Hệ thống lăm mât trín ô tô chính lă một trong những bộ phận có cấu tạo rất phức tập bao gồm có nhiều bộ phận được liín kết với nhau như lă: “Kĩt nước, nắp kĩt nước, van hằng nhiệt, quạt lăm mât”
Trong đó, mỗi bộ phận lại có một nguyín lý lăm việc khâc nhau, tuy nhiín chúng vẫn được liín kết vă có quan hệ mật thiết với nhau cũng như không thể hoạt động tốt nếu như nó thiếu một trong những bộ phận như sau:
Hình 2. 1 Kĩt nước
Đđy lă bộ phận rất cần thiết trong hệ thống lăm mât ở trín ô tô, giúp cho động cơ có thể truyền được lượng nhiệt tỏa ra chuyển sang dạng nước hoặc không khí ra bín ngoăi một câch dễ dăng. Chính vì vậy, với những đường dẫn nhỏ hẹp năy kết hợp với những lâ nhôm thì kĩt nước sẽ lă một bộ phận giúp hạ nhiệt tốt vă lăm mât tuyệt đối. Đồng thời cung cấp nước cho động cơ có thể thúc đẩy quâ trình lăm mât diễn ra được nhanh chóng vă hiệu quả hơn. Tùy văo mỗi dòng xe ô tô mă có những kĩt nước khâc nhau về dạng kích thước.
Hình 2. 2 Nắp kĩt
Với sự kết hợp hoăn hảo của 2 bộ phận lă van âp suất vă van chđn không đê giúp lăm kín kĩt nước vă đồng thời điều âp cho kĩt nước được hiệu quả nhất. Không chỉ vậy, nắp kĩt nước còn giúp lăm giảm sự hao mòn của lượng nước bay hơi đồng thời lăm tăng nhiệt độ nước lăm mât lín từ sự tăng âp của nó vă giúp thúc đẩy nhanh quâ trình lăm mât cho động cơ được tốt hơn.
Nguyín lý lăm việc : Khi nhiệt độ nước lăm mât tăng vă âp suất trong kĩt nước tăng cao thì lúc năy van âp suất sẽ tự động mở vă truyền nước lăm mât từ kĩt nước về bình nước phụ. Ngược lại, nếu như nhiệt độ của nước lăm mât tăng cao trong khi âp suất trong bình chứa nước lại bị thấp thì lúc năy van chđn không sẽ tự động được mở ra để đưa giúp nước lăm mât từ bình nước phụ về kĩt nước. Do đó, quâ trình năy sẽ giúp cho sự hoạt động lăm mât của động cơ được trở lại bình thường
Hình 2. 3 Van hằng nhiệt
Việc điều chỉnh nhiệt độ nước lăm mât sẽ giúp điều khiển nước lăm mât từ động cơ đến khi về kĩt nước được hiệu quả.
Nguyín lý lăm việc: Khi động cơ bắt đầu hoạt động thì lúc năy van hằng nhiệt sẽ có nhiệm vụ lă tự động đóng lại vă nước lăm mât sẽ được chạy trong động cơ xe, giúp hạn chế được thời gian lăm nóng của động cơ xe. Quâ trình năy giúp cho người dùng có thể tiết kiệm nhiín liệu cho động cơ được tốt hơn. Đến khi động cơ hoạt động được ổn định vă mạnh thì van hằng nhiệt sẽ tự động mở để giúp điều khiển lượng nước lăm mât di chuyển đến kĩt nước. Hoạt động năy sẽ giúp lăm ổn định được lượng nhiệt từ môi trường lăm việc của động cơ xe được an toăn vă cùng với đó van hằng nhiệt thường sẽ được thiết kế ở một vị trí giữa nắp xi lanh cũng như bình lăm
Hình 2. 4 Quạt lăm mât
Giúp nđng cao được hiệu quả của quâ trình lăm mât ở trín ô tô. Đặc biệt, quạt lăm mât sẽ được hoạt động với 2 cơ chế cụ thể đó chính lă: hoạt động bằng điện với một chế độ tự động nếu như nước lăm mât đạt được đến một giới hạn năo đó vă ngược lại nó sẽ hoạt động bằng khớp chất lỏng nếu như động cơ quay đủ số vòng tua.
Chương 3 MA SÂT 3.1 Những thông số cơ bản
Công suất hữu ích tại trục đầu ra của động cơ đốt trong (công suất hiệu dụng Pe) thấp hơn công suất bín trong tại pít-tông (công suất chỉ định Pi). Sự khâc biệt được gọi lă tổn thất ma sât Pr
Pr=Pi-Pe
Tổn thất do ma sât bao gồm tổn thất của câ nhđn câc thănh phần động cơ chẳng hạn như động cơ thích hợp (trục khuỷu, thanh nối, piston với vòng piston), bộ truyền van bao gồm cả bânh răng thời gian vă câc bộ truyền động phụ cần thiết.
