Đồ án Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B 4D (kèm bản vẽ) www.tailieucokhi.net

Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D

LỜI NÓI ĐẦU
Được làm sinh viên là niềm mong ước của bao người sau khi học hết chương
trình phổ thông. Em rất may mắn được học tại khoa Cơ Khí Giao Thông, trường
Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.
Sau những năm học tại trường, với sự hướng dẫn và dạy dỗ tận tình của quý
thầy cô, em đã tích lũy được cho mình những kiến thức cơ bản của sinh viên ngành
Cơ Khí Động Lực. Sau thời gian thực tập tốt nghiệp tại Công ty cổ phần chế tạo
máy Dzĩ An- tỉnh Bình Dương, em thấy được vai trò rất quan trọng của Động Cơ để
ứng dụng cho sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa của đất nước, em đã tìm
hiểu rất nhiều về các hệ thống của động cơ để nó có thể làm việc tốt và hiệu quả. Để
hoàn thành chương trình học của mình, em chọn đề tài “Khảo sát hệ thống làm mát
động cơ D226B- 4D”, đây là động cơ được ứng dụng rất nhiều để sản xuất máy phát
điện Vietgen tại công ty. Trong quá trình làm đề tài, do kiến thức còn nhiều hạn
chế, không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự giúp đỡ và hướng dẫn
của quý thầy cô. Đặc biệt nhờ sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Trần Văn Nam, em
đã hiểu thêm được rất nhiều vấn đề, em nhận thấy mình cần phải học rất nhiều nữa
để có thể trở thành người kỹ sư tốt được đào tạo tại trường.
Cuối cùng, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong trường,
trong khoa đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành được chương trình học của
mình.

Đà Nẵng: Ngày 28 , tháng 05 , năm 2009
Sinh viên thực hiện

Trương Chí Thọ

1

Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D

MỤC LỤC
Lời nói đầu

Trang

1. Mục đích và ý nghĩa đề tài.......................................................................................
2. Tổng quan về hệ thống làm mát động cơ................................................................
2.1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm mát..........................................................
2.2. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát............................................................................
2.2.1. Làm mát động cơ và máy nén khí..............................................................
2.2.2. Làm mát dầu bôi trơn..................................................................................
2.3. Hệ thống làm mát bằng nước.................................................................................
2.3.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi...................................................................
2.3.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên...................................
2.3.3. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức..................................
2.3.4. Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao..............................................
2.3.5. Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát bằng nước............
2.4. Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí ( gió)...............................................
2.4.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài.........
2.4.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống làm mát bằng không khí
...25
2.5. So sánh ưu khuyết điểm của kiểu làm mát bằng nước và kiểu làm mát bằng
không khí.....................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
3. Giới thiệu khái quát về động cơ D226B- 4D.........................................................
3.1. Giới thiệu về động cơ D226B- 4D.......................................................................
3.2. Các thông số của động cơ D226B- 4D................................................................

3.3. Thân máy..............................................................................................................
3.4. Nhóm trục khuỷu, bánh đà, piston, thanh truyền................................................
3.5. Cơ cấu phân phối khí...........................................................................................
3.5.1. Nắp xilanh.................................................................................................
3.5.2. Bộ phận dẫn động đóng mở xupap...........................................................
3.6. Hệ thống nhiên liệu động cơ D226B- 4D............................................................
3.7. Hệ thống bôi trơn động cơ D226B- 4D...............................................................
3.8. Hệ thống cung cấp không khí và tăng áp cho động cơ D226B- 4D...................

2


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
4. Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D...................................................
4.1. Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D......................................................
4.2. Các cụm chi tiết của hệ thống làm mát bằng nước động cơ D226B- 4D............
4.2.1. Bơm nước.................................................................................................
4.2.2. Van hằng nhiệt..........................................................................................
4.2.3. Quạt gió.....................................................................................................
4.2.4. Két làm mát...............................................................................................
4.2.5. Nắp két......................................................................................................
4.2.6. Dung môi làm mát....................................................................................
4.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục sửa chữa........................................
4.3.1. Những điều cần chú ý khi làm việc trên hệ thống làm mát...........................
4.3.2. Các hư hỏng và cách khắc phục sửa chữa....................................................
4.4. Các phương pháp kiểm tra hư hỏng hệ thống làm mát............................................
4.4.1. Kiểm tra và bổ sung nước làm mát..........................................................
4.4.2. Kiểm tra hiện tượng rò rỉ nước của hệ thống làm mát.............................
4.4.3. Kiểm tra hiện tượng tắc két nước.............................................................
4.4.4. Kiểm tra van hằng nhiệt...........................................................................

4.4.5. Kiểm tra, điều chỉnh bộ truyền đai...........................................................
4.4.6. Thông rửa hệ thống làm mát....................................................................
4.5. Các phương pháp cấp, xả nước trong hệ thống làm mát.....................................
5. Tính toán nhiệt, xây dựng đồ thị công động cơ D226B- 4D..................................
5.1. Tính toán chu trình nhiệt động cơ D226B- 4D....................................................
5.1.1. Thông số cho trước...................................................................................
5.1.2. Thông số chọn...........................................................................................
5.1.3. Tính toán các thông số của các quá trình.................................................
5.2. Xây dựng đồ thị công...........................................................................................
6. Tính toán kiểm nghiệm quạt gió, bơm nước, két làm mát của động cơ
D226B- 4D...............................................................................................................
6.1. Tổng quan về lý thuyết truyền nhiệt qua vách có cánh.......................................
6.2. Các thông số của két nước, bơm nước và quạt gió.............................................
6.3. Tính toán kiểm tra két nước.................................................................................
6.4. Xác định lượng nhiệt động cơ truyền cho nước làm mát....................................
6.5. Xác định lượng nhiệt két nước làm mát truyền ra môi trường...........................
6.6. Tính kiểm nghiệm quạt gió..................................................................................
6.7. Tính kiểm nghiệm bơm nước...............................................................................
7. Lập quy trình công nghệ chế tạo trục bơm nước..................................................88
3


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
7.1. Quy trình chế tạo..................................................................................................
7.2. Các nguyên công chế tạo....................................................................................88
Kết luận ……………………………………..................................................................91
Tài liệu tham khảo………………………………………………………...…………...92

