Khảo sát hệ thống làm mát động cơ kia - Ha

- 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 li 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 li 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. 2.3.3.Kết cấu quạt gió . Kết cấu quạt gió 1- Bầu quạt; 2- Cánh quạt; 3- Xương đĩa bắt chặt quạt; 4-Trục quạt; 5-Bulông bắt quạt. 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 cơ khí dẫn động bằng dây đai nối từ puly gắn từ trục khuỷu hoặc có thể dùng quạt dẫn động bằng điện tỳ theo mổi 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 380. 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 70mm. 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. 2.3.4.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 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. Hình 3.16. Kết cấu các loại van hằng nhiệt - Van hằng nhiệt kiểu hộp xếp: a- Ở tư thế đóng: b- Ở tư thế mở. - Van hằng nhiệt dùng chất rắn: c- Ở tư thế đóng; d- Ở tư thế mở. 1- Ống dẫn nạp; 2- Ống chuyển; 3- Ống; 4-Van hằng nhiệt; 5- Thanh; 6- Thân van hằng nhiệt; 7- Bầu chứa; 8-Xêrêzin; 9- Màng; 10- Ống dẫn hướng; 11- Lò xo trở về; 12- Cữ chặn. Van hằng nhiệt kiểu hộp xếp (hình: 3.16b) gồm có bầu chứa một chất lỏng dễ bay hơi. Phần dưới của bầu bắt chặt vào thân 6 van hằng nhiệt, van 4 hàn vào thanh 5 của phần trên bầu chứa. Khi nhiệt độ làm mát thấp hơn 780C, van hằng nhiệt đóng lại (hình 3.16a) và toàn bộ chất lỏng đi qua ống chuyển 2 (ống hai ngã) để trở về bơm nước, áp suất trong bầu chứa tăng lên, làm cho bầu chứa 7 giãn dài ra và nâng van 4 lên. Nước nóng đi qua ống 3 vào bình trên của bộ tản nhiệt. Van 4 mở rộng hoàn toàn ở nhiệt độ 910C. Van hằng nhiệt dùng chất rắn làm chất giãn: Ở hình 3.16c có bầu 7 chứa đầy xêrêzin (lấy từ dầu mỏ) 8 và đậy kín bằng màng cao su 9. Ở nhiệt độ 700C, xêrêzin nóng chảy và giãn nở đẩy màng 9, cữ chặn 12 và thanh 5 chuyển động lên phía trên. Lúc này van 4 mở ra và nước bắt đầu chảy tuần hoàn qua bộ tản nhiệt (hình 3.16c). Khi nhiệt độ giảm xuống, xêrêzin động đặc lại và giảm bớt thể tích. Dưới tác dụng của lò xo trở về 11, van 4 đóng lại và màng 9 hạ xuống (hình 3.16c) Van hằng nhiệt kiểu lò xo xoắn: sơ đồ kết cấu của loại van hằng nhiệt dùng lò xo bimêtan gồm hai thanh dải kim loại có hệ số giãn nở dài khác nhau. Dải thép hợp kim inva có hệ số nở dài 1,5.10-6, dải đồng có hệ số nở 20.10-6. Van hằng nhiệt dùng lò xo bimêtan làm việc rất tốt nhưng đắt tiền. 2.4. HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ (GIÓ). Những năm gần đây đứng về quan điểm mài mòn xi lanh, người ta nhận thấy hệ thống làm mát bằng không 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 hãng đã sản xuất các động cơ làm mát bằng không khí có công suất lớn dùng trên ô tô và cả trên tàu thủy (cỡ từ 200 mã lực đến 1500 mã lực) như hãng Chevrole (Mỹ), Komátsu, Hon Đa (Nhật), Tatra (Tiệp)... 2.4.1. Các phương án làm mát bằng không khí. Hệ thống làm mát bằng không khí chia làm hai loại: làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên và kiểu làm mát theo kiểu cưỡng bức (dùng quạt gió). Tùy vào đặc điểm của từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm mát hợp lý. 2.4.1.1. Hệ thống làm mát bằng không 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 không khí kiểu cưỡng bức. 2.4.1.2. Hệ thống làm mát không khí kiểu cưỡng bức. Kiểu hệ thống làm mát không 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 không khí kiểu cưỡng bức như sau: Hình 3.17. Hệ thống làm mát bằng không khí 1- Xilanh; 2- Quạt; 3-Nắp xilanh; 4- Cái chụp; 5- Cánh tản nhiệt Hệ thống làm mát bằng gió (hình3.17) 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. 2.4.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống làm mát bằng không khí 2.4.2.1.Bản hướng dòng gió Bản hướng gió có nhiệm vụ đảm bảo phân bố lượng gió hợp lý và hướng dòng gió đó (không khí) đi sát các bề mặt tản nhiệt. Đánh giá chất lượng bản hướng gió bằng hai chỉ tiêu sau đây: Mức độ đồng đều của nhiệt độ của các vị trí khác nhau trên thân và nắp xi lanh. Sức cản khí động của dòng khí lưu động theo bản hướng gió (tức là tổn thất công suất cho quạt gió). Bản hướng gió (hình 3.18) được dập bằng tôn dày 0,8÷1(mm) cố định chặt trên thân máy bắng bu lông hoặc vít. Do đặc thù của động cơ làm mát bằng không khí động cơ có nhiều kiểu khác nhau. Hình 3.18. Hệ thống làm mát bằng gió của động cơ 4 xylanh dùng quạt hướng trục. 1- Quạt gió; 2- Cánh tản nhiệt ; 3-Tấm hướng gió; 4- Vỏ; 5-Đường thoát không khí. Nhờ có bản dẫn gió nên dòng không khí được phân chia đều cho các xilanh, khiến cho nhiệt độ các xilanh tương đối đồng đều. Hơn nữa do khi có bản dẫn gió, dòng không khí đi sát mặt đỉnh của các phiến tản nhiệt vì vậy có thể nâng cao hiệu suất truyền nhiệt. Ngoài ra nhờ có bản dẫn gió, ta có thể bố trí ưu tiên cho dòng không khí đến làm mát các vùng lớn nhất như xupáp thải, buồng cháy. Theo sơ đồ hình (3.19.a), thì phần không khí đi sát trên một phần lớn của chu vi thành xilanh. Ở phía gió vào các phiến tản nhiệt được làm mát tốt hơn, vì vậy gây ra hiện tượng làm mát không đều. Độ chênh lệch nhiệt độ trên thành xilanh theo chu vi đến 51C. Sơ đồ nầy có đặc điểm là nhiệt độ không khí làm mát cao và sức cản khí động lớn. Hình 3.19.Sơ đồ phân bố dòng không khí làm mát nắp xi lanh và thân máy của động cơ làm mát bằng gió. a và b- Cửa gió vào rộng hơn cửa ra c- Cửa gió vào hẹp, bản hướng gió gây góc tạo xoáy cho luồng gió; d-Bố trí cửa gió ra trong động cơ nhiều xi lanh; e-Làm mát nắp xilanh. Dạng bản hướng dòng gió được