Khảo sát và mô phỏng quá trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1nd tv xe toyota corolla

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

KHẢO SÁT VÀ MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT
HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV
XE TOYOTA COROLIA

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Đà Nẵng – Năm 2017


TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ
1ND-TV xe toyota corolla
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh
Số thẻ SV:103150136.

Lớp: 15C4B

Đề tài trình bày về Khảo sát và mơ phỏng quá trình truyền nhiệt hệ thống làm mát
độngcơ 1ND-TV xe toyota corolla. Giới thiệu về các bộ phận làm mát trong động cơ
và nêu nguyên lý làm việc của tường bộ phận chi tiết kèm theo đó đưa thêm các
phương án làm mát khác và các bộ phận có kết cấu khác để so sánh và đưa ra ưu
nhược điểm, từ đó đưa ra nhận xét đúng nhất về động cơ đang khảo sát. Đối với phần
mơ phỏng thì phần mền ứng dụng Catia sẽ giúp ta mơ hình hóa được két nước từ đó
cho ta cái nhìn tổng qt hơn về két nước. Đối phần mền ứng dụng Ansys, Phần mền
ứng dụng này sẻ cho ta xem được quá trình truyền nhiệt từ nước làm mát ra ngồi mơi
trường, kèm theo đó chúng ta có thể thay đổi vật lệu của ống nước hoặc vị trí ống nước
để xem sự ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng hiệu quả truyền nhiệt trong két làm mát

như thế nào, từ kết quả mô phỏng hay chi tiết hơn là kết quả nhiệt độ nước đầu ra
chúng ra đưa ra kết luận về phương án tối ưu nhất. Đề tài này đã cho ta biết rõ chi tiết
hơn về hệ thống làm mát và cho ta các phương án lựa chọn để cải tiến hệ thống làm
mát, từ đó có thể làm tăng công suất của động cơ, tăng tuổi thọ động cơ, giảm lượng
khí thải.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Họ tên sinh viên: Hồng Văn Minh
Lớp:15C4B Khoa:Cơ khí Giao thơng

Số thẻ sinh viên: 103150136
Ngành: Cơ khí Động lực

1.
Tên đề tài đồ án:
Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe
toyota corolla
2.

Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực

hiện
3.
Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Lấy catalog động cơ 1ND-TV
- Dựa vào tài liệu tham khảo
4.
Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Giới thiệu động cơ
5.

Khảo sát hệ thống làm mát
Mơ hình hóa két nước bằng Catia
Phân tích truyền nhiệt trong két nước bằng Ansys
Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

Bản vẽ (A3) mặt cắc động cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) kết cấu bơm trong HTLM động cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) kết cấu két làm mát và nắp két làm mát trong HTLM động cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) sơ đồ hệ thống làm mát đọng cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) kết cấu khớp chất lỏng trong HTLM động cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) kết cấu quạt làm mát trong HTLM động cơ 1ND-TV
- Bản vẽ (A3) Kết cấu van hằng nhiệt trong HTLM động cơ 1ND-TV
6.
Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Trung
7.
Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
02/09/2019
8.
Ngày hồn thành đồ án:
15/12/2019

-

Đà Nẵng, ngày

tháng

năm 2019

Trưởng Bộ mơn KT Ôtô & Máy động lực

Người hướng dẫn

PGS.TS. Dương Việt Dũng

Th.S. Nguyễn Quang Trung


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

LỜI NÓI ĐẦU
Để đáp ứng nhu cầu của con người về phương tiện đi lại và vận chuyển nên hiện
nay các công ty sản suất và lắp ráp oto ngày nay đang phát triển rất mạnh mẽ cả về số
lượng lẫn chất lượng tại Việt Nam. Nên lĩnh vực về oto đóng một vai trò quan trọng
phát triển trong nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ…. Trong qúa trình
phát triển oto thì phải gắn liền quá trình tìm hiểu nghiên cứu cải tạo và đưa ra các
phương án tối ưu để cho sản phẩm hoàn thiện và dễ tiếp cận với nhiều người hơn.
Em được nhận đề tài tốt nghiệp: “Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt
hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla ”.Trong phạm vi đồ án này, em
chỉ giới hạn tìm hiểu một cách tổng quát về các phương pháp làm mát trong động cơ,
các cơ cấu và hệ thống của động cơ 1ND-TV, trong đó đi sâu vào mơ phỏng quá trình

truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ bằng cách sử dụng ứng dụng Catia và AnsysFluent.
Do kiến thức cịn hạn chế, tài liệu tham khảo cịn ít và điều kiện thời gian không
cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em khơng tránh khỏi những thiếu sót, kính mong
các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để đồ án em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, em xin
chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Nguyễn Quang Trung, các thầy cô giáo bộ môn
cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019.
Sinh viên thực hiện.
HỒNG VĂN MINH

Sinh viên thực hiện: Hồng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang i


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả thực hiện nghiên cứu, cải tạo trong đồ án này là
trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Những phần sử dụng tài
liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ trong phần tài liệu tham khảo. Mọi sự giúp
đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong
luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép cơng bố. Nếu có sai sót gì
xảy ra tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của bộ môn và nhà
trường đề ra.
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019.
Sinh viên thực hiện.