LỜI NÓI ĐẦU
Được làm sinh viên là niềm mong ước của bao người sau khi học hết chương

trình phổ thông. Em rất may mắn được học tại khoa Cơ Khí Giao Thông, trường
Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.
Sau những năm học tại trường, với sự hướng dẫn và dạy dỗ tận tình của quý
thầy cô, em đã tích lũy được cho mình những kiến thức cơ bản của sinh viên ngành
Cơ Khí Động Lực. Sau thời gian thực tập tốt nghiệp tại Công ty cổ phần chế tạo
máy Dzĩ An- tỉnh Bình Dương, em thấy được vai trò rất quan trọng của Động Cơ để
ứng dụng cho sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa của đất nước, em đã tìm
hiểu rất nhiều về các hệ thống của động cơ để nó có thể làm việc tốt và hiệu quả. Để
hoàn thành chương trình học của mình, em chọn đề tài “Khảo sát hệ thống làm mát
động cơ D226B- 4D”, đây là động cơ được ứng dụng rất nhiều để sản xuất máy phát
điện Vietgen tại công ty. Trong quá trình làm đề tài, do kiến thức còn nhiều hạn
chế, không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự giúp đỡ và hướng dẫn
của quý thầy cô. Đặc biệt nhờ sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Trần Văn Nam, em
đã hiểu thêm được rất nhiều vấn đề, em nhận thấy mình cần phải học rất nhiều nữa
để có thể trở thành người kỹ sư tốt được đào tạo tại trường.
Cuối cùng, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong trường,
trong khoa đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành được chương trình học của
mình.

Đà Nẵng: Ngày 28 , tháng 05 , năm 2009
Sinh viên thực hiện

Trương Chí Thọ

4


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D

1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Đối với động cơ tĩnh tại cũng như động cơ sử dụng trên ôtô máy kéo,..., để
cho động cơ làm việc ổn định và hiệu quả cao thì ngoài kết cấu hợp lý, các chi tiết
bền vững, đòi hỏi cần phải có sự làm việc tốt của các hệ thống như: Hệ thống nhiên
liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thống làm mát.…. Vì vậy công suất,
sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất lớn vào sự làm việc
của các hệ thống này.
Trong thời gian thực tập tốt nghiệp tại Công ty cổ phần chế tạo máy Dzĩ Antỉnh Bình Dương, đây là công ty chuyên sản xuất các loại máy phát điện, vì vậy việc
chọn loại động cơ để phục vụ nhu cầu sản xuất của công ty là rất quan trọng. Em
nhận thấy động cơ D226B- 4D được sử dụng tại công ty là rất nhiều, đây là loại
động cơ do Trung Quốc sản xuất với công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới. Được sự
giúp đỡ của công ty, em đã khảo sát động cơ và nhận thấy hệ thống làm mát là rất
quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả của động cơ. Vì vậy, trong đồ án
tốt nghiệp này em chọn đề tài Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D.

Hình 1.1. Máy phát điện Vietgen sử dụng động cơ D226B- 4D.
Mục đích của đề tài là:
- Nắm vững các kiến thức về hệ thống làm mát cho động cơ đốt trong.

5


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
- Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D. Phương pháp kiểm tra sửa chữa
hệ thống làm mát.
- Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát bơm nước,
quạt gió theo các thông số thực tế và rút ra nhận xét.
Với mục đích trên đề tài này có ý nghĩa rất lớn đối với sinh viên ngành động
lực, giúp hiểu thêm về kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát động cơ
cũng như các hệ thống khác trên động cơ.
Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần củng cố lại các kiến thức đã được

học và thực tập, giúp cho sinh viên có thể nghiên cứu, làm việc một cách độc lập.
Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai.
2. TỔNG QUAN 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
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với
khí cháy như: Piston, xecmăng, xupap, nắp xilanh, thành xilanh 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 của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như: làm
giảm sức bền, tuổi thọ của các chi tiết máy, giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm
tăng tổn thất ma sát. Vì vậy cần thiết phải làm mát động cơ. Hệ thống làm mát động
cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy
rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng
nhưng cũng không quá nguội. Động cơ quá nóng sẽ gây ra các hiện tượng như đã
nói, còn 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 công 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 bôi trơn tăng, dầu bôi 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 công suất
động cơ.
Động cơ D226B- 4D có hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức,
một vòng kín, nước tuần hoàn trong hệ thống nhờ bơm ly tâm được dẫn động từ
trục khuỷu.
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát
Đối với động cơ D226B- 4D cũng như các động cơ khác thì hệ thống làm
mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé.

6

Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
- 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÷115 0C.
- 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.
2.2. NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT
2.2.1. Làm mát động cơ và máy nén khí
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. Ngoài ra, hệ thống cũng có nhiệm
vụ không 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 còn 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
2.2.2. Làm mát dầu bôi trơn
Trong quá 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 ngoài.
- Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao như cò
mổ, đuôi xupáp, piston...
Để đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu ổn định, giữ độ nhớt dầu ít thay đổi và
đảm bảo khả năng bôi trơn, vì vậy cần phải làm mát dầu bôi 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.
2.3. HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC
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.
2.3.1. 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.
Bộ phận chứa nước có hai phần: Khoang nước bao quanh thành xilanh (8),
khoang nắp xilanh (5) và thùng chứa nước bay hơi (2) ở phía trên.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống như sau:
7


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D

1

2

3

4
5

6

7

8

9

10

11

Hình 2.1: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi.
1- Thùng nhiên liệu
2- Khoang chứa nước bốc hơi
3,4- Xupap
6- Thân máy
5- Nắp xilanh
8- Xi lanh
7- Piston
10- Trục khuỷu
9- Thanh truyền
11- Cácte chứa dầu
Khi động cơ làm việc, tại những vùng nước bao xung quanh buồng cháy
nước sẽ sôi. Nước sôi có tỷ trọng bé hơn nên nổi lên trên mặt thoáng của thùng
chứa để bốc hơi ra ngoài khí trời. Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn sẽ
chìm xuống dưới điền chỗ cho nước nóng nổi lên, do đó tạo thành lưư động đối lưu
tự nhiên. Căn cứ vào nhiệt lượng của động cơ và cách bố trí động cơ đứng hay nằm
để thiết kế hệ thống kiểu bốc hơi này.
Với việc làm mát kiểu bốc hơi nước, lượng nước trong thùng sẽ giảm nhanh,
do đó cần phải bổ sung nước thường xuyên và kịp thời. Vì vậy, kiểu làm mát này
không thích hợp cho động cơ dùng trên phương tiện vận tải.
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 xilanh 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 mòn
xilanh không đều.