Sức mạnh bín trong cũng cho phĩp những tổn thất do chu kỳ sạc, nơi câc trạng thâi hoạt động vă do đó, công suất truyền động của câc phụ trợ thường được định nghĩa khâc nhau trong câc tiíu chuẩn khâc nhau.
Sự mất mât ma sât lăm giảm công suất động cơ có sẵn ở trục đầu ra vă do đó, cũng ảnh hưởng đến mức tiíu hao nhiín liệu của động cơ.
Tương tự với âp suất trung bình hiệu quả vă được chỉ định, âp suất ma sât trung bình pmr. Được sử dụng để so sânh câc động cơ khâc nhau với câc khối lượng quĩt khâc nhau.
pmr = pmi – pme = 𝑃𝑖−𝑃𝑒
𝑖.𝑛.𝑉𝐻
Ma sât của một động cơ hoăn chỉnh bao gồm ma sât tổn thất hoặc sức mạnh truyền động của câc thănh phần riíng lẻ:
Động cơ, bao gồm
(a) Vòng bi chính của trục khuỷu với con dấu trục hướng tđm
(b) Kết nối ổ trục thanh truyền vă nhóm piston (piston, vòng piston vă chốt piston) (c) Bất kỳ hệ thống cđn bằng khối lượng năo
Bộ truyền động van vă thiết bị định thời. Câc chất phụ trợ, chẳng hạn như
(a) Bơm dầu, có thể có ổ bơm dầu (b) Bơm chất lăm mât
(d) Bơm phun nhiín liệu (e) Quạt tản nhiệt
(f) Bơm chđn không
(g) Mây nĩn điều hòa không khí (h) Bơm trợ lực lâi
(i) Mây nĩn khí
3.2 Kì ma sât
Tùy thuộc văo sự bôi trơn phổ biến ở câc câc điểm ma sât trong động cơ, câc trạng thâi ma sât khâc nhau xảy ra.
Ma sât rắn (ma sât Coulomb) Ma sât giữa câc chất rắn mă không có chất trung gian lớp.
Ma sât biín lă Ma sât giữa chất rắn với âp dụng lớp chất bôi trơn rắn không có lớp trung gian chất lỏng
Ma sât hỗn hợp Ma sât chất lỏng vă ma sât rắn hoặc ma sât biín xảy ra đồng thời; lớp chất bôi trơn không tâch hoăn toăn hai lớp ma sât khỏi một khâc, vă một số liín lạc nhất định xảy ra.
Ma sât chất lỏng (ma sât thủy động) Một chất lỏng (hoặc khí) giữa hai ma sât câc lớp hoăn toăn ngăn câch hai lớp với nhau. Trong động cơ đốt trong, chuyển động của câc bề mặt ma sât với nhau tạo ra tâc dụng hỗ trợ thủy động lực học của trung gian vật chất
Sự xuất hiện của câc trạng thâi ma sât khâc nhau lă giải thích bín dưới bằng câch sử dụng một ví dụ. Trong một thủy động lực học ổ trục trơn, câc trạng thâi ma sât khâc nhau xảy ra như động cơ đi qua dải vòng tua động cơ. Stribeck đường cong trong Hình 3-1 cho thấy mối quan hệ giữa hệ số ma sât λ vă tốc độ trục n hoặc độ trượt vận tốc v ở nhiệt độ không đổi (hoặc độ nhớt không đổi Η).
Ma sât tổng thể được tạo thănh từ hai phần ma sât rắn (hay ma sât biín) vă ma sât chất lỏng. Tại một đứng yín ta có ma sât tĩnh. Ở vòng quay động cơ thấpđầu tiín có ma sât rắn vă ma sât bi ín, sau đó lă dải ma sât hỗn hợp xảy ra trong đó ma sât giảm
với số vòng quay động cơ ngăy căng tăng với mức tăng tương ứng xđy dựng măng hỗ trợ thủy động lực học. Điểm ly khai trong biểu diễn mô hình năy lă điểm tại mă phim hỗ trợ thủy động lực học hoăn toăn có thể tâch độ nhâm bề mặt của hai đối tâc ma sât. Tốc độ động cơ đạt được trạng thâi năy cũng lă được gọi lă tốc độ chuyển tiếp mă tại đó nhỏ nhất xảy ra ma sât. Ở tốc độ động cơ trín chuyển tiếp tốc độ, ma sât chất lỏng xảy ra, vă ma sât tăng một lần nữa vì tỷ lệ cắt ngăy căng tăng.