HỒNG VĂN MINH

Sinh viên thực hiện: Hồng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang ii


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................................. i
CAM ĐOAN .................................................................................................................ii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1

1.Mục đích và ý nghĩa đề tài. ............................................................................ 1
2. Phương pháp và nội dung nghiên cứu. ....................................................... 2
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ. ...... 3

1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống làm mát trên động cơ ơ tơ. ............. 3
1.1.1. Nhiệm vụ mục đích của hệ thống làm mát ............................................. 3
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát. ............................................................... 3
1.2. Phân loại hệ thống làm mát trên động cơ. ............................................... 3
1.2.1. Hệ thống làm mát bằng nước .................................................................. 3
1.2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: ........................................................................4
1.2.1.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên: .......................................5

1.2.1.3. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức: ......................................6
1.2.1.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng: ...................................7
1.2.1.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn hai vịng: ..........................................8
1.2.1.6. Hệ thống làm mát một vòng hở: .......................................................................9

1.2.2 hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao. ........................................................... 10
1.2.2.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài: ............10
1.2.2.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và
nhiệt của khí thải: ........................................................................................................11

1.2.3. Hệ thống làm mát động cơ bằng khơng khí (gió). ................................ 12
1.2.3.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí kiểu tự nhiên: ..........................................13
1.2.3.2. Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng bức. ................................................13
Chương 2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 1ND-TV. ............................................... 15

2.1. Giới thiệu về động cơ 1nd-tv. .................................................................. 15
2.2. Các thông số của động cơ 1nd-tv. ........................................................... 15
2.3. Các cơ cấu của động cơ 1nd-tv. .............................................................. 16
2.3.1. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền ........................................................... 16
2.3.2. Cơ cấu phân phối khí. ............................................................................ 18
2.3.3. Hệ thống nhiên liệu của động cơ 1ND-TV. .......................................... 19
2.3.4. Hệ thống bôi trơn động cơ 1ND-TV. ..................................................... 20
Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV. ............ 22

3.1. Sơ đồ, nguyên lý và ưu nhược điểm của hệ thống làm mát động cơ
1nd-tv ................................................................................................................ 22
3.1.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống làm mát: ................................... 22
3.1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV .................... 23
3.1.2.1. Ưu điểm của hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV ..........................................23
3.1.2.2. Nhược điểm của hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV ....................................23

3.1.3. Yêu cầu của hệ thống làm mát: ............................................................. 24
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang iii


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

3.2. Kết cấu các cụm chi tiết hệ thống làm mát động cơ 1nd-tv ................. 24
3.2.1. Két làm mát:............................................................................................ 24
3.2.1.1 Công dụng và yêu cầu: ....................................................................................24
3.2.1.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc:.......................................................................24

3.2.2. Nắp két: ................................................................................................... 25
3.2.2.1. Công dụng và yêu cầu: ...................................................................................25
3.2.2.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc:.......................................................................26

3.2.3. Bơm nước: .............................................................................................. 27
3.2.3.1. Công dụng và yêu cầu: ...................................................................................27
3.2.3.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc:.......................................................................27

3.2.4. Van hằng nhiệt. ...................................................................................... 29
3.2.4.1. Công dụng và yêu cầu: ...................................................................................29
3.2.4.2. Kết cấu và nguyên lý hoạt động. ....................................................................29

3.2.5. Quạt gió................................................................................................... 30
3.2.5.1. Cơng dụng và yêu cầu: ...................................................................................30

3.2.5.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc:.......................................................................31
3.2.5.3. Khớp chất lỏng ...............................................................................................31
Chương 4. MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG KÉT LÀM
MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV ........................................................................................ 34

4.1. Mô hình hóa 3d két làm mát bằng phần mềm catia ............................. 34
4.1.1. Giới thiệu về phần mền catia ................................................................. 34
4.1.2. các bước mơ hình hóa 3D két nước....................................................... 34
4.1.2.1. Xác định các chi tiết két nước trong quá trình làm mát .................................34
4.1.2.2. vẽ các chi tiết trong môi trường Part Design .................................................35
4.1.2.3. Lắp ghép chi tiết ở môt trường Assembly Design ..........................................37

