòn hoá học, bị rung giật, thờng xuyên bị bụi bẩn bám vào, chịu ứng suất nhiệt nên dễ gây nứt đờng ống két nớc Cấu tạo: Két nớc đợc lắp phía trớc động cơ, két nớc gồm phần Bình phía Bình phía dới Ruột két nớc ( thân két nớc ) 1,6.ống dẫn nớc 2,5 Đoạn ống mềm ống dẫn nớc vào thân Khoá giằng bắt chặt đoạn ống mềm Buồng két nớc Lỗ đổ nớc vào két Van ( Nắp két nớc ) 10 Cánh tản nhiệt 11 Đờng gân 12 Đáy ( Buồng nớc dới) Hình 7.8 Két nớc * Bình nớc có nhiệm vụ: Gồm nớc từ thân động cơ, phía khoảng rỗng có nắp két nớc Vật liệu đồng dầy 0,5mm ( nhựa tổng hợp ) miệng đổ nớc có nắp đầu nối cảm biến bóng đèn kiểm tra nhiệt độ giới hạn nớc ống nối ống thoát hàn miệng đổ nớc vào két * Bình nớc dới có nhiệm vụ: Gồm nớc từ thân nớc sau làm mát, dập từ đồng mỏng ( nhựa tổng hợp ) có đờng dẫn nớc tới bơm nớc bình có van xả nớc đợc điều khiển khóa vặn 67 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên * Ruột két nớc ( thân két nớc ) có nhiệm vụ: Làm mát nớc gồm khoảng 200 ữ 300 ống dẫn nớc đồng nhôm Sắp xếp theo hàng đầu hàn với bình nớc bình nớc dới Hình dạng ống tiết diện tròn ô van hay dẹt Đợc chế tạo đồng hay đồng thau với bề dầy 0,15mm Hiện số động lắp két nớc có dòng ngợc, két nớc sử dụng quạt điện, quạt hút, quạt đẩy Két nớc sử dụng tải nhiệt nằm ngang Nhằm tăng hiêụ suất truyền nhiệt 7.5.2 Bơm nớc: Công dụng: Bơm nớc có nhiệm vụ hút nớc từ két nớc đẩy vào đờng nớc thân động cơ, với áp suất lu lợng phù hợp, để tạo vòng tuần hoàn Điều kiện làm việc: Bơm nớc làm việc với áp suất nớc lớn, chịu mài mòn ổ bi, chịu ăn mòn hoá học tạp chất có nớc đờng vào đờng ra, chịu mài mòn dòng xoáy nớc Cấu tạo bơm nớc: Hình 7.9 Cấu tạo bơm nớc Bơm nớc thờng dùng bơm ly tâm : Thân bơm đợc đúc gang hợp kim nhôm Trên thân có đờng nớc vào, đờng nớc ra, guồng quạt nớc đợc đúc gang kim đồng Guồng quạt đợc lắp cố định trục bơm, quay trợt thân bơm ổ bi Để không cho nớc dò rỉ theo trục bơm có nắp vòng chắn nớc gồm: Các đệm cao su, lò xo để chắn không cho nớc dò rỉ bên Nguyên lý làm việc bơm ly tâm 68 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Đờng nớc vào Vỏ bơm Đờng nớc Trục bơm Guồng quạt nớc Hình 7.10 Nguyên lý làm việc bơm ly tâm Khi động làm việc thông qua truyền đai, trục bơm quay làm guồng quạt nớc quay vỏ bơm Do tác dụng lực li tâm cánh guồng mà quạt nớc vào thành vỏ bơm sinh áp lực đẩy nớc vào đờng nớc làm mát guồng quạt quay nớc tạo khoảng chân không xung quanh tâm guồng nớc két nớc không ngừng đợc bổ sung vào bơm nớc lu lợng bơm từ 68 ữ 320lit/ kw h ( số vòng quay từ 1800 ữ 3500 vòng/ phút ) số vòng tuần hoàn từ ữ 12 lần/ phút Cột áp suất bơm tạo nên 0,5 ữ1,5kG/cm2 công dẫn động bơm chiếm khoảng 0.005 ữ 0,01Ne Một số loại bơm nớc hệ thống làm mát Bơm piston: Chỉ dùng hệ thống làm mát tàu thuỷ tốc độ thấp ,động ôtô thờng không dùng loại bơm này, tránh lực quán tính lớn khối lợng chuyển động bơm