3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KAMAZ 740
3.2.7. Hệ thống làm mỏt
3.2.7.1. Nhiệm vụ, mục đớch và ý nghĩa.
+ Nhiệm vụ:
Hệ thống làm mỏt động cơ cú nhiệm vụ thực hiện quỏ trỡnh truyền nhiệt từ khớ chỏy qua thành buồng chỏy đến mụi chất làm mỏt để đảm bảo nhiệt độ cỏc chi tiết khụng bị quỏ núng cũng như khụng bị quỏ nguội.
+ Mục đớch và ý nghiĩ ;
Trong quỏ trỡnh làm việc của động cơ, nhiệt được truyền từ khớ chỏy cho cỏc chi tiết (pittụng ,xec mang , xu pỏp, nắp xy lanh, thành xy lanh ...) lượng nhiệt này chiếm khoảng 30% nhiệt lượng do nhiờn liệu chỏy trong buồng chỏy toả ra. Vỡ vậy cỏc chi tiết đú thường bị đốt núng mĩnh liệt, làm cho nhiệt độ của cỏc chi tiết đú tăng lờn rất cao.
- Phụ tải nhiệt của cỏc chi tiết mỏy lớn, làm giảm sức bền, giảm độ cứng vững và giảm tuổi thọ của chỳng.
- Do nhiệt độ tăng cao làm cho độ nhớt của dầu bụi trơn giảm, nờn tăng tổn thất ma sỏt;
- Do hiện tượng giĩn nở nhiệt, làm cho pittụng bị biến dạng dễ gõy ra bú kẹt pittụng trong xy lanh.
- Giảm hệ số nạp.
Để khắc phục hậu quả trờn, cần thiết phải làm mỏt động cơ. Nếu nhiệt độ động cơ quỏ núng sẽ gõy ra cỏc hậu quả xấu như trờn, cũn nếu nhiệt độ quỏ thấp cũng khụng tốt. Vỡ rằng quỏ nguội cú nghĩa là động cơ được làm mỏt quỏ nhiều, vỡ thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dựng để sinh cụng ớt, do đú hiệu suất nhiệt của động cơ nhỏ.
Mặt khỏc do nhiệt độ của động cơ thấp, độ nhớt của dầu tăng lờn, khiến cho dầu khú lưu thụng vỡ vậy làm tăng tổn thất ma sỏt và tổn thất cơ giới. Khi nhiệt độ thành xy lanh thấp quỏ thỡ nhiờn liệu sẽ ngưng tụ trờn bề mặt thành xy lanh làm cho màng dầu bụi trơn sẽ bị nhiờn liệu rửa sạch, trong nhiờn liệu cũn cú cỏc chất dễ tạo ra cỏc axớt do kết hợp giữa nhiờn liệu và hơi nước ngưng tụ trờn thành xy lanh. Cỏc axit đú gõy ra hiện tượng ăn mũn kim loại.
Mức độ làm mỏt động cơ ảnh hưởng rất lớn đến cỏc chỉ tiờu kinh tế và cụng suất động cơ.
Nhiệt độ làm mỏt ảnh hưởng đến suất tiờu hao nhiờn liệu ge thụng thường ge nhỏ nhất khi nhiệt độ làm mỏt khoảng 80 900
C
Nhiệt độ làm mỏt cũn ảnh hưởng đến độ mũn của xy lanh, nhiệt độ làm mỏt càng tăng thỡ độ mũn của xy lanh càng giảm.
3.2.7.2. Đặc điểm của hệ thống làm mỏt.
Động cơ KAMAZ – 740 được làm mỏt bằng nước, kiểu làm mỏt cưỡng bức tuần hồn một vũng kớn.
Dung tớch hệ thống làm mỏt khi khụng cú bộ hõm núng khởi động:29,9 [lớt] và khi cú bộ hõm núng khởi động là 36,6 [lớt].
Nước tuần hồn trong hệ thống nhờ bơm nước kiểu bơm ly tõm. Nhiệt độ nước làm mỏt trong hệ thống được duy trỡ ở một giỏ trị cho phộp nhờ bộ van hằng nhiệt và sự điều khiển hoạt động của quạt giú bởi bộ ngắt thuỷ lực.
