Bài giảng về Hệ thống làm mát

HÖ thèng lµm m¸t7.1. NHIỆM VỤ.7.2. YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.7.3. CÁC PHƯƠNG ÁN LÀM MÁT, ƯU, NHƯỢC ĐIỂM.7.4. HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC.7.5. SO SÁNH HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC VÀ HỆ  THỐNG LÀM MÁT BẰNG KHÔNG KHÍ.7.6. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT.HÖ thèng lµm m¸tTC 17.2.1. Yêu cầu:7.2.2. Phân loại:7.2. Yêu cầu và phân loạiHÖ thèng lµm m¸t7.3.2. Kiểu làm mát tự nhiên.TC 17.3.1. Kiểu làm mát bằng không khí.7.3. Các phương án làm mát- ưu, nhược điểmHÖ thèng lµm m¸t7.4.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức.7.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín.TC 17.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi. 7.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên7.4. Hệ thống làm mát bằng nướcHÖ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi. HÖ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênHÖ thèng lµm m¸t7.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng.TC 17.4.3.1. Hệ thống làm mát một vòng hở.7.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. TC 27.4.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức.HÖ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.1. Hệ thống làm mát một vòng hở.HÖ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. HÖ thèng lµm m¸tTC 1a. Kết cấu b. Nguyên lý làm việcTC 27.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng.HÖ thèng lµm m¸tTC 17.4.4.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín .7.4.4.1. Sơ đồ nguyên lý.TC 27.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín.HÖ thèng lµm m¸t7.6.1. Két nước: 7.6.2. Bơm nước:7.6.3 Van hằng nhiệt .TC 17.6. kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mátHÖ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo.TC 17.6.1.1. Công dụng.7.6.1.2. Điều kiện làm việc.TC 27.6.1. Két nước: HÖ thèng lµm m¸t7.6.2.5. Một số loại bơm nước trong hệ thống làm mát.TC 17.6.2.1. Công dụng.7.6.2.2. Điều kiện làm việc.7.6.2.3. Cấu tạo bơm nước.7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.TC 27.6.1. Két nước: HÖ thèng lµm m¸t7.6.3.3. Cấu tạo:TC 17.6.3.1. Công dụng.7.6.3.2. Điều kiện làm việc.TC 27.6.3 Van hằng nhiệt .HÖ thèng lµm m¸tb. Van kép:TC 1a. Van đơn:TC 27.6.3.3. Cấu tạo:HÖ thèng lµm m¸t Nguyên lý làm việc. Cấu tạo.TC 1TC 2a. Van đơn:HÖ thèng lµm m¸tTC 1 Nguyên lý làm việc. Cấu tạo.TC 2b. Van kép:HÖ thèng lµm m¸t7.1. Nhiệm vụ.. Duy trì chế độ làm việc cho động cơ khi nhiệt độ ổn định. Giữ cho động cơ ở nhiệt độ thích hợp và ở tất cả các tốc độ, điều kịên vận hành. Làm cho động cơ đạt đến nhiệt độ vận hành bình thường một cách nhanh chóng.TC 1HÖ thèng lµm m¸t7.2. Yêu cầu và phân loại.7.2.1. Yêu cầu: Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp. Kết cấu của hệ thống làm mát phải có khả năng xả hết nước khi súc rửa để sử dụng bảo quản dễ dàng.TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.2.2. Phân loại:Hệ thống làm mát động cơ được phân loại theo các đặc điểm sau: + Hệ thống làm mát bằng nước, dung dịch làm mát. - Theo mức độ tăng cường làm mát gồm có 2 loại. + Làm mát tự nhiên. - Hệ thống làm mát cưỡng bức còn được phân theo đặc điểm của vòng tuần hoàn nước gồm có. + Kiểu vòng tuần hoàn kín. - Hệ thống làm mát bằng nước tự nhiên gồm 2 loại: + Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi + Hệ thống làm mát bằng không khí. + Làm mát cưỡng bức + Kiểu vòng tuần hoàn hở. + Kiểu 2 vòng tuần hoàn.+ Hệ thống làm mát kiểu đối lưu. - Theo môi chất làm mát được sử dụng gồm có 2 loại : TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸tGiới thiệu về hệ thống làm mátTC 1TC 2 Hệ thống làm mát động cơ xăng. Hệ thống làm mát động cơ Điezel. Hệ thống làm mát động cơ Wanken.HÖ thèng lµm m¸t7.3. Các phương pháp làm mát, ưu, nhược điểm. Căn cứ vào mỗi chất làm mát chia làm 2 loại hệ thống làm mát. 7.3.1. Kiểu làm mát bằng không khí Dùng không khí để đưa nhiệt lượng cần thiết từ động cơ ra môi trường xung quanh.TC 1- Hệ thống làm mát bằng không khí.