Bài thuyết trình hệ thống làm mát của động cơ đốt trong

I. Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu
1. Chức năng:
Tản nhiệt từ các chi tiết cho động cơ như
piston, xi lanh, nắp xi lanh, xupap…để chúng
không bị quá tải nhiệt.
Giúp duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một
phạm vi nhất định để có thể bôi trơn tốt nhất.
 Bảo vệ chống ăn mòn, chống tróc rỗ bên
trong động cơ.
Kéo dài tuổi thọ cho động cơ.


2. Nhiệm vụ
• Khi động cơ làm việc, những bộ phận tiếp xúc với
khí cháy sẽ nóng lên. Nhiệt độ của chúng rất cao
(400- 500ºC) như: nắp xylanh, đỉnh piston, xupap
xả, đầu vòi phun...Để đảm bảo độ bền của vật liệu
chế tạo ra các chi tiết máy đó, để đảm bảo độ
nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có lợi nhất, để giữ
tốt cho nhiệt độ cháy của nhiên liệu trong động cơ
mà không xảy ra sự ngưng đọng của hơi nước
trong xylanh… Người ta phải làm mát động cơ,
tức là lấy bớt nhiệt của bộ phận động cơ có nhiệt
độ cao truyền ra bên ngoài.


3. Yêu cầu
• Nước làm mát phải sạch, không lẫn tạp chất và các chất
ăn mòn kim loại.
• Nhiệt độ nước làm mát không nên quá thấp hoặc quá cao.
Độ chênh lệch về nhiệt độ giữa nước vào và nước ra của

động cơ không lớn lắm. Thông thường trong khoảng:
+ Đối với động cơ cao tốc: Tra – Tvào = 5 – 100C.
+ Đối với động cơ thấp tốc: Tra – Tvào = 10 – 300C.
• Nước đưa vào làm mát phải được đưa từ nơi có nhiệt độ
thấp đến nơi có nhiệt độ cao (phương pháp ngược dòng);
đường đi của nước phải lưu thông dễ dàng, không bị tắc,
không có góc đọng; bình chứa nước phải có lỗ thoát hơi
hoặc thoát khí…


Phân loại:
• Theo môi chất làm mát được dùng, người ta
chia hệ thống làm mát ra như sau:
+ HTLM bằng nước.
+ HTLM bằng không khí.
+ HTLM bằng dầu bôi trơn.
+ HTLM bằng hơi nước…
• Theo cách truyền dẫn môi chất: có loại tuần
hoàn kín, loại hở và kết hợp giữa kín và hở.


II.Các hệ thống làm mát bằng nước
cho động cơ tàu thủy
Hệ thống làm mát bằng nước có đặc điểm là hiệu quả làm mát
cao nhưng trong quá trình làm việc đòi hỏi phải bổ sung thêm
nước làm mát, vì nước làm trung gian tải nhiệt cho các chi tiết
nên trong quá trình động cơ làm việc một phần đã bị bốc hơi.
Tùy thuộc vào tính chất lưu động của nước trong hệ thống làm
mát mà ta có thể chia làm các phương án sau:
+ Hệ thống làm mát hở.

+ Hệ thống làm mát nửa kín.


Hệ thống làm mát một vòng hở


Hệ thống làm mát hai vòng tuần hoàn
(nửa kín)


III.Kết cấu các bộ phận chính hệ thống làm mát
1.Làm mát
Két làm mát được chia làm hai loại: nước-nước và

két làm mát kiểu nước-không khí.
•Két làm mát kiểu nước-nước
•Két làm mát kiểu nước -không khí

Két làm mát kiểu nước - không khí

Két làm mát kiểu nước - nước


Đánh giá chất lượng két làm mát bằng hiệu quả làm
mát cao tức hệ số truyền của bộ phận tản nhiệt lớn, công
suất tiêu hao ít để dẫn động bơm nước, quạt gió. Cả hai
yếu tố đó phụ thuộc 3 yếu tố sau:
Khả năng dẫn nhiệt của vật liệu làm cánh tản nhiệt.
Khả năng truyền nhiệt đối lưu của két.
Kết cấu của két.

2.Bơm nước
Bơm nước có tác dụng tạo một áp lực để
tăng tốc độ lưu thông của nước làm mát. Bơm
nước có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ
thống làm mát với lưu lượng và áp suất nhất
định. Các loại bơm thường dùng trong hệ
thống làm mát bao gồm:


a. Bơm ly tâm
Bơm ly tâm được dùng phổ biến trong hệ thống làm mát động cơ.
Nguyên lý làm việc là lợi dụng lực ly tâm giữa các cánh để dồn
nước từ trong ra ngoài rồi đi làm mát.

Cấu tạo bơm ly tâm
Bơm nước kiểu ly
tâm
1,8.phốt chắn ;
2.trục bơm ;
3.Cánh bơm ;
4.Nắp bơm ;
5.Thân bơm ;
6.Ổ bi ;
7.Puli.


b. Bơm bánh răng
• Trên tàu thủy cũng thường dùng bơm bánh răng

trong hệ thống làm mát động cơ. Nó có ưu điểm
gọn nhẹ, song khi làm việc với nước tiếp xúc với
nhiều cặn bẩn nên bánh răng mau mòn. Vì vậy,
người ta bố trí trong trường hợp này một cặp bánh
răng truyền lực ở vỏ ngoài của bơm. Khi đó, các
bánh răng trong sẽ không chịu lực, và để giảm mài
mòn các bánh răng người ta chế tạo một trong hai
bánh răng bằng cao su lưu hóa.


