bài thuyết trình đồ án tốt nghiệp hệ thống làm mát ô tô toyota innova

Sinh viên thực hiện : TRƯƠNG VĂN PHỤNG
Lớp : 03C4B
Giáo viên hướng dẫn : TS. TRẦN THANH HẢI TÙNG
Giáo viên duyệt : TS. PHÙNG XUÂN THỌ
1. Mục đích và ý nghĩa đề tài

Nắm vững các phương án làm mát cho động cơ đốt
trong.

Khảo sát hệ thống làm mát động cơ YC4G170-20.

Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính toán kiểm Tra két
làm mát.
2. Giới thiệu chung về hệ thống làm mát động cơ
2. Giới thiệu chung về hệ thống làm mát động cơ
* Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi:
* Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi:
1
2
3
4
5
6
7
* Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên:
* Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên:
11
10
9
8
12

13
14
15
16
* Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một
vòng:
21
20
19
18
17
29
28
24
23
25
26
27
30
22
* Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng:
* Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng:
36
35
33
40
38
37
34
32

31
39
* Hệ thống làm mát một vòng hở:
* Hệ thống làm mát một vòng hở:
5
3
7
4
2 1
6 8
* Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên
* Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên
ngoài:
ngoài:


9
10
11
14
15
12
13
P2 ,tra
P2 ,tvaìo
P1 ,tvaìo
* Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt
* Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt
của hơi nước và nhiệt của khí thải:
của hơi nước và nhiệt của khí thải:

16 17 18 19 20 21 22 23
24
25
26
27
282930
Âæåìng næåïc laìm maït
âäüng cå
P2 ,tra
tra

Âäüng Cå
t'ra
Âæåìng næåïc laìm maït
dáöu bäi trån
*
*
Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió).
Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió).
a
c
d
31
32
33
34
35
36
3. Gii thiu khỏi quỏt v ng c YC4G170-20.
1

2
3
7
4
5
6
Truỷc khuyớu
Baùnh õaỡ
Truỷc cam
Bồm nổồùc
Van hũng nhióỷt
Puly bồm nổồùc
Puly truỷc khuyớu
4
3
1
2
6
7
5
1
1
1
1
1
1
1
Vở
trờ
Tón chi tióỳt

Ghi chuù
Sọỳ
lổồỹng
Vỏỷt lióỷu
Tyớ lóỷ
NgaỡyKyù
Hoỹ vaỡ tón
Nhióỷm vuỷ
Lồùp
Duyóỷt
Sọỳ tồỡ: 11
H BAẽCH KHOA
Khoa CKGT
Tồỡ sọỳ:6
Thióỳt kóỳ
Hg. dỏựn
T. V. Phuỷng
TS.T.T.Haới Tuỡng
03C4B
ệ AẽN TT NGHIP
KHAO SAẽT H THNG LAèM MAẽT ĩNG C YC4G170-20 LếP TRN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xuỏn Thoỹ
MT CếT DOĩC
ĩNG C
YC4G170-20
1
2
3 4
14
12

11
10
9
8
7
6
13
5
ng naỷp
Voỡi phun
Xupaùp
Coỡ mọứ
Pittọng
Bồm cao aùp
Thanh truyóửn
Cng õai
Bồm nhión lióỷu bũng tay
Bỏửu loỹc dỏửu bọi trồn
Nuùt xaớ dỏửu
Lổồùi loỹc thọ dỏửu bọi trồn
Caùt te dỏửu
Tuabin tng aùp
8
4
3
1
2
6
7
5

12
11
10
9
1
8
1
4
1
1
1
1
1
1
13
1
1
1
14
8
Vở
trờ
Tón chi tióỳt
Ghi chuù
Sọỳ
lổồỹng
Vỏỷt lióỷu
Tyớ lóỷ
NgaỡyKyù
Hoỹ vaỡ tón

Nhióỷm vuỷ
Lồùp
Duyóỷt
Sọỳ tồỡ: 11
H BAẽCH KHOA
Khoa CKGT
Tồỡ sọỳ:5
Thióỳt kóỳ
Hg. dỏựn
T. V. Phuỷng
TS.T.T.Haới Tuỡng
03C4B
ệ AẽN TT NGHIP
KHAO SAẽT H THNG LAèM MAẽT ĩNG C YC4G170-20 LếP TRN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xuỏn Thoỹ
MT CếT NGANG
ĩNG C
YC4G170-20
4. Khảo sát hệ thống làm mát động cơ YC4G170-20.
4. Khảo sát hệ thống làm mát động cơ YC4G170-20.
ÄÚng dáùn nỉåïc nọng vãư kẹt
ÄÚng nỉåïc phán phäúi
Ạo nỉåïc
ÄÚng dáùn håi nỉåïc
ÄÚng näúi tàõt vãư båm
Kẹt lm mạt
Nhiãût kãú
Van hàòng nhiãût
Båm nỉåïc li tám
ÄÚng dáùn nỉåïc vãư båm