dùng phổ biến nhất trên hình (3.19.b). Loại này thường dùng cho các động cơ có các phiến tản nhiệt không lớn lắm. Độ chênh lệch nhiệt độ trong phiến tản nhiệt không vượt quá 23C, sức cản khí động học nhỏ hơn 15÷20% so với kiểu hình (3.19.a). Bố trí bản hướng dòng gió theo sơ đồ (3.19.c) thì dòng không khí làm mát đi vào cửa gió hẹp rồi phân đều các phiến tản nhiệt. Khi va đập vào thành xilanh, dòng khí tạo thành các xoáy tạo điều kiện cho các phiến tản nhiệt, tản nhiệt một cách dễ dàng hơn. Dù vậy nếu trạng thái nhiệt của các xilanh như nhau thì lượng không khí cần thiết so với sơ đồ trên hình (3.19.a) sẽ giảm được 40% và đồng thời sức cản giảm khoảng 25%. Độ chênh lệch nhiệt độ trong thành xilanh không vượt quá 25C. Các bản dẫn gió có kết cấu phức tạp để tổ chức luồng gió làm mát phân bố đều đến các xilanh giới thiệu trên hình (3.19.d). Trong động cơ có nhiều xilanh bố trí nguồn gió làm mát sao cho nhiệt độ của xi lanh ít chênh lệch nhau là một việc rất khó. Vì vậy kết cấu của bản hướng gió, vị trí của cửa gió vào và cửa ra hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến từng nhiệt độ của các xi lanh. 2.4.2.2.Quạt gió. Quạt gió ly tâm Quạt gió dọc trục Hinh 3.20. Sơ đồ các phương án dẫn động và kết cấu quạt gió. 1- Cánh quạt; 2-Bulông; 3- Bánh đai dẫn động cơ cấu phụ; 4- Vòng bít; 5-Ổ bi; 6- Bánh răng; 7- Trục; 8-Bầu quạt; 9-Nắp đầu trục; 10- Trục của quạt gió; 11-Bánh đai truyền; 12- Tang trống có cánh. Quạt gió dùng trên động cơ làm mát bằng không khí có thể là quạt li tâm hoặc có thể là quạt hướng trục, nhưng thông dụng nhất là quạt hướng trục. Quạt gió cung cấp lưu lượng gió cần thiết và có tốc độ cao để làm mát động cơ. Ở động cơ quạt gió thường dùng để làm mát là quạt ly tâm, có cấu tạo bao ngoài cánh quạt là vỏ, trục quạt được quay trên hai ổ bi. Vỏ và cánh quạt gió thường được chế tạo bằng nhôm, được lắp ở bên phải động cơ, phía trên của vỏ quạt gắn với nắp xilanh, còn phía dưới gắn với cácte. Không khí làm mát được thổi do quạt gió đặt phía trước động cơ thổi vào phiến tản nhiệt hoặc được hút qua phiến tản nhiệt bởi quạt đặt ở phía bánh đà. Khi lưu lượng khí tiêu hao như nhau thì sức cản khí động của dòng khí khi dùng quạt hút cao hơn 12÷23% và công suất tổn thất cho làm mát trong trường hợp này cũng tăng lên 15÷32% . Độ chênh lệch nhiệt độ tăng khoảng 4÷6C. Các kiểu bố trí quạt gió của động cơ một hàng xilanh giới thiệu trên hình 3.21 và kiểu bố trí của động cơ chữ V trên hình 3.22. Hình 3.21.Các phương án bố trí bản hướng gió và dẫn động quạt gió trên động cơ một hàng xilanh. Hình 3.22. Bố trí quạt gió và bản dẫn gió trong động cơ làm mát bằng gió, xi lanh bố trí theo hình chữ V. Quạt gió của động cơ một hàng xilanh cũng như động cơ bố trí theo hình chữ V được dẫn động bằng nhiều cách: bằng bánh răng, xích, đai truyền hoặc dẫn động trực tiếp bằng đuôi trục khuỷu ở hình 3.22. Dẫn động quạt gió theo hai cách đầu tốt hơn so với cách thứ ba vì không bị trượt như khi dùng đai truyền dùng bánh răng và xích có bị mòn, rão. Hơn nữa do tỷ số truyền giữa trục khuỷu và trục quạt không đổi, nên tốc độ của quạt gió thay đổi đúng theo sự thay đổi của số vòng quay truc khuỷu. Dẫn động quạt gió bằng bánh răng thường được dùng trong động cơ có số xilanh ít hơn 4 và đường kính xi lanh nhỏ hơn 120mm. Dẫn động quạt gió bằng xích, nếu dùng loại xích đặc biệt (xích răng) thì có thể giảm được tiếng ồn so với dẫn động bằng xích răng. Nhưng do sau một thời gian làm việc, xích bị mòn rão, ta dùng bánh căng xích, tuy nhiên, phần lớn các động cơ làm mát bằng gió thường dẫn động quạt gió bằng đai truyền. Phương án này dẫn động rất đơn giản, êm và cũng tương đối bền. Nhưng khi dùng đai truyền để dẫn động quạt gió, đai truyền thường chóng bị rão gây nên hiện tượng trượt đai ảnh hưởng đến số vòng quay của quạt. Vì vậy khi dùng đai truyền để dẫn động quạt gió, bao giờ cũng phải dùng bánh căng đai để đảm bảo độ căng nhất định của đai truyền. Đối với những động cơ làm mát bằng không khí có số xilanh ít hơn hai thì quạt gió thường được dẫn động trực tiếp bằng đuôi trục khuỷu. 2.4.2.3. Gân tản nhiệt của xi lanh và nắp xi lanh. Khi thiết kế hình dáng và kích thước các gân tản nhiệt thường giải quyết hai vấn đề mâu thuẫn với nhau: tản nhiệt tốt nhưng tổn thất khí động bé. Vấn đề thứ nhất đòi hỏi phải có bề mặt gân, chiều dày gân và số lựơng gân lớn. Nhưng vấn đề thứ hai thì ngược lại. Bề mặt gân tản nhiệt, trên lý thuyết truyền nhiệt có thể có các dạng như trên hình 3.23. Hình 3.23.Các dạng bề mặt gân tản nhiệt của động cơ làm mát bằng gió. a- Dạng bề mặt parabol lõm; b- Dạng tam giác; c- Dạng hình thang; d- Dạng hình chữ nhật Về mặt truyền nhiệt mà nói hiệu quả truyền nhiệt của gân parabol là tốt nhất, vì nó có gradien nhiệt theo chiều cao h là không đổi. Hiệu quả đó sẽ giảm dần theo thứ tự các bề mặt: tam giác, hình thang và hình chữ nhật. Trên thực tế chế tạo thì ngườì ta thay thế bề mặt chế tạo parabol đó bằng bề mặt tạo ra bởi các cung tròn, còn dạng hình thang là biến tướng của dạng tam giác. 2.5. SO SÁNH ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA KIỂU LÀM MÁT BẰNG NƯỚC VÀ KIỂU LÀM MÁT BẰNG KHÔNG KHÍ. Khi thiết kế bất kỳ hệ thống làm mát kiểu nào, cần phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau đây: - Bảo đảm động cơ làm việc tốt ở mọi chế độ và điều kiện khí hậu cũng như điều kiên đường xá (đối với động cơ đặt trên xe). - Tiêu hao công suất tương đối bé; - Kết cấu của hệ thống làm mát phải gọn nhẹ; - Kết cấu đơn giản dễ chế tạo và lắp ráp sửa chữa; vật liệu phải