Giải Mã Hệ Thống Làm Mát Bằng Nước Có Chi Tiết Đặc Trưng Nào?

 

Hệ thống làm mát là một phần không thể thiếu trên những chiếc xe ô tô, xe hơi. Dù quan trọng nhưng không phải ai cũng hiểu rõ công dụng của nó cũng như hệ thống làm mát bằng nước có chi tiết đặc trưng nào? Trong quá trình động cơ ô tô hoạt động, nhiên liệu bị đốt cháy sinh ra một lượng nhiệt cao. Một phần nhiệt này sẽ được hệ thống xả ra môi trường và một phần cũng nhiệt vẫn còn lại trong động cơ.

Do đó cần một hệ thống giải nhiệt để đảm bảo động cơ hoạt động ở nhiệt độ bình thường, phổ biến nhất chính là hệ thống làm mát bằng nước. Ngoài hệ thống làm mát bằng nước vẫn còn một số loại hệ thống làm mát khác. Mỗi kiểu làm mát sẽ có những đặc điểm khác nhau. Vậy ưu nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước là gì?

1. Tìm hiểu hệ thống làm mát bằng nước có chi tiết đặc trưng nào?

Trên ô tô, hệ thống làm mát bằng nước có chi tiết đặc trưng nào? Thực tế, hệ thống này được chia thành 3 loại khác nhau:

·        Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi

Hệ thống này không cần bơm nước hay quạt gió. Cấu tạo của hệ thống này gồm hai tầng chứa nước gồm một khoang nước làm mát cho thân máy, một thùng chứa nước bốc hơi lắp ở trên nắp hay trên thân máy.

Khi động cơ hoạt động, nước trong áo nước ở xung quanh buồng cháy sẽ sôi. Tỷ trọng của nước sôi thấp hơn nên sẽ nổi lên trên mặt thoáng của thùng chứa và bốc hơi đi ra ngoài. Tỷ trọng nước nguội lớn hơn nên sẽ chìm xuống và điền đầy chỗ nước nóng đã nổi lên. Từ đó tạo nên dòng đối lưu tự nhiên.

Kiểu hệ thống làm mát này có kết cấu đơn giản, mức độ hao mòn xi lanh không đều, tiêu hao nhiều nước và thường sử dụng cho động cơ nông nghiệp như D12, D15, động cơ bông sen…

·        Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên

Nhờ sự chênh lệch áp suất giữa hai cột nước lạnh và nước nóng nên nước lưu động tuần hoàn. Đặc điểm của hệ thống làm mát kiểu này đó là hiệu suất làm mát thấp do tốc độ nước lưu thông chậm, chỉ phù hợp cho động cơ tĩnh tại.

·        Hệ thống làm mát theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức.

Bơm nước là bộ phận giúp nước trong hệ thống được tuần hoàn. Quạt gió được sử dụng để tăng hiệu quả làm mát, van hằng nhiệt được dùng để khống chế nhiệt độ của động cơ. Hệ thống làm mát dạng này tiếp tục chia thành 02 loại:

- Loại hệ thống tuần hoàn kín:

Nước sử dụng trong hệ thống tuần hoàn theo một vòng khép kín và được lặp đi lặp lại trong quá trình làm việc. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn có cấu tạo gồm: van nhiệt, két nước, bơm, ống dẫn, khoáng chứa nước bên trong động cơ và quạt gió.

Trong quá trình động cơ vận hành, két nước sẽ bị bốc hơi cạn dần. Do đó tùy thuộc vào điều kiện làm việc bạn có thể cho thêm nước vào két ở một lượng vừa đủ.

- Loại hệ thống tuần hoàn mở:

Phương pháp làm mát này thường sử dụng trên các động cơ tàu thủy, tàu biển. Dùng nước sông biển làm mát sau đó trực tiếp xả ra bên ngoài. Cấu trúc của hệ thống làm mát cưỡng bức không tuần hoàn thường không có két nước, van hằng nhiệt và quạt gió. Động cơ được trang bị hệ thống làm mát này thường

Hiện nay trên động cơ ô tô chủ yếu sử dụng hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức kín.

2. Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng nước

Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng nước khá đơn giản. Tuy nhiên, mỗi kiểu làm mát sẽ có nguyên lý khác nhau. Dưới đây sẽ trình bày về nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng nước theo kiểu cưỡng bức.

Hệ thống làm mát sẽ thực hiện hoạt động vận chuyển nước làm mát tuần hoàn quanh nắp quy lát và thân máy. Khi động cơ hoạt động và nóng lên, van hằng nhiệt sẽ tự động mở để nước làm mát đi qua thân máy, lấy nhiệt cao ra khỏi động cơ.