8


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D

2.3.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên
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 không cần bơm. Cột nước
nóng trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước.
4

5

6

7

8

9

3

2
1

Hình 2.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên.
1- Đường nước
2- Xilanh
3- Đường dẫn nước vào két làm mát

4- Nắp két
5- Két nước
6- Quạt gió
7- Đường nước làm mát động cơ
8- Buồng cháy
Nước nhận nhiệt của xilanh trong thân máy, làm cho khối lượng riêng nước
giảm nên nước nổi lên trên. Trong khoang của nắp xilanh, nước tiếp tục nhận nhiệt
của các chi tiết bao quanh buồng cháy: nắp xilanh, xupap… nhiệt độ của nước tiếp
tục tăng lên và khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước nổi lên trên theo
đường dẫn ra khoang phía trên của két làm mát (5). Quạt gió (6) được dẫn động
bằng puly từ trục khuỷu động cơ hút không khí qua két. Do đó, nước trong két được
làm mát làm cho khối lượng riêng nước tăng, nước sẽ chìm xuống khoang dưới của
két và từ đây đi vào thân máy, thực hiện một vòng tuần hoàn.
Độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước, do
đó cường độ làm mát có thể tự động điều chỉnh theo phụ tải. Khi mới khởi động do
sự chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và nguội bé nên chênh lệch áp lực
giữa hai cột nước bé. Vì vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt nhiệt độ ở
chế độ làm việc. Sau đó phụ tải tăng thì độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước
cũng tăng theo, tốc độ lưu động của nước cũng tăng theo. Độ chênh áp lực cũng còn
phụ thuộc vào hiệu độ chênh chiều cao trung bình của hai cột nước, do đó phải luôn
luôn đảm bảo mức nước của thùng chứa phải cao hơn ở nước ra của động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm là nước lưu động trong hệ thống có vận
tốc bé vào khoảng V = 0,12÷0,19 m/s. Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nước
9


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
vào và nước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh được làm mát không đều. Muốn khắc
phục nhược điểm này thì phải tăng tiết diện lưu thông của nước trong động cơ dẫn
đến hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh. Do vậy, hệ thống làm mát kiểu này không

thích hợp cho động cơ ô tô máy kéo, mà thường được dùng trên động cơ tĩnh tại.
2.3.3. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức khắc phục được nhược điểm trong
hệ thống làm mát kiểu đối lưu. Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột
nước của bơm nước tạo ra. Tùy theo số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta có các
loại tuần hoàn cưỡng bức như:
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín.
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng hở.
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức hai vòng tuần hoàn.
Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử
dụng khác nhau.
2.3.3.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn một vòng kín
6

5

4

3

2

1

7

11

8

9

10

Hình 2.3: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn một vòng kín.
1- Thân máy
2- Đường nước ra khỏi động cơ
3- Bơm nước
4- Ống nước nối tắt vào bơm
5- Nhiệt kế
6- Van hằng nhiệt
7- Két làm mát
8- Quạt gió
9- Ống dẫn nước về bơm
10- Bình làm mát dầu bôi trơn
Trên hình (2.3) là hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức của động cơ ô tô
máy kéo một hàng xilanh. Ở đây, nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (3), qua ống phân
phối nước đi vào các khoang chứa của các xilanh. Để phân phối nước làm mát đồng
đều cho mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua ống phân phối
đúc sẵn trong thân máy. Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo
10


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
đường ống (2) ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao rồi đến van hằng nhiệt (6). Khi van
hằng nhiệt (6) mở, một phần nước chảy qua đường ống (4) về đường ống hút của
bơm nước (3), một phần lớn nước qua van hằng nhiệt (6) vào ngăn chứa phía trên
của két nước.
Tiếp theo, nước từ ngăn phía trên của két đi qua các ống mỏng có gắn cánh
tản nhiệt. Tại đây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt (8) tạo

ra. Quạt được dẫn động bằng đai hay bánh răng từ trục khuỷu của động cơ. Tại ngăn
chứa phía dưới, nước có nhiệt độ thấp hơn lại được bơm nước (3) đẩy vào động cơ
thực hiện một chu kỳ làm mát tuần hoàn.
Ưu điểm của hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng kín là nước sau khi qua
két làm mát lại trở về động cơ. Do đó ít phải bổ sung nước, tận dụng việc trở lại
nguồn nước để tiếp tục làm mát động cơ. Vì vậy, hệ thống này rất thuận lợi đối với
các loại xe đường dài, nhất là ở những vùng thiếu nguồn nước.
2.3.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng
Trong hệ thống này, nước được làm mát tại két nước không phải là dòng
không khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dòng nước có nhiệt độ thấp hơn, như nước
sông, biển. Vòng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát cưỡng bức một
vòng còn gọi là nước vòng kín. Vòng thứ hai với nước sông hay nước biển được
bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vòng kín, sau đó lại thải ra sông,
biển nên gọi là vòng hở. Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ biến ở động cơ
tàu thủy.
6

5

4
3
2

8

7

1

9

10

Hình 2.4: Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vòng tuần hoàn.
1- Đường nước phân phối
2- Thân máy
3- Nắp xilanh
4- Van hằng nhiệt
5- Két làm mát
6- Đường nước ra vòng hở
7- Bơm nước vòng hở
8- Đường nước vào bơm nước vòng hở
11


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
9- Đường nước tắt về bơm vòng kín 10- Bơm nước vòng kín
Hệ thống làm việc như sau:
Nước ngọt làm mát động cơ đi theo chu trình kín, bơm nước (10) đến động cơ
làm mát thân máy và nắp xilanh đến két làm mát nước ngọt (5). Nước ngọt trong hệ
thống kín được làm mát bởi nước ngoài môi trường bơm vào do bơm (7) qua lưới
lọc, qua các bình làm mát dầu, qua két làm mát (5) làm mát nước ngọt rồi theo
đường ống (6) đổ ra ngoài môi trường.
Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hoàn kín còn
thấp, van hằng nhiệt (4) đóng đường nước đi qua két làm mát nước ngọt. Vì vậy,
nước làm mát ở vòng làm mát ngoài, nước được hút từ bơm (7) qua két làm mát (5)
theo đường ống (6) đổ ra ngoài. Van hằng nhiệt (4) có thể đặt trên mạch nước ngọt
để khi nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống đi vào két làm mát
(5). Lúc này nước ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ qua van hằng
nhiệt (4) rồi theo đường ống đi vào bơm nước ngọt (10) để bơm trở lại động cơ.