4.2. Tính tốn các thơng số làm việc của hệ thống làm mát ........................ 38
4.2.1. Tổng quan về lý thuyết truyền nhiệt qua vách có cánh........................ 38
4.2.2. Tác thơng số của két nước, bơm nước và quạt gió ............................... 42
4.2.2.1. Két nước: ........................................................................................................42

4.2.3. Tính tốn các thơng số kiểm tra két nước. ........................................... 43
4.2.4. Xác định lượng nhiệt động cơ truyền cho nước làm mát. ................... 46
4.2.5. Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền ra môi trường ..................... 48
4.2.6. Tính thơng số cơ bản quạt gió: .............................................................. 52
4.2.7. Tính thơng số cơ bản bơm nước............................................................ 56
4.3. Xây dựng mơ hình mơ phỏng truyền nhiệt trong két làm mát bằng
phần mềm Ansys – fluent ............................................................................... 58
4.3.1. giới thiệu về ansys ................................................................................. 58
4.3.2. Các bước mô phỏng Ansys..................................................................... 58
4.3.2.1. mở phần mền Ansys ........................................................................................58
4.3.2.2. Mở hộp thoại Geometry .................................................................................59
4.3.2.3. Mở hộp thoại mesh .........................................................................................60
4.3.2.4. Mở hộp thoại setup .........................................................................................60

4.3.2.4. Mở hộp thoại results.......................................................................................61
Chương 5. PHÂN TÍCH TRUYỀN NHIỆT TRONG KÉT LÀM MÁT ĐỘNG
CƠ 1ND-TV ............................................................................................................... 62
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang iv


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

5.1. Đánh giá hiệu quả truyền nhiệt của két làm mát theo chế độ vận hành
........................................................................................................................... 62
5.1.1. Chế độ bắt đầu hoạt động ...................................................................... 62
5.1.2. Chế độ động cơ đang hoạt động ............................................................ 62
5.1.2.1. ở chế độ công suất thấp ..................................................................................62
5.1.2.1. ở chế độ công suất lớn....................................................................................63

5.2. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu và bố trí ống nước trong két làm mát
đến hiệu quả truyền nhiệt trong két làm mát. .............................................. 63
5.2.1. Đặt điều kiện cho bài toán đánh giá ..................................................... 63
5.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu .......................................................... 65
5.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của bố trí ống nước ............................................ 66
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 74

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang v


Khảo sát và mơ phỏng q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV xe toyota corolla

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi ...................................................... 4
Hình 1.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên. ........................................ 5
Hình 1.3 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng. ................................... 7
Hình 1.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vịng tuần hồn .................................... 8
Hình 1.5 Hệ thống làm mát một vịng hở. ....................................................................... 9
Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngồi. ..... 10
Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và nhiệt
của khí thải. ........................................................................................................... 11
Hình 1.8 Hệ thống làm mát bằng gió ............................................................................ 14
Hình 2.1 Kết cấu động cơ 1ND-TV .............................................................................. 16
Hình 2.2 Trục khuỷu động cơ 1ND-TV ........................................................................ 17
Hình 2.3 Kết cấu thanh truyền ....................................................................................... 17
Hình 2.4 Cấu tạo piston, secmăng ................................................................................. 18
Hình 2.5 Kết cấu cị mổ ................................................................................................. 18
Hình 2.6 Kết cấu con đội thủy lực ................................................................................. 19
Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 1ND-TV.................................................. 20
Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống bơi trơn động cơ 1ND-TV ..................................................... 21
Hình 3.1 Sơ đồ của hệ thống làm mát ........................................................................... 22
Hình 3.2 Két cấu két nước ............................................................................................. 25
Hình 3.3 Kết cấu nắp két nước ...................................................................................... 26
Hình 3.4 Kết cấu bơm nước động cơ 1ND-TV. ............................................................ 28
Hình 3.5 Nguyên lý hoạt động của bơm nước: ............................................................. 28
Hình 3.6 Sơ đồ hoạt động của van hằng nhiệt. .............................................................. 29

Hình 3.7 Kết cấu quạt gió động cơ 1ND-TV ................................................................ 31
Hình 3.8 Kết cấu Khớp chất lỏng .................................................................................. 33
Hình 4.1 Giao diện catia ................................................................................................ 34
Hình 4.2 Ống nước ........................................................................................................ 35
Hình 4.3 cánh tản nhiệt .................................................................................................. 36
Hình 4.4 Khối nước ....................................................................................................... 36
Hình 4.5 Khối khơng khí ............................................................................................... 37
Hình 4.6 Mơ hình hóa két nước ..................................................................................... 37
Hình 4.7 Sơ đồ kết cấu ống nước. ................................................................................. 43
Hình 4.8 Sơ đồ tính tốn két nước ................................................................................. 45
Hình 4 9 Sơ đồ tính quạt gió.......................................................................................... 52
Hình 4.10 Quan hệ giữa ηk với tỷ số

