Bộ tản nhiệt ô tô bao gồm ba phần: buồng đầu vào, buồng đầu ra và lõi tản nhiệt. Chất làm mát chảy bên trong lõi tản nhiệt và không khí đi ra ngoài bộ tản nhiệt. Chất làm mát nóng nguội đi khi nó tản nhiệt ra không khí, trong khi không khí lạnh nóng lên bằng cách hấp thụ nhiệt tỏa ra từ chất làm mát.
tóm tắt
Bộ tản nhiệt thuộc hệ thống làm mát ô tô, bộ tản nhiệt trong hệ thống làm mát bằng nước động cơ bao gồm ba phần: buồng đầu vào, buồng đầu ra, tấm chính và lõi tản nhiệt.
Bộ tản nhiệt làm mát chất làm mát đã đạt đến nhiệt độ cao. Khi các ống và vây của bộ tản nhiệt tiếp xúc với luồng không khí do quạt làm mát tạo ra và luồng không khí do chuyển động của xe tạo ra, chất làm mát trong bộ tản nhiệt sẽ trở nên lạnh.
loại
Theo hướng của dòng chất làm mát trong bộ tản nhiệt, bộ tản nhiệt có thể được chia thành hai loại: dòng chảy dọc và dòng chảy ngang.
Cấu trúc của lõi tản nhiệt chủ yếu được chia thành hai loại: loại tấm ống và loại đai ống
vật liệu
Có hai loại tản nhiệt ô tô chính: nhôm và đồng, loại trước dành cho xe du lịch thông thường, loại sau dành cho xe thương mại cỡ lớn
Vật liệu tản nhiệt ô tô và công nghệ sản xuất đang phát triển nhanh chóng. Bộ tản nhiệt bằng nhôm với những ưu điểm rõ ràng về vật liệu nhẹ, trong lĩnh vực ô tô và xe hạng nhẹ dần dần thay thế bộ tản nhiệt bằng đồng, công nghệ và quy trình sản xuất bộ tản nhiệt bằng đồng đã được phát triển rất nhiều, bộ tản nhiệt bằng đồng trong xe khách, máy móc xây dựng, hạng nặng xe tải và các lợi thế tản nhiệt động cơ khác là hiển nhiên. Bộ tản nhiệt của ô tô nước ngoài hầu hết là tản nhiệt bằng nhôm, chủ yếu xét về khía cạnh bảo vệ môi trường (đặc biệt là ở Châu Âu và Hoa Kỳ). Ở những chiếc xe mới của châu Âu, tỷ lệ bộ tản nhiệt bằng nhôm trung bình là 64%. Từ góc độ phát triển sản xuất bộ tản nhiệt ô tô ở Trung Quốc, bộ tản nhiệt bằng nhôm được sản xuất bằng phương pháp hàn đang dần tăng lên. Bộ tản nhiệt bằng đồng hàn cũng được sử dụng trong xe buýt, xe tải và các thiết bị kỹ thuật khác.
kết cấu
Bộ tản nhiệt ô tô là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống làm mát động cơ làm mát bằng nước của ô tô đang phát triển theo hướng nhẹ nhàng, hiệu quả và tiết kiệm. Cấu trúc tản nhiệt ô tô cũng không ngừng thích ứng với những phát triển mới.
Các dạng cấu trúc phổ biến nhất của bộ tản nhiệt ô tô có thể được chia thành loại DC và loại dòng chảy chéo.
Cấu trúc của lõi tản nhiệt chủ yếu được chia thành hai loại: loại tấm ống và loại đai ống. Lõi của bộ tản nhiệt hình ống bao gồm nhiều ống làm mát và tản nhiệt mỏng, các ống làm mát chủ yếu sử dụng các tiết diện phẳng và tròn để giảm lực cản không khí và tăng diện tích truyền nhiệt.