2.3.3.3. Hệ thống làm mát một vòng hở
Hệ thống làm mát kiểu này về mặt bản chất không khác nhiều so với hệ
thống làm mát cưỡng bức một vòng kín.
4

5

3

2
1

6

7

8

Hình 2.5: Hệ thống làm mát một vòng hở.
1- Đường nước phân phối
2- Thân máy
3- Nắp máy
4- Van hằng nhiệt
5- Đường nước ra vòng hở
6- Đường nước vào bơm hở
7- Đường nước nối tắt về bơm
8- Bơm nước
Trong hệ thống này nước làm mát là nước sông, biển được bơm (8) hút vào
làm mát động cơ, sau đó theo đường nước (5) đổ ra sông, biển. Hệ thống này có ưu
điểm là đơn giản. Tuy nhiên, ở một số kiểu động cơ nước làm mát đạt được ở 100 0C

12


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
hoặc cao hơn. Khi nước ở nhiệt độ cao, nước sẽ bốc hơi. Hơi nước có thể tạo thành
ngay trong áo nước làm mát (kiểu bốc hơi bên trong) hoặc hơi nước bị tạo ra trong
một thiết bị riêng (kiểu bốc hơi bên ngoài). Do đó, cần phải có một hệ thống làm
mát riêng cho động cơ.
So sánh hai hệ thống làm mát kín và hở của động cơ tàu thủy thì hệ thống hở
có kết cấu đơn giản hơn, nhưng nhược điểm của nó là nhiệt độ của nước làm mát
phải giữ trong khoảng 500 ÷ 600C để giảm bớt sự đóng cặn của các muối ở thành
xilanh, nhưng với nhiệt độ này do sự làm mát không đều nên ứng suất nhiệt của các
chi tiết sẽ tăng lên. Cũng do vách áo nước bị đóng cặn muối mà sự truyền nhiệt từ
xilanh vào nước làm mát cũng kém. Ngoài ra, do ảnh hưởng của nhiệt độ nước ở
ngoài tàu thay đổi mà nhiệt độ nước trong hệ thống hở cũng dao động lớn. Điều này
không có lợi cho chế độ làm mát.
2.3.4. Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao
Hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao ở đây bao gồm hai hệ thống làm mát chính
là hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài và hệ thống làm
mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt hơi nước và nhiệt của khí thải.
2.3.4.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài
2

p2

3

,

4

5

6

tra

p2 tvaìo
,

7
1

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài.
1- Động cơ
2- Van tiết lưu
3- Bộ tách hơi
4- Quạt gió
5- Bộ ngưng tụ nước
6- Không khí làm mát
7- Bơm nước
Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau. Vùng thứ nhất có
áp suất p1 truyền từ bộ tách hơi (3) qua bộ ngưng tụ (5) đến bơm tuần hoàn (7).
Quạt gió (4) dùng để quạt mát bộ ngưng tụ (5). Vùng thứ hai có áp suất p 2 > p1

13


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
truyền từ bơm tuần hoàn qua động cơ đến van tiết lưu (2) của bình tách hơi (3), độ

chênh áp suất
∆p = p2 - p1 được điều chỉnh bởi van tiết lưu (2). Nước trong vùng có áp suất cao p 2
không sôi mà chỉ nóng lên (từ nhiệt độ tvào đến tra ). Áp suất p2 tương ứng với nhiệt
độ sôi t2 > tra nên nước chỉ sôi ở bộ tách hơi có áp suất p1 < p2.
2.3.4.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi
nước và nhiệt của khí thải

1

3

2

5 6

4

7

8

9

PK > P1
p 1 t1
p2

,

t

t'ra

ra

P1

16

p2 , t1

15 14

10
11

P1
r

12

PK > P1

t

t'1 > t1

13

Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng

nhiệt của hơi nước và nhiệt của khí thải.
1- Động cơ
2- Tuabin tăng áp
3- Đường thải
4- Bộ tăng nhiệt cho hơi nước
5- Bộ tăng nhiệt cho nước ra 6- Bộ tăng nhiệt cho nước trước
khi vào bộ tách hơi
7,9- Van tiết lưu
8- Bộ tách hơi nước
11- Bộ ngưng tụ
10- Tuabin hơi
13- Thùng chứa nước
12,14,15,16- Bơm nước
Hệ thống làm mát này có hai vòng tuần hoàn và quá trình hoạt động như sau:
- Vòng 1: Bộ tách hơi (8) đến bơm tuần hoàn (14) vào động cơ (1), bộ tăng
nhiệt trước cho nước tuần hoàn (5) đến van tiết lưu (7), bộ tách hơi (8). Nước tuần
hoàn trong hệ thống tuần hoàn làm kín nhờ bơm (14) bơm lấy nước từ bộ tách hơi
với áp suất p1 đưa vào động cơ với áp suất p2. Từ động cơ nước lưu động ra với áp
suất p2 và nhiệt độ tra rồi vào bộ tăng nhiệt (5), ở đây nhiệt độ nâng lên t’ra > tra.