Quảt giọ lm mạt
Van x nỉåïc
Bçnh lm mạt dáưu nhåìn
10
1
13
12
11
9
2 3
4
5
6
8
7
8
4
3
1
2
6
7
5
12
11
10
9
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
13
1
1
2
Vë
trê
Tãn chi tiãút
Ghi chụ
Säú
lỉåüng
Váût liãûu
T lãû
NgyK
H v tãn
Nhiãûm vủ
Låïp
Duût
Säú tåì: 11
ÂH BẠCH KHOA
Khoa CKGT
Tåì säú:7
Thiãút kãú
Hg. dáùn

T. V. Phủng
TS.T.T.Hi Tng
03C4B
ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG LM MẠT ÂÄÜNG CÅ YC4G170-20 LÀÕP TRÃN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xn Th
HÃÛ THÄÚNG LM MẠT
ÂÄÜNG CÅ YC4G170-20
KẸT NỈÅÏC
990
2
3
4
5
6
7
8
9
8
4
3
1
2
6
7
5
12
11
10
9

1
1
1
1
45
276
1
1
1
1
1
1
1
13
21
19
20
1
1
1
14
18
17
16
15
1
1
1
1
1

Vë
trê
Tãn chi tiãút
Ghi chụ
Säú
lỉåüng
Váût liãûu
T lãû
NgyK
H v tãn
Nhiãûm vủ
Låïp
Duût
Säú tåì: 11
ÂH BẠCH KHOA
Khoa CKGT
Tåì säú:8
Thiãút kãú
Hg. dáùn
T. V. Phủng
TS.T.T.Hi Tng
03C4B
ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG LM MẠT ÂÄÜNG CÅ YC4G170-20 LÀÕP TRÃN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xn Th
KÃÚT CÁÚU KẸT NỈÅÏC
TRONG HTLM ÂÄÜNG
CÅ YC4G170-20
Âéa cao su ca van x
1

21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
1110
NÀÕP KẸT NỈÅÏC
Thán van x håi nỉåïc
L xo van khäng khê
Thán van hụt khäng khê
Vng âãûm van khäng khê
M van khäng khê
Âãûm cao su ca van x
Läù thoạt håi
Thán nàõp kẹt
L xo van x håi nỉåïc
ÄÚng nỉåïc vo âäüng cå
Khoang nỉåïc dỉåïi
Vng ân häưi
Nàõp
ÄÚng nỉåïc
Nỉåïc lm mạt
Cạnh tn nhiãût
ÄÚng thäng håi
ÄÚng dáùn nỉåïc vo kẹt

Khoang nỉåïc trãn
Nàõp kẹt
(b)- Måí van nảp
(a)- Måí van x
ÄÚng cao su
Van åí trảng thại måí
Vụ måỵ
Bạnh cäng tạc
Thán mạy
Trủc båm
Vêt bàõt v båm
Läù thoạt nỉåïc
Phåït lm kên
Roan lm kên
Âai dáùn âäüng båm
Puly båm nỉåïc
Ãcu bàõt trủc båm
Bưng xồõn
Âỉåìng nỉåïc vo
VAN HÀỊNG NHIÃÛT
B
B-B
B
B
Φ33
Φ61
Φ
111
11
12

13
14
15
16
17
18
18
19
20
21
22
23
2425
26
27
Trảng thại âọng Trảng thại måí
BÅM NỈÅÏC
8
4
3
1
2
6
7
5
12
11
10
9
1

1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
4
1
1
1
13
21
19
20
22
1
1
1
26
25
23
24
27

1
14
18
17
16
15
1
1
1
1
2
Vë
trê
Tãn chi tiãút
Ghi chụ
Säú
lỉåüng
Váût liãûu
T lãû
NgyK
H v tãn
Nhiãûm vủ
Låïp
Duût
Säú tåì: 11
ÂH BẠCH KHOA
Khoa CKGT
Tåì säú:9
Thiãút kãú
Hg. dáùn

T. V. Phủng
TS.T.T.Hi Tng
03C4B
ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG LM MẠT ÂÄÜNG CÅ YC4G170-20 LÀÕP TRÃN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xn Th
KÃÚT CÁÚU BÅM NỈÅÏC
V VAN HÀỊNG NHIÃÛT
TRONG HTLM ÂÄÜNG
CÅ YC4G170-20
Chäút âáưu cän
10
4
8
6
7
5
9
3
2
1
8
Våí båm
ÄÚng bao kên
Van âang âọng
V äúng nỉåïc làõp van hàòng nhiãût
ÄØ bi
Âỉåìng nỉåïc nọng âi vo
Âỉåìng näúi tàõt vãư båm
Cháút cọ âäü gin nåí nhiãût cao (Wax)