Lõi của bộ tản nhiệt phải có diện tích dòng khí vừa đủ để chất làm mát đi qua, đồng thời nó cũng phải có diện tích luồng không khí vừa đủ để một lượng không khí vừa đủ đi qua để lấy đi nhiệt do chất làm mát truyền đến bộ tản nhiệt. [1]
Đồng thời, nó cũng phải có đủ diện tích tản nhiệt để hoàn thành quá trình trao đổi nhiệt giữa chất làm mát, không khí và tản nhiệt.
Bộ tản nhiệt vành đai hình ống bao gồm các ống phân phối nhiệt và làm mát dạng sóng được sắp xếp xen kẽ bằng cách hàn.
So với bộ tản nhiệt hình ống, bộ tản nhiệt hình ống có thể tăng diện tích tản nhiệt lên khoảng 12% trong cùng điều kiện và đai tản nhiệt được mở bằng một lỗ cửa chớp tương tự với luồng không khí bị xáo trộn để phá hủy lớp bám dính của luồng không khí trên bề mặt vùng phân tán và cải thiện khả năng tản nhiệt.
Bộ tản nhiệt ô tô thường được chia thành làm mát bằng nước và làm mát không khí. Sự tản nhiệt của động cơ làm mát bằng không khí dựa vào sự lưu thông của không khí để lấy đi nhiệt nhằm đạt được hiệu quả tản nhiệt. Mặt ngoài khối xi lanh của động cơ làm mát bằng không khí được thiết kế và chế tạo thành kết cấu dạng tấm dày đặc, từ đó tăng diện tích tản nhiệt đáp ứng yêu cầu tản nhiệt của động cơ. So với động cơ làm mát bằng nước được sử dụng nhiều nhất, động cơ làm mát bằng không khí có ưu điểm là trọng lượng nhẹ và dễ bảo trì.
Làm mát bằng nước là bộ tản nhiệt có nhiệm vụ làm mát nước làm mát ở nhiệt độ cao của động cơ; Nhiệm vụ của máy bơm là luân chuyển chất làm mát khắp hệ thống làm mát; Hoạt động của quạt sử dụng nhiệt độ môi trường để thổi trực tiếp vào bộ tản nhiệt, nhờ đó chất làm mát nhiệt độ cao trong bộ tản nhiệt được làm mát; Một bể chứa trạng thái kiểm soát sự tuần hoàn của chất làm mát được sử dụng để lưu trữ chất làm mát.
Khi xe đang chạy, bụi, lá cây, mảnh vụn rất dễ tích tụ trên bề mặt két nước, làm tắc nghẽn lưỡi làm mát và khiến hiệu suất của két nước giảm sút. Trong trường hợp này chúng ta có thể dùng bàn chải để làm sạch hoặc có thể dùng máy bơm khí áp suất cao để thổi bay các cặn bẩn bám trên tản nhiệt.
Nguyên lý làm việc được giải thích chi tiết
Nhiệm vụ chính của hệ thống làm mát là tản nhiệt vào không khí để tránh cho động cơ quá nóng, tuy nhiên hệ thống làm mát còn có những vai trò quan trọng khác. Động cơ trong ô tô hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ cao phù hợp. Nếu động cơ bị nguội sẽ đẩy nhanh quá trình hao mòn của các bộ phận, khiến động cơ hoạt động kém hiệu quả và thải ra nhiều chất ô nhiễm hơn. Do đó, một vai trò quan trọng khác của hệ thống làm mát là làm nóng động cơ càng nhanh càng tốt và giữ nhiệt độ không đổi.
