Ket noi thiet ke he thong lam mat dong co d6ac tren xe huyndai wqem2cpqpm 20130108104845 4

Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

LỜI NĨI ĐẦU
Động cơ đốt trong đang phát triển mạnh, gĩư vai trò quan trọng trong nhiều
ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải đường bộ, đường
sắt, đường biển, đường hàng không cũng như trong nhiều ngành công nghiệp
khác. Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới đã đạt mức 30 triệu
chiếc / năm và có khả năng tăng cao hơn nữa. Tuy nhiên, con đường phát triển đi
lên của ngành động cơ đốt trong nói chung và ngành cơng nghiệp ơ tơ nói riêng
của các nước khác nhau. Tuỳ thuộc chủ yếu là năng lực của ngành cơ khí và mức
độ cơng nghiệp hố của từng nước. Để thuận tiện việc nghiên cứu, người ta chia
ra trong động cơ đốt trong cũng như trong ô tô ra nhiều hệ thống, như hệ thống
nhiên liệu, hệ thống bơi trơn, hệ thống làm mát...trong đó mỗi hệ thống đều có
tầm quan trọng nhất định. Hệ thống làm mát cũng đóng một vai trị rất quan
trọng cho động cơ. Việc khảo sát một hệ thống bất kỳ trong động cơ sẽ giúp cho
sinh viên củng cố lại những kiến thức đã học và biết đi sâu tìm hiểu những hệ
thống khác. Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống làm mát trên động cơ D6AC được
lắp trên xe HYUNDAI là một trong những đề tài quan trọng không thể thiếu.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, em đã hồn thành đề tài này.
Nhưng do trình độ có hạn, tài liệu khó khăn, thời gian ngắn nên trong q trình
em thực hiện khơng tránh khỏi sai sót. kính mong sự chỉ bảo tận tình của thầy cơ
trong khoa cơ khí giao thơng, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Trần Thanh Hải
Tùng, để em hoàn thành được đề tài tốt.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy, cô.
Đà Nẵng: ngày ...tháng ...năm 2006.
Sinh viên thực hiện

ĐOÀN MẠNH HÙNG.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 1


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

1.MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI.
1.1: Ý NGHĨA KINH TẾ:
Ngày nay động cơ đốt trong (ĐCĐT) đã phát triển rộng khắp mọi lĩnh vực
giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ ...) nơng nghiệp, lâm
nghiệp, xây dựng quốc phịng ...ngồi việc sử dụng song hành với các loại động
cơ nhiệt khác, một số lĩnh vực, cho đến nay chưa sử dụng được các loại động cơ
khác, mà ĐCĐT là động lực duy nhất được sử dụng. Tổng công suất do động cơ
đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90% công suất thiết bị động lực do mọi nguồn
năng lương tạo ra: bao gồm nhiệt năng, thuỷ năng, năng lượng nguyên tử ,năng
lượng mặt trời ....
Ngành công nghiệp chế tạo ĐCĐT được coi là bộ phận tất yếu của ngành cơ khí
và nền kinh tế quốc dân của hầu hết các nước, vấn đề tạo đội ngủ kỷ thuật về
ĐCĐT có số lượng và chất lượng nhất định phải được coi trọng. Để thuận tiện
cho việc nghiên cứu, người ta phân ra một ĐCĐT làm nhiều hệ thống đều có tầm
quan trọng nhất định.
Hệ thống làm mát (HTLM) động cơ là một trong những hệ thống chính của
động cơ đốt trong. Có nhiệm vụ thực hiện q trình truyền nhiệt từ khí cháy qua
thành buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ các chi tiết
khơng q nóng, nhưng cũng khơng q nguội. Q nóng sẽ gây ra các hiện
tượng xấu như: giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của chúng ..., nếu q
nguội cũng khơng tốt, vì rằng quá nguội có nghĩa động cơ được làm mát quá
nhiều vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh cơng ít do đó hiệu suất
của động cơ nhỏ. Mặt khác, do nhiệt độ của động cơ thấp, độ nhớt của dầu nhờn
tăng, khiến cho dầu nhờn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ giới và tổn
thất ma sát. Hơn nữa khi nhiệt độ thành xylanh thấp quá, nhiên liệu sẽ ngưng tụ

trên bề mặt xylanh làm cho màng dầu bôi trơn sẽ bị nhiên liệu rữa sạch. Nếu
trong nhiên liệu có nhiều thành phần lưu huỳnh thì có thể tạo ra các axít do sự
kết hợp của nhiên liệu và hơi nước ngưng tụ trên bề mặt thành xy lanh, các axít
đó gây ra hiện tượng ăn mịn kim loại.
Tóm lại HTLM động cơ đóng một vai trị rất quan trọng và cần thiết cho động
cơ. Vì nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất của động cơ.
SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 2