Chu trình cấp nớc không liên tục Bơm guồng, cánh hút dùng hệ thống làm mát động tàu thuỷ không dùng cho động ôtô 7.5.3 Van nhiệt Công dụng: Van nhiệt có tác dụng điều tiết nhiệt độ nớc làm mát động sau máy khởi động, nớc đợc làm nóng lên cách nhanh chóng Điều kiện làm việc: 69 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Nó chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn chịu lu động dòng nớc nóng, chịu ăn mòn hoá học tạp chất nớc Cấu tạo: Có loại : Van đơn van kép a Van đơn: a Van nhiệt đóng b Van nhiệt mở Van nhiệt mở c Van t đóng d Van t mở Hình 7.11 Van nhiệt loại van đơn Cấu tạo: Van tự động khống chế độ ổn định nhiệt độ động cơ, van đợc lắp chỗ đờng nớc làm mát khỏi áo nớc, nắp xylanh hay ống dẫn nạp, van dùng chất lỏng hay chất rắn Van dùng chất lỏng: Gồm có bầu van có nếp gấp bầu chứa chất lỏng dễ bay ( 1/ rợu etylic 2/ nớc cất ) phần dới bầu đợc bắt chặt vào thân van 4, hàn vào phần bầu chứa 70 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Nguyên lý làm việc : Khi nhiệt độ nớc làm mát thấp 780c,van nhiệt đóng lại toàn nớc làm mát qua ống chuyển ( ống ngả ) để trở bơm nớc, không qua két nớc Nh động ống dẫn nạp nóng lên nhanh Khi nhiệt độ nớc làm mát vợt 780c áp suất hộp xếp tăng, làm cho hộp xếp giãn nở dài nâng van uốn lên Nớc nóng qua ống vào bình két nớc Van mở rộng hoàn toàn nhiệt độ 900c Van nhiệt dùng chất rắn: Có bầu số chứa chất xêrêzin ( lấy từ dầu mỏ ) đậy kín màng cao su 9, nhiệt độ 70 0c xêrêzin nóng chảy van giãn nở đẩy màng 9, cữ chặn 12 chuyển động lên phía Lúc van mở nớc làm mát bắt đầu chảy tuần hoàn qua két nớc Khi nhiệt độ giảm xêrêzin đông đặc lại giảm bớt thể tích, nớc tác dụng lò xo hộp xếp trở vị trí ban đầu, van đóng lại màng hạ xuống b Van kép: Hộp xếp Đờng nớc bơm Van bơm Van két nớc Đờng két nớc Đờng nớc nóng từ động Thân van Hình 7.12 Sơ đồ nguyên lý van nhiệt ké Cấu tạo: 71 Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên Gồm cánh ván gắn trụ van Hộp xếp bên có chứa chất bay ( gồm 1/ thể tích rợu êtilic 2/ nớc cất lợng chất lỏng có tổng thể tích khoảng ữ 8cm3 ) hộp xếp kim loại có hệ số giãn nở lớn Trên hộp xếp có gắn liền với trụ van, có đờng nớc bơm, đờng két đờng nớc đến từ động Nguyên lý: Khi nhiệt độ động thấp chất hộp xếp cha bị giãn nở cánh van đóng kín đờng nớc két làm mát Cánh van mở cho nớc từ động vào bơm, nớc từ động van nhiệt theo đờng dẫn tạo thành vòng tuần hoàn nhỏ Khi nhiệt độ động đạt 60 ữ 700c chất lỏng hộp xếp bay nên làm hộp xếp giãn khoảng 0,2 ữ 0,3mm mở van đóng dẫn van Từ phân chia lu lợng dòng nớc, két bơm phụ thuộc vào nhiệt độ nớc khỏi động có tác dụng nhiệt độ làm mát động phạm vi định Khi nhiệt độ đạt định mức ( 75 ữ 800c) hộp xếp giãn nở hoàn toàn chiều cao ống khoảng ữ mm cánh van đóng kín, cánh van mở hoàn toàn lu lợng nớc làm mát két nớc nên van nhiệt không tác dụng điều chỉnh nhiệt độ 72