HỆ THỐNG LÀM MÁT
Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
Trong quá trình hoạt động của động cơ, chỉ khoảng 23% đến 55% nhiệt lượng từ nhiên liệu được chuyển hóa thành công, trong khi phần còn lại bị thải ra qua khí thải và làm nóng các chi tiết xung quanh Nhiệt độ cao ở các bộ phận máy có thể dẫn đến nhiều hậu quả tiêu cực.
- Làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của chi tiết máy;
- Làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng hệ số ma sát gây tổn thất ma sát;
- Gây bó kẹt chi tiết chuyển động do giãn nở nhiệt (bó kẹt pít-tông trong xi-lanh);
- Làm xuất hiện các hiện tượng cháy không bình thường của động cơ xăng như: cháy kích nổ, cháy sớm, tự cháy
Khi động cơ hoạt động ở nhiệt độ quá thấp, độ nhớt của dầu bôi trơn tăng lên, gây khó khăn trong việc lưu động và làm tăng tổn thất ma sát cũng như tổn thất cơ giới Thêm vào đó, nhiệt độ xi-lanh thấp có thể khiến nhiên liệu ngưng tụ trên bề mặt xi-lanh, làm hỏng màng dầu bôi trơn.
Nhiên liệu chứa nhiều thành phần lưu huỳnh có thể kết hợp với nước ngưng tụ trên bề mặt xi-lanh, dẫn đến việc hình thành axit và gây ăn mòn kim loại Do đó, việc làm mát động cơ là rất cần thiết để bảo vệ các bộ phận kim loại khỏi hư hại.
Hệ thống làm mát động cơ có vai trò quan trọng trong việc tản nhiệt từ khí cháy và ma sát, giúp duy trì nhiệt độ làm việc ổn định và phù hợp, từ đó đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Ngoài việc điều khiển các hệ thống khác, thiết bị này còn có khả năng quản lý hệ thống sưởi ấm trong điều hòa không khí và điều chỉnh tốc độ không tải cho các thiết bị.
- Tốc độ làm mát vừa đủ giữ cho nhiệt độ động cơ thích hợp;
- Nếu làm mát bằng gió thì cánh tản nhiệt phải đảm bảo cho các xi-lanh đƣợc làm mát nhƣ nhau;
- Nếu làm mát bằng nước phải đảm bảo đưa nước có nhiệt độ thấp đến vị trí có nhiệt độ cao, nước phải chứa ít i-ôn;
- Kết cấu của hệ thống làm mát phải có khả năng xả hết nước khi súc rửa để sử dụng bảo quản dễ dàng;
1.1.3 Phân loại a) Căn cứ vào môi chất làm mát:
+ Hệ thống làm mát bằng không khí;
+ Hệ thống làm mát bằng nước b) Căn cứ vào phương pháp tạo sự lưu thông của nước:
+ Làm mát kiểu bốc hơi;
+ Làm mát kiểu đối lưu tự nhiên;
+ Làm mát kiểu tuần hoàn cƣỡng bức.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động HTLM bằng nước
1.2.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi a) Cấu tạo
Hình 1.1: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi
1 Thùng nhiên liệu; 2 Thùng nước; 3,4 Xu-páp;
5 Nắp xi-lanh; 6 Thân máy; 7 Pít-tông 8 Xi-lanh;
9 Thanh truyền; 10 Trục khuỷu; 11 Các-te dầu
Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi là loại đơn giản nhất, không cần bơm nước và quạt làm mát Hệ thống này bao gồm thùng chứa nước làm mát, được thiết kế để chứa nước và có áo nước bao bọc xung quanh xi-lanh Thùng nước được gắn với thân máy bằng các bu-lông, và giữa thùng và thân máy có đệm làm kín nước, giúp duy trì hiệu quả làm mát.
Khi động cơ hoạt động, nhiệt độ trong buồng đốt truyền ra các chi tiết máy và vào nước xung quanh, khiến nước sôi và bốc hơi Nước nóng nổi lên trên bề mặt thùng nước, trong khi nước nguội chìm xuống, tạo ra lưu động đối lưu tự nhiên Sự nổi lên và chìm xuống của nước là do sự thay đổi tỉ trọng của nước nóng và nguội khi nhiệt độ biến đổi.
Hệ thống làm mát bằng kiểu bốc hơi có nhược điểm là lượng nước trong thùng giảm nhanh, do đó cần bổ sung nước thường xuyên Phương pháp này không phù hợp cho động cơ trên phương tiện vận tải, mà chỉ thích hợp cho động cơ đốt trong kiểu xi-lanh nằm ngang, đặc biệt là các máy nông nghiệp cỡ nhỏ Một trong những vấn đề chính của hệ thống này là thất thoát nước nhiều và gây hao mòn xi-lanh không đều.
1.2.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên a) Cấu tạo
Hệ thống làm mát của động cơ bao gồm các áo nước bao quanh xi-lanh 8, với nước làm mát được chứa trong két làm mát 3 Nước được luân chuyển tuần hoàn với động cơ qua ống nước 1 và 5 Động cơ có thể được trang bị thêm quạt gió 6 tùy chọn Két nước 3 có nắp két 4, giúp đậy kín và bổ sung nước làm mát khi cần thiết.
Hình 1.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên 1,5 Ống dẫn nước; 2 Gió làm mát; 3 Két nước; 4 Nắp két nước;
6 Quạt gió; 7 Thân máy; 8 Xy-lanh; 9 Áo nước b) Nguyên lý làm việc
Trong hệ thống làm mát bằng đối lưu tự nhiên, nước được lưu thông tuần hoàn nhờ chênh lệch áp lực giữa cột nước nóng trong động cơ và cột nước nguội trong két nước.
Khi động cơ hoạt động, nước trong két làm mát hấp thụ nhiệt từ buồng đốt, làm tăng nhiệt độ và giảm khối lượng riêng, khiến nước nổi lên Quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu hút không khí qua két, giúp giảm nhiệt độ nước và tăng khối lượng riêng, cho phép nước lạnh chìm xuống khoang dưới và quay trở lại thân máy, tạo thành một vòng tuần hoàn Độ chênh áp lực nước phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai cột nước; khi mới khởi động, nhiệt lượng cấp cho nước thấp, dẫn đến lưu lượng nước chậm, nhưng khi động cơ nóng lên, nhiệt độ tăng và hiệu suất làm mát được cải thiện.
Tốc độ lưu động của nước tăng lên khi áp lực tăng, và độ chênh áp lực phụ thuộc vào chiều cao trung bình của hai cột nước Vì vậy, cần đảm bảo mức nước trong thùng chứa luôn cao hơn mức nước ra của động cơ để duy trì hiệu suất hoạt động.
Hệ thống làm mát hiện tại gặp phải nhược điểm với tốc độ lưu động của nước khá thấp, chỉ từ 0,12 đến 0,19 m/s, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nước vào và nước ra, gây ra hiện tượng làm mát không đều cho thành xi-lanh Để khắc phục tình trạng này, cần tăng tiết diện lưu thông của nước trong động cơ, tuy nhiên điều này sẽ làm cho hệ thống làm mát trở nên nặng nề và cồng kềnh Vì lý do này, hệ thống làm mát này không phù hợp cho động cơ ô tô máy kéo, mà chủ yếu được sử dụng cho các động cơ tĩnh tại.
1.2.3 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức khắc phục nhược điểm của hệ thống làm mát kiểu đối lưu bằng cách sử dụng bơm nước để tạo ra dòng chảy Dựa vào số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn, có thể phân loại các hệ thống làm mát khác nhau.
