ĐỒ án môn học đồ án ĐỘNG cơ đốt TRONG hệ THỐNG làm mát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ
CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

HỆ THỐNG LÀM MÁT

Ngành:

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT

Ô TÔ
Lớp :

19DOTD1

Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Thoại
Sinh viên thực
hiện: Trần
Khánh Linh

Sinh viên
thực hiện:
Nguyễn Văn
Thắng


Sinh viên thực hiện: Ngô
Minh Đức

Mã SV:
1911252865

Lớp:
19DOTD1

Mã SV:
1911251116

Lớp:
19DOTD1

Mã SV:
1911256061

Lớp:
19DOTD1

Tp.HCM, ngày 22 tháng 12

năm 2021


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
TÊN MÔN HỌC : ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Họ và tên sinh viên (Nhóm gồm 3 sinh viên):

(1)
Trần Khánh
Linh
(2)
Nguyễn Văn
Thắng
(3)
Ngô Minh
Đức

MSSV: 1911252865
MSSV: 1911251116
MSSV: 1911256061

Lớp: 19DOTD1
Lớp: 19DOTD1

Lớp: 19DOTD1

I. Tên đề tài: Hệ thống làm mát.

II.
Dữ liệu đầu
vào:
Mơ hình mẫu động cơ..
Giáo trình động cơ đốt trong..

IV. Nội dung nhiệm vụ:
Trình bày tổng quan về hệ thống..
Thiết kế mơ phỏng hoặc một cơ cấu/chi tiết trong hệ thống ..

V. Kết quả tối thiểu phải có:
File báo cáo đồ án.
Bản vẽ chi tiết trên khổ giấy A3 hoặc A4 (PDF)..
File

gốc bản vẽ 2D,3D..

File mơ phỏng hoạt động (nếu có).
Ngày giao đề tài: 8/11/2021

Ngày nộp báo cáo: 22/12/2021
TP. HCM, ngày 16 tháng 09 năm 2021

Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn
(Ký

và ghi rõ họ tên)


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN
TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

Tên đề tài: Hệ thống làm mát
Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Thoại
Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm: 3)
(1) Trần Khánh Linh
(2) Nguyễn Văn Thắng
(3) Ngô Minh Đức
Tuần Ngày

1

4

Tuần 3 (Làm phần giới thiệu đề tài)
5


6

Tuần 4 (Làm phần kết cấu hệ

thống)

7

Tuần

5(

Làm phần kết cấu hệ

thống)

8

Tuần 6 (Làm kết luận)
9

Tuần 7 (Vẽ mô phỏng)
10

Tuần 8 (Vẽ mô phỏng)
11

Tuần 9 (Vẽ mô phỏng)
12

Tuần 10 (Chỉnh sửa, tổng hợp)

Đánh giá kết quả báo cáo: (Nội
dung báo cáo ; Sản phẩm thực hiện;

Thái độ ; Kỹ năng; ….)


Cách tính điểm:
Điểm q trình = 0.5 x Tổng điểm tiêu chí đánh giá + 0.5 x điểm báo cáo ĐA MH
Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án; Điểm
báo cáo bảo vệ đồ án mơn học; Điểm q trình (Ghi theo thang điểm 10 )

Họ tên sinh viên

Trần Khánh Linh
Nguyễn Văn Thắng
Ngô Minh Đức

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới
kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.
TP. HCM, ngày 22 tháng 12

Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

năm 2021

Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


M ỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................................
iii

LỜI NĨI ĐẦU......................................................................................................................................
1

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
LÀM MÁT ĐỘNG CƠ............................................................................................................

2

1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống
làm mát................................................................................................................................................
2

1.1. Mục đích của hệ thống làm mát...................................................
2

1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát.......................................................
2

1.3. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát.................................................
3

1.3.1. Làm mát động cơ và máy nén...............................................
3

1.3.2. Làm mát dầu
3

bôi trơn...................................................................................

1.4. Nhiệt độ làm việc tối ưu của động
cơ.................................................................................................................................................................
3


II. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÀM MÁT..................................................
4

2.1. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng............................................
4

2.1.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc
5

hơi............................................................

2.1.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối
lưu tự nhiên...............................................................................................................................
5

2.1.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng
bức.........................................................................................................................................................
6

2.1.4. Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt
độ cao.................................................................................................................................................
9

2.1.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ
cao kiểu bốc hơi bên ngoài.......................................................................................
9
2.1.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt
có lợi dụng nhiệt của hơi nước

độ cao

và nhiệt của khí thải............................................................................................................