đảm bảo điều kiện truyền nhiệt tốt nhưng rẻ tiền. Xuất phát từ những yêu cầu kỹ thuật, ta nhận thấy rằng động cơ làm mát bằng nước so với động cơ làm bằng không khí có những ưu điểm sau: - Hiệu quả làm mát của hệ thống làm mát bằng nước cao hơn do đó trạng thái nhiệt của các chi tiết của động cơ làm mát bằng nước thấp. Vì vậy, nếu các điều kiện phụ tải như nhau thì đối với động cơ xăng phải giảm tỉ số nén để tránh hiện tượng kích nổ. - Độ dài thân động cơ làm mát bằng nước ngắn hơn khoảng 10¸15%, trọng lượng nhỏ hơn 8¸10% so với động cơ làm mát bằng không khí. Được như vậy là ta có thể đúc các xilanh liền một khối nên khoảng cách giữa các xilanh có thể giảm đến mức tối thiểu. - Do giảm được độ dài của thân động cơ nên có thể tăng độ cứng vững của thân động cơ, trục khuỷu và trục cam. - Khi làm việc động cơ làm mát bằng nước có tiếng ồn nhỏ hơn. - Tổn thất công suất để dẫn động quạt gió của động cơ làm mát bằng nước nhỏ hơn động cơ làm mát bằng gió. Tuy vậy, hệ thống làm mát bằng nước cũng có những nhược điểm sau đây: - Kết cấu thân máy và nắp xilanh rất phức tạp và rất khó chế tạo. - Phải dùng két nước tản nhiệt bằng đồng. Kết cấu của két nước cũng rất phức tạp, khó chế tạo và dùng vật liệu quý như đồng. - Dễ bị rò rỉ nước xuống cácte nên có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu nhờn ở dưới cácte. - Khi trời lạnh có thể bị đóng băng trong áo nước và két nước có thể làm vỡ hệ thống làm mát. Vì vậy khi động cơ làm việc ở vùng có nhiệt độ thấp, thường phải dùng hỗn hợp nước có trộn glyxêrin hay glycôn để hạ thấp nhiệt độ đông đặc của nước làm mát. - Phải thường xuyên súc rửa hệ thống làm mát vì nước bẩn hoặc nước cứng đóng cặn làm giảm khả năng truyền nhiệt. - Không thuận lợi khi sử dụng ở vùng khan hiếm nước. Chương 3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ KIA-HA Cũng như các động cơ khác đặt trên ôtô. Động cơ KIA-HA được làm mát bởi hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng. Bởi vì nó có những ưu điểm rất thích hợp cho các loại xe đường dài, nhất là những vùng hiếm nguồn nước. 3.1. SƠ ĐỒ, MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU HỆ THỐNG LÀM MÁT. 3.1.1. Sơ đồ hệ thống làm mát: Khi mới khởi động, nước làm mát của động có sẵn trong két được bơm nước hút qua ống hút của bơm rồi được đẩy vào khoang nước trong thân máy của động cơ thông qua các đường lỗ khoan sẵn trong thân máy. Nước được phân chia để làm mát đều cả bốn xilanh, làm mát dầu bôi trơn sau đó lên làm mát thân máy, rồi từ thân máy nước làm mát đến van hằng nhiệt. Nước làm mát do nhận nhiệt từ xilanh, nắp máy và các cơ cấu khác làm cho nhiệt độ của nước tăng lên. Nếu nhiệt độ của nước tnước 80±20C, van hằng nhiệt mở cho phép nước vào két để làm mát, một phần nhỏ nước cũng theo đường ống tắt đi vào cửa hút của bơm nước. Nước sau khi vào két được làm mát, nhiệt độ nước hạ xuống, nước chảy xuống buồng phía dưới của két làm mát và tiếp tục chu kỳ làm mát của hệ thống. 3.1.2. Mục đích của hệ thống làm mát: Mục đích 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 không quá nóng nhưng cũng không quá 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 công suất, dầu bôi trơn bị biến chất ..., còn nếu quá nguội cũng không tốt, vì quá 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. 3.1.3. Yêu cầu của hệ thống làm mát: Đối với động cơ KIA HA cũng như các động cơ lắp trên xe ô tô tải 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. - Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng 80±2 ¸ 95±30C và nhiệt độ của dầu bôi 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. 3.2. CÁC BỘ PHẬN VÀ MÔI CHẤT LÀM MÁT TRONG ĐỘNG CƠ KIA-HA 3.2.1. Két làm mát: 3.2.1.1. Công dụng và yêu cầu: Công dụng của két kàm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra bằng cách tản nhiệt ra ngoài không khí qua thành ống nước và cánh tản nhiệt, rồi lại đưa trở vào làm mát động cơ. Yêu cầu két nước phải hấp thụ và tỏa nhiệt nhanh tức là hệ số truyền nhiệt của bộ phận tản nhiệt lớn. 3.2.1.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc: Kết cấu của két làm mát động cơ KIA HA gồm có bình chứa nước phía trên và bình chứa nước phía dưới thông nhau qua các ống mỏng bằng đồng thau, có tiết diện dẹt (giống hình ôvan), được bố trí sáu hàng song song nhau, các hàng có các cột thẳng hàng với nhau. Các ống này có cánh tản nhiệt ở bên ngoài để tăng khả năng tản nhiệt. Loại ống này có ưu điểm là có sức cản không khí ít hơn và diện tích tản nhiệt lớn hơn khoảng 2 ÷ 3 lần so với ống tròn . Tuy nhiên loại ống này không bền bằng ống tròn và khó sửa chữa. Đường ống từ bơm nước đi Ф= 40mm, đường ống ở vào nằm ở bình chứa nước phía trên có đường kính là khoang phía dưới đi vào động cơ là Ф= 35mm Hình 4.1. Két cấu két nước 1- Ống nước nguội đi vào làm mát động cơ , 2- Nước nguội, 3- Gân tản nhiệt, 4- Ống tản nhiệt, 5- Khoang nước trên, 6- Nắp két, 7- Ống nước nóng từ động cơ ra két nước để tản nhiệt, 8- Khoang nước dưới. Nguyên lý làm việc của két: Khi động cơ làm việc, nhiệt độ sinh ra do quá trình cháy truyền ra môi trường xung quanh, làm cho nước làm mát trong động cơ nóng dần lên. Dưới áp lực của bơm nước, nước nóng được đẩy vào bình chứa nước phía trên của két nước. Nước nóng chảy trong các ống, đồng thời tỏa nhiệt ra thành ống, nhiệt từ thành ống truyền ra cho các cánh tản nhiệt và truyền ra môi trường không khí, cánh tản nhiệt có tác dụng tăng khả năng truyền nhiệt. Nước sau khi trao đổi nhiệt với môi trường, nhiệt độ được giảm xuống. Nước nguội chảy theo đường ống của két xuống bình chứa ở phía dưới két làm mát, đi theo đường ống thoát đi vào làm mát động cơ và các bộ phận khác. 3.2.2. Nắp két: 3.2.2.1. Công dụng và yêu cầu: Công dụng của nắp két là duy trì áp suất trong hệ thống làm mát cao hơn áp suất không khí, nhằm nâng nhiệt độ sôi nước cao hơn bình thường. Cho phép động cơ làm việc với nhiệt cao hơn mà không bị sôi trào gây hao hụt nước làm mát. Ngoài ra nắp két còn làm để bịt kín miệng đổ nước của két làm mát. 3.2.2.