- Hệ thống làm mát tuần hoàn cƣỡng bức một vòng kín;
- Hệ thống làm mát kiểu cƣỡng bức một vòng hở;
- Hệ thống làm mát kiểu cƣỡng bức hai vòng tuần hoàn
1.2.3.1 Hệ thống làm mát cƣỡng bức tuần hoàn kín a) Cấu tạo
Hình 1.3: Hệ thống làm mát cƣỡng bức tuần hoàn kín
1 Thân máy; 2 Đường nước ra khỏi động cơ; 3 Bơm nước;
4 Ống nước nối tắt vào bơm; 5 Nhiệt kế; 6 Van hằng nhiệt; 7 Két làm mát;
8 Quạt gió; 9 Ống dẫn nước về bơm; 10 Két làm mát dầu; 11 Vít xả nước
- Các áo nước bao bọc buồng đốt động cơ;
- Két nước và các đường ống dẫn nước;
+ Đường dẫn nước số 2 là đường nước từ động cơ về két làm mát;
+ Đường dẫn nước số 4 là đường nước dẫn nước quay lại động cơ khi van hằng nhiệt đóng;
+ Đường dẫn nước 9 là đường dẫn nước từ két làm mát về động cơ;
- Van hằng nhiệt có nhiệm vụ đóng mở đường nước từ động cơ về két nước;
- Bơm nước và quạt gió được dẫn động bởi động cơ nhờ dây đai b) Nguyên lý làm việc
Khi động cơ hoạt động, bơm ly tâm quay nhờ đai truyền từ puly trục khuỷu, giúp nước làm mát được bơm từ bơm nước qua ống phân phối vào các khoang chứa của các xilanh Nước sau đó được đẩy lên nắp máy để làm mát buồng cháy Nước hấp thụ nhiệt từ các bộ phận của động cơ sẽ nóng lên và theo ống dẫn đến van hằng nhiệt, tại đây nước được chia làm hai dòng.
Khi nhiệt độ nước vượt quá mức hoạt động của van hằng nhiệt, van sẽ mở để nước chảy vào két làm mát Nước sau đó đi qua bình làm mát dầu bôi trơn trước khi trở về đường nước vào của bơm nước, tạo thành một vòng tuần hoàn lớn trong hệ thống làm mát.
Khi nhiệt độ của nước làm mát thấp hơn nhiệt độ mở của van hằng nhiệt, van sẽ đóng lại, ngăn chặn nước trở về đường nước vào của bơm nước Điều này dẫn đến việc hệ thống làm mát hoạt động theo một vòng tuần hoàn nhỏ.
Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ còn thấp, nước làm mát sẽ lưu thông qua vòng tuần hoàn nhỏ, giúp giảm thời gian hâm nóng máy Khi động cơ đạt nhiệt độ cần thiết, van bằng nhiệt sẽ mở, cho phép nước tuần hoàn qua vòng tuần hoàn lớn hoặc cả hai vòng tuần hoàn.
1.2.3.3 Hệ thống làm mát cƣỡng bức tuần hoàn hở
Hệ thống làm mát này tương tự như hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng kín, với nước làm mát được lấy từ sông hoặc biển Nước sẽ được bơm vào để làm mát động cơ, sau đó sẽ được xả ra lại sông hoặc biển.
Hệ thống làm mát động cơ có ưu điểm đơn giản nhưng gặp vấn đề khi nhiệt độ nước đạt 100°C hoặc cao hơn Khi nước nóng, nó sẽ bốc hơi, tạo ra hơi nước có thể hình thành bên trong áo nước làm mát (bốc hơi bên trong) hoặc trong thiết bị riêng (bốc hơi bên ngoài) Do đó, cần thiết phải có một hệ thống làm mát riêng biệt cho động cơ để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Hệ thống làm mát động cơ bằng không khí (gió)
Hệ thống làm mát bằng không khí chia làm hai loại:
- Làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên;
- Làm mát theo cƣỡng bức (dùng quạt gió)
1.3.1 Hệ thống làm mát bằng không khí kiểu tự nhiên
Hệ thống làm mát này rất đơn giản, bao gồm các cánh tản nhiệt trên nắp xi-lanh và thân máy Các phiến trên nắp xi-lanh được bố trí dọc theo hướng di chuyển của xe, trong khi các phiến ở thân máy thường vuông góc với đường tâm xi-lanh Đối với một số loại xe máy có động cơ nằm ngang, cánh tản nhiệt được đặt dọc theo đường tâm xi-lanh để tối ưu hóa luồng gió Hệ thống làm mát tự nhiên tận dụng nhiệt khi xe di chuyển để làm mát các cánh tản nhiệt hiệu quả.
Khi xe phải leo dốc, chở nặng hoặc di chuyển chậm, động cơ thường bị quá nóng do khả năng làm mát kém Để khắc phục tình trạng này, giải pháp làm mát bằng không khí kiểu cưỡng bức đã được áp dụng.
1.3.2 Hệ thống làm mát không khí kiểu cƣỡng bức
Hệ thống làm mát này có ưu điểm lớn là không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của xe, đảm bảo làm mát hiệu quả cho động cơ ngay cả khi xe đứng yên Tuy nhiên, nhược điểm của nó là kết cấu thân máy và nắp xi-lanh phức tạp, khó chế tạo do cách bố trí và hình dạng của các cánh tản nhiệt Hiệu quả làm mát của hệ thống phụ thuộc nhiều vào hình dạng, số lượng và cách bố trí các cánh tản nhiệt trên thân máy và nắp xi-lanh.
Hệ thống làm mát bằng gió kiểu cưỡng bức bao gồm ba bộ phận chính: cánh tản nhiệt, quạt gió và cánh hướng gió Trong đó, quạt gió đóng vai trò quan trọng nhất, cung cấp lượng gió với tốc độ cao để làm mát động cơ Quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu, giúp tạo ra lưu lượng gió lớn, làm giảm nhiệt độ động cơ hiệu quả Để rút ngắn thời gian từ trạng thái nguội khi khởi động đến trạng thái nhiệt ổn định, quạt gió thường được trang bị ly hợp thủy lực hoặc điện từ.
Hình 1.8: Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh có quạt gió
1 Quạt gió; 2 Xi-lanh động cơ Hình vẽ 1.8 giới thiệu hướng lưu động dòng không khí làm mát động cơ bốn xi-lanh dung quạt gió hướng trục, không khí qua cửa hút gió, qua quạt gió hướng trục rồi theo
11 cánh hướng gió đi vào khu vực các cánh tản nhiệt của các xi-lanh, sau đó theo ống thải thoát ra ngoài
Cánh hướng gió giúp phân chia đều dòng không khí làm mát cho các xi-lanh, đảm bảo nhiệt độ giữa các xi-lanh tương đối đồng đều Với thiết kế này, dòng không khí tiếp xúc gần với các cánh tản nhiệt, nâng cao hiệu suất truyền nhiệt Ngoài ra, cánh hướng gió còn cho phép ưu tiên làm mát cho các khu vực nóng nhất như xu-páp thải và buồng cháy Cánh hướng gió được chế tạo từ tôn dày 0,8 ÷ 1mm và được cố định vào thân máy để giảm thiểu rung và tiếng ồn.
Hình 1.9: Cấu tạo quạt gió hướng trục
1 Cánh quạt; 2 Đệm; 3 Bu-lông;
4 Trục quạt gió; 5 Vỏ quạt; 6 Bánh đai.
Dung môi làm mát
Hầu hết các động cơ ô tô hiện nay sử dụng dung dịch làm mát có pha các chất chống lắng cặn và chống đông để bảo vệ hiệu suất hoạt động Việc sử dụng nước thông thường làm chất làm mát trong điều kiện nhiệt độ dưới 0°C có thể dẫn đến tình trạng nước đóng băng, gây nứt vỡ các bộ phận quan trọng của động cơ như thân máy, nắp máy, két nước và bơm nước Do đó, việc pha chất chống đông vào nước là cần thiết để đảm bảo dung môi làm mát hoạt động hiệu quả và bảo vệ động cơ.
