Bài thuyết trình Đề tài: Hệ thống làm mát của động cơ đốt trong

I. Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu

1. Chức năng:

▪Tản nhiệt từ các chi tiết cho động cơ như

piston, xi lanh, nắp xi lanh, xupap…để chúng

không bị quá tải nhiệt.

▪Giúp duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một

phạm vi nhất định để có thể bôi trơn tốt nhất.

▪ Bảo vệ chống ăn mòn, chống tróc rỗ bên

trong động cơ.

▪Kéo dài tuổi thọ cho động cơ.

2. Nhiệm vụ

• Khi động cơ làm việc, những bộ phận tiếp xúc với

khí cháy sẽ nóng lên. Nhiệt độ của chúng rất cao

(400- 500ºC) như: nắp xylanh, đỉnh piston, xupap

xả, đầu vòi phun...Để đảm bảo độ bền của vật liệu

chế tạo ra các chi tiết máy đó, để đảm bảo độ

nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có lợi nhất, để giữ

tốt cho nhiệt độ cháy của nhiên liệu trong động cơ

mà không xảy ra sự ngưng đọng của hơi nước

trong xylanh… Người ta phải làm mát động cơ,

tức là lấy bớt nhiệt của bộ phận động cơ có nhiệt

độ cao truyền ra bên ngoài.

3. Yêu cầu

• Nước làm mát phải sạch, không lẫn tạp chất và các chất

ăn mòn kim loại.

• Nhiệt độ nước làm mát không nên quá thấp hoặc quá cao.

Độ chênh lệch về nhiệt độ giữa nước vào và nước ra của

động cơ không lớn lắm. Thông thường trong khoảng:

+ Đối với động cơ cao tốc: T_ra– T_vào= 5 – 10⁰C.

+ Đối với động cơ thấp tốc: T_ra– T_vào= 10 – 30⁰C.

• Nước đưa vào làm mát phải được đưa từ nơi có nhiệt độ

thấp đến nơi có nhiệt độ cao (phương pháp ngược dòng);

đường đi của nước phải lưu thông dễ dàng, không bị tắc,

không có góc đọng; bình chứa nước phải có lỗ thoát hơi

hoặc thoát khí…

Phân loại:

• Theo môi chất làm mát được dùng, người ta

chia hệ thống làm mát ra như sau:

+ HTLM bằng nước.

+ HTLM bằng không khí.

+ HTLM bằng dầu bôi trơn.

+ HTLM bằng hơi nước…

• Theo cách truyền dẫn môi chất: có loại tuần

hoàn kín, loại hở và kết hợp giữa kín và hở.

II.Các hệ thống làm mát bằng nước

cho động cơ tàu thủy

Hệ thống làm mát bằng nước có đặc điểm là hiệu quả làm mát

cao nhưng trong quá trình làm việc đòi hꢀi phải bổ sung thêm

nước làm mát, vì nước làm trung gian tải nhiệt cho các chi tiết

nên trong quá trình động cơ làm việc một phần đã bị bốc hơi.

Tùy thuộc vào tính chất lưu động của nước trong hệ thống làm

mát mà ta có thể chia làm các phương án sau:

+ Hệ thống làm mát hở.

+ Hệ thống làm mát nửa kín.

Hệ thống làm mát một vòng hở

Hệ thống làm má t hai vòng tuần hoàn

(nửa kín)

III.Kết cấu các bộ phận chính hệ thống làm mát

1.Lꢀm mꢁt

➢ Két làm mát được chia làm hai loại: nước-nước và két

làm mát kiểu nước-không khí.

• Kꢀt lꢁm mꢂt kiꢃu nưꢄc-nưꢄc

• Kꢀt lꢁm mꢂt kiꢃu nưꢄc -không khꢅ

Két làm mát kiểu nước - nước

Két làm mát kiểu nước - khô ng khí

➢ Đánh giá chất lượng két làm mát bằng hiệu quả làm

mát cao tức hệ số truyền của bộ phận tản nhiệt lớn, công

suất tiêu hao ít để dẫn động bơm nước, quạt gió. Cả hai

yếu tố đó phꢁ thuộc 3 yếu tố sau:

▪ Khả năng dꢆn nhiꢇt cꢈa vꢉt liꢇu lꢁm cꢂnh tản nhiꢇt.

▪ Khả năng truyꢊn nhiꢇt đꢋi lưu cꢈa kꢀt.

▪ Kꢌt cấu cꢈa kꢀt.

2.Bơm nước

Bơm nước có tác dꢁng tạo một áp lực để

tăng tốc độ lưu thông của nước làm mát. Bơm

nước có nhiệm vꢁ cung cấp nước cho hệ

thống làm mát với lưu lượng và áp suất nhất

định. Các loại bơm thường dùng trong hệ

thống làm mát bao gꢂm:

a. Bơm ly tâm

Bơm ly tâm được dùng phổ biến trong hệ thống làm mát động cơ.

Nguyên lý làm việc là lợi dꢁng lực ly tâm giữa các cánh để dꢂn

nước từ trong ra ngoài rꢂi đi làm mát.