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc: Mở van xả hơi nước Mở van nạp hơi nước Hình 4.2: Kết cấu nắp két nước 1- Nắp; 2- Vòng đàn hồi; 3- Lò xo van xả hơi nước; 4- Thân của van xả hơi nước; 5- Lỗ thoát hơi; 6- Đĩa cao su của van xả; 7- Đệm cao su của van xả; 8- Mũ van không khí; 9- Đệm van không khí; 10- Thân van hút không khí; 11- Lò xo van hút không khí; 12- Thân nắp két. Nắp két nước có cấu tạo như sau: Trên nắp két nước có một van xả hơi nước (van áp suất) và một van hút không khí (van chân không). Van xả hơi nước gồm có lò xo van (3) có xu hướng ép chặt đĩa cao su của van xả (6) và đệm cao su (7) xuống, thân của van xả có nhiệm vụ định hướng cho lò xo (3). Van hút không khí bao gồm: mũ van (8), lò xo van hút không khí (11) có xu hướng đẩy chặt vòng đệm (9) lên phía trên, lò xo hút không khí (11) được được dẫn hướng bởi thân van hút không khí (10). Van xả hơi nước duy trì áp suất trong hệ thống ổn định ở chế độ nhất định tùy thuộc vào nhiệt độ làm mát tối đa quy định của động cơ khi làm việc, còn van hút không khí đảm bảo áp suất trong hệ thống không thấp hơn nhiều so với áp suất bên ngoài khi động cơ nguội. Khi áp suất trong két nằm ngoài giới hạn cho phép thì một trong hai van được mở để thoát bớt hơi nước ra ngoài hoặc hút khí vào. Nếu áp suất trong hệ thống làm mát cao quá 0,15 ÷ 0,125 MN/m2 thắng áp lực do lò xo (3) tạo ra thì van xả khí mở để thoát hơi ra ngoài môi trường. Nếu áp suất trong hệ thống làm mát nhỏ hơn áp suất khí trời khoảng 0,095 ÷ 0,09 MN/m2, do đó áp suất chân không phía dưới van hút không khí có xu hướng làm mở van hút, áp suất chân không này phải thắng được áp lực do lò xo (11) gây ra thì mới làm mở van hút này, để hút không khí vào. Do đó, hai van này cũng có tác dụng hạn chế sự bay hơi của nước trong hệ thống làm mát nhằm giảm sự hao hụt nước làm mát. Vì vậy, kiểu làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng được dùng rộng rãi trong các loại động cơ đốt trong nhất là đối với ô tô máy kéo chạy trên đường dài nhất là những vùng hiếm nguồn nước. 3.2.3. Bơm nước: 3.2.3.1. Công dụng và yêu cầu: Công dụng của bơm nước là hút nước nguội từ thùng dưới của két giải nhiệt và đẩy nước tới các mạch vào bọng nước trong động cơ để làm mát động cơ .Trong động cơ KIA HA, bơm nước có nhiệm vụ cung cấp nước tuần hoàn cho hệ thống làm mát với lưu lượng và áp suất nhất định. Yêu cầu của bơm nước phải cung cấp đủ lưu lượng cho vòng tuần hoàn và đảm bảo tạo được áp suất cột nước là 7,3m. Ngoài ra bơm nước phải làm việc một cách ổn định, kết cấu gọn nhẹ phù hợp với từng loại động cơ. 3.2.3.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc: Loại bơm được sử dụng trong hệ thống làm mát là kiểu bơm li tâm, tốc độ quay định mức là 3500 vòng/phút, lưu lượng nước qua bơm là 130 lít/phút. Bơm nước được lắp phía trước động cơ bởi 5 bulông M8 và được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua truyền động đai. Trong thân bơm chứa trục bơm (11), trục này tỳ và quay trong thân bơm (2). Một đầu trục được bắt chặt với puly (1). Một đầu kia của trục bơm (11) lắp bánh công tác (5) của bơm nước. Phớt làm kín (4) làm bằng cao su lắp khít vào trục ngăn không cho nước rò rỉ qua khe hở dọc trục bơm. Hình 4.3: Kết cấu bơm nước động cơ KIA HA. 1- Thân puly; 2- Vỏ bơm; 3- Dây cua rua; 4- ống cao su; 5- Bánh công tác; 6- Buồng xoắn; 7- Nắp vỏ bơm; 8- Đường nước vào; 9- Roan bao kín; 10- Đai ốc bắt puly; 11- Trục bơm. Hình 4.4: Nguyên lý hoạt động của bơm nước: Bánh công tác được gắn trên trục bơm, khi động cơ làm việc trục khuỷu quay nhờ truyền động đai dẫn đến trục bơm quay. Trục bơm quay nên bánh công tác quay và ngâm trong nước thì lượng nước nằm trong rãnh giữa các cánh dưới tác dụng của lực ly tâm bị văng ra không gian nằm bên ngoài đường kính của bánh công tác (5). Không gian xả có dạng hình xoắn ốc, chiều mở của hình xoắn ốc cùng chiều với chiều quay của bơm. Khi nước ra tới không gian xả tốc độ dòng nước giảm dần làm cho áp suất dòng chảy tăng dần. Khu vực tại đầu (B) nối với cửa phân phối nước vào thân máy có áp suất lớn nhất. Khi nước trong rãnh bị văng ra xa tâm quay thì phần gần tâm quay tại khu vực (C) tạo ra chân không (áp suất hút) hút nước từ miệng hút (A), nối thông với khoang dưới của két nước và với không gian đường ống nối tắt của van hằng nhiệt (dẫn nước từ động cơ ra khi máy nguội). 3.2.4. Van hằng nhiệt. 