Chất chống đông phổ biến nhất là Etylene Glycol, thường được pha trộn với nước theo tỷ lệ 50% để tạo ra hỗn hợp chất làm mát, có khả năng đông đặc ở nhiệt độ -34°F (-37°C) Nếu sử dụng hỗn hợp chứa 70% Etylene Glycol, nhiệt độ đông đặc sẽ giảm xuống còn -64°C.
Dung môi làm mát có tác dụng:
- Hạ thấp nhiệt độ đông đặc của chất làm mát xuống - 37 0 C
- Tăng nhiệt độ sôi của chất làm mát đến 108 0 C, nên làm giảm tốn hao chất làm mát do bốc hơi khi nóng
- Chống lắng cặn và ăn mòn kim loại trong hệ thống làm mát
Chất chống đông có chứa các phụ gia nhƣ chất chống ăn mòn, chất chống tạo bọt
Sự ăn mòn không chỉ rút ngắn tuổi thọ của các chi tiết kim loại mà còn tạo ra lớp cách nhiệt, dẫn đến hiệu suất làm mát giảm sút.
Chất chống đông thường được pha màu xanh lục để dễ nhận biết đồng thời dễ phát hiện chỗ rò rỉ trong hệ thống
Chất chống tạo bọt giúp ngăn ngừa sự hình thành bọt khí trong quá trình lưu thông chất làm mát qua bơm nước Nếu chất làm mát chứa nhiều bọt khí, điều này sẽ cản trở hiệu quả truyền nhiệt, dẫn đến khả năng làm mát giảm sút và có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt cho động cơ.
Chất chống ăn mòn và tạo bọt sẽ giảm hiệu quả sau một thời gian sử dụng Khi xảy ra hiện tượng ăn mòn, chất làm mát sẽ chuyển sang màu nâu đỏ, giống như màu rỉ sét Do đó, việc thay dung môi làm mát theo quy định là rất cần thiết, thường khoảng 2 năm một lần.
Có hai loại etylene glycol là silicat cao và silicat thấp tuỳ theo hàm lƣợng silicol silicat pha vào etylene glycol
Hầu hết các động cơ sử dụng silicat cao để bảo vệ chi tiết bằng hợp kim nhôm, ngăn ngừa tình trạng bong tróc và tắc nghẽn hệ thống làm mát Chất chống đông silicat thấp thường được áp dụng cho động cơ Diesel trên xe tải nặng.
Quy trình tháo, lắp các bộ phận của hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cƣỡng bức
- Nối ống dẫn vào khoá xả nước ở két nước và thân máy
- Vặn khoá xả nước cho nước làm mát ở thân máy và két nước ra hết
- Vặn khoá xả nước vào
3 Tháo đường ống dẫn nước
- Tháo vòng kẹp ống dẫn nước
- Tháo ống dẫn nước từ nắp máy đến két làm mát
- Tháo các ống dẫn nước từ két làm mát và bơm nước
4 Tháo két nước làm mát:
- Tháo dây điện quạt gió (nếu dùng quạt gió điện)
- Tháo quạt gió ra khỏi giá két nước
- Tháo giá đỡ két nước làm mát
- Lấy két làm mát cùng vòng đệm ra
5 Kéo căng dây đai để hãm trục bơm nước và nới lỏng đai ốc bắt puly cánh quạt gió
6 Nới lỏng bu lông bắt bộ căng đai, lấy dây đai ra
7 Tháo các đai ốc bắt quạt gió và khớp một chiều, lấy quạt gió và khớp một chiều ra
8 Tháo bơm nước ra khỏi động cơ
Nới lỏng đều các bu lông
Dùng búa nhựa vỗ nhẹ, đều xung quanh vỏ bơm
Lấy bơm và đệm làm kín ra.
- Tháo đai ốc bắt đầu nối dẫn nước
- Lấy van hằng nhiệt ra khỏi động cơ
* Chú ý: Không tháo rời van hằng nhiệt
- Lắp van hằng nhiệt vào đường dẫn nước
- Lắp đầu nối ống dẫn nước và siết chặt các bulông
- Bôi một lớp keo vào bề mặt đệm mới và bề mặt lắp ghép của bơm nước
Chú ý: Không dùng lại đệm cũ
- Lắp bơm nước vào thân máy
- Siết chặt đều các bulông theo thứ tự và mômen quy định
Mômen siết quy định đối với động cơ
3 Lắp khớp một chiều và quạt gió
- Lắp khớp một chiều vào mặt bích trên trục bơm nước
- Lắp quạt gió vào khớp một chiều
Chú ý: Siết các bulông theo thứ tự và mômen quy định
4 Lắp dây đai dẫn động
- Gá bộ căng đai lên động cơ
- Dùng cân lò xo kéo bộ căng đai theo lực quy định
- Siết chặt bulông hãm bộ căng đai
Hình 1.11: Lắp khớp một chiều
Hình 1.12: Lắp dây đai dẫn động
- Lắp đệm cao su vào chân két nước
- Lắp két nước vào giá đỡ
7 Lắp đường ống dẫn nước làm mát
- Lắp ống dẫn nước vào két nước và đầu nối đến van hằng nhiệt
- Lắp ống dẫn nước từ két nước đến bơm nước
- Lắp vòng kẹp ống và siết chặt
- Kiểm tra khoá xả nước chắc chắn đã đóng kín
- Đổ nước làm mát vào két nước đến mức quy định
- Kiểm tra các vị trí nối, các bề mặt lắp ghép xem nước có bị rò rỉ không
- Kiểm tra lại mức nước làm mát, nếu thiếu phải bổ sung đến mức quy định
9 Đổ dầu bôi trơn vào cácte đúng mức quy định
Chú ý: Chỉ đổ dầu bôi trơn khi đã kiểm tra chắc chắn nước làm mát không bị rò rỉ
- Xác định lƣợng dầu bôi trơn cần đổ vào động cơ
- Đổ dầu bôi trơn vào lỗ đổ dầu
- Kiểm tra mức dầu bằng thước đo dầu.
Sơ đồ cấu tạo một số hệ thống làm mát trong xưởng thực tập
Hình 1.13: Hệ thống làm mát động cơ Toyota 3S
1 Đường nước vào; 2 Van hằng nhiệt; 3 Bơm nước; 4 Van không tải;
5 Cụm bướm ga; 6 Đường nước từ két sưởi đến; 7 Đường nước ra két nước làm mát;
8 Đường dẫn nước; 9 Két làm mát dầu
2.Động cơ Toyota 4A-FE (Toyota Corrolla)
Hình 1.14: Hệ thống làm mát động cơ Toyota 4A
1 Két làm mát; 2 Bơm nước; 3 Van hằng nhiệt
3 Động cơ D6CB cho xe Universite
Hình 1.15: Hệ thống làm mát động cơ D6CB
1 Ống nước tràn; 2 Bình nước phụ; 3 Nắp bình nước phụ; 4 Ống dẫn nước;
5 Két làm mát; 6 Vít xả nước; 7 Quạt két nước; 8 Két làm mát dầu;
9 Nút xả nước trên thân máy; 10.Bơm nước; 11.Van hằng nhiệt
4 Động cơ Toyota 1TR-FE
Hình 1.16: Hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE
1 Két nước; 2 Van hằng nhiệt;
3 Đường nước đến cổ họng gió; 4 Đường nước về.