Phần nước làm mát sau đó sẽ nóng lên và được đẩy về két nước làm mát để chia nhỏ vào các ống bên trong két nước. Tại đây nước nóng sẽ được làm mát bằng gió do quạt làm mát tạo ra kết hợp với gió khi ô tô chuyển động.

Sau khi giải nhiệt cho nước nóng, nó tiếp tục tuần hoàn trở lại vào trong động cơ để làm mát. Chu kỳ tuần hoàn của hệ thống làm mát cứ tiếp tục diễn ra liên tục như vậy nhờ vào hoạt động của bơm nước.

Bộ phận van hằng nhiệt được lắp đặt ở giữa két nước và động cơ nhằm đảm bảo nước làm mát luôn có nhiệt độ ổn định. Nếu nhiệt độ nước làm mát quá thấp hoặc quá cao thì van hằng nhiệt sẽ tự động đóng, không cho nước làm mát đi vào động cơ. Chỉ khi nước làm mát đạt đến nhiệt độ làm việc ổn định của động cơ thì van hằng nhiệt sẽ mở ra để thực hiện chu kỳ tuần hoàn nước làm mát.

Nhằm tránh tình trạng nước làm mát bị sôi, hệ thống làm mát trên ô tô còn được cải tiến với thiết kế chịu được áp suất ao. Khi áp suất cao nhiệt độ của nước sẽ tăng lên và làm sôi. Thậm chí, khi áp suất cao vượt mức cho phép có thể gây nứt thân máy hoặc các đường ống nước bị nổ. Do đó, nhà sản xuất thiết kế thêm bình nước phụ để làm nguội và giảm áp suất cho động cơ. Khi áp suất bên trong hệ thống làm mát cao, nắp két nước sẽ mở ra để nước đi vào bình nước phụ. Khi nhiệt độ nước làm mát đã giảm xuống, nước trong bình nước phụ sẽ được hút trở lại hệ thống như ban đầu.

3. Ưu nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước

Ưu nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức

3.1. Ưu điểm:

•        Hiệu quả làm mát tốt, tốt hơn hệ thống làm mát bằng không khí

•        Khả năng làm mát đồng đều hơn hệ thống làm mát bằng không khí. Giới hạn tỷ số nén về kích nổ cao và các chi tiết mài mòn đồng đều.

•        Tổn thất về công suất cho hệ thống làm mát ít hơn các kiểu làm mát bằng không khí

•        Chiều dài của động cơ được thiết kế ngắn hơn. Không phải bố trí động cơ gần tản nhiệt giữa các xy lanh giúp động cơ chắc chắn và bền vững hơn.

•        Hạn chế hiện tượng hình thành bọt khí trong lớp áo nước

3.2. Nhược điểm:

•        Thiết kế động cơ làm mát bằng nước phức tạp hơn vì cấu tạo gồm két nước, bơm, quạt, đường ống

•        Quạt làm mát được thiết kế với công suất lớn nên khi làm việc gây ra tiếng ồn lớn

•        Động cơ làm mát bằng nước khó sử dụng và khá bất tiện trong điều kiện thiếu nước như ở rừng sâu hay sa mạc.

Phân tích phương pháp làm mát bằng nước chúng ta mới thấy được ưu điểm vượt trội và các nhược điểm đều có thể chấp nhận được. Mỗi hệ thống làm mát động cơ đều có những ưu-nhược điểm riêng, không có gì là hoàn hảo. Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, nhà sản xuất sẽ lắp đặt loại hệ thống làm mát phù hợp nhất.

Các thiết bị làm mát luôn là một bộ phận quan trọng, cần thiết đối với động cơ. Quá trình tiêu hao nhiên liên luôn đi kèm với vấn đề sản sinh nhiệt gây nóng động cơ. Nếu động cơ phải hoạt động trong tình trạng nhiệt độ cao, không phù hợp sẽ làm giảm hiệu suất. Không chỉ thế, tình trạng này kéo dài có thể gây hư hỏng động cơ. Vấn đề cấp thiết để giải quyết hiện tượng này đó là trang bị hệ thống làm mát cho ô tô. Vậy hệ thống làm mát bằng nước có chi tiết đặc trưng nào? Bạn đã tìm ra đáp án chính xác cho riêng mình hay chưa?

>> Xem thêm: Khám Phá Khác Biệt Giữa Vios G Và Vios E 2021 Chi Tiết Nhất