Âỉåìng nỉåïc tåïi kẹt lm mạt
Then bạn nguût
L xo van
Cánh quảÛt giọ
Báưu quảt
Xỉång bàõt âéa chàût quảt
Trủc quảt
Buläng bàõt quảt
φ
550
φ
250
150
100
A-A
2
1
3
4
5
4
3
1
2
5
1
8
1
4
1

Vë
trê
Tãn chi tiãút
Ghi chụ
Säú
lỉåüng
Váût liãûu
T lãû
NgyK
H v tãnNhiãûm vủ
Låïp
Duût
Säú tåì: 11
ÂH BẠCH KHOA
Khoa CKGT
Tåì säú:10
Thiãút kãú
Hg. dáùn
T. V. Phủng
TS.T.T.Hi Tng
03C4B
ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP
KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG LM MẠT ÂÄÜNG CÅ YC4G170-20 LÀÕP TRÃN XE BUS THACOJB86L
TS.P.Xn Th
KÃÚT CÁÚU QUẢT GIỌ
TRONG HTLM ÂÄÜNG
CÅ YC4G170-20
5. Tính toán kiểm nghiệm nhiệt két làm mát của động cơ
YC4G170-20.
5.1. Tổng quan về lý thuyết truyền nhiệt qua vách có cánh.

5.2. Các thông số của két nước, bơm nước và quạt gió.
5.3. Tính kiểm nghiệm quạt gió, bơm nước và két nước
5.3.1. Tính kiểm nghiệm quạt gió
α
y
2R
2r
l



Lưu lượng của quạt gió G
Lưu lượng của quạt gió G
q
q
phụ thuộc
phụ thuộc
vào kích thước của quạt gió và được xác
vào kích thước của quạt gió và được xác
định theo [2] như sau:
định theo [2] như sau:
ααη−πρ= cos.sin
60
1
bZn)rR(G
kq
22
kq
(kg/s)
(kg/s)

Hình 5.1. Sơ đồ tính quạt gió.
Hình 5.1. Sơ đồ tính quạt gió.
Gq = 2,5528 (kg/s).
Gq = 2,5528 (kg/s).
•
Công suất của quạt gió được xác định như sau
η
ρ
.1000

kkkk
HQg
Nq =
Nq =
(KW)
(KW)
•


Xác định các thông số:
Xác định các thông số:
- Lưu lượng của quạt :
- Lưu lượng của quạt :
Q =


kk
q
G
ρ

Cm
= 13,855 (m/s)
= 13,855 (m/s)
2,48 (m
3
/s);

=


-
Vận tốc hướng trục của quạt:
Vận tốc hướng trục của quạt:
D
e
= 1,3.
m
C
Q
=>
=>
- Xác định áp suất của quạt
- Xác định áp suất của quạt
:
:
2
.
30
.
e

q
D
nΠ
kk
g
gH
ρ
.
1000
U
U
e
e
= 2,8.
= 2,8.
φ
φ
.
.
Theo
Theo
[
[
4
4
]
]
ta c
ta c
ó

ó
: U
: U
e
e
=
=


U
e
= 67,5257 (m/s)


=> H = 64,62 (mm cột H
=> H = 64,62 (mm cột H
2
2
O)
O)
Ta đổi áp lực của chất khí sang chiều cao là m cột H
Ta đổi áp lực của chất khí sang chiều cao là m cột H
2
2
O, theo
O, theo
[4] ta có:
[4] ta có:
g.
g.

ρ
ρ
kk
kk
.H
.H
kk
kk
= g.
= g.
ρ
ρ
.H = 1000.g.H
.H = 1000.g.H
Do
Do
đó
đó
:
:
H
H
kk
kk
=
=
(m cột H
(m cột H
2
2

O);
O);
H
(m/s)
(m/s)

Thay H
Thay H
k
k
vào [5.13], ta được công suất trên trục quạt.
vào [5.13], ta được công suất trên trục quạt.
N
N
q
q
=
=
1000
1000
η
HQg
= 2,2484 (kW)





Xác định công suất N
Xác định công suất N

đ
đ
tiêu tốn để dẫn động quạt gió.
tiêu tốn để dẫn động quạt gió.
Theo [4] ta có:
Theo [4] ta có:
N
N
đ
đ
=
=
t
q
Na
η
.
Theo [4] ta có: a = 1,1; η
t
= 0,9 => Nđ =
2,748 (kW).
2,748 (kW).
(kW)
(kW)
5.3.2. Tính toán các thông số kiểm tra két nước
5.3.2. Tính toán các thông số kiểm tra két nước
15
c
a
b

2
0.2


+ Tính diện tích két nước tiếp xúc với không khí F
+ Tính diện tích két nước tiếp xúc với không khí F
2
2
.
.


