Bài giảng cấu tạo động cơ - Đại học chính quy - Chương 6 Hệ thống làm mát

HÖ thèng lµm m¸t
6.1. Công dụng - Yêu Cầu - Phân loại.
6.2. Kết cấu và hoạt động của hệ thống làm mát
6.2.1. Hệ thống làm mát bằng nước
6.2.1.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
6.2.1.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
6.2.1.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức.
6.2.2. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát
6.2.2.1. Két nước
6.2.2.2. Bơm
nước
6.2.2.3 Van hằng nhiệt.
6.2.3. Làm mát bằng không khí.
HÖ thèng lµm m¸t

Duy trì ch đ làm vi c cho đ ng c khi nhi t đ n đ nh.ế ộ ệ ộ ơ ệ ộ ổ ị

Gi cho đ ng c nhi t đ thích h p và t t c các t c đ , đi u k ên v n ữ ộ ơ ở ệ ộ ợ ở ấ ả ố ộ ề ị ậ
hành.

Làm cho đ ng c đ t đ n nhi t đ v n hành bình th ng m t cách nhanh ộ ơ ạ ế ệ ộ ậ ườ ộ
chóng.
6.1. Công dụng - Yêu Cầu - Phân loại.
6.1.1. Công dụng.
6.1.2. Yêu cầu:

T c đ làm mát v a đ gi cho nhi t đ đ ng c thích h p.ố ộ ừ ủ ữ ệ ộ ộ ơ ợ

K t c u c a h th ng làm mát ph i có kh năng x h t n c khi súc r a đ ế ấ ủ ệ ố ả ả ả ế ướ ử ể
s d ng b o qu n d dàng.ử ụ ả ả ễ


N uế làm mát b ngằ gió thì cánh t n nhi t ph i đ mả ệ ả ả b oả cho các xylanh đ c ượ
làm mát nh nhau ư

N uế làm mát b ngằ n cướ ph i đ mả ả b oả đ a n c có ư ướ nhi tệ độ th p đ nấ ế v trí ị
có nhi tệ độ cao, n cướ ph iả ch aứ ít iôn
6.1.3. Phân
lo i:ạ
H th ng làm mát đ ng c đ c phân lo i theo các đ c đi m ệ ố ộ ơ ượ ạ ặ ể
sau:
+ H th ng làm mát b ng n c, dung d ch làm mát.ệ ố ằ ướ ị
- Theo m c đ tăng c ng làm mát g m có 2 lo i.ứ ộ ườ ồ ạ
+ Làm mát t nhiên.ự
- H th ng làm mát c ng b c còn đ c phân theo đ c đi m c a ệ ố ưỡ ứ ượ ặ ể ủ
vòng tu n hoàn n c g m có.ầ ướ ồ
+ Ki u vòng tu n hoàn kín.ể ầ
- H th ng làm mát b ng n c t nhiên g m 2 lo i:ệ ố ằ ướ ự ồ ạ
+ H th ng làm mát ki u b c ệ ố ể ố
h iơ
+ H th ng làm mát b ng không khí.ệ ố ằ
+ Làm mát c ng b cưỡ ứ
+ Ki u vòng tu n hoàn h .ể ầ ở
+ Ki u 2 vòng tu n hoàn.ể ầ
+ H th ng làm mát ki u đ i l u.ệ ố ể ố ư
- Theo môi ch t làm mát đ c s d ng g m có 2 lo i :ấ ượ ử ụ ồ ạ
HÖ thèng lµm m¸t
HÖ thèng lµm m¸t
HÖ thèng lµm m¸t
6.2. Kết cấu và hoạt động của hệ thống làm mát
6.2.1. Hệ thống làm mát bằng nước

6.2.1.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
1. Thân máy
2. Pis ton
3. Thanh truy nề
4. H p các teộ
5. Thùng nhiên li u.ệ
6. Bình b c h i.ố ơ
7. N p xi lanhắ