fn
................................................................... 54
.R 2

Hình 4.11 sơ đồ tính kiểm nghiệm bơm nước. .............................................................. 56
Hình 4.12 giao diện Ansys ............................................................................................ 58
Hình 4.13 giao diện mặt định Ansys ............................................................................. 59
Hình 4.14 hộp thoại Geometry ...................................................................................... 59
Hình 4.15 hộp thoại mesh .............................................................................................. 60
Hình 4.16 hộp thoại setup .............................................................................................. 60
Hình 4.17 hộp thoại results ............................................................................................ 61
Hình 5. 1 đồ thị nhiệt độ nước làm mát ......................................................................... 62
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang vi

Hình 5. 2 thơng số tốc độ và áp suất dịng khí vào làm mát.......................................... 63
Hình 5. 3 thơng số nhiệt độ dịng khí vào làm mát ....................................................... 64
Hình 5. 4 Thông số tốc độ và áp suất của nước vào két nước ....................................... 64
Hình 5. 5 Thơng số nhiệt độ của nước vào két nước ..................................................... 65
Hình 5. 6 đồ thị nước vào và nước ra của ống nhôm(Al) .............................................. 65
Hình 5. 7 đồ thị nước vào và nước ra của ống đồng(Cu) .............................................. 66
Hình 5. 8 mơ phỏng ống nước song song ...................................................................... 67
Hình 5. 9 mơ phỏng ống nước so le .............................................................................. 67
Hình 5. 10 mơ phỏng ống nước nghiêng 450 ................................................................. 68
Hình 5. 11 biểu đồ và thông số nhiệt độ nước của ống nước song song ....................... 68
Hình 5. 12 biểu đồ và thơng số nhiệt độ khơng khí của ống nước song song ............... 69
Hình 5. 13 biểu đồ và thơng số nhiệt độ nước của ống nước so le ............................... 69
Hình 5. 14 biểu đồ và thơng số nhiệt độ khơng khí của ống nước so le ....................... 70
Hình 5. 15 biểu đồ và thông số nhiệt độ nước của ống nước nghiêng 450 .................... 70
Hình 5. 16 biểu đồ và thơng số nhiệt độ khơng khí của ống nước nghiêng 450 ............ 71
Hình 5. 17 đồ thị excel của thơng số nước vào và ra .................................................... 71
Hình 5. 18 đồ thị excel của thơng số khơng khí vào và ra ............................................ 72

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật của động cơ ..................................................................... 15

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang vii

MỞ ĐẦU
1.Mục đích và ý nghĩa đề tài.
Trong q trình hoạt động của động cơ, nhiệt độ của buồng cháy tỏa ra rất lớn
2000÷25000C. Với nhiệt độ như vậy nếu không làm mát hoặc làm mát không đủ sẽ
gây ra nhiều tác hại như: cháy xupáp, dầu nhờn biến chất, gây bó piston và xecmăng
trong xilanh, giảm hiệu suất và công suất của động cơ. Do vậy hệ thống làm mát động
cơ là một trong các hệ thống để giải quyết những vấn đề đó.
Mục đích của đề tài là:
- Giúp cho sinh viên hiểu rõ về các phương án làm mát trong động cơ và vận
dụng vào từng động cơ cụ thể.
- Khảo sát hệ thống làm mát động cơ 1ND-TV. Phân tích cấu tạo và nguyên lý
hoạt động các bộ phận chính của hệ thống làm mát, xác định các thơng số làm việc và
kích thước cơ bản
- Mơ phỏng q trình truyền nhiệt trong hệ thống làm mát của động cơ 1ND-TV
nhằm đánh giá và đề suất phương pháp vật liệu và bố trí ống nước làm mát trong két
tăng hiệu quả làm mát.

SVTH: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn:Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 1


2. Phương pháp và nội dung nghiên cứu.
*Phương pháp nghiên cứu
Tìm kiếm tài liệu hệ thống làm mát trước khi bắt đầu làm đồ án
Sử dụng catalog và các giáo trình liên quan đến động cơ và hệ thống làm mát để
tìm hiểu lý thuyết để tiến hành làm đồ án.
Từ các tài liệu trên ta tiến hành vẽ các chi tiết và sơ đồ liên qua đến hệ thống

làm mát bằng phần mền autocad.
Kết hợp tài liệu để mô hình hóa két nước bằng phần mền Catia, sau đó xây dựng
mơ hình mơ phỏng truyền nhiệt trong két làm mát bằng phần mềm Ansys-Fluent
*Nội dung nghiên cứu
Khảo sát hệ thống làm mát.
Mô phỏng hệ thống làm mát
Đánh giá hiệu quả truyền nhiệt của két làm mát theo chế độ vận hành
Đánh giá ảnh hưởng của vật liệu và bố trí ống nước trong két làm mát đến hiệu
quả truyền nhiệt trong két làm mát.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 2


Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ.