14


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
Nhưng do áp suất p2 của nước tương ứng với với nhiệt độ sôi t2> t’ra> tra nên
nước không sôi trong động cơ và cả bộ tăng nhiệt. Nước chỉ sôi ở bộ tách hơi sau
khi qua bơm tiết lưu, tại đây áp suất giảm từ p2 xuống p1 với nhiệt độ t1.
- Vòng 2: Hơi từ bộ tách hơi (8) qua bộ tăng nhiệt (4), sau đó vào tuabin
(10), rồi vào bộ ngưng tụ (11). Nước làm mát do hơi nước ngưng tụ trong bộ phận
ngưng tụ (11) được bơm (12) bơm vào buồng chứa (13) rồi qua bơm (15) để bơm

vào bộ tăng nhiệt (6), sau đó qua van điều tiết tự động (9) vào bộ tách hơi. Nước
làm mát của vòng tuần hoàn ngoài chảy vào bình làm mát dầu, đi làm mát đỉnh và
qua bộ ngưng tụ (11) đều do bơm (16) của hệ thống bơm cấp vào mạch hở để piston
làm mát nước trong mạch kín.
Ưu điểm của hệ thống làm mát này là: Có thể nâng cao được hiệu suất làm
việc của động cơ lên 6-7%, giảm được lượng tiêu hao hơi nước và không khí làm
mát, do đó ta rút gọn được kích thước bộ tản nhiệt, đốt cháy được nhiều lưu huỳnh
trong nhiên liệu này.
Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản là nhiệt
độ của các chi tiết máy cao. Do đó cần đảm bảo các khe hở công tác của các chi tiết
cũng như cần phải dùng loại dầu bôi trơn có tính chịu nhiệt tốt. Ngoài ra đối với
động cơ xăng cần phải chú ý đến hiện tượng kích nổ. Khi tăng áp suất để nâng nhiệt
độ của nước làm mát trong hệ thống, cần phải đảm bảo các mối nối đường ống, các
khe hở của bơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt phải chắc chắn hơn.
2.3.5. Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát bằng nước
2.3.5.1. Kết cấu két làm mát
Két làm mát có tác dụng chứa nước nóng từ động cơ ra, hạ nhiệt độ cho nước
và cung cấp nước nguội vào trong động cơ khi động cơ làm việc. Vì vậy yêu cầu két
nước phải hấp thụ và toả nhiệt nhanh. Ðể đảm bảo yêu cầu đó thì bộ phận tản nhiệt
của két nước thường được làm bằng đồng thau vì vật liệu này có hệ số toả nhiệt cao.
Két làm mát gồm có ba phần chính là: Ngăn trên chứa nước nóng từ động cơ
ra để làm mát, ngăn dưới chứa nước nguội sau khi đã tản nhiệt cho môi trường để đi
vào làm mát cho động cơ và giàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên với ngăn dưới.
Để đánh giá chất lượng của két làm mát tức hệ số truyền nhiệt của bộ phận
tản nhiệt lớn, công suất tiêu tốn ít để dẫn động bơm nước, quạt gió. Cả hai chỉ tiêu
đó đều phụ thuộc vào 3 yếu tố sau:
- Khả năng dẫn nhiệt từ nước vào không khí của các ống và lá tản nhiệt.
- Tốc độ lưu động của nước và của không khí làm mát.
- Kết cấu của két.

15


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
Ðể giải quyết vấn đề thứ nhất, người ta dùng vật liệu chế tạo ống và lá tản
nhiệt có hệ số dẫn nhiệt cao như đồng.
Vấn đề thứ hai được thực hiện bằng cách tăng công suất của bơm nước và
công suất của quạt nhằm tăng hệ số truyền nhiệt đối lưu của chúng.
Tuy nhiên, tăng tốc độ lưu động của nước đòi hỏi phải tăng công suất tiêu
hao cho dẫn động bơm nước và quạt gió.
Vấn đề thứ ba bao gồm việc chọn hình dáng và kích thước của ống và lá tản
nhiệt, và cách bố trí ống trên két.

Két nước hình ống dẹt
Két nước hình tổ ong
Hình 2.8. Kết cấu két nước.
Thông thường két làm mát được làm bằng các ống dẹt, cắm sau trong các lá
tản nhiệt bằng đồng thau ( hình 2.9a). Ống nước dẹt làm bằng đồng có chiều dày
thành ống là (0,13÷0,20) mm và kích thước tiết diện ngang của ống là (13 ÷20) x
(2÷4) mm. Còn các lá tản nhiệt có chiều dày khoảng (0,08 ÷ 0,12) mm.
Các ống có thể bố trí theo kiểu song song như hình 2.9a hoặc bố trí theo kiểu
so le như hình 2.9d. Nhưng kiểu bố trí theo kiểu so le dùng phổ biến nhất vì hiệu
quả truyền nhiệt tốt nhất. Trong một số trường hợp, để tăng hiệu quả truyền nhiệt
(tăng không đáng kể), người ta đặt ống chếch đi một góc nào đó như hình 2.9c.
Ðể tạo xoáy cho dòng không khí nhằm tăng hiệu quả truyền nhiệt, người ta
còn dùng ống dẹt hàn với lá tản nhiệt gấp khúc (hình 2.9b), trên lá dập rãnh thủng,
hoặc dùng ống dẹt hàn với lá tản nhiệt hình sóng (hình 2.9e) và trên phần sóng của
lá đó được dập lõm. Hai loại này có hệ số truyền nhiệt khá cao, nên cũng được ứng
dụng rộng rãi trên động cơ ô tô. Trên một số máy kéo và tải nặng người ta còn dùng
ống tròn có gân tản nhiệt hình xoắn ốc (hình 2.9g). Loại này có ưu điểm là thay thế

do hỏng hóc của từng ống rất đơn giản vì các ống không phải hàn vào ngăn trên và
16
g)


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
ngăn nước dưới như các kiểu ống dẹt mà ghép và làm kín bằng các đệm cao su chịu
nhiệt.
Các kiểu bộ phận tản nhiệt nêu trên đây dùng lá tản nhiệt hoặc gân tản nhiệt
thì ống tản nhiệt đều là ống nước.