Quạt giú được dẫn động bằng khớp nối thuỷ lực. Khớp nối thuỷ lực được điều khiển bởi bộ ngắt thuỷ lực đảm bảo cho khớp nối làm việc ở ba chế độ: tự động, cắt, và thường mở. Trong hệ thống cú trang bị bỡnh giĩn nở để bự lại việc thay đổi thể tớch của nước khi nước núng lờn.
Hỡnh 3.12. Sơ đồ hệ thống làm mỏt.
1-Ống nối từ động cơ đến bỡnh giĩn nở; 2-Ống nối từ mỏy nộn khớ đến bỡnh giĩn nở; 3-Mỏy nộn khớ; 4-Ống thoỏt nước ở bờn phải; 5,6-Ống dẫn nước; 7-Ống dẫn của van hằng nhiệt; 8-Bơm nước; 9-Khuỷu ống xả nước; 10-Quạt giú; 11-Van xả;
12- Ống dẫn ở nửa thõn mỏy bờn phải; 13-Nhỏnh ống dẫn; 14-Nắp mỏy;
15-Bộ ngắt thuỷ lực dẫn động quạt giú; 16-Hộp đựng van hằng nhiệt; 17-Ống xả nước từ bỡnh về bơm nước; 18-Ống đưa nước vào mỏy sưởi; 19-Van kiểm tra mức chất làm lạnh; 20-Ống xả khớ ra ngồi kột nước; 21-Bỡnh giĩn nở; 22-Ống hơi khớ; 23-Van hằng nhiệt. I.Từ kột nước. II.Đi vào bơm khi van hằng nhiệt đúng. III.Đi vào kột nước khi van hằng nhiệt mở.
Mỏy hõm núng khi khởi động dựng để sấy núng nước làm mỏt trước khi khởi động động cơ vào mựa lạnh. Khi động cơ mới xuất xưởng, trong hệ thống làm mỏt cú pha thờm dung dịch TOCOL - A40.
3.2.7.3. Nguyờn lý làm việc của hệ thống làm mỏt:
Khi động cơ làm việc, nước làm mỏt từ bơm 8 được đưa đến đường nước hàng xy lanh trỏi và nước theo đường ống 12 làm mỏt hàng xy lanh phải. Nước sẽ bao quanh bề mặt ngồi của sơ mi xy lanh rồi đi qua cỏc đường nước ở mặt trờn thõn xy lanh, rồi đi vào cỏc đường nước ở trờn nắp mỏy. Từ nắp mỏy nước sau khi làm mỏt
(nước núng) sẽ theo cỏc đường ống 4 và 6 đi vào hộp van hằng nhiệt 16. Tuỳ theo nhiệt độ nước làm mỏt mà van hằng nhiệt sẽ cho nước đi đến kột làm mỏt hoặc đưa nước về lại đường hỳt của bơm.
Cỏc van hằng nhiệt và bộ ngắt khớp thuỷ lực tự động bảo đảm chế độ nhiệt trong động cơ. Chỳng cú nhiệm vụ điều khiển hướng của dũng nước và hoạt động của quạt giú phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mỏt trong động cơ.
Nhiệt độ của nước làm mỏt trong hệ thống được duy trỡ ở khoảng 80 900 C.
3.2.7.4. Đặc điểm kết cấu của cỏc bộ phận trong hệ thống làm mỏt Kột làm mỏt nước:
Kột làm mỏt dựng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra, rồi đưa trở lại làm mỏt động cơ .
Kột làm mỏt gồm cú ba phần: Ngăn trờn chứa nước núng, ngăn dưới chứa nước nguội và giàn ống truyền nhiệt nối ngăn trờn và ngăn dưới với nhau. Hiệu suất truyền nhiệt của bộ phận truyền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ lưu động của hai dũng mụi chất (mụi chất toả nhiệt là nước và mụi chất thu nhiệt là khụng khớ).
Cỏc ống truyền nhiệt là cỏc ống nước dẹt cú tiết diện hỡnh ụvan, được bố trớ ba hàng song song với nhau, cỏc hàng cú cỏc cột thẳng hàng với nhau. Cỏc ống truyền nhiệt được cắm trong cỏc lỏ tản nhiệt. Cỏc ống truyền nhiệt được làm bằng thộp.Vật liệu làm lỏ tản nhiệt là đồng đỏ.(Kớch thước của ống truyền nhiệt:a=15 [mm]; b=2,5 [mm], chiều dày lỏ tản nhiệt: 0,2 [mm]. Cỏc lỏ tản nhiệt được bố trớ dọc hai bờn ống truyền nhiệt theo dạng hỡnh xung điện.