Bài tập tháo, lắp và nhận dạng các bộ phận của hệ thống làm mát
- Nhận biết các kiểu làm mát cho động cơ;
- Nhận biết vị trí các bộ phận của hệ thống làm mát;
- Tìm hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát;
- So sánh sự khác biệt của các hệ thống làm mát có trong xưởng thực tập
1 Trình bày nhiệm vụ, hoạt động của hệ thống làm mát
2 So sánh ƣu nhƣợc điểm của các hệ thống làm mát
SỬA CHỮA BƠM NƯỚC
Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
Bơm nước đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước làm mát cho hệ thống, đảm bảo lưu lượng và áp suất ổn định Lưu lượng nước làm mát phụ thuộc vào loại động cơ và thường nằm trong một khoảng nhất định.
68 245 lít/kWh và số lần tuần hoàn 7 12 lần/phút
Để đảm bảo hiệu quả làm mát động cơ, cần duy trì lưu lượng nước vừa đủ Lưu lượng nước quá lớn có thể khiến nhiệt độ động cơ luôn thấp hơn mức làm việc, dẫn đến tổn thất nhiệt và giảm hiệu suất Ngược lại, nếu lưu lượng nước không đủ, động cơ sẽ quá nhiệt, gây mài mòn và bó kẹt các chi tiết chuyển động.
- Hiệu suất làm việc của bơm lớn, tiêu hao công suất động cơ ít khoảng (0,005 0,01) công suất của động cơ;
- Làm việc ổn định, ít hƣ hỏng
Dựa vào nguyên lý làm việc bơm nước được chia ra các loại sau:
Trong các loại bơm kể trên thì bơm ly tâm đƣợc dùng nhiều trên hầu hết các loại động cơ ôtô hiện nay.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc
2.2.1 Bơm ly tâm a) Cấu tạo
Vỏ bơm, hay còn gọi là thân bơm, thường được chế tạo từ gang hoặc hợp kim nhôm, và bên trong có các khoang chứa nước Trên vỏ bơm có các đường dẫn nước vào từ két nước và từ nắp máy.
Vỏ bơm đƣợc lắp vào thân máy bằng các bu lông, ở giữa có đệm amiăng bao kín
Trục bơm nước được gắn trên vỏ bơm thông qua các vòng bi ở gối đỡ, với một đầu lắp cánh quạt nước và đầu còn lại lắp mặt bích cùng puly dẫn động Trục này được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ bằng dây đai.
- Cánh quạt nước: thường được đúc bằng gang hoặc dập bằng thép, phíp, nhựa cao cấp và lắp cố định vào đầu trục bơm
Hình 2.1: Cấu tạo bơm nước ly tâm
1 Cánh bơm; 2 Phớt chắn nước; 3 Vỏ bơm; 4 Lò xo;
5 Đệm cao su; 6 Vòng đệm; 7 Trục bơm
Vòng chắn nước, hay còn gọi là phớt chắn nước, có chức năng ngăn chặn nước rò rỉ ra ngoài hoặc xâm nhập vào các ổ bi Cấu tạo của vòng chắn nước bao gồm đĩa thép được lắp chặt vào vỏ bơm, vòng đệm bằng nhựa tectôlit, đệm cao su gắn chặt với trục bơm, và lò xo đẩy giúp đĩa tựa ép chặt vào vỏ bơm và đệm cao su Nguyên lý hoạt động của hệ thống này đảm bảo hiệu quả trong việc bảo vệ các bộ phận bên trong bơm khỏi sự xâm nhập của nước.
Khi động cơ hoạt động, trục bơm nước quay và nước làm mát từ ống dẫn vào trung tâm bơm Dưới tác động của lực ly tâm từ cánh quạt nước, nước được đẩy vào thành vỏ bơm với áp lực nhất định và sau đó đi vào thân máy để thực hiện chức năng làm mát Bơm pít-tông là một trong những loại bơm được sử dụng trong hệ thống này.
Bơm nước kiểu pít-tông thường chỉ được dùng trong hệ thống làm mát của động cơ tàu thủy tốc độ thấp
Hình 2.2: Cấu tạo bơm nước kiểu pít-tông
1 Vỏ bơm; 2,4 Xi-lanh; 3 Pít-tông; 5 Thanh truyền; 6 Trục khuỷu;
7 Đường nước vào; 8,9 Van nước; 10 Lò xo van
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu của bơm sẽ dẫn động pít-tông chuyển động tịnh tiến trong xi-lanh Khi pít-tông di chuyển xuống, thể tích công tác trong xi-lanh tăng lên, tạo ra lực hút để hút nước vào Ngược lại, khi pít-tông đi lên, thể tích xi-lanh giảm, đẩy nước ra ngoài động cơ Các van 8 và 9 có chức năng điều khiển việc đóng mở đường nước vào và ra.
Bơm bánh răng trên tàu thủy được sử dụng để bơm nước cho hệ thống làm mát động cơ, với ưu điểm gọn nhẹ Tuy nhiên, khi làm việc với nước sông hoặc biển, bánh răng dễ bị mòn do nước bẩn Để giảm thiểu mài mòn, thiết kế bơm bao gồm một cặp bánh răng truyền lực ở vỏ ngoài, trong đó một bánh răng được chế tạo bằng vật liệu téc-tô-lít hoặc cao su lưu hóa Cấu trúc bơm hoạt động nhờ bánh răng ăn khớp với hệ thống truyền động từ trục khuỷu Trục truyền động bơm có một đầu dẫn động trên ổ bi cầu, trong khi đầu kia lắp bánh răng bơm tựa trên các bạc lót được bôi trơn bằng téc-tô-lít và vòng cao su Bánh răng bị động được làm bằng téc-tô-lít và được bảo vệ bằng vành chắn dầu.
Hình 2.3: Cấu tạo bơm nước kiểu bánh răng
1 Trục bơm; 2.Bánh răng dẫn động; 3 Ổ bi; 4 Vành chặn dầu;
5 Bạc lót, 6.Vành chặn nước; 7 Đệm lót, 8 Vòng cao su; 9 Lò xo,
10 Bánh răng bị động; 11 Cửa hút nước vào; 12 Bánh răng chủ động;
13 Vỏ bơm; 14 Cửa thoát nước ra
Bơm cánh hút là thiết bị quan trọng trong hệ thống làm mát động cơ tàu thủy, thường được sử dụng cho mạch ngoài (mạch hở) Bơm này có chức năng hút nước từ bên ngoài vỏ tàu, bao gồm nước sông hoặc nước biển, để làm mát nước ngọt trong mạch nội bộ của hệ thống Kết cấu bơm bao gồm hai nửa thân bơm, gồm nửa trước và nửa sau.
Hình 2.4: Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của bơm cánh hút
1 Cửa nước vào bơm; 2 Rảnh chứa nước, 3 Cửa nước ra;
4 Bánh răng dẫn động; 5.Ổ trục bơm, 6 Hai nửa thân bơm
Các nửa vỏ bơm được lắp với hai nắp ở trục bơm, trong đó bánh công tác cố định trên trục và được dẫn động bằng bánh răng côn Nửa vỏ sau có cửa vào và nửa vỏ trước có cửa ra, bên trong mỗi nửa vỏ có một rãnh vòng cung với chiều sâu thay đổi Chiều sâu lớn nhất nằm ở giữa rãnh và giảm dần đến không ở hai đầu mút Ban đầu, dung tích công tác giữa hai cánh được mồi đầy nước; khi cánh quay, nước nằm giữa hai cánh cũng dịch chuyển theo.
Do chiều sâu rãnh (2) tăng dần, dung tích giữa hai cánh bơm cũng tăng lên, tạo ra độ chân không Độ chân không này giúp nước được hút vào qua cửa (1) Khi cánh quay tiếp tục nửa vòng, chiều sâu rãnh giảm dần, khiến nước bị nén theo cửa (3) đi vào hệ thống làm mát.