Hình 2.9. Kết cấu một số ống nước.
Trên một số rất ít động cơ máy kéo người ta còn dùng bộ phận tản nhiệt ống
không khí hình tròn hoặc hình lục lăng, mang tên két nước hình “tổ ong”. Loại này
ít dùng vì hệ số truyền nhiệt kém.
Muốn nâng cao hiệu quả truyền nhiệt của két làm mát thì phải giảm bước của
lá tản nhiệt, bước của ống cả theo chiều ngang (chiều đón gió) và cả chiều sâu
(chiều gió) cũng như tăng chiều sâu của két (tức là tăng số dãy ống theo chiều sâu).
Nhưng tăng chiều sâu nhiều cũng không có hiệu quả lớn vì rằng khi hệ số truyền
nhiệt của dãy ống đã ổn định thì nếu tăng chiều sâu lên 50%, khả năng tản nhiệt của
17


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
két tăng 15%, còn nếu tăng chiều sâu lên 100% thì khả năng tản nhiệt cũng chỉ tăng
thêm 20%. Cần chú ý rằng các biện pháp nâng cao hiệu quả trên đây đều kéo theo
sự gia tăng sức cản khí động của két. Thông thường két nước dùng trên ô tô sức cản
khí động của không khí qua két không vượt quá 300 (N/m2).
Ðánh giá kết cấu két làm mát dùng trên ô tô máy kéo bằng hệ số hiệu quả và
hệ số thu gọn.

Loại két nước tổ ong.
Hệ số hiệu quả η =
Hệ số thu gọn φ =

Flm
(m2/W)
Ne
Flm
Vk

(1/m)

Giá trị của η và φ nằm trong khoảng sau:
η = (0,14 ÷ 0,41).10-3 m2/W
φ = 900 ÷ 1100 (1/m)
Flm: Diện tích tản nhiệt của bộ phận tản nhiệt (m2)
Ne: Công suất có ích, danh nghĩa của động cơ (W)
Vk: Thể tích tản nhiệt của bộ phận tản nhiệt (m3)
2.3.5.2. Kết cấu của bơm nước
Bơm nước có tác dụng tạo ra một áp lực để tăng tốc độ lưu thông của nước
làm mát. Bơm có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng và
áp suất nhất định. Lưu lượng nước làm mát tuần hoàn trong các loại động cơ thay
đổi trong phạm vi 68÷245[l/Kwh] (50÷180[l/ml.h]) và với tần số tuần hoàn khoảng
(7÷12) lần/phút.
Các loại bơm dùng trong hệ thống làm mát động cơ bao gồm: Bơm ly tâm,
bơm piston, bơm bánh răng, bơm guồng...
* Bơm ly tâm
Bơm ly tâm được dùng phổ biến trong hệ thống làm mát các loại động cơ ô
tô máy kéo, động cơ tĩnh tại và tàu thủy. Vì loại bơm này có nhiều ưu điểm:
- Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc tin cậy.

- Hiệu suất η của bơm tương đối cao so với các loại bơm khác.
- Giá thành tương đối rẻ.
- Bơm tạo ra cột áp tương đối lớn so với bơm cánh hút.
Nguyên lý làm việc là lợi dụng lực ly tâm của nước nằm giữa các cánh để
dồn nước từ trong ra ngoài rồi đi làm mát.
Kết cấu của bơm ly tâm ở hình 2.11 gồm: Puly (1) lắp chặt trên trục bơm
then bán nguyệt (2). Ổ bi (9), (10) dùng để đỡ trục bơm. Bánh công tác (7) dùng để
18


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
tạo ra cột áp đưa nước làm mát động cơ. Vú mỡ (4), vòng chặn (5) dùng để bôi trơn
các ổ bi và ngăn không cho chất bôi trơn lọt ra ngoài.
2

1

12

3

11

10

4

5

6

7

8

9

Hình 2.11. Kết cấu bơm nước ly tâm.
1- Puly
2- Then bán nguyệt
3- Trục bơm
4- Vú mỡ,
5- Vòng chặn
6- Lò xo
7- Bánh công tác
8- Đai ốc
9,10- Ổ bi
11- Thân bơm
12- Bulông
Nắp bơm và thân bơm được chế tạo bằng gang, bánh công tác (7) thường
được chế tạo bằng đồng hoặc chất dẻo. Để đảm bảo hiệu suất của bơm thì khe hở
hướng kính giữa bánh công tác (7) và thân bơm (11) không được lớn hơn 1mm và
khe hở chiều trục không quá 0,2 mm. Ðể giảm kích thước bơm, tỷ số truyền giữa
trục bơm nước (3) và trục khuỷu thường chọn gần bằng 1(đối với động cơ cao tốc)
và 1,6 (đối với động cơ tốc độ thấp). Cột áp toàn phần do bơm tạo ra khoảng 0,05 ÷
0,15 MPa và tốc độ nước trên đường ống dẫn vào bơm không vượt quá 2,5 ÷ 3 m/s.
Công suất tiêu hao để dẫn động bơm chiếm khoảng 0,5-1,0% công suất có ích của
động cơ tức là (0,005 ÷ 0,01)Ne. Trục bơm được đặt trên hai ổ bi (9,10), để bao kín
dầu mỡ ở ổ bi dùng các phớt và bao kín bằng vòng chặn (5).
Bơm ly tâm có đặc tính cấp nước đồng đều, kích thước và khối lượng nhỏ,

không ồn và hiệu suất cao. Tuy nhiên nhược điểm của bơm li tâm là không tạo ra
được vùng áp thấp đủ khi hút nước (không quá (2,94 ÷ 4,9).10 4 N/m2), do đó không
19


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
có năng lực tự hút, nên trước khi khởi động phải nạp đầy nước vào ống hút và bơm,
đồng thời phải xả không khí hết ra khỏi bơm.
* Bơm piston
Bơm nước kiểu piston thường chỉ được dùng trong hệ thống làm mát của
động cơ tàu thủy tốc độ thấp. Ở động cơ tốc độ cao vì để tránh lực quán tính rất lớn
của các khối lượng chuyển động của bơm và để tránh hiện tượng va đập thủy lực do
chu trình cấp nước không liên tục của bơm nên người ta ít dùng loại này.
7

