KÍNH CHÀO QUÝ THẦY VÀ CÁC BẠNTRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANGKHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNGBÀI BÁO CÁOCHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGNGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LÀMMÁT DÙNG CHO ĐỘNG CƠ Ô TÔ HIỆN ĐẠIGVHD: TS. PHÙNG MINH LỘCThS. HỒ ĐỨC TUẤNLỚP:58.CNOT-2SVTH:LÊ ĐỨC THỊNH (NT)TRẦN DUY HÀHOÀNG VÂN SƠNNGUYỄN VĂN TUÂNLỘ NGỌC ĐẠINGUYỄN DUY NHÂNCHƯƠNG I: PHẦN MỞ ĐẦU1.1. Giới thiệu:•Tên chuyên đề: Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát dùngcho động cơ ô tô hiện đại.•Khái niệm hệ thống làm mát của động cơ ô tô: hệ thống làm mát trên động cơ ô tô là mộttrong những hệ thống quan trọng trên các mẫu xe hơi hiện nay. Nó giúp giải nhiệt động cơvà giúp cho động cơ làm việc ở nhiệt độ nhất định.•Lý do lựa chọn đề tài: Tại sao động cơ ở ô tô cần phải có hệ thống làm mát? Vì trong quá trình làm việccủa động cơ, khi nhiên liệu cháy trong buồng đốt có một lượng nhiệt lớn bị tỏa ra bên ngoài và lượngnhiệt sinh ra do sự ma sát của các chi tiết bên trong động cơ. Vì vậy hệ thống làm mát ra đời nhằm giúpđộng cơ làm việc ổn định trong bất cứ điều kiện nào. Hệ thống làm mát giúp cho động cơ làm việc ổnđịnh dưới một nhiệt độ cho phép. Nếu làm mát không đầy đủ, kịp thời thì động cơ và các chi tiết sẽ bị quánhiệt gây ma sát lớn, dầu nhớt mất tác dụng bôi trơn, piston bị bó kẹt, gây hư hỏng các chi tiết bên trongđộng cơ.1.2. Mục tiêu:Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát dùng cho động cơ ô tô hiệnđại.1.3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:1.3.1. Đối tượng nghiên cứu:Hệ thống làm mát động cơ đốt trong (ô tô hiện đại).1.3.2. Phạm vi nghiên cứu:Hệ thống làm mát trên động cơ xe Mazda CX – 5.CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU2.1. Tổng quan tài liệu:Bảng 1. Danh mục tài liệuSTTTên tài liệuTác giả/ Yếu tố xuất bản/ NămTS. Phùng Minh Lộc/ Trường Đại học Nha Trang/ Năm1Động cơ đốt trong2015.Nhiệm vụ, yêu cầu đối với hệ thống làm2https://123doc.org/document/2495932-nhiem-vu-yeu-camát.u-doi-voi-he-thong-lam-mat.htm3Động cơ xăng và Diezen.Dương Văn Đức/ NXB Xây dựng/ Hà Nội – Năm 2005.Sách kỹ thuật ô tô – tài liệu4http://www.mediafire.com/download/2vvft79pj94wut2/CX-5_01_Eđộng cơ Mazda CX – 5.ngine_Vietnamese.pdfNguyễn Khắc Trai – Nguyễn Trọng Hoan – Hồ Hữu Hải – Phạm5Kết cấu ô tôHuy Hường – Nguyễn Văn Chưởng – Trịnh Minh Hòa/ NXB BáchKhoa – Hà Nội (2010).Nguyễn Tấn Lộc/ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM/6Giáo trình thực tập động cơ ITháng 4 – 2007Cấu tạo, nguyên lý làm việc7của hệ thống làm mát trên ôhttps://www.youtube.com/watch?v=-xeoNZ4EKsEtôMazda CX – 5 service &8www.mcx5.org/cooling-1355.htmlrepair manual: cooling2.2. Nội dung, phương pháp nghiên cứu:Bảng 2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.STTMục tiêu cụ thểNội dung nghiên cứu1.1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống làm mát ởđộng cơ đốt trong.Hiểu được chức năng nhiệm vụ, yêu cầu và1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát ở động cơ đốt1phân biệt các hình thức làm mát ở động cơtrong.ô tô.1.3. Phân loại các hình thức làm mát ở động cơ đốttrong.