Bơm cánh hút có nhược điểm chính là hiệu suất bơm thấp, kém hơn 3 đến 4 lần so với bơm ly tâm và cần phải mồi nước trước khi sử dụng Loại bơm này thường chỉ được sử dụng để bơm nước từ bên ngoài vào tàu Chiều cao cột nước tối thiểu của bơm là 1,5m với lưu lượng đạt 8000 lít mỗi giờ.
Bơm guồng, tương tự như bơm cánh hút, được sử dụng để cấp nước trong hệ thống làm mát tuần hoàn hở, nhưng có khả năng tạo ra áp suất cột nước cao hơn Cấu tạo của bơm guồng bao gồm bánh công tác, bánh guồng quay trong vỏ bơm và nắp, với các chi tiết phay trên bánh công tác để tối ưu hiệu suất hoạt động.
21 rãnh hướng kính (4) Vỏ và nắp có làm rãnh xoắn (1) thông với cửa hút (6) và cửa thoát
Hình 2.5: Kết cấu bơm guồng
1 Rãnh xoắn ốc; 2 Bánh công tác; 3 Rảnh xoắn ốc;
4 Rãnh guồng; 5 Cánh guồng; 6 Cửa hút
Khi bánh công tác quay, nước sẽ chảy vào các rãnh và dưới tác động của lực ly tâm, các phần tử nước di chuyển từ trong ra ngoài, quay theo các cánh và đi qua rãnh xoắn ốc trên vỏ bơm Cuối cùng, nước được đẩy vào hệ thống làm mát của động cơ.
Bơm guồng của động cơ diesel 20 mã lực được sử dụng để cung cấp nước cho hệ thống làm mát hở, với nước thải ra ngoài sau khi qua động cơ Cột áp của bơm guồng cao hơn từ 3 đến 7 lần so với bơm ly tâm, nhưng hiệu suất của nó chỉ đạt khoảng 0,25 đến 0,45, trong khi bơm ly tâm có hiệu suất từ 0,65 đến 0,9 Tuy nhiên, bơm guồng vẫn có hiệu suất cao hơn gấp đôi so với bơm cánh hút.
Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra sửa chữa
2.3.1 Hiện tƣợng, nguyên nhân hƣ hỏng
2.3.1.1 Động cơ bị hao nước, máy nóng
- Thân bơm bị nứt vỡ làm rò rỉ nước
- Các phớt chắn nước bị hỏng
2.3.1.2 Động cơ nóng máy, quạt bị đảo, có tiếng kêu tại bơm
- Ổ bi của bơm bị mòn
2.3.1.3 Động cơ nóng máy, có tiếng kêu dây đai, có tiếng kêu tại bơm
- Dây đai bị trƣợt do làm việc lâu ngày
- Đai dẫn động bơm nước bị trùng, trượt, đứt
2.3.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa
2.3.2.1 Kiểm tra và sửa chữa vỏ bơm
- Quan sát xem vỏ bơm có bị nứt, vỡ không Nếu vỏ bơm bị nứt có thể hàn rồi dùng lại hoặc thay bơm mới
Để kiểm tra độ vênh của bề mặt lắp ghép, sử dụng bàn máp và căn lá Đặt bơm nước lên bàn máp và đưa căn lá vào khe hở giữa vỏ bơm và bàn máp; chiều dày của căn lá sẽ cho biết độ vênh của vỏ bơm Độ vênh tối đa cho phép là 0,30 mm Nếu độ vênh vượt quá quy định, cần sử dụng dũa để dũa phẳng.
- Kiểm tra sơ bộ ổ bi trước khi tháo:
Tháo đai truyền động, nắm chặt cánh quạt, lắc cánh quạt theo chiều hướng trục và hướng kính Nếu có độ rơ thì phải thay ổ bi mới
- Quan sát xem ổ bi có bị rỗ, vỡ hay không Nếu bị rỗ, vỡ phải thay ổ bi mới
- Kiểm tra độ mòn của ổ bi Nếu độ rơ quá quy định phải thay ổ bi mới
- Nếu ổ bi còn sử dụng đƣợc thì rửa sạch rồi tra mỡ sau đó dùng lại
2.3.2.3 Kiểm tra phớt chắn nước
Kiểm tra xem có hiện tượng rò rỉ nước qua phớt không Nếu phớt chắn nước bị hỏng, cần phải thay thế phớt mới để ngăn ngừa rò rỉ Khi tháo bơm nước để sửa chữa, nên thay phớt mới và không tái sử dụng các phớt đã tháo ra.
2.3.2.4 Kiểm tra cánh quạt nước
Kiểm tra tình trạng cánh quạt để phát hiện biến dạng hoặc sứt mẻ Nếu cánh quạt bị hư hỏng, cần tiến hành sửa chữa ngay Đối với cánh quạt bằng gang, thực hiện hàn đắp và gia công lại theo kích thước và hình dạng ban đầu Còn với cánh quạt bằng thép, cần nắn lại để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Kiểm tra quay trục bơm nước để xác định xem cánh quạt có va chạm với vỏ bơm hay không Nếu phát hiện cánh quạt chạm vào vỏ bơm, cần tiến hành kiểm tra ổ bi, trục bơm và cánh quạt để xem có dấu hiệu biến dạng nào không.
Kiểm tra khoảng cách giữa mặt đầu cánh quạt và bề mặt lắp ghép của vỏ bơm với thân máy là rất quan trọng Khe hở quy định từ 0,30 đến 0,35 mm; nếu khe hở nhỏ hơn mức này, cần chọn đệm giữa vỏ bơm và thân máy cho phù hợp.