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

1.2: Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT:
Trong q trình học tập các mơn học chun ngành về động cơ đốt trong, đồ
án tốt nghiệp với đề tài khảo sát, mà cụ thể là khảo sát một hệ thống bất kỳ của
động cơ đốt trong giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu một trong các hệ thống
đó, trên cơ sở khảo sát tương tự sẽ nắm bắt sâu hơn các hệ thống khác của động
cơ đốt trong. Ngồi ra, việc khảo sát này cịn giúp cho sinh viên có thêm kinh
nghiệm, biết hướng để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong động cơ đốt
trong và thêm nhiều kinh nghiệm sau khi ra trường. Do vậy, đề tài khảo sát hệ
thống bôi làm mát là một trong những đề tài đã nói trên.
2. KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ D6AC.
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG XE HYUNDAI.
Ngày nay xã hội tiến lên cơ giới hóa ở mức cao, nhằm giảm sức lao động và
tính hiệu quả kinh tế. Trước nhu cầu đó, địi hỏi chúng ta phải lựa chọn hợp lý
đối với các phương tiện chuyên chở hàng hố cần thiết. Trong đó hãng xe
HYUNDAI do Hàn Quốc sản xuất, nó đóng một vai trị quan trọng gần như
không thể thiếu để vận chuyển các loại hàng hoá trên đường bộ. Hãng xe
HYUNDAI được sử dụng rộng rãi bởi vì hãng này sản xuất ra nhiều chủng loại

trọng tải khác nhau, có nhiệm vụ làm việc khác nhau như : xe kéo rơ moóc, xe
ben cỡ lớn, xe ben cỡ nhỏ ... chúng phù hợp cho từng cơng việc. Cịn về mẩu mã
và chất lượng thì hãng xe HYUNDAI rất đẹp và rất tốt được lắp ráp trên dây
chuyền hiện đại, cấu hình phù hợp cho từng loại đường ở nước ta. Đặc biệt ca bin
thoáng mát, tư thế ngồi lái rất thoải mái, tầm nhìn người lái dễ và có hệ số phanh
rất an tồn.Các thiết bi phụ tùng thay thế nhiều. Chính hãng xe HYUNDAI có
những ưu điểm trên nên chiếm tương đối lớn ở thị trường nước ta.
2.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D6AC.
có 6 máy piston thẳng hàng :1-5-3-6-2-4
Thể tích làm việc

: 11,149 cc.

Hành trình piston

: 140 mm

Đường kính xy lanh

: 130 mm

Số vòng quay cực đại

: 2200 vòng / phút.

Tỷ số nén

: 15,5

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 3


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Cơng suất cực đại

: 340 PS/2200 vịng / phút.

Mơ men cực đại

: 140 kg.m / số vịng quay 1400 vịng / phút.

Khối lượng khơ (chưa có dầu bơi trơn, nhiên liệu, nước làm mát): 990 kg
Khối lượng đầy đủ

: 1035 kg

Kích thước bao chiều dài

: 1338,6 mm

Kích thước bao chiều rộng : 1041,9 mm
Kích thước bao chiều cao

: 1171,6 mm

Ap suất van an toàn

: 12 kg / cm2

Có turbo tăng áp.

Thơng số
Số kỳ
Số xy lanh
Thứ tự làm việc
Đường kính  hành trình
Dung tích xy lanh
Tổng dung tích
Kiểu buồng cháy
Tỷ số nén
Cơng suất
Góc phun sớm
Góc phân phối khí

Giá trị
4
6 xy lanh xếp thẳng hàng
1-5-3-6-2-4
130 x 140
1858
11149
Buồng cháy thống nhất
15,5:1
340 PS/2200[v/ph]
17o trước điểm chết trên

- Góc mở sớm xu páp nạp

1 = 100

Đơn vị

[mm]
[cm3]
[cm3]

- Góc đóng muộn xu páp nạp 2 = 460
- Góc mở sớm xu páp thải

3 = 560

- Góc đóng muộn xu páp thải 4 = 100
2.3. CƠ CẤU KHUỶU TRỤC, THANH TRUYỀN, PISTON.
-Trục khuỷu:
Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm
việc lớn nhất của động cơ đốt trong. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực
tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của
piston thành chuyển động quay của trục khuỷu để đưa cơng suất ra ngồi (dẫn
động các máy công tác khác) Trạng thái làm việc của trục khuỷu là rất nặng.
Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính

SVTH: ĐỒN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 4


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

(quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay) những lực này
có trị số rất lớn thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh.
Ngồi ra các lực tác dụng nói trên cịn gây ra hao mòn lớn trên các bề mặt ma
sát của cổ trục và chốt khuỷu.tuổi thọ của khuỷu trục thanh truyền chủ yếu phụ
thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu. Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng
lượng nhỏ và ít mịn, có độ chính xác gia cơng cao, bề mặt làm việc của trục cần
có độ bóng bề mặt độ cứng cao. Không xẩy ra hiện tượng giao động. Kết cấu trục
khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng đều, phải dể chế tạo. Đó là nói
chung cho động cơ đốt trong cịn xe hyun đai nói riêng thì có các thành phần như
sau, Trục khuỷu của động cơ D6AC được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế
tạo bằng thép các bon có thành phần các bon trung bình như các loại thép 40÷50,
các bề mặt gia cơng đạt độ bóng cao. Thứ tự làm việc các xi lanh 1-5-3-6-2-4.
Đường kính cổ trục khuỷu: 100 mm
2
1

3

4

Hình 2.1 Kết cấu trục khuỷu.
1-Đầu trục khuỷu để lắp bánh răng lai các cơ cấu; 2- Cổ biên; 3- Phần
đuôi trục khuỷu để lắp bánh đà; 4- Cổ trục khuỷu.
-Thanh truyền :
Thanh truyền của động cơ D6AC được chế tạo bằng thép hợp kim đặc biệt,
gồm có các thành phần như Mn, Ni, vôn phram... Tiết diện của thanh truyền có
dạng chữ y, trên đầu to thanh truyền có khoan lỗ dầu để bôi trơn xy lanh. Bạc
đầu to thanh truyền chế tạo hai nữa ghép lại với nhau, nắp đầu to thanh truyền
lắp với đầu to thanh truyền:100mm.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 5


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

2
3

1

Hình2.2 :Kết cấu thanh truyền.
1 -Đầu to thanh truyền; 2-Đầu nhỏ thanh truyền; 3- Thân thanh truyền.
- Piston :
Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ đốt trong. Trong quá trình làm
việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn,
lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suất
cơ học và ứng suất nhiệt trong piston, còn mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn mặt
ma sát của pittong với xilanh khi chịu lực. Piston có nhiệm vụ quan trọng như
sau:
Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ khơng cho khí cháy trong buồng cháy lọt
xuống các te (hộp trục khuỷu) và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu
súc lên buồng cháy. Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy cho thanh truyền
(trong quá trình cháy và giản nở) để làm quay trục khuỷu nén khí trong q trình
nén, đẩy khí thải ra khỏi xilanh trong q trình thải và hút khí nạp mới vào
buồng cháy trong q trình nạp.
1
2

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 6


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

3

4

5

6

Hình 2.3. Kết cấu piston.
1- Xecmăng lữa; 2- Xecmăng khí; 3- Xecmăng dầu; 4- Vòng chặn chốt
piston; 5- Chốt piston; 6- Piston.
Trong động cơ hai kỳ, nhóm piston có tác dụng như một van trượt làm
nhiệm vụ phối khí (đóng mở lỗ nạp, lỗ quét và lỗ thải) từ giới thiệu phần động cơ
chung như thế thì ta đã nói ra phần tương tự của động cơ piston xe hyunđai như
trên.
Piston của động cơ D6AC được chế tạo bằng hợp kim nhôm. Do điều kiện
làm việc của piston như trên, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao,
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi, có trọng lượng riêng
nhỏ, hệ số giãn nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn, chịu mịn tốt trong điều kiện bơi trơn
kém và nhiệt độ cao, chống được sự mài mịn hố học của khí cháy. Vật liệu chế
tạo piston thường dùng hiện nay là gang và hợp kim nhẹ, thép được ít dùng để

chế tạo piston, trên piston được bố trí 2 xéc măng khí và một séc măng dầu.
Đường kính của piston: 130 [mm].Trên piston được khoét rãnh để lắp séc măng:
chiều cao rãnh để lắp séc măng khí 4 mm, chiều cao để lắp séc măng dầu là
5 mm.
2.4. CƠ CẤU PHỐI KHÍ.
Cơ cấu phối khí kiểu một trục cam đặt ở thân máy, có đũa đẩy và cị mổ.
Bộ dẫn động dây đai truyền chuyển động từ bánh đai trục khuỷu qua dây đai lên
bánh đai trục cam. Kết hợp với bánh đai của bơm nước để làm cơ cấu căng đai.
SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 7


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Khi tháo lắp dây đai phải chú ý dấu trên bánh đai phải trùng với dấu của hộp
bảo vệ đai.
Trục cam có năm cổ trục lắp thẳng vào ổ đỡ trên nắp máy .Đầu trục cam có
lắp bánh đai để dẫn động trục cam.