Có hai loại hệ thống làm mát ô tô:
Làm mát bằng chất lỏng và làm mát bằng không khí. Làm mát bằng chất lỏng Hệ thống làm mát của xe làm mát bằng chất lỏng luân chuyển chất lỏng qua các đường ống và kênh trong động cơ. Khi chất lỏng chảy qua động cơ nóng, nó sẽ hấp thụ nhiệt, làm giảm nhiệt độ của động cơ. Sau khi chất lỏng chảy qua động cơ, nó sẽ chảy đến bộ trao đổi nhiệt (hoặc bộ tản nhiệt) và nhiệt trong chất lỏng sẽ tản vào không khí qua bộ trao đổi nhiệt. Làm mát bằng không khí Một số ô tô đời đầu sử dụng công nghệ làm mát bằng không khí, nhưng ô tô hiện đại hầu như không sử dụng phương pháp này nữa. Thay vì tuần hoàn chất lỏng qua động cơ, phương pháp làm mát này sẽ tản nhiệt từ xi-lanh thông qua một tấm nhôm gắn trên bề mặt khối động cơ. Một chiếc quạt mạnh thổi các tấm nhôm vào không khí để làm mát động cơ. Vì hầu hết các ô tô đều sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng nên hệ thống làm mát trên ô tô có rất nhiều đường ống.
Sau khi bơm đưa chất lỏng đến khối động cơ, chất lỏng bắt đầu chảy trong các kênh động cơ xung quanh xi lanh. Sau đó, chất lỏng được đưa trở lại qua đầu xi lanh của động cơ đến bộ điều nhiệt tại điểm chất lỏng chảy ra khỏi động cơ. Nếu bộ điều chỉnh nhiệt bị tắt, chất lỏng sẽ chảy trực tiếp trở lại máy bơm thông qua các đường ống xung quanh bộ điều chỉnh nhiệt. Nếu bộ điều chỉnh nhiệt được bật, trước tiên chất lỏng sẽ chảy vào bộ tản nhiệt và sau đó quay trở lại máy bơm.
Hệ thống sưởi ấm cũng có một quy trình chu trình riêng. Chu trình này bắt đầu với đầu xi lanh và gửi chất lỏng qua ống thổi lò sưởi và quay trở lại máy bơm. Đối với ô tô được trang bị hộp số tự động, thường có một quy trình chu trình riêng để làm mát chất lỏng truyền được tích hợp trong bộ tản nhiệt. Chất lỏng truyền được hút qua bộ truyền động thông qua một bộ trao đổi nhiệt khác trong bộ tản nhiệt. Ôtô lỏng có thể hoạt động ở phạm vi nhiệt độ rộng từ dưới 0 độ C đến trên 38 độ C.
Vì vậy, dù dùng chất lỏng nào để làm mát động cơ thì nó cũng phải có điểm đóng băng rất thấp, điểm sôi rất cao và có khả năng hấp thụ nhiều nhiệt. Nước là một trong những chất lỏng hấp thụ nhiệt hiệu quả nhất, nhưng điểm đóng băng của nó quá cao để sử dụng trong động cơ ô tô. Chất lỏng được sử dụng trong hầu hết ô tô là hỗn hợp nước và ethylene glycol (c2h6o2), còn được gọi là chất chống đông. Bằng cách thêm ethylene glycol vào nước, điểm sôi có thể tăng lên đáng kể và điểm đóng băng giảm xuống.
Bất cứ khi nào động cơ đang chạy, máy bơm nước sẽ luân chuyển chất lỏng. Tương tự như máy bơm ly tâm dùng trên ô tô, máy bơm hoạt động bằng lực ly tâm để vận chuyển chất lỏng ra bên ngoài và liên tục hút chất lỏng từ giữa. Đầu vào của máy bơm được đặt gần trung tâm nên chất lỏng quay trở lại từ bộ tản nhiệt có thể chạm tới các cánh bơm. Cánh bơm đưa chất lỏng ra bên ngoài máy bơm, nơi nó đi vào động cơ. Chất lỏng từ máy bơm trước tiên chảy qua khối động cơ và đầu xi-lanh, sau đó vào bộ tản nhiệt và cuối cùng quay trở lại máy bơm. Khối động cơ và đầu xi lanh có một số kênh được đúc hoặc gia công để tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chất lỏng.