- Hệ thống làm mát bằng nước.TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.3.2. Kiểu làm mát tự nhiên. Hình 7.1. Hệ thống làm mát bằng không khí1. Cácte . 2. Thân máy. 3.Cánh tản nhiệt. 4. Bu lông. 5. Xi lanh. Ưu điểm: Ít chi tiết nên dễ chăm sóc bảo dưỡng, nhanh đạt được nhiệt độ làm việc định mức. Không bị ảnh hưởng của nước tới dầu bôi trơn. Nhược điểm: Hiệu quả làm mát rất kém, động cơ thường bị nóng quá tải, nhất là khi các cánh tản nhiệt bị bẩn . TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.4.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi.Hình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi Thân máy 2. Pit tông. 3. Thanh truyền. 4. Hộp các te trục khuỷu. 5. Thùng nhiên liệu.6. Bình bốc hơi.7. Nắp xi lanha. Kết cấu:TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸tHình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi b. Nguyên lý làm việcTC 1TC 2Nước sôiTỷ trọng giảmBốc hơi mang theo nhiệtNước tỉ trọng thấp nổi trên mặt thoángKhi động cơ làm việc, tại những khoang chứa nước bao bọc quanh buồng cháy, nước sẽ sôi. Nước tỉ trọng cao chìm xuống đáytạo thành dòng lưu động đối lưuHÖ thèng lµm m¸tHình 7.2. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi Ưu, nhược điểm Ưu điểm: Kết cấu đơn giảm. Nhược điểm: Độ lưu động của nước khi đối lưu tự nhiên rất nhỏ.TC 1TC 27.4.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênHình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênThân máy. 2. Xi lanh. 3. Nắp xi lanh. 4. Đường nước ra két nước 5. Nắp để rót nước 6. két nước. 7. Không khí làm mát. 8. Quạt gió. 9. Đường nước vào động cơa. Kết cấu:HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Hình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênb. Nguyên lý làm việc:HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước làm mát nhận nhiệt của xi lanhTỷ trọng giảmQuạt gió 8Nên nước nổi lên trên trong khoangtiếp tục nhận nhiệt của các chi tiết bao quanh buồng cháyNước trong két được làm mátRa khoang phía trên của két làm mát 6.Hình 7.3. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiênb. Nguyên lý làm việc:HÖ thèng lµm m¸tƯu điểm: Kết cấu đơn giản, ít tốn công chăm sóc bảo dưỡng, sửa chữa, giá thành thấp. Nhược điểm: Tốc độ lưu động của nước nhỏ chỉ khoảng 0,12 - 0,19m/s. TC 1TC 27.4.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức.Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vòng hở 7.4.3.1. Hệ thống làm mát một vòng hở. Kết cấu:Thân máy.2. Nắp máy. 3. Van hằng nhiệt.4. Đường nước ra. 5. Lưới lọc. 6. Bơm nước HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2 Nguyên lý làm việc:Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vòng hở HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước làm mát Được bơm 6 hút Làm mát động cơ Theo đường ống nước 4 Đổ ra sông hồ. Nguyên lý làm việc:Hình 7.4. Hệ thống làm mát một vòng hở Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Hệ thống có kết cấu đơn giảm.Nhược điểm: Chênh lệch nhiệt độ lớn. HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.4.3.2. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. Hình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. Thân máy.2. Nắp xi lanh. 3. Van hằng nhiệt. 4. Két làm mát. 5. Đường nước ra vòng hở. 6. Bơm vòng hở. 7. Đường nước vào vòng hở. 8. Bơm nước vòng kín. Kết cấu:TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸tHình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. Nguyên lý làm việc:TC 1TC 2Nước qua van 3Vào két 4Bơm 8 hút và đẩyLàm mát động cơBơm 6 chuyểnKét làm mátLàm mát nước vòng kínThải ra ngoàiLàm mát nước vòng kínLàm mát nước vòng hởHÖ thèng lµm m¸tHình 7.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức 2 vòng. Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Làm mát trực tiếp két nước. Nhược điểm: Kết cấu phức tạp. TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.4.3.3. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng. Kết cấu:Hình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng1. Thân máy.2. Nắp xi lanh. 3. Đường nước ra khỏi động cơ. 4. Ống dẫn bọt nước. 5. Van hằng nhiệt. 