6
5

7

4

8
9
10

1

3

12

2

1

13

14

Hình 2.4: Sơ đồ dẫn động phối khí.
1- Con đội; 2- Nắp chắn; 3- Đụa đẩy; 4- Vít điều chỉnh; 5- Bu lơng nắp máy;
6- Nắp ca bơ; 7- Cị mổ; 8- Móng hảm xupap; 9- Chén chận xupap; 10- Lị xo
xupap; 11- Ống dẫn hướng xupap; 12- Lỗ lắp vòi phun; 13- Xupap nạp; 14- Xupap
thải.
Xupap nạp và xupap thải được dẫn động từ cò mổ, trục cam được dẫn động từ
trục khuỷu.
Đường kính của thân xupap : 8 mm.
Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupap: 0,08 mm
SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 8


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Có turbo tăng áp kiểu hướng kính.
4

5
6

3
7

2

8

1

Hình 2.5: Sơ đồ dẫn động cam.
1- Dẫn động bơm dầu, 2- Bánh răng dẫn động trục cam, 3- Bánh răng dẫn
động bơm nước, 4,8-Bánh răng dẫn động trung gian, 5-Bánh răng trục cân
bằng, 6- Dẫn động bơm nhiên liệu, 7- Bánh răng trục khuỷu.
2.5. HỆ THỐNG LÀM MÁT.
Động cơ D6AC có hệ thống làm mát bằng nước kiểu một vịng kín, tuần hồn
cưỡng bức.
Bao gồm áo nước xy lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt,
quạt gió và các đường ống dẫn nước. Hệ thống làm mát được sử dụng nước
nguyên chất, có pha chất phụ gia chống rĩ.
- Két làm mát được lắp trên đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ
van hằng nhiệt và có đường nước ra đến bơm. Trên két nước có các dàn ống dẫn
gắn các cánh tản nhiệt.
-Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu.

-Quạt gió được dẫn động bằng dây đai, có đường kính 320-12A.
-Van hằng nhiệt đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 80OC và bắt đầu mở ở nhiệt độ
85OC.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.

Trang 9


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

3

5

4

6

7
8

2

9

1

10

11

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống làm mát của động cơ D6AC.
1- Két làm mát nước; 2- Van hằng nhiệt; 3- Ống dẫn không khí; 4- Ống
dẫn nước làm mát; 5-Nắp đậy; 6- Cảm biến mức nước; 7- Thùng chứa;
8- Ống dẫn nước ra; 9- Làm mát dầu; 10- Bơm nước; 11- Quạt gió.
2.6. SƠ ĐỒ HỆ THÔNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC.

Nguyên lý làm việc: Bơm dầu (3) hút dầu từ hộp cacte (1) sau khi đã được
lọc sơ bộ tại lưới lọc (2) đặt trước cổ hút bơm dầu nhờn trong hộp cacte, đưa dầu
đến bộ làm mát dầu bôi trơn (5). Dầu bôi trơn sau khi được làm mát (nếu nhiệt
độ của dầu quá lớn) qua bầu lọc dầu (7) đi đến các đường dầu chính như sau:
+ Bơi trơn các cổ trục khuỷu, cổ trục đầu to thanh truyền.
+ Ống phun dầu lên phía dưới piston để bơi trơn thành xilanh và làm mát
đỉnh piston.
+ Bôi trơn các chi tiết của cơ cấu phân phối khí: Trục cam, con đội, cị
mổ,...
+ Bơi trơn tuabin tăng áp.
+ Bơi trơn hệ bánh răng phối khí.
+ Bơi trơn bơm cao áp.
Sau đó dầu bơi trơn từ trục khuỷu, hệ bánh răng phối khí, dầu từ cơ cấu phân
phối khí sẽ tự rơi về hộp cacte. Cịn dầu bơi trơn từ bơm cao áp và tuabin tăng áp
suất theo các ống dẫn về hộp cacte. Trong trường hợp bơm dầu (3) làm việc với
áp suất quá cao (có hiện tượng bị tắc đường ống) đề phịng ống dầu bị vỡ, van an
SVTH: ĐỒN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
10