1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống làm mát trên động cơ ô tô.
1.1.1. Nhiệm vụ mục đích của hệ thống làm mát
Nhiệm vụ của hệ thống làm mát động cơ là tản nhiệt và duy trì chế độ nhiệt của
các chi tiết của động cơ thích hợp tức là khơng q nóng nhưng cũng khơng q nguội
để đảm bảo động cơ hoạt động tốt ở mọi điều kiện làm việc. Nếu quá nóng sẽ gây ra
các hiện tượng xấu như là giảm tuổi thọ động cơ, giảm cơng suất, dầu bơi trơn bị biến
chất ..., cịn nếu q nguội cũng khơng tốt, vì q nguội có nghĩa rằng động cơ được
làm mát quá nhiều do đó tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh công ít dẫn đến
hiệu suất của động cơ nhỏ.
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát.
Đối với động cơ lắp trên xe ơ tơ thì hệ thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu

sau:
- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé.
- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng
80±2  90±30C và nhiệt độ của dầu bơi trơn trong động cơ khoảng 95 ÷ 1150C.
- 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.
- Các chi tiết của hệ thống làm việc tin cậy.
1.2. Phân loại hệ thống làm mát trên động cơ.
1.2.1. Hệ thống làm mát bằng nước
Trong hệ thống làm mát bằng nước được chia ra ba kiểu như: làm mát bằng
nước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu cưỡng bức. Căn cứ vào số vịng tuần
hồn và kiểu tuần hồn, người ta chia hệ thống làm mát thành các loại: Một vịng tuần
hồn kín, một vịng tuần hồn hở, hai vịng tuần hồn (trong đó có một vịng kín một
vịng hở). 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.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 3


1.2.1.1 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: phần khoang chứa nước làm
mát của thân máy và phần thùng chứa nước bay hơi lắp với thân.
Sơ đồ kết cấu:
3

2

1

10

9

8

7

6

5

4

Hình 1.1: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi
1-Xupáp; 2- Khoang chứa nước bốc hơi; 3- Thùng nhiên liệu; 4- Que thăm dầu; 5Hộp cacte chứa dầu; 6- Thanh truyền ;7- Xy lanh; 8-Piston; 9- Thân máy; 10- Nắp
xilanh.
- Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc, tại những vùng nước bao bọc chung quanh buồng cháy
nhận nhiệt của buồng cháy sẽ sôi tạo thành bọt nước. Nước sơi có tỷ trọng bé sẽ nổi
lên mặt thoáng của thùng chứa để bốc hơi ra ngồi khí trời. Nước nguội trong thùng
chứa có tỉ trọng lớn nên có xu hướng đi xuống dưới điền chỗ cho nước nóng nổi lên,
do đó tạo thành dịng đối lưu tự nhiên.
+ Ưu điểm của hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
- Kết cấu đơn giản.
- Do đặc tính lưu động đối lưu như đã nói ở trên nên hay dùng cho loại

động cơ đặt nằm dùng trong nông nghiệp.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 4


+ Nhược điểm của hệ thống này là do kiểu làm mát bốc hơi tự nhiên nên nguồn
nước trong thùng giảm nhanh làm cho tiêu hao nước nhiều và hao mịn thành xylanh
khơng đều.
1.2.1.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên:
Trong hệ thống làm mát kiểu này, nước lưu động tuần hoàn nhờ sự chênh lệch
áp lực giữa hai cột nước nóng và nguội mà khơng cần bơm. Cột nước nóng trong động
cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước.
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống :
6

5

4

3

2

1

7

8

9

10

Hình 1.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên.
1- Thân máy; 2- Xilanh; 3- Piston, 4- Nắp xilanh; 5- Đường nước ra két; 6- Nắp két,
7- Két nước; 8- Khơng khí làm mát; 9- Quạt gió; 10- Đường nước đi vào làm mát
động cơ.
- Nguyên lý làm việc:
Khi động làm việc, nhiệt độ từ buồng cháy tỏa ra làm cho nước nóng dần lên.
Nước nóng có khối lượng riêng nhỏ nên nổi lên trên và đi ra ngoài qua két làm mát.
Tại đây nước nóng được làm mát nhờ quạt (9) dẫn động bằng puly từ trục khuỷu của
động cơ hút khơng khí qua để tản nhiệt cho nước. Nước sau khi tản nhiệt nên khối
lượng riêng tăng và đi xuống phía dưới két sau đó đi vào làm mát cho động cơ tạo
thành một vịng tuần hồn kín.
Độ chênh áp lực được tính theo cơng thức sau:
Δp=ρghαΔt.