Cấu tạo bơm ly tâm

Bơm nước kiểu ly

tâm

1,8.phꢋt chꢍn ;

2.trꢎc bơm ;

3.Cꢂnh bơm ;

4.Nꢍp bơm ;

5.Thân bơm ;

6.ꢏ bi ;

7.Puli.

b. Bơm bánh răng

• Trên tàu thủy cꢃng thường dùng bơm bánh răng

trong hệ thống làm mát động cơ. Nó có ưu điểm

gọn nhꢄ, song khi làm việc với nước tiếp xúc với

nhiều cặn bꢅn nên bánh răng mau mòn. Vì vậy,

người ta bố trí trong trường hợp này một cặp bánh

răng truyền lực ở vꢀ ngoài của bơm. Khi đó, các

bánh răng trong sẽ không chịu lực, và để giảm

mài mòn các bánh răng người ta chế tạo một

trong hai bánh răng bằng cao su lưu hóa.

Cấu tạo bơm bá nh răng

• 1.vꢀ bơm

• 2.bánh răng bị động

• 3. bánh răng chủ động

• 4.cửa hút nước

• 5.ống đꢅy nước

• 6.van điều chỉnh

Nguyên lý hoạt động

Bơm bánh răng làm việc theo nguyên lý dẫn và nén chất lꢀng trong

một thể tích kín thay đổi được dung tích. Quá trình hút đꢅy được diễn

ra như sau:

Bánh răng chủ động được nối với trꢁc của bơm quay và kéo theo

bá nh răng bị động quay. Chất lꢀng ở trong các rãnh răng theo chiều

quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đꢅy

vòng theo vꢀ bơm. Khoang hút và khoang đꢅy được ngăn cách với

nhau bởi những mặt tiếp xúc của các bánh răng ăn khớp và được

xem là kí n.

Khi một cặp bánh răng vào khớp ở khoang đꢅy, chất lꢀng được

đưa vào khoang đꢅy bị chèn ép và dꢂn vào đường ống đꢅy. Đó là quá

trình đꢅy.

Đꢂng thời với quá trình đꢅy, tại khoang hút có một cặp bánh răng

ra khớp, dung tích của khoang hút được dãn ra, áp suất ở khoang hút

giảm và chất lꢀng sẽ được hút vào buꢂng hút từ bể chứa thông qua

ống hút vào bơm. Nếu áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí quyển thì

áp suất ở khoang hút sẽ là áp suất chân không.

Bơm bánh răng nhiều bánh răng ăn khớp

Hình trên trình bày sơ đꢂ nguyên lý

bơm 3 bánh răng ăn khớp ngoài.

Bánh răng chủ động ở giữa quay kéo

theo 2 bánh răng bị động ở 2 bên vì

vậy khoang hút và khoang đꢅy được

bố trí chéo góc nhau. Lưu lượng của

bơm 3 báng răng gấp đôi lưu lượng

Hình ảnh: bơm 3 bánh

của bơm 2 báng răng nên loại bơm

này được dùng trong những trường

răng ăn khớp ngoài

hợp yêu cầu kích thước bơm nhꢀ gọn

mà lưu lượng lớn. Để tránh sự trùng

pha của dao động lưu lượng người ta

thường chế tạo số răng của bánh

răng chủ động nhiều hơn số răng của

bánh răng bị động từ 1 đến 3 răng.

3.Sinh hàn

Nhiệm vꢁ: hạ nhiệt độ của nước ngọt xuống để tiếp

tꢁc đưa nước ngọt theo vòng tuần hoàn kín và làm

mát cho động cơ.

1, 4- mặt sàn

2- vách ngăn

3- van xả

5- ống thẳng

6- vꢀ

7- đường nước ngọt vào

8- đường nước ngọt ra

9- đường nước mặn vào

10- đường nước mặn ra

4.Van hằng nhiệt

Dùng để tăng nhiệt độ nước làm mát của động cơ đến nhiệt độ

làm việc và giữ cho động cơ đến nhiệt độ nhất định bằng cách thay

đổi lưu lượng nước làm mát qua két.

Van hằng nhiệt có 2 loại: loại dùng chất lꢀng và loại dùng chất

rắn.

- Chất lꢀng: khi nhiệt độ nước làm mát chưa cao, hộp xếp co lại,

các van ở vị trí dưới cùng và van chính đóng, van phꢁ mở để nước

quay trở lại bơm làm nhiệt độ nước làm mát tăng nhanh đến nhiệt độ

làm việc. Khi nhiệt độ nước làm mát đạt giá trị nhất định, chất lꢀng

trong hộp xếp giãn nở, bốc hơi làm thân hộp xếp dài ra đꢅy ty đi lên

mở van chính, đóng van phꢁ. Khi đó nước làm mát không quay về

bơm mà ra két làm mát, giảm nhiệt độ cho động cơ.

- Chất rắn: khi động cơ làm mát ở nhiệt độ cao, van hằng nhiệt

dùng chất lꢀng không đảm bảo. Chất rắn ở đây là xerezin và bột

đꢂng, nguyên lý làm việc giống như van hằng nhiệt chất lꢀng.

Phân loại

A. Đường nước

từ động cơ tới

B. Đường nước

tới sinh hàn

nước

C. Đường nước

đi tắt tới bơm

1. Vꢀ bộ điều tiết

2. Hộp co giãn

a.Loại khống chế triệt để

b.Loại khống chế không triệt để

IV. Kết Luận

Hệ thống làm mát là một trong những hệ thống

rất quan trọng và không thể thiếu đối với tất cả

các loại động cơ đốt trong. Động cơ có tuổi thọ

cao hay thấp cꢃng phꢁ thuộc ít nhiều vào hệ

thống làm mát. Qua chuyên đề này, cꢃng đã

giúp cho nhóm em có thêm kiến thức để hiểu rõ

hơn về cấu tạo cꢃng như nguyên lý hoạt động

của hệ thống ra sao…

Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy và các

bạn đã quan tâm theo dõi.