6. Nắp giót nước.7. Két làm mát.8. Quạt gió 9. Puly 10. Ống nước nối tắt về bơm. 11. Đường nước vào động cơ 12. Bơm nước 13. Két làm mát dầu 14. Ống phân phối nước TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t Nguyên lý làm việc:Hình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoànkín một vòngTC 1TC 2Nước bình chứa Bơm 12 hútQua đường ống 10Làm mát dầuVào động cơ.Vào thân máy 1Ống phân phối 14Làm mát nắp máyTheo đường ống 3Đến van hằng nhiệt 5 (mở)Nước vào bình chứa.Về két làm mát.Quạt 8 làm mát.HÖ thèng lµm m¸tHình 7.6. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng Ưu, nhược điểm.Ưu điểm: Tốc độ lưu động của nước ở phương pháp này được nâng cao, làm mát đồng đều cho các xi lanh.Nhược điểm: Kết cấu phức tạp.TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.4.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cưỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín.7.4.4.1. Sơ đồ nguyên lý.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín.Thân máy. 2. Nắp xi lanh. 3. Đường nước ra khỏi động cơ. 4. Đường nước nối tắt về bơm.5. Van hằng nhiệt. 6. Nắp két nước 7. Két làm mát. 8. Quạt gió. 9 Puly. 10. Đường nước vào động cơ 11. Bơm nước. 12. Ống phân phối nước TC 1TC 2 Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín.HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Nước ở két làm mát 7Bơm nước hútT°đạt 80º => 90ºc T°đạt 60º => 70ºc T°dưới 60ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bứctuần hoàn 2 vòng kín.HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Van hằng nhiệt 5 đóng Nước về bơm nước Làm mát động cơ TC 3T°dưới 60ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín.HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2Van chính bắt đầu mở ra Van phụ dần đóng lại Nước đi qua van 5 Két làm mát 7 Qua két nước Tới bơm nước Nước qua van 5 Vòng tuần hoàn chính. Vòng tuần hoàn phụ. Tới bơm Vào thân động cơ.TC 3T°đạt 60º => 70ºc Nguyên lý làm việc.Hình 7.7. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn 2 vòng kín.HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2 Van xoay đi một góc 45° Van chính mở hoàn toàn Trong hệ chỉ tồn tại một vòng tuần hoàn chính Toàn bộ nước sẽ qua két làm mát Dẫn tới bơm nước Đưa ngược trở lại động cơ. TC 3T°đạt 80º => 90ºc7.5. So sánh hệ thống làm mát bằng không khí và hệ thống làm mát bằng nước Kết cấu hệ thống đơn giản ít chi tiết hơn. Động cơ được sấy nóng nhanh. Thích hợp đối với địa hình nhiều nước. Hiệu quả làm mát kém. Tổn hao công suất dẫn động quạt lớn. Chăm sóc và bảo dưỡng dễ dàng. Kết cấu phức tạp nhiều chi tiết. Động cơ được sấy nóng chậm. Không thích hợp đối với địa hình nhiều nước. Hiệu quả làm mát tốt hơn. Tổn hao công suất dẫn động quạt thấp hơn. Chăm sóc và bảo dưỡng khó khan hơn. Hệ thống làm mát bằng không khí Hệ thống làm mát bằng nước.HÖ thèng lµm m¸tTC 17.6. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát.7.6.1. Két nước: 7.6.1.1. Công dụng: Là bộ phận chứa nước làm mát và làm nguội đã bị nóng lên sau khi đi qua các chi tiết của động cơ. HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 27.6.1.2. Điều kiện làm việc: Két nước làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và ăn mòn hoá học. Bị dung giật, thường xuyên bị bụi bẩn bám vào, chịu ứng suất nhiệt nên dễ gây nứt đường ống két nước... HÖ thèng lµm m¸tTC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo:Hình 7.8. Két nước ab1: Ống nước về.2: Nắp két nước.3: Cánh tản nhiệt.4: Chiều nước làm mát.5: Ruột két nước.6: Két làm mát dầu.7: Ống nước đi làm mát.TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.1.3. Cấu tạo:Hình 7.8. Két nước ab Bình nước trên: Gồm nước từ thân động cơ, phía trên khoảng rỗng có nắp két nước, vật liệu là đồng tấm dầy 0,5mm... Bình nước dưới : Gồm nước từ thân nước sau khi đã làm mát, dập từ đồng lá mỏng ... Ruột két nước ( thân két nước ) gồm khoảng 200 đến 300 ống dẫn nước bằng đồng hoặc nhôm... TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.2. Bơm nước:7.6.2.1. Công dụng: Bơm nước có nhiệm vụ hút nước từ két nước và đẩy vào đường nước trong thân động cơ, với áp