Bài giảng Hệ thống làm mát

HƯ thèng lµm m¸t7.1. NHIỆM VỤ.7.2. YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.7.3. CÁC PHƯƠNG ÁN LÀM MÁT, ƯU, NHƯỢC ĐIỂM.7.4. HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC.7.5. SO SÁNH HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC VÀ HỆ  THỐNG LÀM MÁT BẰNG KHƠNG KHÍ.7.6. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT.HƯ thèng lµm m¸tTC 17.2.1. Yêu cầu:7.2.2. Phân loại:7.2. Yêu cầu và phân loạiHƯ thèng lµm m¸t7.3.2. Kiểu làm mát tự nhiên.TC 17.3.1. Kiểu làm mát bằng khơng khí.7.3. Các phương án làm mát- ưu, nhược điểmHƯ thèng lµm m¸t7.4.3. Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức.7.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vịng tuần hồn kín.TC 17.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi. 7.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên7.4. Hệ thống làm mát bằng nướcHƯ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi. HƯ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênHƯ thèng lµm m¸t7.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng.TC 17.4.3.1. Hệ thống làm mát một vịng hở.7.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. TC 27.4.3. Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức.HƯ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.1. Hệ thống làm mát một vịng hở.HƯ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. HƯ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng.HƯ thèng lµm m¸tTC 17.4.4.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn 2 vịng kín .7.4.4.1. Sơ đồ nguyên lý.TC 27.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vịng tuần hồn kín.HƯ thèng lµm m¸t7.6.1. Két nước: 7.6.2. Bơm nước:7.6.3 Van hằng nhiệt .TC 17.6. kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mátHƯ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo.TC 17.6.1.1. Cơng dụng.7.6.1.2. Điều kiện làm việc.TC 27.6.1. Két nước: HƯ thèng lµm m¸t7.6.2.5. Một số loại bơm nước trong hệ thống làm mát.TC 17.6.2.1. Cơng dụng.7.6.2.2. Điều kiện làm việc.7.6.2.3. Cấu tạo bơm nước.7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.TC 27.6.1. Két nước: HƯ thèng lµm m¸t7.6.3.3. Cấu tạo:TC 17.6.3.1. Cơng dụng.7.6.3.2. Điều kiện làm việc.TC 27.6.3 Van hằng nhiệt .HƯ thèng lµm m¸tb. Van kép:TC 1a. Van đơn:TC 27.6.3.3. Cấu tạo:HƯ thèng lµm m¸t Nguyên lý làm việc. Cấu tạo.TC 1TC 2a. Van đơn:HƯ thèng lµm m¸tTC 1 Nguyên lý làm việc. Cấu tạo.TC 2b. Van kép:HƯ thèng lµm m¸t7.1. Nhiệm vụ.. Duy trì chế độ làm việc cho động cơ khi nhiệt độ ổn định. Giữ cho động cơ ở nhiệt độ thích hợp và ở tất cả các tốc độ, điều kịên vận hành. Làm cho động cơ đạt đến nhiệt độ vận hành bình thường một cách nhanh chĩng.TC 1HƯ thèng lµm m¸t7.2. Yêu cầu và phân loại.7.2.1. Yêu cầu: Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp. Kết cấu của hệ thống làm mát phải cĩ khả năng xả hết nước khi súc rửa để sử dụng bảo quản dễ dàng.TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.2.2. Phân loại:Hệ thống làm mát động cơ được phân loại theo các đặc điểm sau: + Hệ thống làm mát bằng nước, dung dịch làm mát. - Theo mức độ tăng cường làm mát gồm cĩ 2 loại. + Làm mát tự nhiên. - Hệ thống làm mát cưỡng bức cịn được phân theo đặc điểm của vịng tuần hồn nước gồm cĩ. + Kiểu vịng tuần hồn kín. - Hệ thống làm mát bằng nước tự nhiên gồm 2 loại: + Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi + Hệ thống làm mát bằng khơng khí. + Làm mát cưỡng bức + Kiểu vịng tuần hồn hở. + Kiểu 2 vịng tuần hồn.+ Hệ thống làm mát kiểu đối lưu. - Theo mơi chất làm mát được sử dụng gồm cĩ 2 loại : TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸tGiới thiệu về hệ thống làm mátTC 1TC 2 Hệ thống làm mát động cơ xăng. Hệ thống làm mát động cơ Điezel. Hệ thống làm mát động cơ Wanken.HƯ thèng lµm m¸t7.3. Các phương pháp làm mát, ưu, nhược điểm.	Căn cứ vào mỗi chất làm mát chia làm 2 loại hệ thống làm mát.	7.3.1. Kiểu làm mát bằng khơng khí Dùng khơng khí để đưa nhiệt lượng cần thiết từ động cơ ra mơi trường xung quanh.TC 1- Hệ thống làm mát bằng khơng khí.- Hệ thống làm mát bằng nước.TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.3.2. Kiểu làm mát tự nhiên. Hình 7.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí1. Cácte . 2. Thân máy. 3.Cánh tản nhiệt. 4. Bu lơng. 5. Xi lanh. Ưu điểm: Ít chi tiết nên dễ chăm sĩc bảo dưỡng, nhanh đạt được nhiệt độ làm việc định mức. Khơng bị ảnh hưởng của nước tới dầu bơi trơn. Nhược điểm: Hiệu quả làm mát rất kém, động cơ thường bị nĩng quá tải, nhất là khi các cánh tản nhiệt bị bẩn . TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi.Hình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi Thân máy 2. Pit tơng. 3. Thanh truyền. 4. Hộp các te trục khuỷu. 5. Thùng nhiên liệu.6. Bình bốc hơi.7. Nắp xi lanha. Kết cấu:TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸tHình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi b. Nguyên lý làm việcTC 1TC 2Nước sơiTỷ trọng giảmBốc hơi mang theo nhiệtNước tỉ trọng thấp nổi trên mặt thốngKhi động cơ làm việc, tại những khoang chứa nước bao bọc quanh buồng cháy, nước sẽ sơi. Nước tỉ trọng cao chìm xuống đáytạo thành dịng lưu động đối lưuHƯ thèng lµm m¸tHình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi Ưu, nhược điểm Ưu điểm: Kết cấu đơn giảm. Nhược điểm: Độ lưu động của nước khi đối lưu tự nhiên rất nhỏ.TC 1TC 27.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênHình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênThân máy.	 2. Xi lanh. 3. Nắp xi lanh. 4. Đường nước ra két nước 5. Nắp để rĩt nước 6. két nước. 7. Khơng khí làm mát. 8. Quạt giĩ. 9. Đường nước vào động cơa. Kết cấu:HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Hình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênb. Nguyên lý làm việc:HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước làm mát nhận nhiệt của xi lanhTỷ trọng giảmQuạt giĩ 8Nên nước nổi lên trên trong khoangtiếp tục nhận nhiệt của các chi tiết bao quanh buồng cháyNước trong két được làm mátRa khoang phía trên của két làm mát 6.Hình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênb. Nguyên lý làm việc:HƯ thèng lµm m¸tƯu điểm: Kết cấu đơn giản, ít tốn cơng chăm sĩc bảo dưỡng, sửa chữa, giá thành thấp. Nhược điểm: Tốc độ lưu động của nước nhỏ chỉ khoảng 0,12 - 0,19m/s. TC 1TC 27.4.3. Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức.Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vịng hở 7.4.3.1. Hệ thống làm mát một vịng hở. Kết cấu:Thân máy.2. Nắp máy.	 3. Van hằng nhiệt.4. Đường nước ra. 5. Lưới lọc. 6. Bơm nước 	 	 HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2 Nguyên lý làm việc:Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vịng hở HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước làm mát Được bơm 6 hút Làm mát động cơ Theo đường ống nước 4 Đổ ra sơng hồ. Nguyên lý làm việc:Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vịng hở Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Hệ thống cĩ kết cấu đơn giảm.Nhược điểm: Chênh lệch nhiệt độ lớn. HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. Hình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. Thân máy.2. Nắp xi lanh. 3. Van hằng nhiệt. 4. Két làm mát. 	 5. Đường nước ra vịng hở. 6. Bơm vịng hở. 7. Đường nước vào vịng hở. 8. Bơm nước vịng kín. Kết cấu:TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸tHình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. Nguyên lý làm việc:TC 1TC 2Nước qua van 3Vào két 4Bơm 8 hút và đẩyLàm mát động cơBơm 6 chuyểnKét làm mátLàm mát nước vịng kínThải ra ngồiLàm mát nước vịng kínLàm mát nước vịng hởHƯ thèng lµm m¸tHình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vịng. Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Làm mát trực tiếp két nước. Nhược điểm: Kết cấu phức tạp. TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng. Kết cấu:Hình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng1. Thân máy.2. Nắp xi lanh. 3. Đường nước ra khỏi động cơ. 4. Ống dẫn bọt nước. 5. Van hằng nhiệt. 