Việc tăng tải trọng lín cặp ma sât hoặc giảm độ nhớt của chất lỏng sẽ lăm dịch chuyển tốc độ chuyển tiếp lín trín vă mở rộng phạm vi ma sât hỗn hợp.Câc trạng thâi hoạt động ở nhânh bín trâi của Đường cong Stribeck không ổn định, như một biến thể ngắn như tăng số vòng quay động cơ hoặc giảm tải dẫn đến tăng đâng kể hệ số ma sât vă do đó, tự động khuếch đại lỗi. Vì lý do năy, điểm hoạt động của một cặp ma sât trong hoạt động liín tục phải đủ xa điểm ly khai trínbnhânh bín phải của đường cong Stribeck.
Hình 3. 1 mối quan hệ giữa hệ số ma sât λ vă tốc độ trục n
3.3 Phương phâp đo độ ma sât
Tính toân chính xâc tổn thất ma sât liín quan đến rất nhiều của công việc. Có nhiều câch khâc nhau để xâc định ma sât, mặc dù phần lớn trong số năy thể hiện sự không chính xâc đâng kể. Câc phương phâp sau đđy thường được sử dụng để tính ma sât :
• Phương phâp tóm tắt: Tại đđy động cơ được tắt sau khi ổn định tại một điểm hoạt động vă sự thay đổi trong tốc độ được đo như một hăm của thời gian. Ma sât Mômen hoặc âp suất ma sât trung bình sau đó được tính sử dụng mômen quân tính của câc khối lượng chuyển động.
• Phương phâp ngắt: Trín động cơ nhiều xi lanh,cung cấp nhiín liệu cho một trong câc xi lanh bị tắt, vă điều năy xi lanh sau đó được kĩo theo bởi câi khâc lăm việc xi lanh. Sự mất mât ma sât có thể được xâc định từ thay đổi công suất hiệu dụng của động cơ trước vă sau ngắt nhiín liệu.
• Dòng Willans: Mức tiíu thụ nhiín liệu của động cơ được vẽ trín trục Y so với pme âp suất hiệu dụng trung bình cho câc tốc độ động cơ khâc nhau. Câc giao lộ với trục pme đm sau đó được xâc định bằng tuyến tính ngoại suy câc giâ trị xuống mức tiíu thụ nhiín liệu số không; chúng có thể được coi lă ma sât trung bình âp suất ở tốc độ động cơ tương ứng.
• Phương phâp vận hănh: Động cơ được thử nghiệm giăn bằng động cơ bín ngoăi. Sức mạnh vận động cần thiết để dẫn động động cơ được coi lă mất ma sât. Với Phương phâp năy hoặc động cơ có thể được tạo động cơ ở nhiệt độ hoạt động vă được đo ngay sau khi ngắt nguồn cung cấp nhiín liệu hoặc nó có thể được điều hòa thông qua lắp đặt bộ điều nhiệt bín ngoăi.
• Phương phâp dải: Đo dải lă một dạng đặc biệt của động cơ được sử dụng để đo tổn thất ma sât của câc thănh phần động cơ khâc nhau, chẳng hạn như ma sât của động cơ, bộ truyền động van vă câc bộ truyền động phụ.Việc chỉ định bắt nguồn từ phương phâp trong đó động cơ được thâo (tước) từng bước trín một giăn thử nghiệm động cơ. Tổn thất ma sât của câc bộ phận riíng lẻ được xâc định từ sự khâc biệt giữa câc giâ trị đo có vă không có câc thănh phần năy. Tổng ma sât của động cơ thu được bằng bổ sung câc giâ trị cho câc thănh phần riíng lẻ.
• Phương phâp chỉ dẫn: Phương phâp năy có thể được sử dụng để xâc định ma sât của động cơ ở chế độ động cơ.Tích hợp âp suất xi lanh đo được trín một chu kỳ lăm việc cung cấp cho công việc Wi được chỉ định, được gọi lă đm lượng quĩt, cho biết giâ trị trung bình âp suất pmi. Nếu âp suất hiệu dụng trung bình pme được tính từ mômen xoắn đo được tại trục truyền động lă trừ đi điều năy, chúng tôi thu được âp suất ma sât trung bình pmr.