Trang

Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

tồn (4) mở (áp suất mở van cao hơn 6,0 kg/c m 2 ) dầu bơi trơn sẽ thốt trở về
thùng cacte. Trong trường hợp bầu lọc (7) bị bẩn, tắc, dầu đi bôi trơn sẽ bị thiếu.
Để đảm bảo đủ dầu bôi trơn cho hệ thống thì van (8) sẽ mở (khi áp suất lớn hơn
2,5kg/ cm 2 ) cho dầu đi thẳng vào các đường dầu chính. Trước bộ làm mát có van
(6) khi động cơ mới khởi động, dầu bị lạnh dặc lại thì van (6) đóng đường dầu
khơng cho đi qua bộ làm mát và chạy trực tiếp đến bầu lọc. Còn khi động cơ hoạt
động, khi nhiệt độ dầu bơi trơn cao hơn 85 0 C thì van (6) mở đường dầu qua các
đường ống làm mát của bộ làm mát để đi đến bầu lọc.
14
17
15
12
13
16

10

11
9

18

6

5

H0
2

8

H0

7

2

3
1

Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống bôi trơn động
cơ D6AC.
4
1- Hộp cácte; 2- Lưới lọc; 3- Bơm dầu; 4- Van an toàn; 5- Bộ làm mát dầu
nhờn; 6- Van hằng nhiệt; 7- Lọc dầu; 8- Van an tồn; 9- Trục khuỷu; 10- Ơng
phun dầu làm mát piston; 11- Piston; 12Trục cam; 13- Con đội; 14- Dàn mò
2
mổ; 15- Xupap;16- Bánh răng dẫn động trục cam; 17- Tuabin tăng áp; 18- Bơm
cao áp.
2.7. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
11

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC: chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động
cơ hoạt động liên tục theo khoảng thời gian quy định.
Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ là lọc sạch nước và các tạp chất cơ học lẫn
trong nhiên liệu, cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho một chu trình ứng với
chế độ làm việc của động cơ.
Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc đúng quy
định của động cơ và cung cấp vào các xy lanh đúng lúc theo một quy luật đã
định. Để đảm bảo chức năng trên, bầu lọc, bơm cung cấp nhiên liệu, thùng chứa
và các hệ thống ống dẫn phải đảm bảo tốt. Đóng vai trị quan trọng hơn đó là
bơm cao áp phân phối..

Hình 2.8: Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC.
1-Thùng dầu; 2- Nắp thùng dầu; 3- Lọc thô; 4- Đường dầu thừa; 5- Buồng đốt
động cơ; 6-Vòi phun; 7-Bơm tay; 8-Bầu lộc tinh; 9-Bộ điều tốc bơm cao áp;
10- Bơm thấp áp.
3. ĐẶC ĐIỂM KẾTCẤU HTLM ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
3.1.YÊU CẦU CHUNG VỀ HTLM ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho các chi tiết
máy tiếp xúc với khí cháy như ( piston, xéc măng, xupáp, nắp xy lanh, thành xy
SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
12

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

lanh) chiếm khoảng 25-35 % nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy
tỏa ra. Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt, như nhiệt độ ở đỉnh

piston có thể lên tới 600OC, còn nhiệt độ ở nấm xu páp có khi lên đến 900 OC,
nhiệt độ các chi tiết máy cao sẽ gây ra các hậu quả xấu sau:
- Phụ tải nhiệt của các chi tiết máy cao, sẽ làm giảm sức bền, độ cứng
vững và tuổi thọ của chúng.
- Do nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu bôi trơn giảm, nên tổn thất ma sát tăng.
- Có thể gây kẹt bó piston trong xylanh, do hiện tượng giãn nở nhiệt.
-

Giảm hệ số nạp.

- Đối với động cơ xăng, dễ phát sinh hiện tượng cháy kích nổ.
Để khắc phục hậu quả xấu trên, 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 để môi chất làm mát đủ đảm bảo nhiệt độ cho các chi tiết máy
khơng bị q nóng, cũng khơng q nguội.
- Nếu q nóng thì gây ra các hiện tượng xấu như đã nói trên.
- Nếu quá nguội lạnh cũng khơng tốt, vì rằng q nguội có nghĩa động cơ
làm mát quá nhiều, vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh cơng ít
do đó hiệu suất của động cơ nhỏ. Mặt khác do nhiệt độ của động cơ thấp, độ nhớt
của dầu nhờn tăng, khiến cho đầu nhơn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ
giới và tổn thất ma sát. Khi nhiệt độ thành xylanh qua thấp, nhiên liệu sẽ bị
ngưng tụ trên bề mặt thành xylanh, làm cho màng dầu bôi trơn sẽ bị nhiên liệu
rửa sạch, nếu trong nhiên liệu có nhiều thành phần lưu huỳnh thì có thể dễ tạo ra
các a xít do sự liên kết giữa nhiên liệu và hơi nước ngưng tụ trên bề mặt thành xy
lanh. Các axít đó gây ra hiện tượng ăn mịn kim loại.
Tóm lại, mức độ làm mát động cơ ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế
và cơng suất của động cơ.
Khi thiết kế tính tốn hệ thống làm mát phải chính xác khi chọn vật liệu làm
ống tản nhiệt...Vì vậy, để xây dựng được dữ liệu trong q trình dùng tin học để
tính tốn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết của hệ thống làm mát.

