Hệ thống làm mát động cơ đốt trong

1. Nhiệm vụ hệ thống làm mát động cơ đốt trong

Khi động cơ đốt trong nóng lên, hệ thống làm mát sẽ truyền nhiệt ra không khí chung quanh để làm mát động cơ. Ngược lại, khi động cơ còn lạnh, Hệ thống làm mát sẽ giúp cho động cơ dễ nóng lên.
Bằng cách đó, hệ thống làm mát giúp cho việc duy trì nhiệt độ động cơ thích hợp. Có các kiểu làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước. Tuy nhiên, trong động cơ ôtô thì hệ thống làm mát bằng nước được sử dụng là chủ yếu. 

(1) Hệ thống làm mát bằng nước
Trong hệ thống làm mát bằng nước, nước được lưu thông trong áo nước, hấp thụ nhiệt sản ra từ động cơ và duy trì nhiệt độ thích hợp cho động cơ.
Nhiệt hấp thụ này được giải phóng qua bộ két nước, và nước đã được làm nguội lại trở về tuần hoàn trong động cơ. Nhiệt của nước làm mát cũng có thể được sử dụng cho bộ sấy ấm.
Hai loại hệ thống làm mát này còn được phân biệt ra theo vị trí đặt van hằng nhiệt:
<1> Van hằng nhiệt ở phía đầu vào của bơm nước
<2> Van hằng nhiệt ở phía đầu ra của bơm nước
Các hệ thống làm mát còn khác nhau ở chỗ chúng có van đi tắt hay không. Trong những năm gần đây, hầu hết các hệ thống làm mát của động cơ đều có trang bị van hằng nhiệt có van đi tắt.

Dòng nước làm mát động cơ đốt trong

1. Kiểu có van hằng nhiệt lắp ở đầu vào của bơm

Đặc điểm của loại này là van hằng nhiệt được lắp ở đầu vào của bơm nước. Van hằng nhiệt này được trang bị van đi tắt; tuỳ theo sự thay đổi nhiệt độ của nước làm mát mà van này đóng hoặc mở van hằng nhiệt để điều chỉnh nước làm mát đi qua mạch chính và qua mạch đi tắt (mạch rẽ). 

(1) Khi nước làm mát còn lạnh:

Khi nhiệt độ của nước làm mát còn thấp, van hằng nhiệt sẽ đóng và van đi tắt mở.

Khi đó nước làm mát sẽ tuần hoàn qua mạch rẽ mà không đi qua van hằng nhiệt.

Nhờ vậy nhiệt độ của nước sẽ tăng lên và động cơ sẽ đạt đến nhiệt độ thích hợp nhanh hơn. 

(2) Khi nước làm mát đã nóng lên:

Khi nhiệt độ của nước làm mát lên cao, van hằng nhiệt mở và van đi tắt đóng lại.

Toàn bộ nước làm mát sẽ chảy qua két nước, ở đây nó được làm mát, sau đó nó đi qua van hằng nhiệt và trở về bơm nước.

Bằng cách này, nhiệt độ thích hợp của động cơ được duy trì 

Đối với động cơ không có van đi tắt, khi nhiệt độ của nước làm mát lên cao, nó không được tuần hoàn qua van đi tắt, vì thế hiệu quả làm mát cao hơn. Điều này cũng giúp cho sự hoạt động nhạy cảm của van hằng nhiệt để sự thay đổi nhiệt độ nước làm mát ít đi, cho phép động cơ chạy ở nhiệt độ ổn định. 

CHÚ Ý:

Động cơ được trang bị van hằng nhiệt có van đi tắt không nên hoạt động khi đã tháo van hằng nhiệt. Trong truờng hợp này, mạch đi tắt được mở rộng. Nếu cho động cơ hoạt động khi đã tháo bỏ van đi tắt (van hằng nhiệt) thì nước làm mát sẽ chảy qua mạch đi tắt nhiều hơn, làm cho động cơ dễ bị qúa nhiệt. 

Van hằng nhiệt

Có hai loại van hằng nhiệt, loại có van chuyển dòng và loại không có van chuyển dòng.