• Phương phâp đo đặc biệt: Ngoăi ma sât câc phương phâp đo lường được mô tả ở trín, có một một số phương phâp khâc để xâc định, ví dụ,
ma sât của câc bộ phận riíng lẻ trong quâ trình hoạt động. Mặt bích đo mô-men xoắn có thể được sử dụng để thực hiện câc phĩp đo trín câc thănh phần được dẫn động bởi trục.2,4 Cho nhóm piston có nhiều phương tiện khâc nhau để đo lực ma sât của piston
Một khía cạnh quan trọng đối với độ chính xâc vă khả năng tâi tạo của câc phương phâp riíng lẻ vă do đó, để có thể so sânh được câc phĩp đo khâc nhau thì việc tuđn thủ nghiím ngặt điều kiện biín. Đối với tất cả câc phương phâp đo lường năy, ví dụ, nhiệt độ dầu bôi trơn vă nước lăm mât của động cơ phải được đặt ở mức nhỏ hơn ± 1 K. Điều năy thường có thể thực hiện được chỉ khi sử dụng câc lắp đặt bộ điều nhiệt bín ngoăi có độ chính xâc cao. Trong số câc khả năng được mô tả để xâc định pmr, ba đầu tiín có thể có sự không chính xâc đâng kể từ nguyín tắc của phương phâp một mình vă do đó phù hợp chỉ để xâc định câc xu hướng.Với phương phâp vận động, vấn đề lă mômen quân tính của một động cơ hoăn chỉnh không chỉ bao gồm ma sât động cơ cơ học vă công suất truyền động của câc ổ đĩa phụ mă còn cả tổn thất chu kỳ nạp vă điều đó không có dấu hiệu bổ sung thì không thể phđn biệt được giữa ma sât vă tổn thất chu kỳ điện tích. Tuy nhiín, vì tổn thất chu kỳ phí phản ứng rất nhạy cảm với những thay đổi trong điều kiện môi trường xung quanh trín giăn thử nghiệm hoặc nhỏ
sự khâc biệt trong hệ thống nạp vă hệ thống xả, khả năng so sânh của câc động cơ khâc nhau khâ hạn chế với phương phâp năy. Với phương phâp dải, câc điều kiện biín có thể thiết lập rất chính xâc bằng câch sử dụng câc hệ thống bín ngoăi để khả năng tâi lập vă khả năng so sânh của câc kết quả có thể đạt được. Đặc trưng cho phương phâp dải lă thực tế rằng động cơ luôn được dẫn động qua trục đầu ra. Điều năy có lợi thế so với câc phương phâp đo lường khâc lă điều kiện biín đối với câc thănh phần được xem xĩt căng gần với điều kiện của động cơ căng tốt thích hợp vă khả năng chuyển giao tốt của câc kết quả được đảm bảo. Đồng thời, điều năy dẫn đến hạn chế đối với ứng dụng của phương phâp dải để xâc định ma sât ổn thất của bất kỳ bộ phận cụ thể năo của động cơ quay
Một cấu hình chức năng (theo nghĩa vận hănh) của động cơ phải có thể có vă không có chuyển động đồng thời của câc bộ phận đang xĩt. Do đó, điều năy có nghĩa lă câc giâ trị ma sât được đo cho một thănh phần luôn bao gồm cả ma sât quy về ổ; những thứ năy cũng bị loại bỏ khi câc thănh phần được loại bỏ. Ví dụ, việc xâc định ma sât trong bộ truyền động van cũng bao gồm ma sât sinh ra trong đai thời gian hoặc chuỗi thời gian. Điều năy cũng hợp lý ở chỗ tổn thất điện năng có thể được phđn bổ đến
thănh phần được đề cập vă tải vă bất kỳ động lực năo ảnh hưởng đến mức độ tổn thất công suất.
Phương phâp chỉ dẫn yíu cầu đo lường cao hơn phức tạp để có được kết quả đâng tin cậy. Một điều tuyệt vời ảnh hưởng đến từ thực tế lă với nhiều xi lanh động cơ, câc xi lanh riíng lẻ có thể thể hiện đâng kể sự khâc biệt về âp suất trung bình của chúng. Vì lý do năy, một phĩp đo âp suất trín tất cả câc chai cùng một lúc lă cần thiết. Điều năy gđy ra sự phức tạp đâng kể cho phĩp đo trong thực tế. Hơn nữa, sự phức tạp lă tăng lín bởi thực tế lă ngay cả những lỗi nhỏ trong TDC định vị vă sai lệch trong phĩp đo âp suất từ đường chuẩn của cảm biến âp suất gđy ra sự khâc biệt đâng kể trong giâ trị pmi vă lỗi trong phĩp đo mô-men xoắn lăm sai lệch giâ trị pme. Rất tuyệt do đó, đòi hỏi phải được thực hiện dựa trín độ chính xâc của chỉ bâo vă phĩp đo mô-men xoắn, do kết quả của phĩp trừ (của âp suất ma sât trung bình) lă nhiều hơn nhỏ hơn một công suất nhỏ hơn câc thông số ban đầu, do đó phần trăm lỗi được nhđn với hệ số mười
Ngay cả những sai lệch nhỏ trong việc xâc định TDC của piston do đó ảnh hưởng đến việc tính toânâp suất trung bình được chỉ ra vă do đó, cũng lă trung bình âp suất ma sât. Câc nghiín cứu cơ bản đê chỉ ra rằng một sai số chỉ 0,1 ° ở vị trí TDC của