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các hình thức làm mát ởNắm rõ sơ đồ cấu tạo cũng nhưđộng cơ đốt trong. (đáp ứng yêu cầu ở 1.2)nguyên lý hoạt động của từng bộ22.2. Sơ đồ cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chínhphận trong hệ thống làm mát ởtrong hệ thống làm mát ở động cơ xe Mazda CX – 5. (đáp ứng yêu cầu ởđộng cơ ô tô.1.2)Biết được cách nâng cao hiệu3quả làm mát cho hệ thống làmmát động cơCác giải pháp nâng cao hiệu quả làm mátCHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN3.1. Khái quát về hệ thống làm mát ở động cơ đốt trong:3.1.1. Chức năng, nhiệm vụ:a.Chức năng:Hệ thống làm mát có chức năng tản nhiệt từ các chi tiết của động cơ như piston, xylanh, nắp xylanh,xupap … để chúng không bị quá tải nhiệt. Ngoài ra, làm mát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôitrơn trong một phạm vi nhất định để có thể bôi trơn tốt nhất.b. Nhiệm vụ:Khi động cơ đốt trong làm việc, những bộ phận tiếp xúc với khí cháy sẽ nóng lên. Nhiệt độ của chúngorất cao (400-500 C) như: nắp xylanh, đỉnh piston, xupap xả, đầu vòi phun,… Để đảm bảo độ bền nhiệt củavật liệu chế tạo ra các chi tiết máy đó, để đảm bảo độ nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có lợi nhất, để giữ tốtnhiệt độ cháy của nhiên liệu trong động cơ mà không xảy ra sự ngưng đọng của hơi nước trong xylanh…Người ta phải làm mát cho động cơ, tức là lấy bớt nhiệt của các bộ phận động cơ có nhiệt độ cao truyền rabên ngoài.3.1.2. Yêu cầu:- Nước làm mát phải sạch, không lẫn tạp chất và các chất ăn mòn kim loại.- Nhiệt độ nước vào làm mát cho động cơ không nên quá thấp hoặc quá cao. Độ chênh lệch về nhiệtđộ giữa nước vào làm mát cho động cơ và nước ra không được lớn lắm.•Đối với động cơ cao tốc: T = Tra - Tvào = (5 – 10) oC.•Đối với động cơ thấp tốc: T = Tra - Tvào = (10 – 30) oC- Các thiết bị như đường ống, nhiệt kế,... phải hoạt động chính xác, an toàn và tin cậy.- Đường đi của nước làm mát phải lưu thông được dễ dàng, không bị tắc, không có gác đọng.- Bình chứa nước phải có lỗ thoát hơi hoặc khí.3.1.3. Phân loại các hình thức làm mát:Hiện nay có hai phương pháp làm mát được ứng dụng rộng rãi đó là làm mát bằng không khí và làmmát bằng chất lỏng:- Đối với hệ thống làm mát bằng không khí có cấu tạo đơn giản hơn hệ thống làm mát bằng nước(không cần két nước, bơm nước, ống dẫn nước...)- Hệ thống làm mát bằng chất lỏng (như nước, dầu hay nhiên liệu) nhưng chủ yếu làm mát bằngnước.3.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hình thức làm mát ở động cơ đốt trong vàcủa hệ thống làm mát ở động cơ xe Mazda CX - 53.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các hình thức làm mát ở động cơ đốt trong3.2.1.1. Hệ thống làm mát bằng gió tự nhiên (không khí)a.Sơ đồ cấu tạo:Hình 2.1.1. Hệ thống làm mát bằng gió.1- Quạt gió; 2- Cánh tản nhiệt; 3- Tấm hướng gió: 4- Vỏ bọc; 5- Đường thoát khí.b. Nguyên lý hoạt động:c. Ưu, nhược điểm của hệ thống:- Ưu điểm:•Hệ thống làm mát bằng không khí có cấu tạo đơn giản, không cần có két nước hay bơm nước.•Giảm thời gian hâm nóng động cơ, truyền nhiệt ổn định, độ tin cậy của hệ thống cao do không cónước làm mát. Nhiệt từ thành và nắp xylanh được dẫn trực tiếp theo không khí.•Xác suất quá lạnh nhỏ, lưu lượng không khí cung cấp nhiều để làm mát động cơ. Sử dụng thuậnlợi ở những vùng thiếu nước, ở các sa mạc hay rừng sâu.