Trong thời gian nhiên liệu cháy, trong xylanh của động cơ có một nhiệt lượng
lớn toả ra, một phần chuyển thành cơng, phần cịn lại được đưa ra ngồi khơng
SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
13

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

khí, hoặc các chi tiết tiếp xúc với khí cháy tiếp nhận. Nếu khơng làm mát hay
làm mát khơng đủ các chi tiết đó như: xylanh, piston, nắp xylanh, xupap thải, vòi
phun ống thải...các chi tiết này sẽ nóng lên khơng đều hoặc nóng quá nhiệt độ
cho phép gây ra các tác hại như: ứng suất nhiệt lớn, sức bền giảm dẫn đến phá
hỏng các chi tiết, tăng tổn thất ma sát vì nhiệt độ lớn do đó độ nhớt bị phá huỷ
dẫn đến mất tác dụng bôi trơn. Ở nhiệt độ 200300oC dầu nhớt sẽ bốc cháy.
Nhóm piston có thể bị bó kẹt trong xylanh vì giãn nở, hệ số nạp v sẽ giảm, ở
động cơ xăng dễ cháy cháy kích nổ. Vì vậy, cần làm mát động cơ bằng khơng khí
hay bằng nước (bằng chất lỏng).
Hệ thống làm mát bằng khơng khí có cấu tạo đơn giản hơn hệ thống làm mát
bằng nước. Vì làm mát bằng khơng khí thì khơng cần két nước, bơm nước và ống
dẫn nước, giảm được trọng lượng của động cơ và dễ sử dụng, nhưng nhược điểm
là khó điều chỉnh nhiệt độ khi tải trọng của động cơ không thay đổi.
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 cưỡng bức, kiểu hở.
Hầu hết các động cơ đốt trong làm mát bằng chất lỏng (như nước, dầu hay
nhiên liệu) nhưng chủ yếu làm mát bằng nước, một số động cơ có cơng suất nhỏ,
động cơ 2 kỳ làm mát kiểu khơng khí. Động cơ ơ tơ máy kéo hiện nay sử dụng hệ
thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức một vịng kín vì chúng có nhiều
ưu điểm: như áp suất nước cao, nhiệt độ bốc hơi cao, vì vậy lượng nước bốc hơi

chậm, hao nước giảm từ (68) lần so với kiểu kín.
3.2.HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC.
Hệ thống làm mát bằng nước trong động cơ có đặc điểm là hiệu quả làm mát
cao nhưng trong quá trình làm việc địi hỏi phải bổ sung nước làm mát, vì nước
được dùng làm mơi chất trung gian tải nhiệt khỏi các chi tiết.
Tuỳ thuộc vào tính chất lưu động của nước trơng hệ thống làm mát, ta có các
phương án làm mát sau:
3.2.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi:
Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi là loại đơn giản nhất. Hệ thống
này không cần bơm, quạt.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
14

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Bộ phận chứa nước gồm hai phần: Khoang nước bao quanh thành xylanh,
khoang nắp xylanh và thùng chứa nước bốc hơi ở phía trên. Khi động cơ làm
việc, nước nhận nhiệt của thành buồng cháy sẽ sơi tạo thành bọt nước, nổi lên
mặt thống của thùng chứa để bốc hơi ra ngồi khí trời.

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống làm mát kiểu bốc hơi.
1-Thân máy; 2-Piston; 3- Thanh truyền; 4- Các te chứa dầu; 5- Thùng nhiên liệu;
6- Khoang chứa nước bốc hơi; 7- Nắp máy.

2

1

3

4

5

6

7

Hình 3.2: Sơ đồ động cơ nằm ngang dùng hệ thống làm mát kiểu bốc hơi.
1-Khoang chứa nước bốc hơi; 2- Thùng chứa nhiên liệu; 3- Nắp máy; 4- Thân
máy; 5- Xylanh; 6- Thanh truyền; 7- Các te chứa dầu.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
15