A-A

9

8

7

20

A
A
6
5

10

4

3

2

1

Hình 2.12. Kết cấu bơm nước kiểu piston.
1- Trục khuỷu của bơm piston
2- Thanh truyền
3,5- Xilanh dẫn hướng
4- Piston
6- Vỏ bơm
7- Lò xo Van nước
8,9- Van nước
10- Đường nước vào
Quá trình hoạt động của bơm nước piston như sau: Piston bơm (4) bằng đồng
chuyển động trong hai xilanh dẫn hướng (3) và (5) của vỏ bơm (6). Piston nối với
thanh truyền (2) và chuyển động nhờ trục khuỷu (1). Khi piston (4) đi xuống, nước
sẽ đi qua van (9) vào khoang chứa bên trên piston (4). Khi piston đi lên, nước trong
khoang bị đẩy qua van (8) đi vào hệ thống làm mát.
Ưu điểm của bơm piston là có thể tạo được áp suất lớn nhưng nhược điểm
của nó là chuyển động của chất lỏng qua bơm không đều, lưu lượng của bơm dao
động. Kết cấu của bơm cồng kềnh nên ít được sử dụng.
* Bơm bánh răng
Trên tàu thủy cũng thường dùng loại bơm bánh răng để bơm nước cho hệ
thống làm mát động cơ. Nó có ưu điểm gọn nhẹ, song khi làm việc với mạch nước

20


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
hở (nếu dùng cho nước sông hoặc nước biển) thì do nước bẩn nên bánh răng chóng
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 răng trong vỏ bơm sẽ không chịu lực truyền, và để
giảm mài mòn bánh răng bơm, người ta còn chế tạo một trong hai bánh răng bơm
bằng vật liệu tec-tô-lit hoặc làm bằng cao su lưu hóa.
D
3

4

5

10

D-D

14

2
1

13

D
9

8

7

12

11

6

Hình 2.13. Kết cấu bơm nước kiểu bánh răng.
1- Trục bơm
2- Bánh răng dẫn động
3- Ổ bi
4- Vành chặn dầu
5- Bạc lót
6- Vành chặn nước
7- Đệm lót
8- Vòng cao su
9- Lò xo
10- Bánh răng bị động
11- Cửa hút nước vào
12- Bánh răng chủ động
13- Vỏ bơm
14- Cửa thoát nước ra
Kết cấu bơm bánh răng dùng trên hệ thống làm mát của động cơ tàu thuỷ.
Bơm quay nhờ bánh răng (2) ăn khớp với hệ thống bánh răng truyền động từ trục
khuỷu. Trục truyền động bơm (1) một đầu dẫn động đặt trên ổ bi cầu (3), còn ở đầu
kia lắp bánh răng bơm tựa trên hai bạc lót (5) và (7), các bạc lót này được bôi trơn
nhờ các đệm bằng tec- tô-lit (7) và vòng cao su (8). Còn bao kín dầu bôi trơn ổ bi

bằng vành chắn dầu (4). Bánh răng bị động (10) được làm bằng tec-tô-lit.
* Bơm cánh hút
Bơm cánh hút thường được dùng cho mạch ngoài (mạch hở) của hệ thống
làm mát động cơ tàu thủy. Nó hút nước từ bên ngoài vỏ tàu (nước sông hoặc nước
biển) để làm mát nước ngọt ở mạch trong của hệ thống làm mát.
Kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút được thể hiện ở hình 2.14:
Kết cấu của bơm gồm: Hai nửa trước (4) và nửa sau (5) của bơm. Các nửa
thân bơm lắp với hai nắp ổ trục (3) và (6) bằng các bu lông. Bánh công tác (7) cố
định trên trục (9), trục (9) này được dẫn động bằng bánh răng côn (10).
21


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
C
2

1

3

C-C

4

5

6

17

10

I

a)

II

C

9

8

III

IV

7

1-1
2-2

2-2

b)

3-3

3-3

Hình 2.14. Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút.
1- Cửa hút
2- Cửa thoát
3,6- Ổ trục bơm
4,5- Hai nửa thân bơm
7- Bánh công tác
8- Rãnh chứa nước
9- Trục bơm
10- Bánh răng côn
Nguyên lý làm việc của bơm cánh hút như sau :
Ban đầu, dung tích công tác giữa hai cánh được mồi đầy nước (vị trí I ). Khi
cánh quay thì nước nằm giữa hai cánh cũng dịch chuyển theo (vị trí II). Do chiều
sâu của rãnh tăng dần nên dung tích giữa hai cánh tăng lên. Do tăng dung tích nên
trong bơm hình thành độ chân không. Nhờ có độ chân không nước được hút vào
qua cửa vào bơm. Cánh quay tiếp tục được nửa vòng thì chiều sâu rãnh sẽ bắt đầu
giảm dần nước bị nén theo cửa ra đi vào hệ thống làm mát.
Nhược điểm cơ bản của loại bơm cánh hút là hiệu suất bơm rất thấp. So với
bơm li tâm thì thua kém 3÷4 lần và khi bơm phải mồi nước. Vì vậy, người ta chỉ
dùng loại bơm này để bơm nước ngoài tàu vào. Chiều cao cột nước của bơm không
dưới 1,5 m với lưu lượng 8000 l/ph.
*Bơm guồng
Cũng như loại bơm cánh hút, bơm guồng dùng để cấp nước trong hệ thống
làm mát tuần hoàn hở. Nhưng loại bơm guồng có áp suất cột nước khá cao.

22


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
1

B

2

B-B

3
4

5

6

8

7

9

10

12

11

13

B

Hình 2.15. Kết cấu bơm guồng.

1- Nắp bơm
2- Rãnh xoắn ốc
3- Bánh công tác
4- Vỏ bơm
5- Vòng phớt
6- Ổ bi
7- Cửa thoát
8- Rãnh xoắn ốc
9- Rãnh guồng
10- Cánh guồng
11- Cửa hút
12- Bánh răng dẫn động
13- Lò xo
Hình trên giới thiệu sơ đồ kết cấu bơm guồng dùng trong động cơ diezel.
Bơm gồm có : Bánh công tác (3) - bánh guồng quay trong vỏ (4) và nắp (1). Trên
bánh công tác người ta phay các rãnh hướng kính. Vỏ và nắp có làm rãnh xoáy
thông với cửa hút (11) và cửa thoát (7). Khi bánh công tác quay, nước vào các rãnh
và dưới tác dụng của lực ly tâm, các phần tử nước chuyển động từ trong ra ngoài và
quay theo các cánh (10) rồi theo rãnh xoắn ốc trên vỏ bơm đi qua cửa thoát (7) vào
hệ thống làm mát của động cơ.
Loại bơm guồng của động cơ diezel 20 mã lực được dùng để cung cấp nước
cho hệ thống làm mát hở (nước sau khi qua động cơ được thải ra ngoài ). Cột áp của
loại bơm guồng cao hơn cột áp của bơm ly tâm khoảng 3÷7 lần nhưng hiệu suất
thấp η = 0,25 ÷ 0,45, trong khi đó bơm ly tâm η = 0,65 ÷0,9. Tuy vậy, so với bơm
cánh hút thì hiệu suất của bơm guồng vẫn cao hơn khoảng 2 lần.
2.3.5.3. Kết cấu quạt gió
Trong hệ thống làm mát bằng nước, két làm mát bằng không khí, quạt gió
dùng để tăng tốc độ của không khí qua két nhằm nâng cao hiệu quả làm mát.
Quạt gió dùng trong hệ thống làm mát bằng nước thường là loại quạt chiều
trục vì phù hợp với kết cấu và bố trí của động cơ. Trong động cơ có thể dùng quạt