(N/m2)

ρ - khối lượng riêng của nước (kg/m3).
h - hiệu chiều cao trung bình của hai cột nước nóng và lạnh (m);
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 5

α - hệ số giản nỡ của nước 0,00018m3/m3. độ
Δt - độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và lạnh.
Như vậy, từ cơng thức ta thấy độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ
Δt của hai cột nước. Do vậy với hệ thống mát này có những ưu điểm là chế độ làm mát
phù hợp với chế độ không tải của động cơ. 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 nhỏ. Vì
vậy, nước lưu động chậm, động cơ chóng đạt được nhiệt độ ở chế độ làm việc.
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 vào và
nước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh làm mát không đều. Muốn giảm chênh lệch nhiệt
độ nước vào và nước ra của động cơ thì phải tăng kích thước thùng chứa nhưng làm
như vậy kết cấu cồng kềnh. Do vậy, hệ thống làm mát kiểu này khơng thích hợp cho
động cơ ơ tơ máy kéo, mà dùng trên động cơ tĩnh tại.
1.2.1.3. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức:
Do tốc độ lưu động của nước trong hệ thống tuần hoàn đối lưu tự nhiên bé. Vì
vậy để tăng tốc độ lưu động của nước người ta dùng hệ thống tuần hoàn cưỡng bức.
Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột nước của bơm nước tạo ra. Tùy
theo số vịng tuần hồn và kiểu tuần hồn ta có các loại tuần hoàn cưỡng bức như: hệ
thống làm mát tuần hồn cưỡng bức một vịng kín, kiểu cưỡng bức một vịng hở, kiểu
cưỡng bức hai vịng tuần hồn. Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu
nhược điểm, phạm vi sử dụng khác nhau.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 6

1.2.1.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng:
- Sơ đồ ngun lý của hệ thống:
3

4

5

6

7

2

1
8
9

10

11

15

14

13

12

Hình 1.3: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vòng.
1- Thân máy; 2- Nắp xilanh; 3- Đường nước ra khỏi động cơ; 4- Ống dẫn bọt nước; 5Nhiệt kế; 6-Van hằng nhiệt; 7- Nắp rót nước; 8- Két làm mát; 9- Quạt gió; 10- Puly;
11- Ống nước nối tắt vào bơm; 12- Đường nước vào động cơ; 13- Bơm nước; 14- Két
làm mát dầu; 15- Ống phân phối nước.
- Nguyên lý làm việc.
Khi động cơ làm việc, nước trong hệ thống tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (13), qua
ống phân phối nước (15) 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 (15) đúc sẵn trong thân máy. Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp
máy rồi theo đường ống (3) ra khỏi động cơ đến van hằng nhiệt (6). Nước từ van hằng
nhiệt được chia ra hai dòng: một dòng đi qua ống (11) tuần hồn trở lại động cơ; một
dịng đi qua két (7) để tản nhiệt.
Nếu nhiệt độ của nước làm mát nhỏ hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt
đóng lại không cho đi qua két mà theo đường tắc để đi vào làm mát động cơ. Nếu nhiệt
độ của nước lớn hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt mở cho nước đi qua két. Tại
đây, nước được làm mát bởi dịng khơng khí qua két do quạt (8) tạo ra. Quạt được dẫn
động bằng puly từ trục khuỷu của động cơ. Tại bình chứa phía dưới, nước có nhiệt độ

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 7


thấp hơn lại được bơm nước hút vào rồi đẩy vào động cơ thực hiện một chu kỳ làm
mát tuần hoàn.
Ưu điểm của hệ thống làm mát cưỡng bức một vịng kín là nước sau khi qua két
làm mát lại trở về động cơ do đó ít bổ sung nước, tận dụng được trở lại nguồn nước

làm mát tiếp động cơ. Do đó, hệ thống này rất thuận lợi đối với các loại xe đường dài,
nhất là ở những vùng thiếu nguồn nước.
1.2.1.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn hai vịng:
Đặc điểm của hệ thống này là, nước được làm mát tại két nước khơng phải là
dịng khơng khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dịng nước có nhiệt độ thấp hơn, như
nước sơng, biển. Vịng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát cưỡng bức
một vòng còn gọi là nước vòng kín. Vịng thứ hai với nước sơng hay nước biển được
bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vịng kín, sau đó lại thải ra sơng, biển
nên gọi là vòng hở. Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ biến ở động cơ tàu
thủy.
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Hình 1.4: Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vịng tuần hồn
1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xilanh; 4- Bơm nước vịng kín; 5Đường nước tắt về bơm vịng kín; 6- Van hằng nhiệt; 7- Két làm mát; 8- Đường nước
ra vòng hở; 9- Bơm nước vòng hở; 10- Đường nước vào bơm nước vịng hở.