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn chìm xuống điền chổ cho nước
nóng đã nỗi lên, do đó tạo thành lưu động đối lưu tự nhiên. Căn cứ vào nhiệt
lượng của động cơ để thiết kế hệ thống kiểu bốc hơi.
Do làm mát bằng cách bốc hơi nước, mức nước trong thùng chứa sẽ giảm
nhanh, cần phải bổ sung nước thường xuyên và kịp thời. Vì vậy kiểu làm mát này
khơng thích hợp cho các động cơ dùng trên phương tiện vận tải mà thường cho

các động cơ đốt trong kiểu xylanh nằm ngang trên các máy nông nghiệp cỡ nhỏ.
3.2.2.Hệ thống làm mát bằng nước đối lưu tự nhiên.
Trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên, nước lưu động tuần hoàn nhờ
chênh lệch áp lực giữa hai cột nước nóng và lạnh.
Trong hệ thống làm mát đối lưu tự nhiên, nước lưu động tuần hoàn nhờ chênh
áp lực của hai cột nước nóng và nước nguội, mà khơng cần bơm. Cột nước nóng
trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước. Nước
nhận nhiệt của xilanh trong thân máy 1 (hình3.3), khối lượng riêng  giảm nên
nước nổi lên trên. Trong khoang của nắp xylanh 3, nước tiếp tục nhận nhiệt của
các chi tiết bao quanh buồng cháy, nhiệt độ tiếp tục tăng và  tiếp tục giảm, nước
tiếp tục nổi lên theo đường dẫn ra khoang phía trên của két làm mát 6. Quạt gió
8 được dẫn động bằng puli từ trục khuỷu động cơ hút khơng khí qua két.

Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống làm mát đối lưu tự nhiên.
1-Thân máy; 2- Xylanh; 3- Nắp xylanh; 4- Đường nước ra két; 5- Nắp đậy;
6- Két nước; 7- Khơng khí làm mát; 8- Quạt gió; 9- Đường nước làm mát vào
động cơ.
Do đó, nước trong két được làm mát  giảm nên nước sẽ chìm xuống khoang
dưới của két và từ đây đi vào thân máy, thực hiện một vịng tuần hồn.
SVTH: ĐỒN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
16

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Độ chênh áp lực được tính theo cơng thức :
p = .g.h.. t [N/m2]

(3.1)

: khối lượng riêng của nước [kg/m3]; g: gia tốc trọng trường [m/s2]; h: hiệu
chiều cao trung bình của hai cột nước nóng và nguội [m]; : hệ số giãn nở của
nước (=18.10-5 m3/m3oC ); t: độ chênh nhiệt độ của hai cột nước nóng và
nguội. Từ biểu thức (3.1) để có hiệu quả làm mát thì vận tốc của nước phải đủ
lớn, nhưng vận tốc của nước lại phụ thuộc vào p mà p tỉ lệ bậc nhất với độ
cao h.
Trên thực tế, p có giá trị bé vì chiều cao h bị hạn chế bởi kích thước bố trí
chung. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên có ưu điểm là chế độ
làm mát phù hợp với chế độ tải của động cơ, Khi mới khởi động do t bé nên
p bé.Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt đến giá trị nhiệt độ ở chế
độ làm việc. Sau đó phụ tải tăng thì t tăng theo và vận tốc nước cũng tăng lên.
Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm là vận tốc nước lưu động bé vào khoảng:
V = 0,120,19 m/s. Điều đó dẫn đến hiệu quả làm mát kém. Do tốc độ nước bé
mà muốn đảm bảo lưu lượng nước làm mát thì phải tăng tiết diện lưu thơng của
nước trong động cơ và hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh. Do vậy, hệ thống
làm mát kiểu đối lưu tự nhiên khơng thích hợp cho động cơ ơ tơ máy kéo, mà
dùng trên động cơ tĩnh tại.
3.2.3.Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức.
Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức để khắc phục nhược điểm
trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu. Trong hệ thống này, nước lưu động không
phải do hiện tượng đối lưu tự nhiên mà do sức đẩy của cột nước do bơm nước tạo
ra.
3.2.3.1.Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng.
Ở hình (3.4) giới thiệu hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức của động cơ ơ
tơ máy kéo một hàng xylanh, ở đây nước tuần hoàn nhờ bơm li tâm (12), qua ống
phân phối nước (14) phân phối vào các khoang chứa của các xi lanh. Nước làm
mát có nhiệt độ thấp được bơm (12) hút từ bình chứa phía dưới của két (7) qua
đường ống (10) rồi qua két (13) để làm mát dầu sau đó vào động cơ. Để phân

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
17

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

phối nước làm mát đều cho mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy
qua ống phân phối (14) đúc sẵn trong thân máy.
Hình 3.4:Hệ thống làm mát cưỡng
bức tuần hồn kín một vòng.
1. Thân máy; 2. Nắp xi lanh;
3. Đường nước ra khỏi độngcơ;
4. Ống dẫn bọt nước; 5. Van
hằng nhiệt; 6.Nắp rót nước;
7. Két làm mát ; 8. Quạt gió ;
9. Puly ; 10. Ống nước nối tắt
vào bơm ; 11. Đường nước vào
động cơ ; 12. Bơm nước ;
13. Két làm mát dầu ;
14. Ống phân phối nước.

Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống (3) ra
khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt (5). Khi van hằng nhiệt mở,
nước qua van vào bình chứa phía trên của két nước. Tiếp theo nước từ bình phía
trên đi qua các ống mỏng có gắn các cánh tản nhiệt. Tại đây, nước được làm mát
bởi dịng khơng khí qua két do quạt (8) tạo ra.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
18

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

Quạt được dẫn động bằng puly từ trục khuỷu của động cơ. Tại bình chứa phía
dưới của két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại được bơm hút vào động cơ thực
hiện một chu trình làm mát tuần hồn.
Hệ thống làm mát cưỡng bức một vịng kín, nước sau khi qua két làm mát lại
trở về động cơ do đó đỡ phải bổ sung nước, tận dụng được trở lại nguồn nước để
làm mát tiếp động cơ.
Ưu điểm này rất thuận lợi đối với các loại xe đường dài, nhất là ở những
vùng hiếm nguồn nước. Ngày nay hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức một vịng
kín được dùng rất phổ biến trên động con ô tô máy kéo và động cơ tĩnh tại như
động cơ kamaz-740, động cơ zil-130, động cơ AMZ-236v.v...
Trong động cơ tàu thuỷ, có thể dùng hai kiểu tuần hồn làm mát: hệ thống
làm mát kiểu một vịng tuần hoàn hở và hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai
vòng.
3.2.3.2.Hệ thống làm mát một vòng hở :
Hệ thống làm mát kiểu một vịng hở, bản chất khơng khác nhiều so với hệ
thống làm mát cưỡng bức vịng kín. Trong hệ thống này (hình:3.5) nước làm mát
là nước sơng, nước biển, được bơm 3 hút từ bên ngoài tàu vào qua lưới lọc 1, bầu
lọc 2, đường ống chính 4 và bình làm mát dầu 5 rồi theo đường ống 10 để vào
làm mát động cơ, sau khi làm mát, nước nóng một phần đi theo đường ống 9 qua
van 7 đổ ra ngoài tàu, một phần qua van hằng nhiệt 8 trở lại ống 6 để vào bơm 3.
Ưu điểm cơ bản của hệ thống này là đơn giản.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
19

Trang


Kho tài liệu miễn phí của Ket-noi.com

7

6

8

10

9

T

M

5

4

1

2

3

Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống làm mát một vòng hở.
1- Lưới lọc; 2- Bình lọc; 3- Bơm nước; 5- Bình làm mát dầu nhờn; 6, 9,10- Ống
dẫn nước; 7-Van nước; 8-Van hằng nhiệt; T- Nhiệt kế; M- Đồng hồ đo áp suất
nước.
3.2.3.3.Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín hai vịng.
Trong hệ thống này (hình. 3.6), nước ngọt làm mát động cơ đi theo tuần hồn
kín như sau: Bơm 13 - đường ống 11 - động cơ – thùng giãn nở 10 - két làm mát
nước ngọt 9, nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởi nước ngồi tàu do
bơm 3 bơm vào, qua lưới lọc 1, lọc 2, qua các bình làm mát dầu 5, làm mát dầu
và bình làm mát 9 làm mát nước ngọt rồi qua van 8 để đổ ra ngoài tàu. Khi động
cơ mới khởi động, nhiệt độ của nuớc làm mát trong hệ thống tuần hồn kín (nước
ngọt ở vịng tuần hồn kín) cịn thấp, van hằng nhiệt 6 đóng đường nước đi qua
bình làm mát nước ngọt 9; vì vậy nước làm mát ở vịng làm mát ngồi đi theo
ống 7 qua van 8 rồi ra ngồi, van hằng nhiệt 6 cũng có thể đặt ngay trên mạch
nước ngọt để nhịêt độ của nước làm mát thấp, nó sẽ đóng đường nước đi vào
bình làm mát 9, lúc này nước ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ qua
van hằng nhiệt 6 rồi theo đường ống 12 trở về bơm nước ngọt 13 để bơm trở lại
động cơ. Để theo dõi áp suất và nhiệt độ của nước trong hệ thống làm mát, trên
các hệ thống này đều có đặt áp kế M và T nhiệt kế.

SVTH: ĐOÀN MẠNH HÙNG - LỚP 24C4.
20

Trang