Xi lanh trong van hằng nhiệt được dịch chuyển do sự giãn nở của sáp trong xy-lanh. Sự dịch chuyển này làm cho van chính mở ra, điều tiết lưu lượng nước làm mát đi qua két nước, nhờ thế nhiệt độ thích hợp được duy trì.

Van chuyển dòng hoạt động cùng với van chính (Khi van chính mở, van chuyển dòng đóng.) 

Sau khi nước làm mát được xả hết ra ngoài, không khí bên trong động cơ không thoát ra ngoài dễ dàng, vì thế khi nạp lại nước làm mát thì nó khó vào vì van hằng nhiệt đã đóng lại. Vì vậy, không khí được xả ra qua van xả khí để quá trình nạp lại nước làm mát được thực hiện dễ hơn.

Khi động cơ đang chạy, van lắc được đóng kín bởi áp lực nước từ máy bơm.

Máy bơm nước

 Máy bơm nước được dẫn động bằng đai chữ V (đai thang có răng), để tạo dòng tuần hoàn nước làm mát trong hệ thống làm mát và trong bộ sưởi ấm. Rôto và thân của máy bơm nước có các vòng bít (phớt làm kín) để chống rò rỉ. Nếu vòng bít bị hư hỏng và nước làm mát bị rò ra ngoài thì lượng rò rỉ này được thoát ra ngoài qua lỗ xả trên thân máy bơm, để nước làm mát không thâm nhập vào các vòng bi.

Vì vậy, khi có hiện tượng rò rỉ hoặc có nước làm mát thoát ra qua lỗ xả thì nguyên nhân có thể là vòng bít hoặc vòng bi bị hỏng. 

GỢI Ý:

 Thông thường, máy bơm nước không thể sửa chữa bằng cách tháo rời nó ra, mà thường là phải thay cả bộ. Tuy nhiên, cũng có một số kiểu máy bơm có thể tháo ra để sửa chữa. 

 Có những kiểu máy bơm nước được dẫn động bằng mặt có răng của đai chữ V, và cũng có máy bơm được dẫn động bằng mặt sau của đai. 

Quạt làm mát động cơ đốt trong chạy bằng động cơ điện

Cần phải có một lưu lượng không khí lớn đi qua két nước để làm mát.

Thông thường, nếu xe chạy thì lưu lượng không khí đã đủ để làm mát. Nhưng khi xe dừng hoặc chạy chậm thì lưu lượng không khí không đủ. Vì vậy, động cơ được trang bị quạt làm mát để tạo ra lượng không khí cưỡng bức qua két nước.

Hệ thống quạt điện nhạy cảm với nhiệt độ của nước làm mát,và nó chỉ cung cấp một lưu lượng không khí thích hợp khi nhiệt độ lên cao. Ở nhiệt độ bình thường, quạt ngừng quay để động cơ ấm lên và giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn.

Tốc độ quay của quạt điện có thể thay đổi trong ba cấp hoặc vô cấp, nhờ thế hiệu quả làm mát có thể được điều chỉnh và phù hợp với nhiệt độ nước làm mát. 

2. Hoạt động

(1) Nhiệt độ nước làm mát thấp:

Công tắc nhiệt độ nước làm mát đóng, và nhờ thế rơle quạt được nối mát. Lực từ trường của cuộn dây của rơle sẽ giữ các tiếp điểm ở vị trí ngắt, và dòng điện không đến quạt được. 

(2) Nhiệt độ nước làm mát cao:

Công tắc nhiệt độ nước làm mát mở, và mạch rơle bị ngắt. Khi đó, các tiếp điểm tiếp xúc với nhau, cung cấp dòng điện cho quạt quay với tốc độ cao. 

GỢI Ý:

Gần đây có một số kiểu xe trong đó các điểm đóng/mở của công tắc nhiệt độ nước làm mát và của rơle quạt lại hoạt động theo chiều ngược lại. 

CHÚ Ý:

Khi làm việc ở gần quạt làm mát hoặc két nước, cần kiểm tra để biết chắc rằng đã tắt khoá điện.

Quạt làm mát được điều khiển bằng nhiệt độ, vì thế nếu bật khoá điện ON thì có nguy cơ quạt sẽ tự động chạy khi nhiệt độ của nước làm mát tăng lên. 