Khi đ ng c làm vi c, t i nh ng ộ ơ ệ ạ ữ
khoang ch a n c bao b c quanh ứ ướ ọ
cùng cháy, n c s sôi. ướ ẽ
Hình 6.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
Nước sôi
Tỷ trọng giảm
Nước tỉ trọng thấp
nổi trên mặt thoáng
Nước tỉ trọng cao
chìm xuống đáy
Bốc hơi mang theo
nhiệt
Tạo thành dòng
lưu động đối lưu
6.2.1.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
Hình 6.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên
1. Thân máy.
2. Xi lanh.
3. N p xi lanh.ắ
4. Đ ng n c ra ườ ướ
két n cướ

5. N p đ rót n c ắ ể ướ
6. Két n c. ướ
7. Không khí làm mát.
8. Qu t gió.ạ
9. Đ ng n c vào đ ng ườ ướ ộ
cơ
HÖ thèng lµm m¸t
Nước làm mát nhận
nhiệt của xi lanh
Tỷ trọng giảm
Lên nước nổi lên
trên trong khoang
Tiếp tục nhận nhiệt của các
chi tiết bao quanh buồng cháy
Ra khoang phía trên
của két làm mát 6.
Quạt gió 8
Nước trong két được làm mát
HÖ thèng lµm m¸t
Hình 6.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức
tuần hoàn kín một vòng
1. Thân máy.
2. N p xi lanh. ắ
3. Đ ng n c ra kh i đ ng c . ườ ướ ỏ ộ ơ
4. ng d n b t n c. Ố ẫ ọ ướ
5. Van h ng nhi t. ằ ệ
6. N p giót n c.ắ ướ
7. Két làm mát.
8. Qu t gió ạ
9. Puly

10. ng n c n i t t v b m. Ố ướ ố ắ ề ơ
11. Đ ng n c vào đ ng c ườ ướ ộ ơ
12. B m n c ơ ướ
13. Két làm mát d u ầ
14. ng phân ph i n c Ố ố ướ
a). Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức kín một vòng
6.2.1.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng
bức.
HÖ thèng lµm m¸t

Nguyên lý làm việc:
Két nước
Bơm 12 hút
Qua đường ống 10
Làm mát dầu
Vào động cơ.
Vào thân máy 1 Ống phân phối 14 Làm mát nắp máy
Theo đường ống 3 Đến van hằng nhiệt 5(mở)Nước vào bình chứa.
Về két làm mát.
HÖ thèng lµm m¸t
b). Hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín.
Hình 6.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức
tuần hoàn 2 vòng kín.
1. Thân máy.
2. N p xi lanh. ắ
3. Đ ng n c ra kh i đ ng c . ườ ướ ỏ ộ ơ
4.Đ ng n i t t v b m. ườ ố ắ ề ơ
5. Van h ng nhi t. ằ ệ
6. N p két n c.ắ ướ
7. Két n c.ướ

8. Qu t gióạ

9. Puly
10. Đ ng n c vào đ ng c ườ ướ ộ ơ
11. B m n c ơ ướ
12. ng phân ph i n c Ố ố ướ

Nguyên lý làm việc.
HÖ thèng lµm m¸t
Van hằng
nhiệt đóng
Nước về
bơm
Làm mát
động cơ
T°d i ướ
60ºc
Nước ở két làm mát 7
Bơm nước hút
Động cơ
Đường nước ra 3
HÖ thèng lµm m¸t
Nước đi qua van 5
Két làm mát 7
Qua két nước
Tới bơm nước
Nước qua van 5
Vòng tuần hoàn chính.
Vòng tuần hoàn phụ.
Tới bơm