Kột nước được đặt ở phần trước động cơ, được lắp trong khung kột và thanh chống ở hai bờn thành. Kột làm mỏt được bắt chặt trờn ụtụ nhờ cỏc gối đỡ bằng cao su ở ba điểm. Mức căng của cỏc gối đỡ cao su được hạn chế bằng cỏc ống lút chặn.
Để rỳt ngắn quỏ trỡnh hõm núng động cơ cũng như duy trỡ chế độ nhiệt của động cơ trong mựa lạnh người ta lắp cửa giú ở phớa trước kột nước. Cửa giú là loại nhiều cỏnh cửa. Cửa giú được điều khiển bằng tay, cần điều khiển được đặt bờn dưới bảng đồng hồ ở bờn phải của cột tay lỏi. Muốn đúng cửa thỡ phải kộo tay điều khiển về phớa sau . Khi hõm núng động cơ cũng như khi ụtụ chạy trong điều kiện nhiệt độ nước làm mỏt thấp phải đúng cửa giú lại.
Hỡnh 3.13. Kột nước và cửa giú
1-Bulụng, 2-Gờ kẹp chặt, 3-Ống lút, 4,6,8,10,14 - Đệm, 5,9,13 - Đệm cụn (dẫn hướng), 7- Khung, 11,15-Đai ốc, 12-Thanh kộo kẹp chặt kột nước và dầm ngang, 16- Giỏ bờn kột nước, 17-Thựng chứa dưới, 18-Cỏc đường ống, 19-Giỏ bờn cửa giú, 20- Khung dưới, 21-Thanh kộo, 22-Tay đũn, 23-Thanh nối, 24-Khúa, 25-Lỏ tản nhiệt ,26- Ống dẫn hướng, 27-Vơ làm kớn, 28-Khung tờn,29-Kột nước, 30-Thanh kộo điều chỉnh cửa giú, 31-Thựng chứa trờn, 32-Dẫn hướng quạt .
+ Bơm nước:
Trong hệ thống làm mỏt, bơm nước cú nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mỏt. Bơm dựng trong hệ thống làm mỏt của động cơ KAMAZ -740 là loại bơm ly tõm. Vỏ bơm chế tạo bằng gang, cú mặt bớch ghộp với thõn mỏy bằng bulụng.
Khi trục của bơm quay, dưới tỏc dụng của lực ly tõm, cỏc phần tử nước bị dồn từ phớa trong ra ngồi với ỏp suất cao nờn nước được bơm đi. Bơm nước được đặt ở phần trước của thõn mỏy về phớa bờn trỏi. Bơm được dẫn động từ puli khớp nối thuỷ lực, mụmen xoắn được truyền tới puli của bơm nước nhờ hai dõy curoa hỡnh thang.
Bơm nước và mỏy phỏt điện được dẫn động chung bởi một bộ dõy curoa. Độ căng của dõy curoa dẫn động bơm nước và mỏy phỏt điện được điều chỉnh bởi việc thay đổi vị trớ của mỏy phỏt. Dõy curoa được căng đỳng khi ta tỏc dụng một lực bằng 39 [N ] (4 [kg] ) vào phần giữa (puli dẫn động và puli mỏy phỏt) của nhỏnh dõy curoa, khi đú độ vừng của dõy là 15 20[mm]. Nếu một trong cỏc dõy curoa bị hỏng phải thay cả bộ dõy. Trong một bộ dõy curoa chiều dài của cỏc sợi dõy khụng được chờnh lệch quỏ 3 [mm].
Hỡnh 3.14. Kết cấu bơm nước
1-Puli dẫn động, 2-Bulụng., 3-Vũng đệm, 4,6-Ổ bi, 5-Vỳ mỡ, 7,8-Phớt làm kớn, 9- Trục,10-Vỏ bơm, 11-Đệm hĩm,12-Bulụng,14-Bỏnh cụng tỏc, 15-Vành chắn bụi.
+ Quạt giú: Quạt giú dựng để tăng tốc độ lưu động của khụng khớ đi qua kột làm mỏt khiến cho hiệu quả kột làm mỏt cao hơn.Quạt giú là loại quạt hướng trục, kiểu hỳt vào. Quạt giú cú năm cỏnh được đặt đồng trục với trục khuỷu, ở trục bị động của khớp nối thuỷ lực. Quạt giú quay ở bờn trong họng khuyếch tỏn nằm ở trờn khung kột nước. Họng khuyếch tỏn sẽ làm giảm bớt lượng khụng khớ ở cỏc phớa bờn cỏnh hỳt cửa vào quạt. Do vậy sẽ làm tăng được lưu lượng dũng khớ hỳt vào qua kột nước để làm mỏt nước.
Cỏc cỏnh quạt được xếp theo hỡnh sao từng đụi một hợp thành gúc 720. Cỏnh quạt được chế tạo bằng thộp lỏ, mỗi cỏnh quạt được lắp với moayơ bằng sỏu đinh tỏn.
Mụmen xoắn được truyền từ trục khuỷu đến quạt giú thụng qua khớp nối thuỷ lực dẫn động quạt giú đặt ở trờn nắp trước của thõn mỏy. Số vũng quay của quạt giú phụ thuộc vào lượng dầu cú trong khớp thuỷ lực.
Khớp nối thuỷ lực:
Ưu điểm của khớp nối thuỷ lực:
Cú thể điều chỉnh sự làm việc của quạt giú ở nhiều chế độ khỏc nhau.
Cú khả năng dập tắt được tải trọng sinh ra khi thay đổi đột ngột số vũng quay của động cơ tỏc dụng lờn cỏc cơ cấu dẫn động.
Hỡnh 3.15. Kết cấu khớp nối thủy lực
1-Nắp trước, 2-Vỏ, 3-Hộp thủy lực, 4-,7,12,13-Cỏc ổ bi, 5-Đường dẫn dầu, 6-Trục chủ động, 8-Đệm làm kớn, 9-Bỏnh bị động,10-Bỏnh chủ động., 11-Puli, 14-Ắc đỡ, 15-Moay ơ lắp quạt, 16-Trục bị động, 17,20-Vũng cao su, 18-Vũng đệm, 19,21-Bulụng.
Nhược điểm của khớp nối thủy lực là kết cấu phức tạp, giỏ thành chế tạo cao.
Khớp nối thuỷ lực gồm cú cỏc bộ phận sau: Vỏ, cỏc chi tiết chủ động, cỏc chi tiết bị động, bộ ngắt nối thuỷ lực, cỏc thành phần làm kớn và cỏc chi tiết kẹp chặt. Cỏc chi tiết chủ động: Bỏnh chủ động (bỏnh bơm), trục chủ động, đầu nối puli, puli dẫn động bơm nước và mỏy phỏt điện, vỏ hộp thuỷ lực.
Cỏc chi tiết bị động: Bỏnh bị động (bỏnh tuốcbin), trục bị động, moayơ lắp quạt giú.
Nguyờn lý làm việc của khớp nối thuỷ lực: dầu đi vào khớp nối thủyy lực qua bộ ngắt đặt ở phần trước của động cơ trờn đường ống dẫn nước làm mỏt vào hàng xy lanh bờn phải. Bộ ngắt khớp thủy lực đảm bảo cho khớp dẫn động quạt giú ở ba chế độ làm việc.
Chế độ làm việc tự động cần điều chỉnh ở vị trớ “1”. Khi động cơ làm việc, nhiệt độ của nước làm mỏt tăng dần lờn, tỏc động lờn cảm biến nhiệt độ, đẩy thanh cảm biến bắt đầu dịch chuyển, thanh cảm biến dịch chuyển đẩy viờn bi đi lờn, lỳc này viờn bị vẫn cũn ở chế độ đúng (đường dầu). Khi nhiệt độ của nước làm mỏt đạt khoảng 85900
C thỡ thanh cảm biến tiếp tục dịch chuyển và thắng lực đẩy lũ xo, đẩy viờn bi dịch chuyển mở hồn tồn rĩnh dầu ở bộ ngắt mở khớp nối, dầu từ đường dầu chớnh động cơ đi theo rĩnh dầu ở trong vỏ ngắt nối ở nắp trước động cơ đường hỡnh ống và rĩnh
dầu ở trong trục chủ động đi đến khoang làm việc của khớp nối thủy lực, khớp nối thủy lực dẫn động quạt giú quay.