Hình 2.7: Kiểm tra bơm sau khi lắpHình 2.6:Kiểm tra sơ bộ ổ bi quạt gió
Trình tự tháo và lắp bơm nước
2.4.1 Trình tự tháo bơm từ trên xe
Nội dung công việc Hình vẽ minh họa
1 Thu hồi nước làm mát
2 Tháo đai dẫn động bơm nước và máy phát
- Nới lỏng 4 bu-lông của bánh đai dẫn động bơm nước
Xả nước làm mát đồng thời ở két nước và trên thân máy
Hình 2.8: Tháo pu-li bơm nước
- Nới lỏng đai ốc giữ máy phát
- Nới lỏng đai ốc điều chỉnh độ căng dây đai của máy phát
Chú ý: Mỗi loại động cơ có thể có phương pháp dẫn động đai khác khác nhau
Hình 2.9: Nới lỏng căng đai
3 Tháo nắp che đai cam
-Tháo các đầu nối dây điện và kẹp giữ dây của: máy phát, công tắc báo áp suất dầu
(3) Dây báo áp suất dầu,(4) Kẹp dây điện
Hình 2.10: Tháo các dây điện -Tháo các kẹp giữ dây điện trên nắp che trục cam
Hình 2.11: Tháo kẹp giữ dây điện
-Tháo các dây cao áp
- Nên cầm vào đầu chụp dây cao áp để tháo không đƣợc cầm vào dây
- Đánh dấu thứ tự dây cao áp nếu cần thiết
Hình 2.12: Tháo dây cao áp -Tháo ống thông hơi PCV đặt trên nắp đậy trục cam
Một số loại động cơ có van một chiều lắp trên đường ống vì thế phải đánh dấu chiều lắp
Hình 2.13: Tháo ống PCV -Tháo 4 đai ốc, đệm làm kín và nắp đậy trục cam ra khỏi nắp máy
- Khi nhấc nắp đậy ra khỏi nắp máy nếu quá chặt thì không đƣợc dùng tuốc-nơ- vít bẩy, nậy mà phải dùng búa cao vỗ đều xung quanh
Hình 2.14: Tháo nắp đậy trục cam -Tháo các nắp che cơ cấu dẫn động trục cam
- Khoảng không gian để thao tác khi tháo rất nhỏ vì thế nên cẩn thận tránh làm rơi bu-lông, đai ốc vào khoang động cơ
Hình 2.15: Tháo nắp che dây đai cam
4 Tháo que và ống thăm dầu
- Dùng giẻ sạch để che kín lỗ thăm dầu trên thân máy để tránh vật lạ rơi vào trong đáy dầu
Hình 2.16: Tháo ống thăm dầu
5 Tháo bơm nước và ống nước
-Tháo cảm biến nhiệt độ nước
-Tháo bu-lông lắp bơm nước vào thân máy
-Tháo đệm làm kín trên thân máy
6 Tháo đường ống dẫn nước ra khỏi bơm nước
- Dùng kìm tháo các vòng kẹp trên ống nước
- Xoay ống nước để tháo ống ra khỏi bơm
- Quay pu-li bơm nước để kiểm tra vòng bi bơm nước
Nếu mặt bích bơm nước đảo và có tiếng kêu thì phải thay thế bi bơm nước
Hình 2.19: Kiểm tra bơm nước
2.4.2 Trình tự tháo rời bơm
Hình 2.20: Các bộ phận của bơm nước ly tâm
1 Mặt bích bơm nước; 2 Vòng bi; 3 Vỏ trước; 4 Phớt làm kín;
5 Cánh bơm; 6 Gioăng; 7 Vỏ sau
- Đặt bơm lên đồ gá chắc chắn để thuận tiện cho thao tác thác
Hình 2.21: Tháo rời bơm nước
- Dùng tuốc-nơ-vít tách hai nửa của bơm nước
- Dùng tuốc-nơ-vít có chiều dài hợp lý
Hình 2.22: Tách hai nửa bơm nước
2 Tháo mặt bích bơm nước
- Tháo mặt bích của bơm nước
+ Đặt bơm nước lên đồ gá chuyên dùng
+ Dùng mũi đột đóng vào trục bơm nước
- Chọn mũi đột có đường kính phù hợp với trục Hình 2.23: Tháo mặt bích bơm nước
3.Tháo vòng bi bơm nước
-Sử dụng đá mài, mài đầu của cánh bơm nhƣ hình vẽ
Cẩn thận không đƣợc mài vào trục bơm nước
Hình 2.24: Mài đầu trục cánh bơm -Ngâm bơm nước trong nước nóng xấp xỉ hơn 85 0 C
+ Đặt bơm nước và nhiệt kế vào trong dung dịch
+ Cấp nhiệt từ từ đến 85 0 C
Hình 2.25: Tăng nhiệt cho bơm nước
- Sử dụng mũi đóng để ép trục ra khỏi vỏ bơm rồi tháo cánh bơm và vòng bi
-Tháo phớt nước của bơm nước
- Thao tác đúng để tránh đánh vỡ vỏ bơm nước
Hình 2.26: Đóng trục bơm nước
4 Tháo phớt chắn nước của bơm
- Đặt vỏ bơm lên mặt phẳng gỗ
- Dùng mũi đóng tỳ vào vành ngoài của phớt và đóng phớt ra khỏi vỏ bơm
Sử dụng dụng cụ đúng cỡ phớt đóng có đường kính ngoài bằng đường kính của phớt
Hình 2.27: Tháo phớt chắn nước
2.4.3 Trình tự lắp chi tiết bơm nước
1 Lắp vòng bi của bơm nước
- Cấp nhiệt cho bơm nước như hình bên
- Đun nóng tới nhiệt độ xấp xỉ 85 0 C
Chú ý: Nên lắp bơm nước với vòng bi, phớt và cánh bơm mới Hạn chế việc sửa chữa bơm nước
Hình 2.28: Ngâm vỏ bơm trong nước
- Dùng dụng cụ đúng với cỡ vòng bi đóng đều đảm bảo mặt đều vòng bi vuông góc với đường tâm
Hình 2.29: Lắp phớt vào vỏ bơm
-Tra mỡ chuyên dụng vào phớt và đặt phớt vào vỏ bơm
- Tra mỡ cả vào phớt và vào vỏ bơm
Hình 2.30: Tra mỡ cho phớt làm kín -Sử dụng dụng cụ đúng cỡ phớt đóng để lắp phớt vào vỏ bơm
- Phải dùng dụng cụ có đường kính hợp lý tránh làm hỏng phớt
Hình 2.31: Đóng phớt vào vỏ bơm
3 Lắp mặt bích pu-li bơm sao cho khoảng cách từ vỏ bơm tới bích bơm theo tiêu chuẩn
Hình 2.32: Lắp pu-li vào trục bơm
- Lắp đệm mới và phớt vào cánh bơm
Hình 2.33: Lắp phớt cho cánh bơm -Tra Silicon vào phớt của cánh bơm
Tra với lƣợng vừa phải đủ làm kín bề mặt
Hình 2.34: Tra dầu vào cánh bơm
- Dùng dụng cụ ép cánh bơm và điều chỉnh sao cho cánh bơm có chiều cao nhƣ hình vẽ
Chú ý: Ép từ từ sao cho đạt đƣợc chiều cao nhƣ hình bên
Hình 2.35: Ép cánh bơm vào trục
5 Lắp vỏ sau của bơm
-Tra keo làm kín lên bề mặt của vỏ trước bơm
-Đặt đệm lên vỏ trước bơm
-Lắp vỏ sau vào vỏ trước
-Siết 3 bu-lông Mô men: 9.1 N.m
Hình 2.36: Lắp tổng thành bơm
-Dùng tay quay bích của pu-pi bơm nước
-Trục bơm phải quay nhẹ nhàng, nếu bị đảo hoặc nặng thì phải tháo ra sửa chữa lại
Hình 2.37: Kiểm tra bơm sau khi lắp 2.4.4 Trình tự lắp bơm nước lên động cơ
1 Lắp ống nước vào bơm nước
Hình 2.38: Lắp ống nước vào bơm
2 Lắp bơm nước vào động cơ
- Đặt đệm chữ O lên xi-lanh
- Đặt gioăng mới lên xi-lanh
Hình 2.39: Lắp đệm làm kín trên xi-lanh
- Lắp bơm nước và ống nước vào động cơ bằng 3 bu-lông và 2 đai ốc
- Lắp bơm lên thân máy
- Lắp tất cả các bu-lông và đai ốc của các mối lắp ghép
Hình 2.40: Lắp cụm bơm nước vào động cơ -Siết các bu-lông và đai ốc
Siết đều đối xứng tránh làm vỡ mặt bích bơm nước
Hình 2.41: Kiểm tra lực siết
3 Lắp ống que thăm dầu
-Lắp đệm mới vào ống que thăm dầu