Vào thân động cơ.
T°đ t 60º => 70ºcạ
Do tính ch t van h ng nhi t, ấ ằ ệ
van chính b t đ u m và van ắ ầ ở
ph đóng d n l i. Có 2 vòng ụ ầ ạ
tu n hoàn n cầ ướ
HÖ thèng lµm m¸t
Toàn bộ nước sẽ
qua két làm mát
Bơm nước
Đưa ngược trở
lại động cơ.
T°đ t 80º => 90ºcạ
Lúc này van xoay một góc
45
0,
van chính mở hoàn toàn
và van phụ đóng kín. Trong
hệ thống có một vòng tuần
hoàn duy nhất
Đường nước ra ống 3
Van hằng nhiệt
6.2.2. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát.
6.2.2.1. Két nước
a). Công d ng:ụ Là b ph n ch a n c làm mát và làm ngu i đã b nóng lên sau ộ ậ ứ ướ ộ ị
khi đi qua các chi ti t c a đ ng c . ế ủ ộ ơ
HÖ thèng lµm m¸t
b). Đi u ki n làm vi c:ề ệ ệ Ch u nhi t đ cao và ăn mòn hóa h c. B rung gi t, ị ệ ộ ọ ị ậ
b i b n bám váo, ch u ng su t nhi t gây n t ng két n c ụ ẩ ị ứ ấ ệ ứ ố ướ
1- ng n c v .Ố ướ ề

2- N p két n cắ ướ
3- Cánh t n nhi tả ệ
4- Chi u n c làm ề ướ
mát
5- Ru t két n cộ ướ
6- B u l cầ ọ
7- ng n c đi làm Ố ướ
mát
c). Cấu tạo
Hình 6.5. Két nước
Két n c g m 3 ph nướ ồ ầ
-
Bình n c trên ướ
-
Bình n c d iướ ướ
- Ru t két n cộ ướ
6.2.2.2. Bơm nước
B m n c có nhi m v hút n c t két n c và đ y vào đ ng n c trong ơ ướ ệ ụ ướ ừ ướ ẩ ườ ướ
thân đ ng c , v i áp su t và l u l ng phù h p, đ t o ra vòng tu n hoàn.ộ ơ ớ ấ ư ượ ợ ể ạ ầ
b). Điều kiện làm việc
B m n c làm vi c v i áp su t n c l n, ch u mài mòn gi a các bi, ch u ơ ướ ệ ớ ấ ướ ớ ị ữ ổ ị
ăn mòn hoá h c.ọ
a). Công dụng
c). Cấu tạo bơm nước
Hình 6.6: Bơm nước kiểu ly tâm
- Thân b m đ c đúc b ng ơ ượ ằ
gang ho c h p kim nhôm. Trên ặ ợ
thân có các đ ng n c vào, ườ ướ
đ ng n c ra, gu ng qu t n c ườ ướ ồ ạ ướ
đ c đúc b ng gang ho c kim ượ ằ ặ

đ ngồ .
- Gu ng qu t l p c đ nh trên ồ ạ ắ ố ị
tr c c a b m, quay tr t trên ụ ủ ơ ượ
b m b ng các bi.ơ ằ ổ
- Các đ m cao su, lò xo đ ệ ể
ch n không cho n c dò r ra ắ ướ ỉ
ngoài
HÖ thèng lµm m¸t
d). Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.
Hình 6.7. Nguyên lý làm việc
của bơm ly tâm
Thông qua b truy n ộ ề
đai
Tr c b m ụ ơ
quay
Gu ng qu t n c ồ ạ ướ
quay
sinh l c ly tâm c a cánh ự ủ
gu ngồ
Sinh ra m t áp l c đ y ộ ự ẩ
n cướ
Vào các đ ng n c làm ườ ướ
mát
1- Đ ng n c vàoườ ướ
2- V b mỏ ơ
3- Đ ng n c raườ ướ
4- Tr c b mụ ơ
5- Gu ng qu t n cồ ạ ướ
HÖ thèng lµm m¸t
HÖ thèng lµm m¸t