23


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
cơ khí dẫn động bằng dây đai nối từ puly gắn từ trục khuỷu hoặc có thể dùng quạt
dẫn động bằng điện tuỳ theo mỗi động cơ.
Có hai chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của quạt: Đó là năng suất (lưu lượng
gió) của quạt và công suất tiêu tốn cho dẫn động quạt. Ðối với một két nước cụ thể,
năng suất thể hiện bằng tốc độ gió qua két làm mát. Hai chỉ tiêu trên phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác nhau: số vòng quay của quạt, kích thước cánh, góc nghiêng của
cánh và vị trí tương quan giữa quạt và két nước.
Tăng góc nghiêng của cánh và tăng số vòng quay của quạt đều làm cho công
suất dẫn động quạt tăng lên. Thông thường góc nghiêng tốt nhất đối với quạt phẳng
là 40 ÷ 450 và với quạt cánh lồi là 38 0. Tăng góc nghiêng và tăng chiều rộng cánh
quạt có làm cho lưu lượng tăng nhưng công suất dẫn động quạt tăng mãnh liệt, vì
vậy đối với động cơ ô tô máy kéo đường kính quạt không vượt quá 0,65m và chiều
rộng không vượt quá 70 mm.
Khoảng cách từ quạt đến két phụ thuộc vào việc tổ chức dòng khí làm mát
tiếp các bộ phận dưới nắp xe. Khi có lắp các bản hướng dòng khí thì khoảng cách
đó cho phép đến 80 - 100mm. Nếu không thì không nên vượt quá 10 ÷ 15mm. Số
cánh tăng làm năng suất tăng theo nhưng không nên vượt quá 8 cánh.
Cánh quạt được dập bằng thép tấm có chiều dày 1,2 ÷ 1,6mm rồi bắt chặt
vào mayơ, trước khi lắp phải cân bằng. Loại cánh quạt chế tạo bằng vật liệu polyme
thì không cần cân bằng. Ðể giảm tiếng ồn loại quạt cánh được chế tạo theo hình chữ
X với góc giữa hai cánh là 70 ÷ 1100. Quạt được dẫn động bằng đai truyền hình
thang, tốc độ của đai truyền không vượt quá 30 ÷ 35 m/s. Trên một số động cơ quạt
được dẫn động bằng xích, còn dẫn động bánh răng thì ít gặp. Tỷ số truyền động
quạt nằm trong khoảng 1,0 ÷ 1,3. Ngoài ra còn có bộ phận áo làm mát. Áo làm mát
được hình thành bởi khoang trống nằm giữa thành ngoài nắp máy với thành buồng

đốt. Ðặc biệt ở những chỗ bố trí đường xả thì cần được tăng cường làm mát.
2.3.5.4. Van hằng nhiệt
Van hằng nhiệt hoạt động tùy theo nhiệt độ dùng để điều chỉnh nhiệt độ
nước làm mát bằng cách điều khiển nước làm mát đi từ động cơ đến két làm mát.
Van hằng nhiệt được lắp trên đường nước giữa nắp xilanh với bình làm mát. Van
hằng nhiệt đóng hay mở tùy theo nhiệt độ nước làm mát. Khi động cơ còn lạnh van
hằng nhiệt đóng. Khi động cơ nóng lên van hằng nhiệt mở, điều đó cho phép hay
không cho phép nước làm mát đi qua két.
Bằng cách đóng đường nước dẫn tới két khi động cơ lạnh, động cơ sẽ ấm lên
nhanh chóng khi nhiệt độ của động cơ vẫn được giữ lại trong động cơ thay vì ra két
làm mát, nhờ đó rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ, tiêu hao ít nhiên liệu và giảm
24


Khảo sát hệ thống làm mát động cơ D226B- 4D
được lượng khí xả. Sau khi hâm nóng, van hằng nhiệt giữ cho động cơ làm việc ở
nhiệt độ cao hơn so với trường hợp không có van hằng nhiệt. Nhiệt độ làm việc
càng cao sẽ cải thiện hiệu quả của động cơ và giảm được khí xả. Van hằng nhiệt
dùng trên hệ thống làm mát bằng nước chia làm hai loại: Loại dùng chất lỏng làm
chất giãn nở và loại dùng chất rắn làm chất giãn nở.
Van hằng nhiệt dùng chất lỏng làm chất giãn nở (van hằng nhiệt kiểu hộp
xếp).
Van hằng nhiệt có tác dụng giúp cho động cơ nhanh chóng đạt tới nhiệt độ
quy định trong trường hợp động cơ mới khởi động.
VAN HÀÒNG NHIÃÛT KIÃØU HÄÜP XÃÚP
7
6
5

2

4

1

3

a)

b)

VAN HÀÒNG NHIÃÛT KIÃØU BÄÜT GIAÎN NÅÍ
12

11

13
14

10

15

9
8

c)

a,c - ÅÍ tæ thãú âoïng
b,d - ÅÍ tæ thãú måí

d)

Hình 2.16. Kết cấu các loại van hằng nhiệt.
1- Đường nước nối tắt về bơm
4- Hộp xếp
3- Đường nước nóng tới van
5- Giá treo
2,13- Đường nước tới két làm mát
6- Trục van
7,12- Nắp van
8- Bầu chứa
9- Xêrêirin
10- Màng
11. Lò xo hồi vị
14- Thân van
15- Ống dẫn hướng
25