10

2.2. Hệ thống làm mát động cơ bằng
khơng khí (gió).......................................................................................................................
11

2.2.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí kiểu
tự nhiên.............................................................................................................................................
11


2.2.2. Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng
bức.........................................................................................................................................................
11

2.3. So sánh ưu khuyết điểm của kiểu làm mát
bằng nước và kiểu làm mát

bằng khơng khí.....................................................................................................................
12
I


III. KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH
CỦA HỆ THỐNG LÀM

MÁT BẰNG NƯỚC...................................................................................................................
13

3.1. Kết cấu két làm mát..........................................................................................

13

3.2. Nắp két nước...............................................................................................................
15

3.3. Kết cấu của bơm nước...............................................................................
17
3.3.1. .....................................................................
Bơm ly ...........................17
tâm
.....................................................................
3.3.2. ...........................17
Bơm
piston

3.4. Van hằng nhiệt..........................................................................................................
18

3.5. Quạt gió...............................................................................................................................
21

3.5.1. Cơng dụng và u cầu.......................................................................................
21

3.5.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc...................................................................
21

IV: KẾT LUẬN...................................................................................................................................
22

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................
24

II


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Đồ thị quan hệ suất tiêu hao nhiên
liệu, độ mòn xylanh với nhiệt độ làm việc
của động cơ.
Hình 2.2 Hệ thống làm mát bằng
lưu tự nhiên.
Hình 2.3 Hệ thống
kín một vịng.

nước kiểu đối

làm mát cưỡng bức tuần hồn

Hình 2.4 Sơ đồ ngun lý hệ thống làm mát tuần
hồn cưỡng bức một vịng.
Hình 2.5 Hệ thống
vịng tuần hồn.

làm mát cưỡng bức kiểu hai

Hình 2.6 Hệ thống làm mát một vịng hở..

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ

cao kiểu bốc hơi bên ngồi.
Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi
dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt
của khí thải.
Hình 2.9 Hệ thống làm mát bằng

khơng khí động

cơ 4 xi lanh.
Hình 3.1. Cấu tạo của
Hình 3.2. Các dạng

két nước.

ống của két nước.


Hình 3.3. Cấu tạo của nắp
Hình 3.4. Nắp két nước
nước vào vộ tản nhiệt.

két nước.

được tháo ra từ cổ rót

Hình 3.5. Kết cấu

bơm nước ly tâm.

Hình 3.6. Kết cấu

bơm nước kiểu piston.

Hình 3.7. Van hằng nhiệt.
Hình 3.8. Cấu tạo van hằng nhiệt.
Hình 3.9. Các kiểu van hằng nhiệt.
Hình 3.10. Kết cấu các loại van hằng nhiệt.
Hình 3.11. Kết cấu quạt
Hình 3.12. Sơ
cấp tốc độ..

gió động cơ..

đồ mạch điện điều khiển quạt một
III


LỜI NĨI
ĐẦU
Ơ

tơ máy kéo là phương tiện sản xuất và kinh

doanh trong sinh hoạt, không thể thiếu được trong đời
sống hiện nay. Cùng với sự tiến bộ chung của khoa học.
Ngành ơ
tơ cũng có những bước phát triển mới với những thành
quả quan trọng. Những biến đổi mà đòi hỏi phải có những
nhận thức mới sâu rộng, những vấn đề đó có liên quan
đến

cơng nghệ ơ tơ.
Tuy vậy muốn tiếp thu những kiến thức mới này thì
phải nắm vững những kiến thức cơ bản nhất. Những kiến
thức này sẽ làm nền tảng cho bước phát triển tiếp theo.

Sau khi học xong môn “Động cơ đốt trong” chúng em
được tổ bộ mơn giao nhiệm vụ làm đồ án mơn .. Nhóm
em được nhận đề tài: “ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ
”..
Trong phạm vi đồ án này, nhóm em chỉ giới hạn
tìm hiểu một cách tổng quát về các phương pháp làm
mát trong động cơ, các cơ cấu và hệ thống của động,
mơ phỏng hệ thống. Do kiến thức cịn hạn chế, tài liệu
tham khảo cịn ít và điều kiện thời gian không cho phép


nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những
thiếu sót, kính mong các thầy cơ trong bộ mơn chỉ bảo
để đồ án em được hoàn thiện hơn.
Đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy LÊ VĂN
THOẠI. Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn LÊ
VĂN THOẠI đã tận tình giúp đỡ em hồn thành thiết kế
đề tài này. Xin cảm ơn các thầy cô, các cán bộ công
nhân viên trong Viện Kỹ Thuật đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho em trong quá trình học tập và thiết kế đề
tài. Em xin kính chúc các thầy ln mạnh khoẻ và có
nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát triển

của ngành ơ tơ nói riêng và ngành giao thơng vận tải

nói chung của Việt Nam

..