6.2.2.3 Van hằng nhiệt.
b. Điều kiện làm việc
a). Công dụng
- Van h ng nhi t có tác d ng đi u ti t nhi t đ n c làm mát trong ằ ệ ụ ề ế ệ ộ ướ
đ ng c .ộ ơ
- Sau khi máy kh i đ ng, n c đ c làm nóng lên m t cách nhanh ở ộ ướ ượ ộ
chóng
- Ch u nhi t đ cao, áp su t l n.ị ệ ộ ấ ớ
- Ch u l u đ ng c a dòng n c nóng, ch u ăn mòn hoá h c c a các t p ch t ị ư ộ ủ ướ ị ọ ủ ạ ấ
trong n cướ
c). Cấu tạo
a. Van h ng nhi t đóngằ ệ b. Van h ng nhi t m ằ ệ ở
*). Van đơn
1: Đ ng n c ra t đ ng c .ườ ướ ừ ộ ơ
2: Đ ng n c quay v đ ng ườ ướ ề ộ
c .ơ
3: Đ ng n c ra két làm ườ ướ
mát.
Hình 6.8. Van hằng nhiệt loại đơn
HÖ thèng lµm m¸t
- Nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt loại đơn
Van hằng nhiệt đóng
Toàn bộ nước làm mát đi
qua ống chuyển 2
Trở về bơm nước
Nhi t đ n c làm ệ ộ ướ
mát th p h n 78ấ ơ °c
Nhi t đ n c làm ệ ộ ướ
mát l n h n 78ớ ơ °c
Nhiệt độ nước làm

mát vượt quá 78°c
Áp suất trong
hộp xếp tăng
Hộp xếp giãn
nở dài
Nâng van
uốn lên
Nước nóng đi
qua ống 3
Vào bình trên
c a két n củ ướ .
HÖ thèng lµm m¸t
*). Van kép
Hình 6.9. Sơ đồ cấu tạo của van hằng nhiệt kép

G m 2 cánh van g n trên 2 tr van, h p x p bên trong có ch a ch t bay ồ ắ ụ ộ ế ứ ấ
h i h p x p có th b ng kim lo i có h s giãn n l n . ơ ộ ế ể ằ ạ ệ ố ở ớ

Trên h p x p có g n li n v i tr van, có đ ng n c v b m, đ ng ra ộ ế ắ ề ớ ụ ườ ướ ề ơ ườ
két 5 và đ ng n c đ n t đ ng c 6.ườ ướ ế ừ ộ ơ
HÖ thèng lµm m¸t
- Nguyên lý hoạt động
Hình 6.10. Sơ đồ nguyên lý
làm việc của van hằng nhiệt kép
Các
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
1. H p x p.ộ ế
2. Đ ng n c v b m.ườ ướ ề ơ
3. Van v b m.ề ơ
4. Van ra két n cướ .
Khi nhiệt độ động cơ còn thấp
5. Đ ng ra két ườ
n c.ướ
6. Đ ng n c nóng ườ ướ
t đ ngừ ộ
7. Thân van
HÖ thèng lµm m¸t
Các chất lỏng trong
hộp xếp bay hơi
Hộp xếp giãn
Van 4 mở
Đóng van dẫn.
Khi nhiệt độ động cơ đạt 60° đến 70°c
Khi nhiệt độ đạt định mức ( 75° đến 80°c)

Hộp xếp
giãn nở
hoàn
toàn
Cánh
van 3
đóng
kín
Cánh
van 4
mở
hoàn
toàn
Nước
làm
mát ra
két
nước
HÖ thèng lµm m¸t
6.3. Làm mát bằng không khí.
Hình 6.11. Hệ thống làm mát bằng không khí
1. Cácte .
2. Thân máy.
3.Cánh tản nhiệt.
4. Bu lông.
5. Xi lanh.

Ưu điểm:
Ít chi tiết nên dễ chăm sóc bảo dưỡng, nhanh đạt được nhiệt độ làm việc
định mức. Không bị ảnh hưởng của nước tới dầu bôi trơn.


Nhược điểm:
Hiệu quả làm mát rất kém, động cơ thường bị nóng quá tải, nhất là khi
các cánh tản nhiệt bị bẩn .