Hỡnh 3.16. Ba vị trớ của van điều khiển khớp nối thủy lực
1-Vị trớ tự động, 2-Vị trớ quạt được nối liờn tục, 3-Vị trớ ngắt quạt.
Khi nhiệt độ của nước làm mỏt giảm đến cũn 850C thi do lực đẩy của thanh cảm biến khụng thắng được lực hồi vị của lũ xo, do đú lũ xo đẩy viờn bi đi xuống ngắt hồn tồn đường dầu ở rảnh trong vỏ bộ ngắt mở khớp nối. Lỳc này việc cung cấp dầu cho khớp nối thủy lực chấm dứt. Dầu trong khớp nối đi theo đường dầu ở trong vỏ khớp nối về cacte đồng thời quạt giú cũng dừng hoạt động.
Chế độ ngắt : Khi cần điều khiển ở vị trớ thứ “2” thỡ đường dầu cung cấp vào khớp nối thủy lực bị ngắt hồn tồn, quạt gớo hồn tồn khụng làm việc.
Trong trường hợp đú quạt giú vẫn cú thể quay chậm nhờ tỏc dụng của cỏc lực ma sỏt ở cỏc ổ bi và cỏc vũng đệm.
Chế độ thường mở(quạt giú được mở liờn tục): Khi cần điều khiển ở vị trớ số “3” thỡ đường dầu cung cấp cho khớp nối thủy lực luụn luụn mở. Trường hợp này số vũng quay của quạt giú gần bằng số vũng quay của trục khuỷu động cơ, khụng phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mỏt.
Trong ba chế độ làm việc trờn thỡ chế độ tự động là chế độ làm việc thường xuyờn của khớp nối thủy lực.
Khi cụng tắc mở khớp nối thủy lực khụng làm việc ở chế độ tự động (thường gặp khi động cơ quỏ núng) thỡ ta phải để khớp nối làm việc ở chế độ thường mở (cần điều khiển ở vị trớ “3”) và nếu khớp nối thủy lực làm việc thỡ phải khắc phục hư hỏng trờn.
- Bỡnh giĩn nở:
Bỡnh giĩn nở dựng để bự lại việc thay đổi thể tớch chất làm lạnh (nước) khi chất làm lạnh giĩn nở ra do bị núng lờn, ngồi ra cũn cho phộp kiểm tra mức điền đẩy của hệ thống làm mỏt gúp phần đưa khụng khớ vào và đưa hơi núng ra bờn ngồi hệ thống làm mỏt.
Bỡnh giĩn nở được đặt phớa bờn phải của động cơ (theo hướng xe chạy) và được nối với van hằng nhiệt, với thựng trờn của kột nước, với đường nước ở thõn mỏy và mỏy nộn khớ.
Nước được đổ vào hệ thống làm mỏt động cơ thụng qua miệng rút của bỡnh giĩn nở. Van 19 kiểm tra mức nước ở bờn trong bỡnh. Mức của nước phải cao hơn mức van. Trong trường hợp này thể tớch của nước phải chiếm 1/2 1/3 thể tớch của bỡnh.
Nhiệt độ nước làm mỏt trong hệ thống làm mỏt được kiểm tra bằng đồng hồ nhiệt độ ở bờn bảng đồng hồ của buồng lỏi. Khi nhiệt độ của nước làm mỏt trong hệ thống tăng lờn 980C thỡ đốn bỏo hiệu mức núng của nước làm mỏt sẽ sỏng lờn.
- Van hằng nhiệt.
Van hằng nhiệt dựng để khống chế lưu lượng nuớc làm mỏt qua kột nước khi nhiệt độ của động cơ chưa đạt đến nhiệt độ làm việc, nhờ đú điều chỉnh được nhiệt độ làm việc của động cơ.
Động cơ KAMAZ - 740 cú lắp hai van hằng nhiệt trong một hộp van. Van hằng nhiệt của động cơ là loại van dựng chất rắn làm chất giĩn nở. Kết cấu của van gồm chất giĩn nở là hỗn hợp đặc của xờrờin và bột đồng cú độ giĩn nở trong phạm vi nhiệt độ 80 93 [0C] chứa trong vỏ đồng, màng cao su, lũ xo hồi vị,trục van.
Khi nhiệt độ của nước làm mỏt lớn hơn 930C thỡ van giản nở thắng lực đẩy của lũ xo, van dịch chuyển sang phải cắt đường nước ra bơm và mở đường nước ra kột