6. Nắp giĩt nước.7. Két làm mát.8. Quạt giĩ 9. Puly 10. Ống nước nối tắt về bơm. 11. Đường nước vào động cơ 12. Bơm nước 13. Két làm mát dầu 14. Ống phân phối nước 	 TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t Nguyên lý làm việc:Hình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồnkín một vịngTC 1TC 2Nước bình chứa Bơm 12 hútQua đường ống 10Làm mát dầuVào động cơ.Vào thân máy 1Ống phân phối 14Làm mát nắp máyTheo đường ống 3Đến van hằng nhiệt 5 (mở)Nước vào bình chứa.Về két làm mát.Quạt 8 làm mát.HƯ thèng lµm m¸tHình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng Ưu, nhược điểm.Ưu điểm: Tốc độ lưu động của nước ở phương pháp này được nâng cao, làm mát đồng đều cho các xi lanh.Nhược điểm: Kết cấu phức tạp.TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vịng tuần hồn kín.7.4.4.1. Sơ đồ nguyên lý.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn 2 vịng kín.Thân máy. 2. Nắp xi lanh. 3. Đường nước ra khỏi động cơ. 4. Đường nước nối tắt về bơm.5. Van hằng nhiệt. 6. Nắp két nước 7. Két làm mát. 8. Quạt giĩ. 9 Puly. 10. Đường nước vào động cơ 11. Bơm nước. 12. Ống phân phối nước TC 1TC 2 Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn 2 vịng kín.HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước ở két làm mát 7Bơm nước hútT°đạt 80º => 90ºc T°đạt 60º => 70ºc T°dưới 60ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bứctuần hồn 2 vịng kín.HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Van hằng nhiệt 5 đĩng Nước về bơm nước Làm mát động cơ TC 3T°dưới 60ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn 2 vịng kín.HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Van chính bắt đầu mở ra Van phụ dần đĩng lại Nước đi qua van 5 Két làm mát 7 Qua két nước Tới bơm nước Nước qua van 5 Vịng tuần hồn chính. Vịng tuần hồn phụ. Tới bơm Vào thân động cơ.TC 3T°đạt 60º => 70ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn 2 vịng kín.HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2 Van xoay đi một gĩc 45° Van chính mở hồn tồn Trong hệ chỉ tồn tại một vịng tuần hồn chính Tồn bộ nước sẽ qua két làm mát Dẫn tới bơm nước Đưa ngược trở lại động cơ. TC 3T°đạt 80º => 90ºc7.5. So sánh hệ thống làm mát bằng khơng khí và hệ thống làm mát bằng nước Kết cấu hệ thống đơn giản ít chi tiết hơn. Động cơ được sấy nĩng nhanh. Thích hợp đối với địa hình nhiều nước. Hiệu quả làm mát kém. Tổn hao cơng suất dẫn động quạt lớn. Chăm sĩc và bảo dưỡng dễ dàng. Kết cấu phức tạp nhiều chi tiết. Động cơ được sấy nĩng chậm. Khơng thích hợp đối với địa hình nhiều nước. Hiệu quả làm mát tốt hơn. Tổn hao cơng suất dẫn động quạt thấp hơn. Chăm sĩc và bảo dưỡng khĩ khan hơn. Hệ thống làm mát bằng khơng khí Hệ thống làm mát bằng nước.HƯ thèng lµm m¸tTC 17.6. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát.7.6.1. Két nước: 7.6.1.1. Cơng dụng: Là bộ phận chứa nước làm mát và làm nguội đã bị nĩng lên sau khi đi qua các chi tiết của động cơ. HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 27.6.1.2. Điều kiện làm việc: Két nước làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và ăn mịn hố học. Bị dung giật, thường xuyên bị bụi bẩn bám vào, chịu ứng suất nhiệt nên dễ gây nứt đường ống két nước... HƯ thèng lµm m¸tTC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo:Hình 7.8. Két nước ab1: Ống nước về.2: Nắp két nước.3: Cánh tản nhiệt.4: Chiều nước làm mát.5: Ruột két nước.6: Két làm mát dầu.7: Ống nước đi làm mát.TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo:Hình 7.8. Két nước ab Bình nước trên: Gồm nước từ thân động cơ, phía trên khoảng rỗng cĩ nắp két nước, vật liệu là đồng tấm dầy 0,5mm... Bình nước dưới : Gồm nước từ thân nước sau khi đã làm mát, dập từ đồng lá mỏng ... Ruột két nước ( thân két nước ) gồm khoảng 200 đến 300 ống dẫn nước bằng đồng hoặc nhơm... TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.2. Bơm nước:7.6.2.1. Cơng dụng: Bơm nước cĩ nhiệm vụ hút nước từ két nước và đẩy vào đường nước trong thân động