3.2.4.1. Công dụng và yêu cầu: Van hằng nhiệt có nhiệm vụ tự động khống chế lưu lượng nước làm mát qua két nước khi nhiệt độ của động cơ chưa đạt tới nhiệt độ quy định. Mặt khác, van hằng nhiệt còn làm nhiệm vụ rút ngắn thời gian chạy ấm máy. Van hằng nhiệt phải đảm bảo cho nhiệt độ nước trên đường đi vào két làm mát tnước > 80 ± 20C, nếu nhiệt độ nước thấp hơn tnước < 80 ± 20C van này sẽ đóng và đưa nước về lại trước cửa hút của bơm. 3.2.4.2. Kết cấu và nguyên lý hoạt động. Hình 4.5: Sơ đồ hoạt động của van hằng nhiệt. (A) van ở trạng thái mở; (B) van ở trang thái đóng. 1- Vỏ ống nước lắp cụm van hằng nhiệt; 2- Van đang mở; 3- Ống cao su; 4- Hộp đựng chất Wax có độ giãn nở nhiệt cao; 5- Lò xo van; 6- Nước từ nắp máy; 7- Chốt có đầu côn; 8- Van đang ở trạng thái đóng; 9- Đường nước về két làm mát;10- Đường nối tắt về bơm. Về mặt cấu tạo, đa số các chi tiết đều làm bằng đồng. Van hằng nhiệt được lắp giữa đường nước ra của nắp máy và đường nước vào két làm mát. Trên động cơ KIA HA có đường nước nối tắt từ đường nước ra trên thân máy về bơm nước luôn thông, đường này nhỏ hơn nhiều so với đường ống chính về két làm mát và van hằng nhiệt chỉ đóng mở đường nước về két để điều chỉnh nước làm mát. Nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt này là lợi dụng sự thay đổi nhiệt độ của nước làm mát để điều chỉnh lượng nước đi qua két làm mát. Van này lợi dụng hiện tượng giãn nở do nhiệt của chất Wax (chất giống như sáp đèn cầy) được đặt trong thân van để điều khiển đóng mở nắp van, nhằm khống chế lưu lượng nước đi qua két làm mát. Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ nước làm mát vẫn còn thấp tnước 80 ± 2oC, hợp chất Wax trong hộp (4) do có độ giãn nở nhiệt cao nên dãn ra, ép ống cao su (3) lại làm thân hộp di chuyển theo hướng ra khỏi chốt có đầu côn (7) để tăng thể tích bên trong, làm van mở cho nước theo đường về két làm mát (9). 3.2.5. Quạt gió. 3.2.5.1. Công dụng và yêu cầu: Quạt gió dùng để tạo dòng khí đi qua giàn ống và cánh tản nhiệt của két làm mát để tăng khả năng tản nhiệt cho két. Quạt gió làm tăng tốc độ lưu động của không khí đi qua két làm mát khiến cho hiệu quả làm mát cao hơn. Quạt gió dùng trong hệ thống làm mát của động cơ KIA HA là loại quạt hướng trục. Hiệu suất làm việc của quạt phụ thuộc vào số vòng quay quạt, đặc điểm kết cấu của quạt (số cánh, chiều dài, chiều rộng, góc nghiêng của quạt) và khoảng cách từ quạt đến két nước. Kết cấu và nguyên lý làm việc: Hình 4.6. Kết cấu quạt gió động cơ KIA HA 1- Bầu quạt; 2- Cánh quạt; 3- Xương đĩa bắt chặt quạt; 4-Trục quạt; 5-Bulông bắt quạt. Quạt gió được sử dụng trong động cơ KIA HA có kết cấu đơn giản. Quạt gió có 8 cánh, các cánh của quạt được làm bằng nhựa và được đúc liền với bầu quạt. Bầu quạt được tán liền với xương bầu quạt nhằm tăng độ cứng vững cho quạt; tạo mặt bích gắn mặt bích trục quạt. Quạt gió được dẫn động bằng đai từ trục khuỷu động cơ và được lắp cứng với trục của nó. Trên trục một đầu lắp quạt gió, đầu kia lắp puly dẫn động, trên puly có rãnh lắp đai (cua-roa) để truyền động từ trục khuỷu đến quạt. Tốc độ của quạt phụ thuộc hoàn toàn vào tốc độ trục khuỷu động cơ. 3.3.6. Dung môi làm mát. Động cơ KIA HA là động cơ được lắp trên xe 12 chổ không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều nước khác trên thế giới, chẳng hạn nơi sản xuất ra nó là Trung Quốc. Vào mùa đông ở nhiều nước, nhiệt độ có thể âm xuống mấy chục độ (oC) do đó nước trong hệ thống làm mát sẽ bị đông cứng dẫn đến chi tiết của hệ thống này sẽ bị hư hỏng, có thể phá vỡ khối động cơ. Vì vậy, người ta đưa ra phương án chống đóng băng nước làm mát động cơ. Trong động cơ KIA HA sử dụng hợp chất Glycol và nước để làm mát còn gọi là dung dịch chống đóng băng. Glycol là chất lỏng trong suốt, nhầy có nhiệt độ sôi là 197oC và điểm đóng băng là - 210C. Khi ta hòa trộn Glycol vào với nước, hỗn hợp này sẽ có nhiệt độ sôi tăng lên 194.40C và nhiệt độ đóng băng giảm xuống. Tùy theo nồng độ của Glycol trong nước mà ta có được điểm đóng băng của môi chất làm mát khác nhau. Động cơ này khi hoạt động ở nước ta thì không cần pha Glycol vào trong nước làm mát. Bên cạnh đó, trong nước làm mát còn có thêm hóa chất để tránh tạo bọt khí khi môi chất tuần hoàn trong hệ thống và chống ăn mòn kim loại (đặc biệt là hợp kim nhôm), môi chất còn pha thêm màu xanh da trời để dễ phát hiện chỗ rò rỉ nếu có. Chương 4 . CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÀM MÁT. 4.1. CÁC ĐIỀU CẦN CHÚ Ý KHI LÀM VIỆC TRÊN HỆ THỐNG LÀM MÁT. - Cần tránh xa quạt gió đang quay bởi vì cánh quạt sắc bén dễ gây thương tích hoặc đứt các ngón tay. - Không được đứng ngay trước quạt, cánh quạt có thể bị vỡ tung gây nguy hiểm. Trước khi khởi động máy, cần kiểm tra xem quạt có bị rơ lỏng hoặc rạn nứt gì không . Nếu thấy hư hỏng phải thay thế quạt. - Không được tháo nắp két nước làm mát khi nhiệt độ gần hoặc cao hơn mức bình thường. Nới lỏng hở nắp áp suất có thể làm cho nước trong thùng sôi lên gây bỏng da nguy hiểm. Nên đợi cho máy hạ nhiệt độ xuống rồi mới tháo nắp két. - Các ngón tay cần tránh xa dây cua-roa và puly đang chạy. - Chất ethylenne glycol là chất chống đông lạnh có thể bốc cháy. Bởi vậy đừng tưới đổ nước chống đông lạnh lên ống thải hoặc bộ phận nóng nào trên động cơ. 4.2. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC SỬA CHỮA. Tất cả các hư hỏng của các bộ phận trong hệ thống làm mát đều ảnh hưởng xấu đến khả năng làm việc của động cơ. Do vậy, chúng ta phải nhanh chóng phát hiện các hư hỏng và tìm cách khắc phục kịp thời. 4.2.1. Két làm mát: + Các hư hỏng: - Két nước bị tắc (tắc một phần) do sự đóng cặn của các chất khoáng trên thành ống. - Các ống nước tản nhiệt bị bẹp làm cản trở nước lưu thông qua két và giảm sự truyền nhiệt của thành ống hoặc ống nước bị thủng làm rò rỉ nước. - Cánh tản nhiệt của giàn ống bị dập do va đập làm cản trở khí thổi qua két để làm mát két. - Các ống nối dẫn nước vào két hoặc ra từ két bị bẹp làm cản trở lưu thông tuần hoàn của nước qua két. - Các ống dẫn nước vào ra của két bị hỏng. + Cách khắc phục, sửa chữa: - Thông rửa két nước, tẩy sạch các chất bám trên thành ống thông qua phương pháp tẩy rửa bằng nước rửa hóa chất kết hợp tạo dòng nước mạnh lưu thông qua hệ thống làm mát. Chú ý, khi thông rửa phải tháo van hằng nhiệt ra khỏi hệ thống làm mát. Có thể tháo cả hai ống nối giữa két và động cơ rồi rửa riêng cho từng cụm két và động cơ. Phương pháp này tuy tốn nước hơn nhưng sạch hơn phương pháp rửa chung cho toàn hệ thống. - Gò, hàn lại ống nước tản nhiệt. Số lượng hàn lấp không quá 10% tổng số ống. - Nắn thẳng lại các cánh tản nhiệt. - Thử nghiệm thời gian nước chảy qua két làm mát, nếu lưu lượng giảm cỡ 15% so với thiết kế phải sửa chữa hoặc thay thế két mới. Phải thay két mới nếu: Số ống nước móp méo lớn hơn 20%. Số đường ống bị tắc bị loại bỏ lớn hơn 10%. Số cánh tản nhiệt bị hỏng lớn hơn 20%. Sau khi sửa chữa xong phải thử độ kín khít các bộ phận. 4.2.2. Nắp két: Trong quá làm việc dưới tác dụng áp lực của hơi nước gây ra những hư hỏng thường ngặp như: - Vòng đệm cao su làm kín bị hỏng. - Lò xo của áp suất và van chân không bị giảm đàn hồi hay kẹt, dẫn đến sai lệch áp suất điều chỉnh. + Cách khắc phục, sửa chữa: - Thay vòng đệm cao su mới đảm bảo kín khít của két. - Thay thế nắp két mới cùng chủng loại. 4.2.3. Bơm nước: Trong quá trình làm việc, các chi tiết của bơm nước chịu nhiều tác dụng lý hóa gây hư hỏng. + Hư hỏng: - Rò rỉ nước qua lỗ thăm ở thân bơm và bề mặt lắp ghép thân bơm với thân máy. - Trục bơm bị rơ ngang do ổ bi bị hỏng. - Ống bao kín có tác dụng ngăn ngừa dầu (mỡ) bơm trong các ổ bi với nước làm mát, khi trục bơm quay sẽ làm mài mòn các phớt, ống bao kín làm cho khe hở giỡa trục và mặt trong của phớt tăng lên gây rò rỉ dầu (mỡ) vào nước làm mát gây biến chất nước làm mát. - Bánh công tác của bơm bị ăn mòn lớn, gãy vỡ. + Cách khắc phục, sửa chữa: - Kiểm tra bộ phận phớt bao kín nếu hỏng phải thay thế, kiểm tra bề mặt đế lắp phớt bao kín trên thân bơm nếu bị mòn rỗ có thể doa và mài bóng lại hoặc doa rộng rồi đóng ống lót và mài bóng bề mặt tiếp xúc. Cần thay các gioăng đệm mới giữa mặt lắp ghép thân bơm với thân máy để đảm bảo không rò rỉ nước. - Thay ổ bi mới cùng tiêu chuẩn. - Thay thế bánh công tác mới phù hợp hoặc thay thế bơm mới. Cho phép sửa chữa bánh công tác nhưng phải đảm bảo độ cứng vững. 4.2.4. Van hằng nhiệt: + Hư hỏng: - Van hằng nhiệt bị liệt hay kẹt luôn ở vị trí đóng hoặc không mở to đường nước qua két, làm cho nước không được làm nguội, động cơ quá nóng. Nếu van bị liệt hay kẹt ở vị trí mở to thì dẫn đến thời gian chạy ấm máy lâu, hiện tượng này kéo dài gây mòn nhanh động cơ, tốn nhiên liệu và tăng ô nhiễm môi trường. + Cách khắc phục, sửa chữa: - Tháo van ra khỏi động cơ, tẩy rửa và làm sạch các cáu bẩn bám trên van, kiểm tra sự đóng mở của van theo nhiệt độ, nếu van đóng, mở ở nhiệt độ không đúng với yêu cầu cần phải thay thế. 4.2.5. Quạt gió: + Hư hỏng: - Cánh quạt gió nứt, gãy,cong vênh. + Cách khắc phục, sửa chữa: - Nếu bị nứt, gãy phải thay mới cùng thông số kỹ thuật, có thể hàn các vết nứt dọc cánh quạt hoặc các vết nứt ngang cánh ở phía rìa cánh quạt (ít nhất 65mm tính từ tâm quạt ra phía đuôi cánh quạt mỗi bên) theo công nghệ hàn quy định. Thông thường nếu cánh quạt gió có bị hư hỏng điều gì đều được thay mới vì giá thành của cánh quạt rẻ, dễ thay thế. 4.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HƯ HỎNG HỆ THỐNG LÀM MÁT. 4.3.1. Kiểm tra và bổ sung nước làm mát: Kiểm tra và bổ sung nước làm mát thường được phát hiện trước khi khởi động xe. Tuy nhiên, trong quá trình lái xe, nếu thấy hiện tượng động cơ nóng quá mức quy định cần phải dừng động cơ, chờ nhiệt độ động cơ xuống thấp hơn nhiệt độ làm việc bình thường rồi kiểm tra và nếu cần thì bổ sung nước vào két làm mát, mực nước đến cổ lỗ đổ nước. Tốt nhất là bổ sung nước theo nhà chế tạo quy định, nếu không có thì bổ sung nước mềm sạch. Nếu dùng nước đúng thành phần quy định thì tối đa 2 năm phải thay nước do nước dùng lâu mất tác dụng chống ăn mòn và đóng cặn. 4.3.2. Kiểm tra hiện tượng rò rỉ nước của hệ thống làm mát: Khi nhận thấy nước làm mát thường bị tiêu hao nhanh cần kiểm tra sự rò rỉ, thất thoát ở cả trong và ngoài để tìm nguyên nhân khắc phục. - Quan sát trực tiếp: Quan sát dưới gầm động cơ xem có hiện tượng ướt do nước chảy hay không, quan sát kỹ các đầu nối, ống nối của hệ thống và khu vực bình chứa nước phía dưới của két nước và bơm nước. Dùng thước thăm dầu kiểm tra dầu trong cácte, nếu thấy dầu bẩn, độ nhớt kém thì xả dầu để kiểm tra xem có lẫn nước, nếu chứa nhiều nước chứng tỏ có hiện tượng chảy nước vào hệ thống bôi trơn. Mở nắp két nước kiểm tra váng dầu trong két, nếu có chứng tỏ khả năng lọt khí cháy từ xilanh hoặc lọt dầu từ đường dầu sang đường nước làm mát. Phương pháp này thường chỉ hiệu quả khi có rò rỉ lớn, sự rò rỉ nhỏ thường khó phát hiện. - Kiểm tra độ kín bằng khí nén: Giữ nước trong két thấp hơn vành cổ lỗ đổ nước khoảng 15 mm, lắp bơm tay có áp kế vào và bơm khí vào két với áp suất không vượt quá 25 kPa so với áp suất làm việc của két. Nếu áp suất giữ ổn định trong vài phút chứng tỏ hệ thống kín. Nếu áp suất giảm, cần kiểm tra bằng các phương pháp khác để xác dịnh nguyên nhân rò rỉ. - Kiểm tra rò rỉ bằng tia cực tím: Pha vào trong nước làm mát một lượng nhất định chất phát quang, cho dộng cơ chạy một lúc cho nước ấm lên rồi dùng đèn chiếu tia cực tím vào chỗ nghi ngờ có hiện tượng rò rỉ, nếu nước rò ra chất phát quang sẽ phát màu xanh nên dễ dàng quan sát được. Sử dụng phương pháp này kết hợp với cho khí nén vào hệ thống sẽ cho kết quả tốt hơn và có thể phát hiện được hầu hết các chổ rò rỉ. - Kiểm tra độ kín và áp suất mở van nắp két nước: Việc kiểm tra thực hiện bằng cách dùng bơm tay có gắn đồng hồ áp suất. Lắp két nước lên một ống trung gian (ống gá) rôì lắp ống này lên bơm, dùng tay bơm từ từ và nhìn đồng hồ kiểm tra áp suất mở van xả, sau đó tiếp tục bơm và giữ cho áp suất nhỏ hơn áp suất mở van một chút, nếu áp suất không giảm trong vài phút chứng tỏ van kín. Nếu áp suất mở van đúng quy định và van kín là van đạt yêu cầu. Van hút có thể kiểm tra bằng tay, nếu mở nhẹ nhàng là được. - Kiểm tra khí cháy lọt vào hệ thống làm mát: Nếu có hiện tượng rò rỉ giữa hệ thống làm mát và xilanh, khí cháy sẽ lọt sang hệ thống làm mát và thoát ra ngoài qua van xả của nắp két nước. Do đó, có thể kiểm tra bằng cách dùng một ống nối, nối một đầu với lỗ thoát hơi ở nắp két nước còn đầu kia nhúng vào một bình thủy tinh đựng nước, nếu thấy bọt khí sủi lên nhiều là có hiện tượng lọt khí vào đường nước. Sự rò rỉ này cũng có thể kiểm tra bằng thiết bị phân tích khí. Mở nắp két nước, cho động cơ hoạt động và đặt đầu hút khí của thiết bị phân tích khí vào miệng két nước, nếu có khí cháy (CO, CO2, HC) lọt vào két nước, thiết bị sẽ phát hiện được và hiển thị hàm lượng trên 4.3.3. Kiểm tra hiện tượng tắc két nước: Nếu két nước có biểu hiện tắc (nhiệt độ nước cao, mở nắp két kiểm tra thấy nước trào ra, khi tăng tốc động cơ nước trào ra mạnh) thì cần kiểm tra để khắc phục. Việc kiểm tra đơn giản được thực hiện như sau: - Xả nước động cơ và tháo két ra khỏi động cơ hoàn toàn, bịt kín hai đầu nối của két. - Đổ nước vào đầy két rồi mở nút bịt ở đầu ống nối phía dưới. - Quan sát hiện tượng nước chảy ra, nước trong két phải chảy hết rất nhanh trong vòng vài giây. Nếu lưu lượng nước chảy ra nhỏ hơn khả năng thông qua của ống thoát (chảy không mạnh) thì két nướcc bị tắc một phần cần phải thông rửa. 4.3.4. Kiểm tra van hằng nhiệt: Việc kiểm tra van hằng nhiệt được thực hiện như sau: - Tháo van ra khỏi động cơ, tẩy rửa và làm sạch cáu cặn bám trên van. - Chuẩn bị nhiệt kế chính xác, một chậu nước (trong suốt) và phương tiện đun nước. - Treo van hằng nhiệt chìm lơ lửng trong bình nước và cắm nhiệt kế để đo nhiệt độ nước, chú ý không để van và nhiệt kế chạm đáy bình (mất độ chính xác), đun nước nóng lên, quan sát van và nhiệt kế. Nhiệt độ van lúc bắt đầu mở vào khoảng 81 ÷ 850C và nhiệt độ lúc van mở hoàn toàn khoảng 95 ÷ 1000C, để nước nguội và kiểm tra nhiệt độ khi van đóng hoàn toàn phải ở 75 ÷ 800C. Như vậy, van đang còn sử dụng tốt. Nếu van hằng nhiệt đóng mở không đúng với yêu cầu cần phải thay mới. 4.3.5. Kiểm tra, điều chỉnh bộ truyền đai: Bộ truyền đai trên động cơ KIA HA dẫn động đồng thời bơm nước, quạt gió, máy phát điện và một số thiết bị khác. Nếu đai bị mòn bóng hoặc có vết xước mặt bên, nứt vỡ, xơ sợi…cần phải thay mới. Các puly cần được làm sạch và kiểm tra bề mặt rãnh lắp đai. Puly bị mòn nhiều, sứt hoặc nứt vỡ phải được thay mới. Các puly phải cùng nằm trên cùng một mặt phẳng, nếu lệch phải điều chỉnh lại. Kiểm tra độ căng đai bằng dụng cụ chuyên dùng rồi lấy kết quả so sánh với số liệu kỹ thuật của động cơ. Nếu không có dụng cụ chuyên dùng có thể kiểm tra bằng tay theo kinh nghiệm bằng cách dùng ngón tay ấn bình thường tại điểm giữa nhánh đai dài nhất, độ võng không quá 5mm là đạt yêu cầu. Nếu không đảm bảo phải căng đai lại dựa trên kết cấu cụ thể của bộ truyền. 4.3.6.Thông rửa hệ thống làm mát: Đối với động cơ KIA HA nếu như động cơ hoạt động bình thường, không có trục trặc gì thì cứ 1 năm hay cỡ 48000 km xe chạy (tùy theo thông số nào đạt trước) phải thông rửa hệ thống làm mát một lần. Nếu chưa đạt đến thời gian sử dụng hoặc số km xe chạy nói trên nhưng có dấu hiệu hệ thống làm mát bị tắc hoặc nước làm mát bẩn cũng cần phải xả nước và thông rửa hệ thống. Để đảm bảo rửa sạch, chúng ta dùng phương pháp tẩy rửa bằng nước rửa hóa chất kết hợp tạo dòng nước mạnh lưu thông trong hệ thống. Có nhiều loại nước rửa hóa chất có thể sử dụng như: - Dung dịch 100 g Na2CO3 ngậm nước + 2 g K2Cr2O7 + 1 lít nước; - Dung dịch 2,5% HCl + 97,5% nước; - Dung dịch 100 g H3PO4 + 50 g CrO3 + 1 lít nước; - Dung dịch axit lactic 60 g/l v.v… Tuy nhiên, bởi vì hệ thống làm mát động cơ KIA HA có nhiều chi tiết làm bằng hợp kim nhôm nên không dùng hóa chất rửa có gốc axit để tránh hiện tượng ăn mòn, nếu dùng thì phải pha thêm các hóa chất chống ăn mòn. Quy trình thông rửa hệ thống làm mát động cơ KIA HA theo phương pháp tuần hoàn kín dung dịch hóa chất được thực hiện như sau: - Xả hết nước trong hệ thống làm mát. - Tháo van hằng nhiệt ra khỏi hệ thống làm mát; - Cần biết dung tích của hệ thống làm mát, đổ một lượng hóa chất rửa nhất định vào két đảm bảo tỉ lệ cần thiết với nước rồi đổ nước vào đầy hệ thống và ngâm trong một khoảng thời gian nhất định. - Khởi động động cơ cho làm việc ở tốc độ nhanh trong khoảng thời gian 20 phút, chú ý theo dõi nhiệt độ không để nước sôi. - Dừng động cơ, chờ cho nước nguội rồi xả nước ra khỏi hệ thống. - Rửa lại hệ thống bằng nước sạch theo phương pháp tuần hoàn như trên rồi rửa lại bằng dung dịch K2Cr2O3 nồng độ 0,5 ÷ 1% ở nhiệt độ cỡ 70 ÷ 800C để trung hòa hết các chất ăn mòn, sau đó rửa sạch lại lần cuối bằng nước sạch. - Lắp van hằng nhiệt trở lại rồi đổ đầy dung môi làm mát theo yêu cầu vào hệ thống. Nên đổ dung môi làm mát cho đầy áo nước trong động cơ rồi mới lắp van hằng nhiệt vào để tránh hiện tượng kẹt khí không điền đầy được dung môi làm mát trên khoang nắp máy do van hằng nhiệt đóng. Ngoài ra còn có một phương pháp tẩy rửa hiệu quả hơn là ngâm hệ thống làm mát này với dung dịch hóa chất. Sau đó xả đi rồi dùng thiết bị rửa, bơm nước với một áp suất nhất định chảy với tốc độ nhanh và ngược chiều lưu thông bình thường của môi chất làm mát trong két và trong áo nước của động cơ. Cần tháo ống nối giữa khoang dưới của két với động cơ, bơm nước vào ống nối phía dưới két, chảy ngược lên trên vào nắp máy xuống thân máy rồi chảy ra ngoài. Rửa đến khi nào thấy nước thoát ra sạch thì thôi. Sau đó lắp các đường ống và van hằng nhiệt trở lại rồi làm đầy môi chất làm mát theo yêu cầu hệ thống. Có thể tháo cả hai ống nối giữa két và động cơ rồi rửa riêng cho từng cụm két và động cơ. Phương pháp rửa riêng tuy tốn nước hơn nhưng sạch hơn phương pháp rửa chung toàn hệ thống. 