1


I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
LÀM MÁT ĐỘNG CƠ
1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm
mát
1. 1. Mục đích của hệ thống làm mát
Trong q trình làm việc của động cơ, nhiệt
truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy như: piston,
xecmăng, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng
25–35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy các
chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt ,, nhiệt độ đỉnh
pittơng có thể lên tới 600oC, cịn nhiệt độ của nấm xupap
có thể lên 900oC. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra
những hậu quả xấu như:

Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm
giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ
của các chi tiết máy..
-

Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi
trơn nên làm tăng tổn thất ma sát.
-

- Có thể gây bó kẹt piston trong cylinder

do hiện tượng giản nở nhiệt.

- Giảm hệ số nạp.
Đối với động cơ xăng dễ phát sinh
hiện tượng cháy kích nổ.
-


Để khắc phục các hậu quả xấu trên.Vì vậy cần thiết
phải làm mát động cơ. Hệ thống làm mát động cơ có
nhiệm vụ thực hiện q trình truyền nhiệt từ khí cháy qua
thành buồng cháy rồi đến mơi chất làm mát để đảm bảo
cho nhiệt độ của các chi tiết khơng q nóng nhưng cũng
khơng q nguội. Động cơ q nóng sẽ gây ra các hiện
tượng như đã nói, cịn quá nguội tức là động cơ được làm
mát quá nhiều vì vậy tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát
nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh cơng ít do đó hiệu suất
nhiệt của động cơ thấp, ngoài ra do nhiệt độ động cơ thấp
ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu
bơi trơn tăng, dầu bơi trơn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn

thất cơ giới và tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn
đến các chỉ tiêu kinh tế và cơng suất động cơ.
Động cơ có hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng
bức.

1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát
Đối với động cơ cũng như các động

cơ lắp trên xe ơ tơ khách thì hệ thống làm
mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Làm việc êm dịu, tiêu hao công
suất cho làm mát bé.
-

-

Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa
ra van hằng nhiệt ở khoảng 83– 950C và nhiệt độ của dầu
bôi trơn trong động cơ khoảng 95–1150C.
2


Bảo đảm động cơ làm việc tốt ở mọi
chế độ và mọi điều kiện khí hậu cũng như
điều kiện đường sá, kết cấu nhỏ gọn, dễ bố
trí.
-

1.3. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát của động cơ có nhiệm vụ làm
mát động cơ, máy nén và dầu

bơi trơn.
1.3.1. Làm mát động cơ và máy nén
Hệ thống làm mát có nhiệm vụ chính là làm
mát động cơ, bảo đảm động cơ có nhiệt độ ổn định
trong suốt quá trình làm việc. Ngồi ra, hệ thống
cũng có nhiệm vụ khơng kém phần quan trọng đó là

rút ngắn thời gian chạy ấm máy, nhanh chóng đưa
động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc. Bên cạnh đó hệ
thống làm mát cịn làm mát cho máy nén khí nhằm
tăng hiệu suất cho máy nén khí. Đường nước làm
mát máy nén khí được trích từ đường nước chính
làm mát động cơ.
1.3.2. Làm mát dầu

bơi trơn.

Trong q trình làm việc của động cơ,
nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng lên không
ngừng do các nguyên nhân cơ bản sau:


Dầu bôi trơn phải làm mát các trục,
tỏa nhiệt lượng sinh ra trong quá trình ma
sát các ổ trục ra ngồi.
-

Dầu bơi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết
máy có nhiệt độ cao như cị mổ,
-

đi xupap, piston...
Để đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu ổn định,
giữ độ nhớt dầu ít thay đổi và
đảm bảo khả năng bơi trơn, vì vậy cần phải làm mát dầu
bơi trơn. Đường dầu bôi trơn được khoan song song với
đường nước làm mát động cơ. Khi nước làm mát động cơ

đồng thời làm mát luôn cho dầu bôi trơn, nhằm hạ
nhiệt độ cho dầu bôi trơn.

1.4. Nhiệt độ làm việc tối ưu của động cơ
- Nhiệt độ nước làm mát động cơ từ 70 –80°C là vùng có
suất tiêu hao nhiên liệu thấp.