Khớp chất lỏng điều khiển bằng nhiệt độ

Đối với quạt làm mát được dẫn động bằng đai chữ V thì tốc độ của nó tăng lên tỷ lệ với sự tăng tốc độ của động cơ.

Đối với quạt có khớp chất lỏng điều khiển bằng nhiệt độ, thì tốc độ quạt được điều khiển bởi cảm biến nhiệt độ của luồng không khí đi qua két nước. 

Khớp chất lỏng này bao gồm một bộ li hợp thuỷ lực chứa dầu silicôn. Sự truyền chuyển động quay cho quạt thông qua đai chữ V được điều khiển bằng cách điều chỉnh lượng dầu trong buồng làm việc.

Khi nhiệt độ thấp, tốc độ quay của quạt được giảm xuống để giúp động cơ nóng lên và giảm tiếng ồn. Khi nhiệt độ động cơ tăng lên, tốc độ quạt tăng lên để cung cấp đủ lượng không khí cho két nước, tăng hiệu quả làm mát. 

 2. Hoạt động

Nhiệt độ không khí (nóng) trong khi xe chạy chậm

Chuyển động quay của trục khớp chất lỏng được truyền hết sang quạt. 

Nhiệt độ không khí (nóng) trong khi xe chạy nhanh

Sức ỳ của quạt tăng lên và sự trượt trong khớp chất lỏng làm cho quạt quay với tốc độ thấp hơn tốc độ quay của trục khớp chất lỏng. 

Nhiệt độ không khí (ấm) trong khi xe chạy nhanh

Tấm lưỡng kim sẽ ngắt đường dầu, làm giảm lượng dầu trong buồng làm việc. Điều này làm tăng hệ số trượt của khớp nối, dẫn đến giảm tốc độ quay của quạt. 

Nhiệt độ không khí (lạnh) trong khi xe chạy nhanh

Đường dầu bị ngắt và mức dầu công tác tiếp tục giảm. Lúc này hệ số trượt là lớn nhất và tốc độ quạt là thấp nhất. 

Hệ thống quạt làm mát thuỷ lực động cơ đốt trong điều khiển bằng điện tử

Hệ thống quạt làm mát thuỷ lực điều khiển bằng điện tử dùng động cơ thuỷ lực để chạy quạt. Máy tính sẽ điều chỉnh lượng dầu đi vào động cơ thuỷ lực, và bằng cách đó mà tốc độ quạt được điều chỉnh vô cấp, luôn luôn đảm bảo lượng không khí phù hợp nhất.

So với quạt điện thì quạt này có động cơ nhỏ hơn, nhẹ hơn, và có khả năng cung cấp lượng không khí lớn hơn. Tuy nhiên, bơm dầu và hệ thống điều khiển lại phức tạp hơn. 

Áp suất nén

1. Kiểm tra áp suất nén

 

Cho động cơ chạy để làm ấm lên rồi dừng lại.

Tháo tất cả các bugi ra, cho quay khởi động động cơ, mở hết bướm ga để đo áp suất nén của tất cả các xy-lanh. 

GỢI Ý:

 Tháo các giắc nối của tất cả các vòi phun để không thể phun nhiên liệu được. 

 Tháo hoặc bộ IC đánh lửa hoặc ngắt các giắc nối để không thể đánh lửa được. 

 Nên sử dụng ắc quy đã được nạp đầy để có thể quay động cơ với tốc độ trên 250 v/ph. 

CHÚ Ý:

Việc kiểm tra này cần được thực hiện trong thời gian càng ngắn càng tốt. 

Thí dụ: Động cơ 1NZ-FE (NZE12#)

Áp suất nén : 1,471 kPa (15,0 kgf/cm2) hoặc ít hơn

Áp suất tối thiểu: 1,079 kPa (11,0 kgf/cm2)

Chênh lệch giữa xy-lanh: 98 kPa (1,0 kgf/cm2)

GỢI Ý KHI SỬA CHỮA:

Nếu áp suất nén thấp, hãy đổ một ít dầu động cơ vào lỗ bugi, rồi đo lại áp suất nén. 

 Nếu áp suất nén tăng lên: một xé