suất và lưu lượng phù hợp, để tạo ra vòng tuần hoàn.7.6.2.2. Điều kiện làm việc: Bơm nước làm việc với áp suất nước lớn, chịu mài mòn giữa các ổ bi, chịu ăn mòn hoá học.TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.2.3. Cấu tạo bơm nước: Hình 7.9. Cấu tạo bơm nước Thân bơm được đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm. Trên thân có các đường nước vào, đường nước ra, guồng quạt nước được đúc bằng gang hoặc kim đồng. Guồng quạt được lắp cố định trên trục bơm, quay trượt trên thân bơm bằng các ổ bi. Để không cho nước dò rỉ theo trục bơm có nắp vòng chắn nước gồm: Các đệm cao su, lò xo để chắn không cho nước dò rỉ ra bên ngoài. TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.Hình 7.10. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm Đường nước vào. 2. Vỏ bơm. 3. Đường nước ra. 4. Trục bơm. 5. Guồng quạt nước TC 1TC 221354HÖ thèng lµm m¸t7.6.2.4. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm.Hình 7.10. Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm TC 1TC 221354Thông qua bộ truyền đaiTrục bơm quayGuồng quạt nước quaysinh lực li tâm của cánh guồngSinh ra một áp lực đẩy nướcVào các đường nước làm mát HÖ thèng lµm m¸t7.6.2.5. Một số loại bơm nước trong hệ thống làm mát. Bơm pítton: Chỉ dùng trong hệ thống làm mát tàu thuỷ tốc độ thấp. Bơm guồng ,cánh hút chỉ dùng trong hệ thống làm mát động cơ tàu thuỷTC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.3 Van hằng nhiệt .7.6.3.1. Công dụng: Van hằng nhiệt có tác dụng điều tiết nhiệt độ nước làm mát trong động cơ. Sau khi máy khởi động, nước sẽ được làm nóng lên một cách nhanh chóng 7.6.3.2. Điều kiện làm việc: Chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn. Chịu lưu động của dòng nước nóng, chịu ăn mòn hoá học của các tạp chất trong nước. TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t7.6.3.3. Cấu tạo:Có 2 loại : Van đơn và van kép.Van kép:Cấu tạo:Hình 7.11. Van hằng nhiệt loại van kép.a. Van hằng nhiệt đóng b. Van hằng nhiệt mở 2131 Van được lắp ở chỗ đường nước làm mát ra khỏi áo nước, nắp xi lanh hay ống dẫn nạp, van có thể dùng chất lỏng hay bằng chất rắn. TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van kép.a. Van hằng nhiệt đóng b. Van hằng nhiệt mở 1: Đường nước ra từ động cơ.2: Đường nước quay về động cơ.3: Đường nước ra két làm mát.2131TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van đơn.a. Van hằng nhiệt đóng b. Van hằng nhiệt mở 2131TC 1TC 2Van hằng nhiệt đóng Toàn bộ nước làm mát đi qua ống chuyển 2 Trở về bơm nước Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 80°c HÖ thèng lµm m¸tNguyên lý làm việcHình 7.11. Van hằng nhiệt loại van đơn.a. Van hằng nhiệt đóng b. Van hằng nhiệt mở 2131TC 1TC 2Nhiệt độ nước làm mát vượt quá 80°c Áp suất trong hộp xếp tăng Hộp xếp giãn nở dài Nhiệt độ nước làm mát lớn hơn 80°c Nâng van uốn lên Nước nóng đi qua ống 3 Vào bình trên của két nước. Van 4 mở rộng hoàn toàn ở nhiệt độ trên 90°c.HÖ thèng lµm m¸tb. Van đơn: Cấu tạo:Con độiCốc xếpĐường ra két nướcCần đẩyHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép Hộp xếp. 2. Đường nước về bơm. 3. Van về bơm. 4. Van ra két nước. 5. Đường ra két nước. 6. Đường nước nóng từ động7. Thân van Gồm 2 cánh van gắn trên 2 trụ van, hộp xếp bên trong có chứa chất bay hơi hộp xếp có thể bằng kim loại có hệ số giãn nở lớn . Trên hộp xếp có gắn liền với trụ van, có đường nước về bơm, đường ra két 5 và đường nước đến từ động cơ 6.TC 1TC 2HÖ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Các chất trong hộp xếp chưa bị giãn Cánh van 4 đống kín đường nước ra két làm mát Cánh van 3 mở Nước từ động cơ vào bơm Nước từ động cơ ra van hằng nhiệt Khi nhiệt độ động cơ còn thấp HÖ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Các chất lỏng trong hộp xếp bay hơi Hộp xếp giãnVan 4 mởĐóng van dẫn.Khi nhiệt độ động cơ đạt 60° đến 70°c HÖ thèng lµm m¸t Nguyên lý hoạt độngHình 7.12. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt kép TC 1TC 2Hộp xếp giãn nở hoàn toàn Cánh van 3 đóng kín Cánh van 4 mở hoàn toàn Nước làm mát ra két nước Khi nhiệt độ đạt định mức ( 70° đến 80°c)