Hệ thống làm mát động cơ trên xe ô tô

Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí

Những năm gần đây đứng về quan điểm mài mòn xi lanh, người ta nhận thấy hệ thống làm mát bằng mát bằng không khí ưu việt hơn hắn 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 đùng trên ô tô và cả trên tàu thủy (cõ từ 200 mã lực đến 1500 mã lực) như hãng Chevrole (Mỹ) Komatsu, Hon Đa (Nhập, Tatra (Tiệp)...

Các phương án làm mát động cơ bằng không khí

Hê 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.

Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí kiểu tự nhiên

Hệ thống làm mát kiếu tự nhiên có ưu điểm là rất đơn giản. Nó chí gồm các phiến tẳn 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 chuyến của xe, các phiến làm mát ở thân thưởng bố trí thắng góc với đường tâm xilanh. Tuyệt đại đa số động cơ mô tô và xe máy bố trí hệ thống làm mái theo kiểu này. Tuy vậy, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại bế trí phiến tắn nhiệt trên thân máy dọc theo đường tâm xilanh để gió lùa qua khe giữa các phiến tán nhiệt.

Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt của xe chạy trên đường để lấy làm mát các phiến tắn nhiệt. Vì vậy, khi xe chở nặng, leo dốc, chạy chậm...hường động cơ bị quá nóng do làm mát kém. Để khắc phục nhược điểm của hệ thống làm mái tự nhiên người ta đưa ra phương án làm mát bằng không khí kiểu cưỡng bức.

Hệ thống làm mát động cơ bằng 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 đi chuyến của xe dù xe đứng một chỗ, vẫn đấm 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 tắn nhiệt và hình dạng các phiến tần nhiệt.

Hiệu quá làm mát phụ thuộc vào rất nhiều về hình dạng số lượng và cách bố trí các phiến tắn nhiệt trên thân máy và nắp xilanh. Sơ đồ, nguyên lý làm việc của hệ thống làm mái bằng không khí kiểu cưỡng bức như sau:

Hệ thống làm mát bằng gió (hình6.20) bao gồm ba bộ phận chủ yếu, các phiến tắn nhiệt trên thân máy và nắp xi lanh, quạt gió và bản dẫn gió. Nhưng bộ phận quan trọng là quạt gió, gió cung 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. Dể rút ngăn quá trình quá độ từ trạng thái nguội khi khởi động đến trạng thái nhiệt ốn định, quạt gió trang bị li hợp điện tử hoặc thủy lực. Quạt gió dùng trong động cơ mô tô xe máy đa số là quạt li tâm thường lắp liền với trục của rôto máy phát điện, với bánh đà hoặc rôto của máy phát điện khởi động, cánh thường làm thắng hoặc cong theo chiều quay của trục khuýu.

Hinh 7.20.Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí

1. Xilanh; 2. Quạt; 3. Nắp xilanh; 4. Cái chụp; 5. Cánh tản nhiệt

Đặc điểm kết cấu, phân loại cửa các bộ phận trong hệ thống làm mát bằng không khí

Bản hướng gió có nhiệm vụ đám bảo phân bố lượng gió hợp lý và hướng dòng gió đó (không khí) đi sát các bể mặt tắn nhiệt. Đánh giá chất lượng bản hướng gió bằng hai chỉ tiêu sau đây: Múc độ đồng đều của nhiệt độ của các vị trí khác nhau trên thân và nắp xi lanh. Sức cắn khí động của dòng khí lưu động theo bản hướng gió (tức là tốn thất công suất cho quạt gió).

Bản hướng gió(hình 6.21) được dập bằng tôn dày 0,8+l mm cố định chặt trên thân máy bắng bu lông hoặc vít. Do đặc thủ của động cơ làm mát bằng không khí động cơ có nhiều kiếu khác nhau. Do vậy các phương án bố trí bản hướng gió để phân chia dỏng không khí làm mát nắp xi lanh và thân máy của động cơ có các loại

Hình 7.21. Hệ thống làm mát bằng gió của động cơ 4 xvlanh dùng trục hướng trục.

1.Quạt gió; 2.Cánh tắn 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 tấn nhiệt vì vậy có thế nâng cao hiệu suất truyền nhiệt. Ngoài ra nhở có bản dẫn gió, ta có thể bế trí ưu tiên cho dòng không khí đến làm mát các vùng lớn nhất như xupap thái , buồng cháy.

Theo sơ đồ hình (7.22.a), thì phần không khí đi sát trên một phần lớn của chu vi thành xilanh. Ở phía gió vào các phiến tắn 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 51°C. Sơ đồ nây có đặc điểm là nhiệt độ không khí làm mát cao và sức cắn khí động lớn.

Hình 7.22.Sơ đồ phân bố dòng không khí làm mát nắp xỉ 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 dỏng gió được dùng phố biến nhất trên hình (7.22.b). Loại nây thường dùng cho các động cơ có các phiến tản nhiệt không lớn lắm. Độ chênh lệch nhiệt độ trong phiến tắn nhiệt không vượt quá 23 °C, sức cẩn khí động học nhỏ hơn 15 +20% so với kiểu hình (7.22.a).

Bố trí bản hướng dòng gió theo sơ đồ (7.22.c) thì dòng không khí làm mát đi vào cửa gió hẹp rồi phân đều các phiến tắn nhiệt. Khi va đập vào thành xi lanh, dòng khí tạo thành các xoáy tạo điều kiện cho các phiến tán nhiệt, tắn nhiệt một cách để dàng hơn. Dù vậy nếu trạng thái nhiệt của các xi lanh như nhau thì lượng không khí cần thiết so với sơ đổ trên hình (7.22.a) sẽ giảm được 40% và đồng thời sức cán giắm khoảng 25%. Độ chênh lệch nhiệt độ trong thành xilanh không vượt quá 25 °C. Các bản dẫn gió có kết cấu phức tạp để tố chức luồng gió làm mát phân bố đều dến các xilanh giới thiệu trên hình (7.22.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 ánh hưởng trực tiếp đến từng nhiệt độ của các xi lanh.