-

Nhiệt độ của nước làm mát tăng thì độ
mịn xylanh giảm.
Thực nghiệm cho thấy, tùy theo đặc điểm cấu tạo

của từng loại động cơ cụ thể, chất lượng nhiên liệu và
dầu bôi trơn, cùng một số các yếu tố khác. Khi tăng nhiệt
độ

3


nước làm mát từ 50°C–90°C, cơng suất của
động cơ có thể tăng lên khoảng 2,5–8% còn
suất tiêu hao nhiên liệu có thể giảm từ 1,5–4
g/kW.
Đối với động cơ làm mát bằng nước, thì nhiệt độ
tối ưu của nước từ động cơ ra là 75–85°C. Nếu nhiệt độ
nước làm mát lớn hơn, có thể tạo ra các bọc hơi trong hệ
thống
kiểu tuần hồn kín, làm giảm hiệu quả làm mát và tạo nên

những vùng có nhiệt độ quá cao. Trong các động cơ làm
mát bằng nước kiểu một vòng hở, để tránh hiện tượng kết

cặn trên bề mặt phía ngồi của lót xylanh, yêu cầu
nhiệt độ nước ra khỏi động cơ khơng nên vượt q
50–55°C. Điều đó tuy khơng phải là chế độ nhiệt tối
ưu đối với động cơ, nhưng đó là đòi hỏi của điều
kiện vận hành động cơ.


Hình 1.1.

Đồ thị quan hệ suất tiêu hao nhiên
liệu, độ mòn xylanh với nhiệt độ làm việc
của động cơ..

II. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÀM MÁT
Hệ thống làm mát bằng nước được chia ra
nhiều kiểu khác nhau như: làm mát bằng nước kiểu
bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu tuần hoàn
cưỡng bức và làm mát ở nhiệt độ cao. Mỗi kiểu làm
mát đều có những ưu nhược điểm khác nhau và
thích hợp cho từng điều kiện làm việc của từng
động cơ.

2.1. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
Trong hệ thống này, nước được dùng làm môi
chất trung gian tải nhiệt khỏi các chi tiết. Tuỳ thuộc vào
tính chất lưu động của nước trong hệ thống làm mát mà
người ta chia thành các loại: bốc hơi, đối lưu tự nhiên

và tuần hoàn cưỡng bức.

4


2.1.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc

hơi

Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc
hơi là loại đơn giản nhất. Hệ thống này
khơng cần bơm, quạt.
Bộ phận chứa nước có hai phần- khoang
nước bao quanh thành xylanh (8),

khoang nắp

xylanh

(5) và thùng chứa

2

..
1

3

4
5

Hình 2.1
1- Thùng nhiên liệu; 2- Khoang chứa nước bốc hơi; 3,4
Xupap 5- Nắp xylanh;

6- Thân máy; 7- Piston 8- Xylanh; 9-

Trục khuỷu;

Thanh truyền; 10-


Cácte chứa
dầu.
10-

Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi do kết
cấu đơn giản và đặt tính lưu
động đối lưu đã nói ở trên nên hệ thống này được dùng
cho các động cơ đốt trong kiểu xylanh nằm ngang, đặc
biệt các động cơ trên các máy nông nghiệp cỡ nhỏ.

Nhược điểm của hệ thống làm mát này
là thất thoát nước nhiều và hao mịn xylanh
khơng đều.
2.1.2. Hệ thống làm mát bằng
tự nhiên

nước kiểu đối lưu

Trong hệ thống làm mát kiểu

đối lưu tự nhiên,

nước lưu động tuần hoàn nhờ sự chênh lệch áp lực giữa
hai cột

nước nóng và lạnh mà khơng cần bơm. Cột nước

nóng

trong động cơ và cột nước nguội trong thùng
chứa hoặc trong két nước.

5


4

5
9

6

7

8

3

2

1

Hình 2.2 Hệ thống làm mát bằng nước

kiểu đối lưu tự nhiên.. 1- Đường
nước; 2- Xylanh; 3- Đường dẫn nước
vào két làm mát; 4- Nắp két; 5- Két
nước; 6- Quạt gió; 7- Đường nước
làm mát động cơ.
2.1.3. Hệ thống làm mát tuần

hoàn cưỡng bức

Trong hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức. Khắc
phục được nhược điểm vận tốc lưu động của dòng nước
thấp, làm tăng hiệu quả làm mát. Vận tốc lưu động của dòng
nước được tăng bởi một bơm nước lắp trong hệ thống được
dẫn động từ trục khuỷu động cơ. Hệ thống này thích hợp
cho các động cơ có cơng suất và các động cơ trên ơ tơ..

Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng
bức có ba loại sau:
Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần
hồn kín một vịng.
1)


Hình 2.3 Hệ thống làm mát cưỡng bức

tuần hồn kín một vòng.

6