Sinh viên thực hiện: Hồng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 8


- Nguyên lý làm việc như sau:
Trong hệ thống này nước ngọt làm mát động cơ đi theo chu trình kín, bơm nước
(4) dẫn nước đến động cơ làm mát thân máy và nắp xilanh sau đó đến két làm mát
nước ngọt (7) để tản nhiệt cho nước. Nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởi
nguồn nước ngồi môi trường bơm vào do bơm (9) thông qua lưới lọc, qua các bình
làm mát dầu, qua két làm mát (7) làm mát nước ngọt rồi theo đường ống (8) đổ ra
ngồi mơi trường.
Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hồn kín cịn
thấp, van hằng nhiệt (6) đóng đường nước đi qua két làm mát nước ngọt. Vì vậy, nước
làm mát ở vịng làm mát ngoài, nước được hút từ bơm (9) qua két làm mát (7) theo
đường ống (8) đổ ra ngoài. Van hằng nhiệt (6) đặt trên mạch nước ngọt để khi nhiệt độ
nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống đi vào két làm mát (7). Lúc này nước
ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ qua van hằng nhiệt (6) rồi theo đường
ống đi vào bơm nước ngọt (4) để bơm trở lại động cơ.
1.2.1.6. Hệ thống làm mát một vòng hở:
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:
4

5

6

7

3

2

1

8

Hình 1.5: 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; 7- Đường nước nối tắt về bơm; 8- Bơm nước.
- Nguyên lý làm việc như sau:
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 9


Quá trình hoạt động của 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 sơng, biển. Hệ
thống này có ưu điểm là đơn giản. Tuy nhiên, ở một số kiểu động cơ nước làm mát đạt
được ở 1000C 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.
1.2.2 hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao.
Các động cơ ngày nay, nhiệt độ làm mát của động cơ tăng lên rất nhiều; Ví dụ
nhiệt độ làm mát động cơ tàu thủy từ 30÷32 lên 60÷650C, ở động cơ cao tốc lên đến
khoảng 80÷900C và một số kiểu động cơ nhiệt độ trung bình của nước làm mát đã đạt
100 C hoặc cao hơn. Khi làm mát động cơ với nhiệt độ nước cao hơn 1000C, 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).
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.
1.2.2.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài:
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:
2

4

3

5

6

P1 ,tvaìo
P2 ,tra

P2 ,tvaìo
7

1

Hình 1.6: 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- Khơng khí làm mát; 7- Bơm nước.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 10


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 hồn (7). Quạt gió
(4) dùng để quạt mát bộ ngưng tụ (5). Vùng thứ hai có áp suất p2 > p1 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 p2 khơng
sơi mà chỉ nóng lên (từ nhiệt độ tvào đến tra ). Áp suất p2 tương ứng với nhiệt độ sôi t2 >
tra nên nước chỉ sơi ở bộ tách hơi có áp suất p1 < p2.
1.2.2.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt của hơi nước và
nhiệt của khí thải:
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình 1.7: 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; 10- Tuabin hơi; 11- Bộ ngưng tụ; 12,14,15,16- Bơm
nước; 13- Thùng chứa nước.

Hệ thống làm mát này có hai vịng tuần hồn và q trình hoạt động như sau:
- Vịng 1: Bộ tách hơi (8) đến bơm tuần hoàn (14) đến động cơ Diezel (1), bộ
tăng nhiệt trước của nước tuần hoàn (5) đến van tiết lưu (7), bộ tách hơi (8). Nước tuần
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 11


hồn trong hệ thống tuần hồn 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.
Nhưng do áp suất của 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 vịng
tuần hồn ngồi 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 nhiệt độ cao là:
- Có thể nâng cao được hiệu suất làm việc của động cơ lên 6-7%. (ví dụ
dùng hệ thống làm mát nhiệt độ cao thì hiệu suất có thể đạt 0,46÷0,47 trong khi đó nếu
dùng hệ thống làm mát thơng thường chỉ đạt 0,40÷0,42)
- Giảm được lượng tiêu hao hơi nước và khơng khí làm mát, do đó ta rút
gọn được kích thước bộ tản nhiệt.
- Đốt cháy được nhiều lưu huỳnh trong nhiên liệu nặng.