cơ, với áp suất và lưu lượng phù hợp, để tạo ra vịng tuần hồn.7.6.2.2. Điều kiện làm việc: Bơm nước làm việc với áp suất nước lớn, chịu mài mịn giữa các ổ bi, chịu ăn mịn hố học.TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.2.3. Cấu tạo bơm nước: Hình 7.9. Cấu tạo bơm nước Thân bơm được đúc bằng gang hoặc hợp kim nhơm. Trên thân cĩ các đường nước vào, đường nước ra, guồng quạt nước được đúc bằng gang hoặc kim đồng. Guồng quạt được lắp cố định trên trục bơm, quay trượt trên thân bơm bằng các ổ bi. Để khơng cho nước dị rỉ theo trục bơm cĩ nắp vịng chắn nước gồm: Các đệm cao su, lị xo để chắn khơng cho nước dị rỉ ra bên ngồi. TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.Hình 7.10. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm Đường nước vào. 2. Vỏ bơm. 3. Đường nước ra. 4. Trục bơm. 5. Guồng quạt nước TC 1TC 221354HƯ thèng lµm m¸t7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.Hình 7.10. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm TC 1TC 221354Thơng qua bộ truyền đaiTrục bơm quayGuồng quạt nước quaysinh lực li tâm của cánh guồngSinh ra một áp lực đẩy nướcVào các đường nước làm mát HƯ thèng lµm m¸t7.6.2.5. Một số loại bơm nước trong hệ thống làm mát. Bơm pítton: Chỉ dùng trong hệ thống làm mát tàu thuỷ tốc độ thấp. Bơm guồng ,cánh hút chỉ dùng trong hệ thống làm mát động cơ tàu thuỷTC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.3 Van hằng nhiệt .7.6.3.1. Cơng dụng: Van hằng nhiệt cĩ tác dụng điều tiết nhiệt độ nước làm mát trong động cơ. Sau khi máy khởi động, nước sẽ được làm nĩng lên một cách nhanh chĩng 7.6.3.2. Điều kiện làm việc: Chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn. Chịu lưu động của dịng nước nĩng, chịu ăn mịn hố học của các tạp chất trong nước. TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t7.6.3.3. Cấu tạo:Cĩ 2 loại : Van đơn và van kép.Van kép:Cấu tạo:Hình 7.11. Van hằng nhiệt loại van kép.a. Van hằng nhiệt đĩng b. Van hằng nhiệt mở 2131 Van được lắp ở chỗ đường nước làm mát ra khỏi áo nước, nắp xi lanh hay ống dẫn nạp, van cĩ thể dùng chất lỏng hay bằng chất rắn. TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van kép.a. Van hằng nhiệt đĩng b. Van hằng nhiệt mở 1: Đường nước ra từ động cơ.2: Đường nước quay về động cơ.3: Đường nước ra két làm mát.2131TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van đơn.a. Van hằng nhiệt đĩng b. Van hằng nhiệt mở 2131TC 1TC 2Van hằng nhiệt đĩng Tồn bộ nước làm mát đi qua ống chuyển 2 Trở về bơm nước Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 80°c HƯ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van đơn.a. Van hằng nhiệt đĩng b. Van hằng nhiệt mở 2131TC 1TC 2Nhiệt độ nước làm mát vượt quá 80°c Áp suất trong hộp xếp tăng Hộp xếp giãn nở dài Nhiệt độ nước làm mát lớn hơn 80°c Nâng van uốn lên Nước nĩng đi qua ống 3 Vào bình trên của két nước. Van 4 mở rộng hồn tồn ở nhiệt độ trên 90°c.HƯ thèng lµm m¸tb. Van đơn: Cấu tạo:Con độiCốc xếpĐường ra két nướcCần đẩyHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép Hộp xếp. 2. Đường nước về bơm. 3. Van về bơm. 4. Van ra két nước. 5. Đường ra két nước. 6. Đường nước nĩng từ động7. Thân van Gồm 2 cánh van gắn trên 2 trụ van, hộp xếp bên trong cĩ chứa chất bay hơi hộp xếp cĩ thể bằng kim loại cĩ hệ số giãn nở lớn . Trên hộp xếp cĩ gắn liền với trụ van, cĩ đường nước về bơm, đường ra két 5 và đường nước đến từ động cơ 6.TC 1TC 2HƯ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Các chất trong hộp xếp chưa bị giãn Cánh van 4 đống kín đường nước ra két làm mát Cánh van 3 mở Nước từ động cơ vào bơm Nước từ động cơ ra van hằng nhiệt Khi nhiệt độ động cơ cịn thấp HƯ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Các chất lỏng trong hộp xếp bay hơi Hộp xếp giãnVan 4 mởĐĩng van dẫn.Khi nhiệt độ động cơ đạt 60° đến 70°c HƯ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Hộp xếp giãn nở hồn tồn Cánh van 3 đĩng kín Cánh van 4 mở hồn tồn Nước làm mát ra két nước Khi nhiệt độ đạt định mức ( 70° đến 80°c)