4.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP, XẢ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT. 4.4.1. Cấp nước làm mát: Việc cấp nước làm mát cho động cơ KIA-HA có thể thực hiện bởi phương pháp hết sức đơn giản, dễ dàng. Dùng bơm nước và ống mềm đưa trực tiếp nước vào cổ đổ nước của két làm mát. Việc cấp nước sẽ kết thúc nếu ta quan sát thấy nước làm mát cách miệng cổ đổ nước khoảng 2 ÷ 3 cm. Ngoài ra ta cũng có thể dùng tay đổ trực tiếp nước làm mát vào két nước thông qua lỗ đổ nước của két. 4.4.2. Xả nước làm mát: Trong trường hợp muốn sửa chữa động cơ hay các bộ phận khác trong hệ thống làm mát cần phải xả nước ra khỏi hệ thống bằng cách tháo nút xả nước nằm ở khoang nước phía dưới két làm mát. Tùy theo mức độ sửa chữa và vị trí sửa chữa ta có thể xả toàn phần hay một phần nước làm mát. Chương 5. NƯỚC LÀM MÁT 5.1. Giới thiệu chung: Dung dịch nước làm mát không chỉ có dung dịch nước làm mát mà còn có chất chống đóng băng.Nước đóng băng ở 0oC. Nếu chỉ sử dụng nước để làm mát động cơ không thôi, nó sẽ đóng băng ngay khi nhiệt độ hạ thấp dưới 0oC. Làm tắc nghẽn hệ thống tuần hoàn và động cơ sẽ bị quá nhiệt. Nước cũng sẽ nở thêm 9% thể tích khi bị đóng băng. Nó sẽ làm nứt vỡ các chi tiết của hệ thống làm mát cũng như động cơ. Điều đó buộc người ta phải trộn thêm một lượng chất chống đóng băng cho dung dịch làm mát.Chất chống đóng băng hay được dung nhất là Ethylene glycol. Dung dịch làm mát có pha chất chống đóng băng theo tỷ lệ 50:50 được khuyến khích sử dụng cho hầu hết các động cơ ô tô. Dung dịch này sẽ không bị đóng băng ở nhiệt độ -37oC. Dung dịch làm mát có 70% chất chống đóng băng sẽ chịu được nhiệt độ thấp hơn ở - 64oC. (Chú ý: hỗn hợp dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng cao hơn 70% không nên sử dụng. Vì điểm đóng băng sẽ quay ngược chở lại -23oC). Việc khuyến khích sử dụng dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng 50:50 vì có 3 lý do sau:1.Vì điểm đóng băng cua dung dich thấp -37oC.2.Điểm sôi của dung dịch làm mát cũng tăng lên đến 108oC. Nó tránh được hiện tượng sôi nước làm mát khi xe hoạt động trong thời tiết nóng.3.Nó bảo vệ cho phần kim loại trong hệ thống làm mát không bị đóng cặn cũng như ăn mòn.Chất chống đóng băng còn bao gồm vài chất phụ gia khác như chất ức chế ăn mòn và chất ức chế tạo bọt. Sự ăn mòn và gỉ sét sẽ làm giảm tuổi thọ các chi tiết kim loại. Nó cũng tạo ra một lớp vỏ bọc làm giảm sự chuyền nhiệt từ kim loại đến dung dịch làm mát. Trong động cơ có những chỗ bị ăn mòn, dung dịch làm mát có thể ở nhiệt độ bình thường trong khi đó xy lanh và nắp máy lại bị quá nhiệt. Một trong những lý do dung dịch làm mát có tỉ lệ chất chống đóng băng là 50% là đảm bảo hệ thống làm mát có đủ hàm lượng chất ức chế ăn mòn. Chất ức chế tạo bọt giúp phòng ngừa dung dịch làm mát sinh ra bọt khí khi lưu thông qua bơm nước. Bọt này bao gồm những bong bong khí và chúng làm giảm sự dẫn nhiệt của dung dịch. Nếu lượng bọt quá nhiều trong dung dịch, hệ thống làm mát trở nênqunóng.Màu của chất đóng băng thường được nhuộm màu cho dễ phân biệt thường là màu xanh. Nó còn có tác dụng dễ dàng được phát hiện ra nếu như hệ thống làm mát bị rò rỉ.Chất ức chế ăn mòn và tạo bọt dần dần mất đi tính hiệu quả của nó. Các nhà sản xuất xe thường khuyến cáo thay thế dung dịch làm mát 2 năm một lần.Có hai loại chất chống đóng băng Ethylene-glycol: high silicate va low silicate. hầu hết các động cơ ô tô sử dụng loại chất chống đóng băng high silicate. Nó có tác dụng bảo vệ các chi tiết bằng hợp kim nhôm. Chất chống đóng băng low silicate thường sử dụng trong các động cơ của các loại xe tải trọng lớn. Chất chống đóng băng khuyến cáo sử dụng được ghi trong các quyển owners manual cho mỗi loại xe 5.2. Những đặc điểm cần có của dung dịch nước làm mát Đặc tính cần có của nước làm mát:1. Nhiệt độ sôi cao2. Chống đông lạnh.3. Chống rỗ mặt.4. Chống đóng cặn nước cứng.5. Không tạo bọt.6. Giảm thiểu cặn bám.7. Giữ độ pH. 5.3 Một số nước làm mát ngoài thị trường. Nước Giải Nhiệt Lon 500ml NƯỚC LÀM MÁT ĐỘNG CƠ DENSO OKI COOLAN... ESNA - Nước làm mát chuyên dụng cho động... KẾT LUẬN Sau khi khảo sát và tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát của hệ thống làm mát động cơ KIA HA được trang bị trên xe em nhận thấy rằng: Các cụm chi tiết của hệ thống làm mát làm việc đảm bảo cho động cơ được làm mát tốt ở mọi chế độ làm việc. Công suất tiêu tốn cho việc dẫn động bơm và quạt gió là tương đối nhỏ và khả cung cấp nước làm mát của bơm cũng như không khí đối với với quạt gió cho hệ thống là đảm bảo. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 3. Tác giả: Hồ Tấn Chuẩn- Trần Văn Tế - Nguyễn Đức Phú - Nguyễn Tất Tiến. 2. Cẩn đoán và sữa chữa ôtô. Tác giả: TS. Trần Thanh Hải Tùng. 3. Lý thuyết tính toán cải tạo hệ thống làm mát. Trường đại học giao thông Hà Nội 1997. Tác giả: Nguyễn Hữu Dũng- Kiều Duy Sức - Đỗ Việt Dũng. 4. Caltalo xe KIA (động cơ KIA-HA).