-Nhược điểm:•Tăng kích thước động cơ, động cơ làm việc ồn. Yêu cầu cao về dầu bôi trơn và nhiên liệu.•Chỉ sử dụng cho những động cơ có công suất nhỏ như xe máy và các máy công cụ khác. Khôngthích hợp cho động cơ ô tô.•Phải có gân tản nhiệt để tăng diện tích làm mát.d. Phạm vi ứng dụng:•Ở Mỹ, hệ thống này ít sử dụng để trang bị cho xe ô tô; chỉ có ở châu Âu sử dụng cho động cơ 2kỳ, 4 kỳ, xe gắn máy, xe 3 bánh nhỏ, máy bay,...3.2.1.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi:a. Sơ đồ cấu tạo:Hình 2.1.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi1- Thân máy; 2- Piston; 3- Thanh truyền; 4- Hộp cacte trục khuỷu; 5- Thùng nhiên liệu; 6- Bình bốchơi; 7- Nắp xylanhb. Nguyên lý hoạt động:c. Ưu, nhược điểm của hệ thống:-Ưu điểm:•Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi có kết cấu đơn giản, ít thiết bị,không cần có bơm, quạt gió.-Nhược điểm:•Có nhược điểm lớn nhất là tiêu hao nước nhiều và hao mònxylanh không đều.d. Phạm vi ứng dụng:•Hệ thống này được sử dụng cho động cơ cỡ nhỏ đặt nằmngang dùng trong nông nghiệp.3.2.1.3. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên:a. Sơ đồ cấu tạo:Hình 2.1.3. Hệ thống làm mát bằng nước đối lưu tự nhiên.1-Thân máy; 2- Xylanh; 3- Nắp xylanh; 4- Đường nước ra két; 5- Nắp đổ rót nước; 6- Két nước; 7- Không khí làmmát; 8- Quạt gió; 9- Đường nước làm mát vào động cơ.b. Nguyên lý hoạt động:c. Ưu, nhược điểm:Làm mát bằng nước đối lưu, so với làm mát bằng nước bốc hơi, tuy cấu tạo phức tạp hơn, nhưng cóưu điểm là tự động điều chỉnh được sự lưu thông của nước nên khả năng làm mát động cơ tốt hơn.d. Phạm vi ứng dụng:Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên không được sử dụng cho động cơ vận tải như ô tô, máy kéo...mà chỉ dùng ở động cơ tĩnh tại.3.2.1.4. Hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức tuần hoàn:a. Sơ đồ cấu tạo:Hình 2.1.4. Hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức tuần hoàn.1-Két nước; 2- Nắp đậy; 3- Ống xả hơi; 4- Van nhiệt; 5- Áo nước; 6, 8- Ống dẫn; 7- Bơm; 9- Quạt; 10- Bulông xảnước.b. Nguyên lý làm việc:c. Ưu, nhược điểm:Làm mát bằng nước cưỡng bức tuần hoàn kín, so với loại tuần hoàn hở, có nhiều ưu điểmhơn, cụ thể là:••••Nâng cao được nhiệt độ sôi của nước.Nước không bị chảy ra ngoài và không bị bốc hơi nhiều.Nước tiêu hao ít và sử dụng đơn giản.Động cơ làm việc ở vùng núi tốt hơn.d. Phạm vi ứng dụng:Hệ thống này sử dụng thích hợp cho động cơ ô tô và máy kéo. Show
(News.oto-hui.com) – Hệ thống làm mát động cơ là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ. Hệ thống làm mát giúp giảm nhiệt độ của động cơ và giữ cho động cơ làm việc ở một nhiệt độ ổn định. I. Tầm quan trọng của hệ thống làm mát động cơ?Như chúng ta đã biết, trong quá trình hoạt động thì động cơ gây ra hàng ngàn “vụ nổ” mỗi giây khiến piston chuyển động lên xuống để sinh ra chuyển động cho trục khuỷu. Nhiệt lượng sinh ra trong các vụ nổ đó khiến động cơ tỏa rất nhiều nhiệt. Nếu làm mát không đủ và kịp thời thì động cơ và các chi tiết sẽ bị quá nhiệt gây ma sát lớn, dầu nhớt mất tác dụng bôi trơn, piston bị bó kẹt, gây hư hỏng các chi tiết bên trong động cơ. II. Phân loại hệ thống làm mát: 1. Hệ thống làm mát bằng không khí:
2. Hệ thống làm mát bằng nước:Chia thành 3 loại: a) Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: không cần bơm nước, quạt gió.