Nếu dòng chất lỏng trong các đường ống này trơn tru thì chỉ có chất lỏng tiếp xúc với đường ống mới được làm mát trực tiếp. Lượng nhiệt truyền từ chất lỏng chảy qua đường ống sang đường ống phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa đường ống và chất lỏng chạm vào đường ống. Do đó, nếu chất lỏng tiếp xúc với đường ống được làm lạnh nhanh thì nhiệt lượng truyền đi sẽ ít hơn. Bằng cách tạo ra sự nhiễu loạn trong đường ống, trộn lẫn tất cả các chất lỏng, giữ cho chất lỏng tiếp xúc với đường ống ở mức cao để hấp thụ nhiều nhiệt hơn, nhờ đó tất cả chất lỏng trong đường ống có thể được sử dụng một cách hiệu quả.
Bộ làm mát hộp số rất giống với bộ tản nhiệt bên trong bộ tản nhiệt, ngoại trừ việc thay vì trao đổi nhiệt với không khí, dầu trao đổi nhiệt với chất làm mát bên trong bộ tản nhiệt. Nắp bình áp suất Nắp bình áp suất có thể tăng điểm sôi của chất làm mát lên 25 ° C.
Chức năng chính của bộ điều chỉnh nhiệt là làm nóng động cơ nhanh chóng và duy trì nhiệt độ không đổi. Nó đạt được bằng cách điều chỉnh lượng nước chảy qua bộ tản nhiệt. Ở nhiệt độ thấp, đầu ra của bộ tản nhiệt sẽ bị chặn hoàn toàn, tức là toàn bộ chất làm mát sẽ được tuần hoàn qua động cơ. Khi nhiệt độ của chất làm mát tăng lên từ 82 đến 91 ° C, bộ điều chỉnh nhiệt sẽ mở ra, cho phép chất lỏng chảy qua bộ tản nhiệt. Khi nhiệt độ của chất làm mát đạt 93-103 ° C, bộ điều chỉnh nhiệt sẽ vẫn mở.
Quạt làm mát tương tự như bộ điều chỉnh nhiệt và phải được điều khiển để giữ cho động cơ ở nhiệt độ không đổi. Ô tô dẫn động cầu trước được trang bị quạt vì động cơ thường được lắp ngang, tức là đầu ra của động cơ hướng về một bên của ô tô.
Quạt có thể được điều khiển bằng công tắc điều nhiệt hoặc máy tính động cơ và những quạt này sẽ bật khi nhiệt độ tăng cao hơn điểm đặt. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm đặt, những chiếc quạt này sẽ tắt. Ô tô dẫn động cầu sau động cơ dọc thường được trang bị quạt làm mát dẫn động động cơ. Những chiếc quạt này có bộ ly hợp nhớt được điều khiển bằng nhiệt. Bộ ly hợp nằm ở trung tâm của quạt và được bao quanh bởi luồng không khí thoát ra từ bộ tản nhiệt. Loại ly hợp nhớt đặc biệt này đôi khi giống như một khớp nối nhớt dành cho xe dẫn động bốn bánh. Khi xe quá nóng, hãy mở tất cả các cửa sổ và chạy máy sưởi trong khi quạt chạy hết tốc độ. Điều này là do hệ thống sưởi thực chất là hệ thống làm mát thứ cấp, có thể phản ánh tình trạng của hệ thống làm mát chính trên ô tô.
Hệ thống ống sưởi nằm ở bảng điều khiển ống thổi sưởi của ô tô thực chất là một bộ tản nhiệt nhỏ. Quạt sưởi cho phép không khí lưu thông qua các ống thổi sưởi trước khi đi vào khoang hành khách của xe. Các ống thổi lò sưởi tương tự như một bộ tản nhiệt nhỏ. Ống thổi bộ sưởi hút chất làm mát nóng từ đầu xi lanh rồi đưa nó trở lại máy bơm, để bộ sưởi có thể hoạt động khi bật hoặc tắt bộ điều chỉnh nhiệt.