-Ấn ống vào lỗ trên thân máy
- Điều chỉnh sao cho đai kẹp ống trùng với lỗ ren trên thân máy
-Lắp bu-lông Mô-men: 9.3N.m
Hình 2.42: Lắp ống thước thăm dầu
4 Lắp kẹp giữ dây điện
5 Lắp 2 nắp nhựa bảo vệ đai cam với 6 bu-lông
Hai miếng nhựa sau khi lắp phải gài đƣợc vào nhau để đảm bảo che kín mặt trước dây đai cam
Hình 2.43: Lắp nắp che đai cam
6 Lắp nắp đậy nắp máy
-Làm sạch đệm và keo cũ trên bề mặt nắp máy
-Phủ lớp keo và đệm mới trên nắp máy nhƣ hình vẽ
Hình 2.44: Tra keo làm kín -Lắp đệm mới vào bề mặt nắp đậy nắp máy
-Đặt nắp đậy lên nắp máy
Hình 2.45: Lắp đai ốc nắp che giàn cò -Lắp ống PCV từ ống góp hút tới nắp đậy nắp máy
-Lắp các đường dây cao áp
- Cắm các dây cao áp đúng trình tự nổ theo đánh dấu
Hình 2.46: Lắp ống PCV -Lắp các kẹp dây điện
- Đặt dây điện vào đúng vị trí tránh va quệt với các chi tiết chuyển động quay
- Dây điện sau khi kẹp không đƣợc căng
Hình 2.47: Lắp kẹp dây điện
-Cắm các dây điện của máy phát điện, công tắc báo dầu…
Hình 2.48: Lắp lại các dây điện
7 Lắp pu-li bơm nước và đai dẫn động bơm nước và máy phát
- Lắp pu-li-bơm nước vào bích của bơm
- Gá các bu-lông lên mặt bích của bơm
- Siết các bu-lông lần lƣợt đối xứng
Hình 2.49: Lắp đai ốc pu-li bơm nước
- Lắp máy phát lên động cơ vào đúng các lỗ ren
- Gá các bu-lông vào các lỗ ren
- Siết các bu-lông vài vòng ren
- Lắp dây đai dẫn động
Hình 2.50: Lắp dây đai dẫn động
8 Điều chỉnh độ căng của dây đai
Tiêu chuẩn: Đai mới: 7-9 mm Đai cũ: 11,5-13,5 mm
Hình 2.51: Điều chỉnh độ căng đai
Dùng dụng cụ chuyên dùng kiểm tra độ căng của dây đai Đai mới: 70-80 N, Đai cũ: 30-45 N
Chú ý: Đai mới là đai mà thời gian sử dụng khi động cơ làm việc nhỏ hơn 5 phút Đai cũ là lớn hơn 5 phút
Hình 2.52: Kiểm tra độ căng đai
- Kiểm tra mối lắp ghép của đai với pu-li, đai phải nằm hết trong rãnh
-Nếu lắp đai mới, sau khi động cơ chạy 5 phút phải kiểm tra lại sự ăn khớp và độ căng đai
Hình 2.53: Kiểm tra sự ăn khớp của đai
9 Bổ sung nước làm mát
Kiểm tra và thay thế nước làm mát
1 Kiểm tra mức nước làm mát trong bình nước phụ
Mức nước làm mát nên nằm giữa mức
Nếu mức nước làm mát thấp, kiểm tra sự rò rỉ và bổ sung nước làm mát đến mức
“Full” Hình 2.54: Kiểm tra mức nước làm mát trong bình nước phụ
2 Kiểm tra chất lượng nước làm mát
Không đƣợc tháo khi động cơ nhiệt độ còn cao, hơi nước áp suất cao trong hệ thống sẽ gây bỏng
Hình 2.55: Tháo nắp két nước
- Chất lượng nước làm mát phản ánh tình trạng kỹ thuật của động cơ
- Nếu nước làm mát bẩn thì phải thay thế
- Nếu nước làm mát có lẫn dầu thì gioăng nắp máy bị hở, nắp máy bị cong vênh
- Lắp lại nắp két nước
Hình 2.56: Kiểm tra chất lƣợng dung dịch làm mát
3 Thay thế nước làm mát
- Tháo bu-lông xả nước trên động cơ và vít xả nước trên két làm mát
(1) Vít xả nước trên thân máy
(2) Vít xả nước trên két nước
Hình 2.57: Xả nước làm mát
- Tra keo làm kín vào bu-lông xả nước trên thân máy
- Lắp bu-lông vào thân máy
Hình 2.58: Tra keo vào bu-lông xả
- Bổ sung nước làm mát từ từ
Chú ý: Nước làm mát cần được pha trộn theo hướng dẫn của nhà sản xuất (hàm lƣợng ethylen-glycol nằm trong khoảng
- Không sử dụng nước làm mát gốc alcohol
- Lượng nước bổ sung theo tài liệu hướng dẫn.Ví dụ: Toyota Corrola là 5,3 lít
Hình 2.59: Bổ xung nước làm mát
- Cho động chạy ấm máy để kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống
- Kiểm tra mức nước làm mát và bổ sung nếu cần
Hình 2.60: Lắp nắp két nước
Bài tập tháo, lắp, sửa chữa và bảo dưỡng bơm nước
- Nhận biết vị trí bơm nước ly tâm lắp trên động cơ;
- Chuẩn bị dụng cụ tháo, lắp;
- Tháo chi tiết ra khỏi động cơ theo tài liệu hướng dẫn;
- Luyện tập các kỹ năng: thay vòng bi bơm, thay phớt ;
- Lắp hoàn chỉnh bơm nước;
- Lắp bơm lên động cơ và điều chỉnh dây đai;
- Vận hành động cơ, kiểm tra sự làm việc của bơm
- So sánh ưu nhược điểm của các kiểu bơm nước;
- Tìm hiểu các phương pháp dẫn động bơm nước;
- Tìm hiểu các phương pháp điều chỉnh độ căng dây đai
SỬA CHỮA QUẠT GIÓ
Nhiệm vụ, phân loại
Quạt gió trên động cơ có chức năng tạo luồng không khí lưu thông qua két nước và động cơ, giúp duy trì nhiệt độ nước làm mát ở mức tối ưu cho động cơ.
Theo phương pháp truyền động quạt gió, trên ô tô quạt gió được chia làm 2 loại:
- Quạt gió kiểu cơ khí
+ Loại lắp cố định với bơm nước
+ Loại lắp với bơm nước thông qua khớp dầu
+ Loại điều khiển bằng công tắc tĩnh nhiệt
+ Loại điều khiển bằng ECU động cơ
Cấu tạo và nguyên lý làm việc
3.2.1 Quạt gió cơ khí dẫn động bằng đai
3.2.1.1 Loại lắp cố định với bơm nước
Loại bơm nước này thường sử dụng cánh quạt bằng thép hoặc chất dẻo, được lắp cố định vào trục bơm Cánh quạt được dẫn động bởi trục khuỷu, hoạt động đồng thời với động cơ khi nó hoạt động.
Khi động cơ còn ở nhiệt độ thấp, việc nhanh chóng đạt được nhiệt độ làm việc là rất quan trọng Tuy nhiên, nếu sử dụng dẫn động trực tiếp, thời gian làm ấm máy sẽ kéo dài, dẫn đến việc phát sinh nhiều khí thải độc hại Vì lý do này, phương pháp dẫn động trực tiếp ngày nay ít được sử dụng Để khắc phục vấn đề này, khớp thủy lực đã được áp dụng trên động cơ.
Hình 3.1: Quạt gió dẫn động cơ khí
1 Dây đai; 2 Pu-li trục khuỷu; 3 Pu-li bơm nước;
4 Vòng cách; 5 Cánh quạt; 6 Bu-lông
3.2.1.2 Loại sử dụng khớp dầu
Khớp dầu được lắp giữa pu-li bơm nước và quạt, với lá tĩnh nhiệt ở phía trước để điều khiển van dầu Khi động cơ nguội, khớp dầu trượt khiến quạt không hoạt động, nhưng khi động cơ nóng, bộ tĩnh nhiệt mở van, cho phép dầu vào khớp dầu nhiều hơn, làm cho quạt bắt đầu hoạt động Loại khớp này không chỉ hạn chế tiếng ồn mà còn giúp tăng nhanh nhiệt độ động cơ đến mức làm việc.