Đặc điểm: kết cấu đơn giản, tiêu hao nhiều nước, hao mòn xi lanh không đều, thường dùng cho động cơ nông nghiệp như động cơ bông sen, D12, D15… b) Làm mát kiểu đối lưu tự nhiên:
Đặc điểm: Hiệu quả làm mát thấp do tốc độ lưu thông nước chậm, chỉ sử dụng cho động cơ tĩnh tại. c) Hệ thống làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức: Nước trong hệ thống đựơc tuần hoàn nhờ bơm nước, có quạt gió để tăng hiệu quả làm mát, có van hằng nhiệt để khống chế nhiệt độ động cơ. Hệ thống có 2 loại :
Hiện nay trên động cơ ôtô hầu hết sử dụng hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức, kín. III. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức, kín trên ô tô gồm những bộ phận sau:1. Két nước:Được cấu tạo từ những ống nhỏ, hẹp, xen lẫn là các lá nhôm mỏng để tản nhiệt nhanh hơn. Két nước có tác dụng để chứa nước truyền nhiệt từ nước ra không khí để hạ nhiệt độ của nước và cung cấp nước mát cho động cơ khi làm việc 2. Nắp két nước:Hệ thống làm mát được đóng kín và điều áp bằng một nắp két nước làm mát. Đóng kín làm giảm sự hao hụt nước làm mát do bốc hơi, sự tăng áp làm tăng nhiệt độ sôi của nước làm mát do đó làm tăng hiệu quả làm mát. Nắp két nước có hai van: Van áp suất và van chân không.
3. Van hằng nhiệt:Là van dùng để giữ nguyên nhiệt độ, quyết định sự lưu thông của nước làm mát từ động cơ tới két nước. Khi động cơ mới khởi động, động cơ còn lạnh, van hằng nhiệt sẽ đóng đường trao đổi nước đến két làm mát. Khi nhiệt độ trong động cơ cao hơn mức quy định (khoảng từ 87-102 độ C tùy vào tốc độ xe) van hằng nhiệt sẽ mở. Nhờ đó, động cơ có thể khởi động nhanh chóng tăng lên tới nhiệt độ làm việc, ổn định nhiệt độ, giảm mức tiêu hao nhiên liệu. 4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gian phun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy không tải, …ở một số dòng xe, tín hiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả, chạy quạt làm mát động cơ. 5. Dung dịch làm mát động cơ:Là một loại chất lỏng đặc biệt có tác dụng truyền dẫn nhiệt. 6. Quạt làm mát:Tăng tốc độ không khí lưu thông qua két nước để nước chảy qua két nước được làm mát nhanh hơn. Ngoài ra còn có các đường ống dẫn nước, bình nước phụ, bơm nước và các bộ phận có liên quan đến điều hòa không khí hơi nước bên trong khoang xe. Để máy móc hoạt động ổn định và lâu dài, chúng ta cần bảo dưỡng định kì các chi tiết, hệ thống làm mát cũng cần được kiểm tra và xử lý. Ví dụ két nước bám nhiều bụi bẩn, van hằng nhiệt hỏng… đó là những điều cần lưu ý để ô tô chúng ta có tuổi thọ dài hơn. Bài viết liên quan: |