Hình 5.5. Sơ đồ tính toán két nước
Hình 5.5. Sơ đồ tính toán két nước
+ Diện tích tiếp xúc với chất lỏng F
1
.
F
1
= 8,477 (m
2
)
+ Tiết diện lưu thông chất lỏng trong két.
S = 0,0062955 (m
2
)
F
2
= 46,154 (m2).

620 mm
45 caïnh
(46 x 6) äúng
990 mm
11,22 mm

5.3.3. Tính kiểm nghiệm bơm nước
5.3.3. Tính kiểm nghiệm bơm nước
r
o
1
r
r
2
2
r
r
1
o
r
1
b
Theo [2] ta có:
Theo [2] ta có:
+ Lưu lượng tính toán của bơm nước: G
+ Lưu lượng tính toán của bơm nước: G
btt
btt
G

G
btt
btt
= C
= C
1
1
. ρ
. ρ
n
n
.π.(r
.π.(r
1
1
2
2
- r
- r
0
0
2
2
).
).
(Kg/s)
(Kg/s)
G
G
btt

btt
= 4,525 (kg/s)
= 4,525 (kg/s)
So sánh G
So sánh G
btt
btt
với G
với G
b
b
* = 4,667 (kg/s). trong [5].
* = 4,667 (kg/s). trong [5].
+ Công suất tiêu hao để dẫn động bơm nước,
+ Công suất tiêu hao để dẫn động bơm nước,
N
N
b
b
=
=
cgb
b
HG
ηη
.
10.81,9
3−
(kW)
(kW)

N
N
b
b
= 1,185 (KW)
= 1,185 (KW)
5.4. Tính toán lượng nhiệt của động cơ YC4G170-20 trao
5.4. Tính toán lượng nhiệt của động cơ YC4G170-20 trao
đổi qua hệ thống làm mát.
đổi qua hệ thống làm mát.
5.4.1 Xác định lượng nhiệt của động cơ truyền cho nước làm
5.4.1 Xác định lượng nhiệt của động cơ truyền cho nước làm
mát.
mát.
+ Nhiệt lượng tổng cộng Q
+ Nhiệt lượng tổng cộng Q
0
0
tiêu hao trong một đơn vị thời
tiêu hao trong một đơn vị thời
gian.
gian.
Q
Q
o
o
= Q
= Q
H
H

.G
.G
nl
nl
= 310250 (J/s).
= 310250 (J/s).
Q
Q
lm
lm
= Q
= Q
o
o
.q
.q
lm
lm
/100 = 93075 (J/s).
/100 = 93075 (J/s).
+ Lượng nước làm mát tuần hoàn trong hệ thống trong một
+ Lượng nước làm mát tuần hoàn trong hệ thống trong một
đơn vị thời gian.
đơn vị thời gian.

tnn
lm
lm
C
Q

G
∆
=
.
= 3,1756 (kg/s)
5.4.2. Xác định lượng nhiệt của két làm mát truyền ra môi
5.4.2. Xác định lượng nhiệt của két làm mát truyền ra môi
trường
trường


- Xác định
- Xác định
α
α
1
1
:
:
Trong đó: Theo [3] có λ
Trong đó: Theo [3] có λ
1
1
= 6700,4 (W/m. độ)
= 6700,4 (W/m. độ)
Từ [5. 4] xác định
Từ [5. 4] xác định
α
α
1:

1:


α
α
1
1
=
=
*
1
.
l
Nu
λ
Q’
Q’
lm
lm
=
=
)(.
1
.
.
.
.1
1
2
21

2
11
2
kkn
ttF
F
F
F
F
−
++
αλ
δ
α
= k.F
= k.F
2
2
( t
( t
n
n
– t
– t
kk
kk
)
)
Thay giá trị Re, Pr ta tìm được Nu suy ra
Thay giá trị Re, Pr ta tìm được Nu suy ra

α
α
1.
1.


α
α
1
1
= 4216,6 (W/m
= 4216,6 (W/m
2
2
. độ)
. độ)
- Xác định Nu.
- Xác định Nu.
Nu = 0,33.
Nu = 0,33.
3
Pr.Re
theo [3], Pr = 2,21;
theo [3], Pr = 2,21;
Re =
Re =
υ
ω
l.
ω

ω
= 0,059 (m/s)
= 0,059 (m/s)
υ = 0,365.10
-6
(m
-2
/s) ở 80
o
C.