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 bơi 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.
1.2.3. Hệ thống làm mát động cơ bằng khơng khí (gió).
Những năm gần đây đứng về quan điểm mài mòn xi lanh, người ta nhận thấy hệ
thống làm mát bằng khơng khí ưu việt hơn hẳn động cơ làm mát bằng nước. Hệ thống
làm mát bằng không khí có cấu tạo đơn giản hơn so với hệ thống làm mát bằng nước,
đồng thời nó tránh được nguy cơ nước trong hệ thống bị đóng băng. Vì vậy, nhiều
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 12


hãng đã sản xuất các động cơ làm mát bằng khơng khí có cơng suất lớn dùng trên ơ tơ
và cả trên tàu thủy (cỡ từ 200 mã lực đến 1500 mã lực) như hãng Chevrole (Mỹ),
Komátsu, Hon Đa (Nhật), Tatra (Tiệp)...
1.2.3.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí kiểu tự nhiên:
Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên có ưu điểm là rất đơn giản. Nó chỉ gồm các
phiến tản nhiệt bố trí trên nắp xi lanh và thân máy. Các phiến ở mặt trên nắp xi lanh
bao giờ cũng bố trí dọc theo hướng di chuyển của xe, các phiến làm mát ở thân thường
bố trí thẳng góc với đường tâm xilanh. Đại đa số động cơ mô tô và xe máy bố trí hệ
thống làm mát theo kiểu này. Tuy vậy, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại
bố trí phiến tản nhiệt trên thân máy dọc theo đường tâm xilanh để gió lùa qua khe
giữa các phiến tản nhiệt.
Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt của xe chạy trên đường để lấy làm

mát các phiến tản nhiệt. Vì vậy, khi xe chở nặng, leo dốc, chạy chậm...thường động cơ
bị quá nóng do làm mát kém. Để khắc phục nhược điểm của hệ thống làm mát tự nhiên
người ta đưa ra phương án làm mát bằng khơng khí kiểu cưỡng bức.
1.2.3.2. Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng bức.
Kiểu hệ thống làm mát khơng khí cưỡng bức có ưu điểm lớn là đảm bảo cường
độ làm mát của động cơ, không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của xe dù xe đứng một
chỗ, vẫn đảm bảo làm mát tốt. Nhược điểm của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức là có
kết cấu thân máy và nắp xilanh phức tạp, rất khó chế tạo vì do cách bố trí các phiến tản
nhiệt và hình dạng các phiến tản nhiệt.
Hiệu quả làm mát phụ thuộc vào rất nhiều về hình dạng, số lượng và cách bố
trí các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh.
Sơ đồ, nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng khơng khí kiểu cưỡng
bức như sau:

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 13


Hình 1.8: Hệ thống làm mát bằng gió
1- Xilanh; 2- Quạt; 3-Nắp xilanh; 4- Cái chụp; 5- Cánh tản nhiệt
Hệ thống làm mát bằng gió (hình1.8) bao gồm ba bộ phận chủ yếu, các
phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xi lanh, quạt gió và bản dẫn gió. Nhưng bộ phận
quan trọng là quạt gió, cung cấp lượng gió cần thiết, có tốc độ cao để làm mát động
cơ. Quạt gió 2 được dẫn động từ trục khuỷu cung cấp với lưu lượng lớn làm mát động
cơ. Để rút ngắn quá trình quá độ từ trạng thái nguội khi khởi động đến trạng thái nhiệt
ổn định, quạt gió trang bị li hợp điện từ hoặc thủy lực.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

trang 14


Chương 2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 1ND-TV.

2.1. Giới thiệu về động cơ 1nd-tv.
Động cơ 1ND-TV là động cơ diesel bốn kỳ, bốn xilanh được xếp thành một dãy
thẳng hàng, dung tích các xilanh là 1,364lít, thứ tự nổ 1-3-4-2 và làm mát bằng chất
lỏng theo phương pháp cưỡng bức tuần hồn một vịng kín.
2.2. Các thơng số của động cơ 1nd-tv.
Bảng 2 1: Thông số kỹ thuật của động cơ
Tên thơng số

Ký hiệu

- Tên động cơ
- Cách bố trí xilanh
- Số xi lanh
- Thứ tự nổ
- Đường kính xilanh
- Hành trình piston
- Dung tích xilanh
- Tỉ số nén
- Cơng suất cực đại
- Số vịng quay ứng với cơng
suất cực đại.

- Momen cực đại
- Tốc độ ứng với momen cực đại
-Chiều quay của động cơ

Đơn vị

D
S
Vh
ε
Ne
nđm

Giá trị
1ND-TV
Thẳng hàng
4
1-3-4-2
73
81,5
1,364
18,5
66
3800

Memax
nM

205
1800÷2800

N.m
vịng/phút

G

Ngược chiều kim đồng
hồ
Cưỡng bức
Bằng nước kiểu tuần
hoàn cưỡng bức
Bằng điện

- Hệ thống bôi trơn
- Hệ thống làm mát

- Hệ thống khởi động

Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh

Hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Quang Trung

mm
mm
lít
kW
vịng/phút

trang 15