Hình 3.2: Quạt gió có trang bị khớp dầu
1 Pu-li trục cơ; 2 Dây đai; 3 Pu-li bơm nước;
4 Cánh quạt; 5 Khớp dầu; 6 Lò xo tĩnh nhiệt Cấu tạo của khớp dầu
Hình 3.3: Cấu tạo khớp dầu
1 Khoang làm việc; 2 Khoang chứa dầu; 3 Lò xo tĩnh nhiệt; 4 Vách ngăn;
5 Nắp rô-to; 6 Lỗ bắt vít 7 Vỏ khớp thủy lực; 8.Rô-to;
9 Trục pu-li; 10 Ổ bi; 11 Dường đầu hồi Quạt gió của động cơ đƣợc lắp với vỏ khớp thủy lực 7 Trong khớp thủy lực có khoang chứa dầu thủy lực 2 và đƣợc điền đầy giữa rô-to 8 và nắp rô-to số 5
Khi động cơ làm việc mô-men động cơ đƣợc truyền ra trục 9 và làm rô-to 8 quay trên ổ bi 10
Khi nhiệt độ động cơ còn thấp, bộ tĩnh nhiệt chƣa biến dạng vì thế sẽ đóng không cho dầu vào bên trong vì thế quạt chƣa quay
Khi nhiệt độ động cơ tăng lên, Lò xo tĩnh nhiệt cho dầu vào nhiều hơn vì thế mô- men quay đƣợc truyền từ 8 sang 5 làm quạt quay
Trong quá trình hoạt động, độ nghiêng và khoảng cách giữa các cánh quạt có sự thay đổi Khi tốc độ quay của quạt tăng, độ nghiêng của cánh giảm, điều này dẫn đến việc giảm lượng gió, giảm tiếng ồn và giảm công suất tiêu thụ để vận hành quạt.
Đối với động cơ đốt trong, quạt gió hoạt động khi nhiệt độ nước làm mát vượt quá tiêu chuẩn Việc sử dụng quạt cơ khí gặp vấn đề khi quạt hoạt động trước khi động cơ cần làm mát, dẫn đến kéo dài thời gian làm ấm máy Để khắc phục tình trạng này, ô tô hiện đại thường được trang bị quạt làm mát điện, giúp điều khiển thời gian hoạt động của quạt một cách linh hoạt hơn.
3.2.2.1 Loại điều khiển bằng công tắc tĩnh nhiệt
Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện quạt gió điều khiển điện
1 Bình điện; 2 Công tắc nhiệt độ nước làm mát;
3 Lò xo; 4 Cuộn dây sinh từ; 5 Quạt; 6 Cầu chì
- Nhiệt độ nước làm mát thấp
Khi công tắc nhiệt độ nước làm mát 2 đóng, dòng điện sẽ đi qua cầu chì 6 và cuộn dây 4, khiến cuộn dây 4 hoạt động Lực từ trường của cuộn dây rơle giữ các tiếp điểm ở vị trí ngắt, ngăn không cho dòng điện đến quạt, do đó quạt không quay.
- Nhiệt độ nước làm mát cao
Công tắc nhiệt độ nước làm mát 2 mở, mạch điện cấp cho cuộn dây 4 bị mất Tiếp điểm của rơ le đóng cung cấp dòng điện từ ắc-qui 1 qua cầu chì 6 đến quạt 5, giúp quạt quay.
3.2.2.2 Loại điều khiển theo chương trình:
Quạt làm mát động cơ trên ô tô sử dụng bộ điều khiển điện tử có thể được trang bị môtơ điện hoặc môtơ thuỷ lực Môtơ điện được điều khiển trực tiếp từ ECU, trong khi môtơ thuỷ lực được điều khiển thông qua van điện từ Quá trình mở hoặc tắt quạt được điều chỉnh bởi ECU dựa trên các thông số đầu vào như nhiệt độ động cơ, tốc độ động cơ và hệ thống điều hòa nhiệt độ.
- Hầu hết các loại quạt làm mát sử dụng trên ô tô là quạt hút, chỉ một số ít ô tô sử dụng kiểu quạt đẩy
- Quạt điện tiêu thụ công suất động cơ ít hơn quạt cơ khí, ít tiếng ồn hơn và không cần đai dẫn động.
Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa
3.3.1 Hiện tƣợng, nguyên nhân hƣ hỏng
3.3.1.1 Quạt vẫn làm việc, nhiệt độ động cơ tăng
- Lắp ngƣợc cánh quạt đối với quạt cơ khí
- Đấu nhầm cực nguồn điện với quạt điện
- Đai dẫn động bị dão, trƣợt
3.3.1.2 Quạt làm việc có tiếng ồn, nhiệt độ động cơ tăng
- Cánh quạt bị nứt, rách, gãy:
- Quạt làm việc lâu ngày, quạt va chạm với các chi tiết lạ trong quá trình làm việc làm cho quạt làm việc có tiếng ồn,
- Chổi than bị mòn, bạc của trục quạt thiếu dầu, nam châm vĩnh cửu bị bong vỡ, lực từ giảm
3.3.1.3 Thời gian làm ấm máy của động cơ dài, có tiếng ồn tại khớp thủy lực
- Các ổ bi đỡ bị mòn, chảy dầu hoặc kẹt van
- Lò xo tĩnh nhiệt bị hỏng
- Động cơ điện của quạt hỏng
- Công tắc điều khiển quạt bị hỏng
- Rơ le quạt bị hỏng
3.3.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa
Nội dung công việc Hình vẽ minh họa a) Đối với quạt điện
1 Kiểm tra sự làm việc của quạt gió ở nhiệt độ thấp (dưới 83 0 C)
- Bật khóa điện ở chế độ On
Hình 3.5: Bật khóa điện ở vị trí On
- Lúc này quạt gió không làm việc
Nếu quạt gió làm việc thì hƣ hỏng có thể do rơ -le điều khiển quạt hoặc công tắc nhiệt độ nước hoặc dây dẫn
Hình 3.6: Quạt gió không quay -Tháo giắc của công tắc nhiệt độ nước
- Phải cầm giắc để tháo, cầm dây sẽ làm đứt dây dẫn
- Nếu ECU điều khiển tốc độ quạt động cơ thì phải dùng máy chẩn đoán để kích hoạt và kiểm tra sự làm việc của quạt
Hình 3.7: Tháo giắc công tắc nhiệt độ nước
- Lúc này quạt gió sẽ làm việc
Nếu quạt không làm việc, kiểm tra cầu chì, rơ-le, quạt và mạch điện giữa rơ –le và công tắc nhiệt độ nước
- Kết nối lại giắc của công tắc nhiệt độ
- Cắm đúng vấu định vị
- Phải cắm thật chắc chắn vì nếu cắm lỏng sẻ có thể gây không ổn định khi quạt làm việc Điều này sẽ phá hỏng động cơ
Hình 3.9: Cắm giắc công tắc điều khiển quạt
2 Kiểm tra sự làm việc của quạt ở nhiệt độ cao (trên 93 0 C)
- Đặt nhiệt kế vào miệng két
- Khởi động động cơ, cho động cơ hoạt động đạt nhiệt độ đến 93 0 C
Hình 3.10: Kiểm tra nhiệt độ két nước
- Kiểm tra sự làm việc của quạt gió
Nếu quạt không làm việc, hƣ hỏng có thể xảy ra tại quạt gió ở động cơ, công tắc nhiệt độ nước hoặc dây dẫn
3 Kiểm tra công tắc nhiệt độ nước
- Sử dụng đồng hồ vạn năng kiểm tra sự thông mạch của công tắc nhƣ hình vẽ ở hai trạng thái Công tắc còn tốt khi:
Nhiệt độ nước >93 0 C Không thông mạch
Nhiệt độ nước