Cấu tạo bơm bánh răng
•
•
•
•
•
•

1.vỏ bơm
2.bánh răng bị động
3. bánh răng chủ động
4.cửa hút nước
5.ống đẩy nước
6.van điều chỉnh


Nguyên lý hoạt động
Bơm bánh răng làm việc theo nguyên lý dẫn và nén chất lỏng trong
một thể tích kín thay đổi được dung tích. Quá trình hút đẩy được diễn
ra như sau:

Bánh răng chủ động được nối với trục của bơm quay và kéo
theo bánh răng bị động quay. Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo
chiều quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang
đẩy vòng theo vỏ bơm. Khoang hút và khoang đẩy được ngăn cách
với nhau bởi những mặt tiếp xúc của các bánh răng ăn khớp và được
xem là kín.
Khi một cặp bánh răng vào khớp ở khoang đẩy, chất lỏng được
đưa vào khoang đẩy bị chèn ép và dồn vào đường ống đẩy. Đó là quá
trình đẩy.
Đồng thời với quá trình đẩy, tại khoang hút có một cặp bánh răng
ra khớp, dung tích của khoang hút được dãn ra, áp suất ở khoang hút
giảm và chất lỏng sẽ được hút vào buồng hút từ bể chứa thông qua
ống hút vào bơm. Nếu áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí quyển
thì áp suất ở khoang hút sẽ là áp suất chân không.


Bơm bánh răng nhiều bánh răng ăn khớp

Hình ảnh: bơm 3 bánh
răng ăn khớp ngoài

Hình trên trình bày sơ đồ nguyên lý
bơm 3 bánh răng ăn khớp ngoài.
Bánh răng chủ động ở giữa quay kéo
theo 2 bánh răng bị động ở 2 bên vì
vậy khoang hút và khoang đẩy được
bố trí chéo góc nhau. Lưu lượng của
bơm 3 báng răng gấp đôi lưu lượng
của bơm 2 báng răng nên loại bơm
này được dùng trong những trường

hợp yêu cầu kích thước bơm nhỏ gọn
mà lưu lượng lớn. Để tránh sự trùng
pha của dao động lưu lượng người ta
thường chế tạo số răng của bánh
răng chủ động nhiều hơn số răng của
bánh răng bị động từ 1 đến 3 răng.


3.Sinh hàn
Nhiệm vụ: hạ nhiệt độ của nước ngọt xuống để tiếp
tục đưa nước ngọt theo vòng tuần hoàn kín và làm
mát cho động cơ.
1, 4- mặt sàn
2- vách ngăn
3- van xả
5- ống thẳng
6- vỏ
7- đường nước ngọt vào
8- đường nước ngọt ra

9- đường nước mặn vào
10- đường nước mặn ra


4.Van hằng nhiệt
Dùng để tăng nhiệt độ nước làm mát của động cơ đến nhiệt độ
làm việc và giữ cho động cơ đến nhiệt độ nhất định bằng cách thay
đổi lưu lượng nước làm mát qua két.
Van hằng nhiệt có 2 loại: loại dùng chất lỏng và loại dùng chất
rắn.

-Chất lỏng: khi nhiệt độ nước làm mát chưa cao, hộp xếp co lại,
các van ở vị trí dưới cùng và van chính đóng, van phụ mở để nước
quay trở lại bơm làm nhiệt độ nước làm mát tăng nhanh đến nhiệt độ
làm việc. Khi nhiệt độ nước làm mát đạt giá trị nhất định, chất lỏng
trong hộp xếp giãn nở, bốc hơi làm thân hộp xếp dài ra đẩy ty đi lên
mở van chính, đóng van phụ. Khi đó nước làm mát không quay về
bơm mà ra két làm mát, giảm nhiệt độ cho động cơ.
-Chất rắn: khi động cơ làm mát ở nhiệt độ cao, van hằng nhiệt
dùng chất lỏng không đảm bảo. Chất rắn ở đây là xerezin và bột
đồng, nguyên lý làm việc giống như van hằng nhiệt chất lỏng.


Phân loại
A. Đường nước
từ động cơ tới
B. Đường nước
tới sinh hàn
nước
C. Đường nước
đi tắt tới bơm
1. Vỏ bộ điều tiết
2. Hộp co giãn
a.Loại khống chế triệt để
b.Loại khống chế không triệt để


IV. Kết Luận
Hệ thống làm mát là một trong những hệ thống
rất quan trọng và không thể thiếu đối với tất cả
các loại động cơ đốt trong. Động cơ có tuổi thọ

cao hay thấp cũng phụ thuộc ít nhiều vào hệ
thống làm mát. Qua chuyên đề này, cũng đã
giúp cho nhóm em có thêm kiến thức để hiểu rõ
hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động
của hệ thống ra sao…
Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy và các
bạn đã quan tâm theo dõi.