BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNGĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆPHÀNỘI

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn An Thun
Mã SV: 1141030104
Lớp: ĐH Ơ2

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ

Khóa: 11

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên xe
TOYOTA INOVA 2019
Mục tiêu đề tài
Giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát động
cơ 1TR-FE trên xe Innova. Từ đó, đưa ra quy trình tháo, lắp, bảo dưỡng, sửa
chữa và chẩn đoán hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên xe Innova đảm bảo
đúng yêu cầu kỹ thuật.
Kết quả dự kiến
1. Phần thuyết minh:
- Tổng quan về hệ thống làm mát trên xe ô tô du lịch
- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên
xe Innova 2019
- Đặc điểm kết cấu của hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên xe Innova
- Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát động cơ 1TRFE trên xe Innova 2019
2. Bản vẽ: (3 bản vẽ A0)

- 01 bản vẽ: Sơ đồ bố trí chung hệ thống làm mát trên xe ô tô du lịch
- 01 bản vẽ: Kết cấu các bộ phận chính hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE
trên xe Innova
- 01 bản vẽ: Bảng quy trình kiểm tra và bổ sung mơi chất làm mát
Thời gian thực hiện: từ 02/03/2020 đến
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA

TS. Phạm Văn Đoàn

TS. Nguyễn Anh Ngọc


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................


Hà Nội, ngày

tháng

năm 2020

Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2020


Giáo viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC


5

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
1TR-FE

Diễn giải
Loại động cơ xăng được dùng trên xe Toyota
Innova

Đơn vị
-

Double OverHead Camshaft là động cơ sử dụng
DOHC

2 trục cam bố trí trên nắp máy, mỗi trục dẫn

-

động một bên xu páp hút hoặc xả riêng biệt
VVT-i


Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử

-

L-EFI

Hệ thống phun xăng điện tử

-

205: chiều rộng lốp, 55: bề dày lốp bằng 65%
205/55R17

chiều rộng lốp, R: cấu trúc lốp, 17: đường kính

-

vành bánh xe
HTLM

Hệ thống làm mát

-


6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ



7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1. Bảng quy trình kiểm tra và bổ sung môi chất làm mát...................59


8

LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ đã trở thành một phương tiện vận chuyển thông dụng và hữu hiệu
trong bất cứ ngành nghề nào của nền kinh tế quốc dân như: khai thác tài
nguyên, dịch vụ công cộng, xây dựng, quân sự và đặc biệt là nhu cầu di
chuyển ngày càng cao của con người. Một chiếc ô tô hiện đại ngày nay phải
đáp ứng được các nhu cầu về tính tiện nghi, an toàn, kinh tế, thẩm mỹ và thân
thiện với mơi trường,… Chính vì thế các nhà chế tạo ơ tơ nói chung và hãng
xe TOYOTA nói riêng đã khơng ngừng cải tiến và hoàn thiện chúng bằng việc
đưa nhiều cơng nghệ mới nhằm đáp ứng những nhu cầu đó.
Một động cơ hoạt động đạt hiệu quả cao, chính là nhờ sự hỗ trợ và làm
việc tốt của các hệ thống như: hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát…. Vì vậy
cơng suất, sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất lớn
vào sự làm việc của các hệ thống này. Trong quá trình học tập em nhận thấy
hệ thống làm mát là một hệ thống rất quan trọng và không thể thiếu trong bất
cứ loại xe nào. Nó khơng những giúp động cơ làm việc được ổn định mà còn
giúp tăng tuổi thọ cho động cơ. Chính vì vậy em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu
hệ thống làm mát động cơ 1TR-FE trên xe Innova 2019” để tìm hiểu thêm và
củng cố lại kiến thức về hệ thống giúp cho công việc sau này.
Do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời
gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em khơng tránh khỏi những
thiếu sót, kính mong các thầy chỉ bảo để đồ án em được hoàn thiện hơn. Cuối

cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Văn Đồn, các thầy cơ giáo
trong khoa công nghệ ô tô cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày......tháng.......năm 2020
Sinh viên thực hiện

Nguyễn An Thuyên


9

1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ

1.1.

KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN Ơ TƠ

1.1.1. Cơng dụng
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp
xúc với khí cháy như: piston, xéc măng, xu páp, nắp xylanh, thành xylanh
chiếm khoảng 25÷35% [1] nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy các
chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt, nhiệt độ đỉnh piston có thể lên tới
600oC, cịn nhiệt độ của nấm xu páp có thể lên 900oC. Nhiệt độ của các chi
tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:
- Làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của các chi tiết máy;
- Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng tổn
thất ma sát;
- Có thể gây bó kẹt piston trong xylanh do hiện tượng giãn nở nhiệt;
- Giảm hệ số nạp;

- Đối với động cơ xăng dễ phát sinh hiện tượng kích nổ.
Để khắc phục các hậu quả xấu trên.Vì vậy cần thiết phải làm mát động
cơ. Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện q trình truyền nhiệt từ
khí cháy qua thành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho
nhiệt độ của các chi tiết khơng q nóng nhưng cũng khơng q nguội. Động
cơ q nóng sẽ gây ra các hiện tượng như đã nói, cịn q nguội tức là động
cơ được làm mát quá nhiều vì vậy tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều,
nhiệt lượng dùng để sinh cơng ít do đó hiệu suất nhiệt của động cơ thấp, ngoài
ra do nhiệt độ động cơ thấp ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt
của dầu bơi trơn tăng, dầu bơi trơn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ
giới và tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất
động cơ.


10

* Làm mát động cơ và máy nén
Hệ thống làm mát có nhiệm vụ chính là làm mát động cơ, bảo đảm động
cơ có nhiệt độ ổn định trong suốt q trình làm việc. Ngồi ra, hệ thống cũng
có nhiệm vụ khơng kém phần quan trọng đó là rút ngắn thời gian chạy ấm
máy, nhanh chóng đưa động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc. Bên cạnh đó hệ
thống làm mát cịn làm mát cho máy nén khí nhằm tăng hiệu suất cho máy
nén khí. Đường nước làm mát máy nén khí được trích từ đường nước chính
làm mát động cơ. [2]
* Làm mát dầu bơi trơn
Trong q trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng lên
không ngừng do các nguyên nhân cơ bản sau:
- Dầu bôi trơn phải làm mát các trục, tỏa nhiệt lượng sinh ra trong quá
trình ma sát các ổ trục ra ngồi;
- Dầu bơi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao như

cị mổ, đuôi xu páp, piston...
Để đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu ổn định, giữ độ nhớt dầu ít thay
đổi và đảm bảo khả năng bơi trơn, vì vậy cần phải làm mát dầu bôi trơn.
Đường dầu bôi trơn được thiết kế song song với đường nước làm mát động
cơ. Khi nước làm mát động cơ đồng thời làm mát luôn cho dầu bôi trơn, nhằm
hạ nhiệt độ cho dầu bôi trơn.
1.1.2. Yêu cầu
Đối với động cơ 1TR-FE hệ thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu
sau:
- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát nhỏ;
- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở
khoảng 80÷95oC và nhiệt độ của dầu bơi trơn trong động cơ khoảng
95÷115oC [1] [3]


11

- Bảo đảm động cơ làm việc tốt ở mọi chế độ và mọi điều kiện khí hậu
cũng như điều kiện đường sá, kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí.
1.1.3. Phân loại
Hệ thống làm mát được chia làm hai loại:
- Hệ thống làm mát bằng khơng khí;
- Hệ thống làm mát bằng nước.
1.2.

HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ BẰNG KHÔNG KHÍ
- Hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng gió bao gồm ba bộ phận

chủ yếu: phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xylanh, quạt gió và bản dẫn gió.
- Hệ thống làm mát bằng khơng khí chia làm hai loại: làm mát bằng

khơng khí kiểu tự nhiên và kiểu làm mát theo cưỡng bức (dùng quạt gió).
Tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại động cơ mà trang bị hệ thống làm
mát hợp lý. [3]
1.2.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí kiểu tự nhiên
Hệ thống làm mát kiểu này rất đơn giản. Nó chỉ gồm các phiến tản nhiệt
bố trí trên nắp xylanh và thân máy. Các phiến ở mặt trên nắp xylanh bao giờ
cũng bố trí dọc theo hướng di chuyển của xe, các phiến làm mát ở thân
thường bố trí vng góc với đường tâm xylanh. Đa số động cơ mô tô và xe
máy bố trí hệ thống làm mát kiểu này.
Tuy nhiên, một vài loại xe máy đặt động cơ nằm ngang lại bố trí phiến
tản nhiệt dọc theo đường tâm xylanh để tạo điều kiện gió lùa qua rãnh giữa
các phiến tản nhiệt. Hệ thống làm mát kiểu tự nhiên lợi dụng nhiệt khi xe
chạy trên đường để lấy làm mát các phiến tản nhiệt.
Do đó, khi xe lên dốc hay chở nặng hoặc chạy chậm thường động cơ bị
quá nóng do làm mát kém. Để khắc phục nhược điểm này người ta đưa ra
phương án làm mát bằng khơng khí kiểu cưỡng bức. [3] [4]


12

1.2.2. Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng bức
Hệ thống kiểu này có ưu điểm lớn là khơng phụ thuộc vào tốc độ di
chuyển của xe dù xe vẫn đứng một chỗ vẫn đảm bảo làm mát tốt cho động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống làm mát kiểu này vẫn còn tồn tại nhược điểm là kết cấu
thân máy và nắp xylanh phức tạp, rất khó chế tạo do cách bố trí các phiến tản
nhiệt và hình dạng các phiến tản nhiệt.

4

6


3

2

5

1

B

A

Hình 1.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí động cơ 4 xylanh
Hiệu quả làm mát của hệ thống phụ thuộc nhiều về hình dạng, số lượng
và cách bố trí các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xylanh.
(A)- Hệ thống làm mát bằng gió dùng quạt gió hướng trục.
(B)- Quạt gió hướng trục.
1- Tang trống có cánh quạt; 2- Nắp đầu trục; 3- Bu lông; 4- Trục quạt
gió; 5- Tang trống có cánh dẫn; 6- Bánh đai truyền.
Hệ thống làm mát bằng gió kiểu cưỡng bức bao gồm ba bộ phận chủ yếu
đó là: các phiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xylanh, quạt gió và bản dẫn


13

gió. Nhưng quan trọng nhất là quạt gió, quạt gió cung cấp lượng gió cần thiết,
có tốc độ cao để làm mát động cơ. Quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu
cung cấp gió với lưu lượng lớn làm mát động cơ. Để rút ngắn thời gian từ
trạng thái nguội khi khởi khởi động đến trạng thái nhiệt ổn định, quạt gió

trang bị ly hợp thủy lực hay điện từ.
Hình vẽ (A) giới thiệu hướng lưu động dịng khơng khí làm mát động cơ
bốn xylanh dung quạt gió hướng trục. Từ hình vẽ ta thấy khơng khí qua cửa
hút gió, qua quạt gió hướng trục rồi theo bản dẫn gió đi vào khu vực các phiến
tản nhiệt của các xylanh, sau đó theo ống thải thốt ra ngồi.
Nhờ có bản dẫn gió nên dịng khơng khí làm mát được phân chia đều cho
các xylanh, khiến cho nhiệt độ các xylanh tương đối đồng đều. Hơn nữa do
khí có bản dẫn gió, dịng khơng khí đi sát mặt đỉnh của các phiến tản nhiệt vì
vậy có thể nâng cao hiệu suất truyền nhiệt. Ngồi ra nhờ có bản dẫn gió, ta có
thể bố trí ưu tiên cho dịng khơng khí đến làm mát các vùng nóng nhất (xu
páp thải, buồng cháy…).
Bản dẫn gió được chế tạo bằng tơn dày 0,8÷1mm. Để tránh rung và ồn,
bản dẫn gió được cố định vào thân máy. [1]
1.3.

HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC
Hệ thống làm mát bằng nước được chia ra nhiều kiểu khác nhau như:

làm mát bằng nước kiểu bốc hơi, kiểu đối lưu tự nhiên, kiểu tuần hoàn cưỡng
bức và làm mát ở nhiệt độ cao. Mỗi kiểu làm mát đều có những ưu nhược
điểm khác nhau và thích hợp cho từng điều kiện làm việc của từng động cơ.
1.3.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi
Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi là loại đơn giản nhất. Hệ
thống này không cần bơm, quạt.
Bộ phận chứa nước có hai phần: khoang nước bao quanh thành xylanh
(8), khoang nắp xylanh (5) và thùng chứa nước bay hơi (2) ở phía trên.


14


Sơ đồ nguyên lý của hệ thống như sau:
1

2

3

4
5

6

7

8

9

10

11

Hình 1.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi
1- Thùng nhiên liệu; 2- Khoang chứa nước bốc hơi; 3,4- Xu páp; 5- Nắp
xylanh; 6- Thân máy; 7- Piston; 8- Xylanh; 9- Thanh truyền; 10- Trục khuỷu;
11- Các te chứa dầu.
Với việc làm mát bằng kiểu bốc hơi nước, lượng nước trong thùng sẽ
giảm nhanh, do đó cần phải bổ sung nước thường xuyên và kịp thời. Vì vậy,
kiểu làm mát này khơng thích hợp cho động cơ dùng trên phương tiện vận tải.
Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi do kết cấu đơn giản và đặt

tính lưu động đối lưu đã nói ở trên nên hệ thống này được dùng cho các động
cơ đốt trong kiểu xylanh nằm ngang, đặc biệt các động cơ trên các máy nông
nghiệp cỡ nhỏ.
Nhược điểm của hệ thống làm mát này là thất thốt nước nhiều và hao
mịn xylanh khơng đều. [3]
1.3.2. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên
Trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên, nước lưu động tuần hoàn
nhờ sự chênh lệch áp lực giữa hai cột nước nóng và lạnh mà khơng cần bơm.


15

Cột nước nóng trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong
két nước.

4

5

6

7

8

9

3

2


1
Hình 1.3. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên
1- Đường nước; 2- Hướng gió vào; 3- Két nước; 4- Nắp két; 5- Đường
dẫn nước vào két làm mát; 6- Quạt gió; 7- Đường nước làm mát động cơ; 8Xylanh; 9- Thân máy.
Khi mới khởi động do sự chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước nóng và
nguội bé nên chênh lệch áp lực giữa hai cột nước bé. Vì vậy, nước lưu động
chậm, động cơ chóng đạt nhiệt độ ở chế độ làm việc. Sau đó phụ tải tăng thì
độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước cũng tăng theo, tốc độ lưu động của
nước cũng tăng theo. Độ chênh áp lực cũng còn phụ thuộc vào hiệu độ chênh
chiều cao trung bình của hai cột nước, do đó phải luôn luôn đảm bảo mức
nước của thùng chứa phải cao hơn ở nước ra của động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống có nhược điểm là nước lưu động trong hệ thống có
vận tốc bé vào khoảng 0,12÷0,19 m/s [2]. Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt
độ nước vào và nước ra lớn, vì vậy mà thành xylanh được làm mát khơng đều.
Muốn khắc phục nhược điểm này thì phải tăng tiết diện lưu thông của nước
trong động cơ dẫn đến hệ thống làm mát nặng nề cồng kềnh. Do vậy, hệ thống


16

làm mát kiểu này khơng thích hợp cho động cơ ô tô máy kéo, mà thường
được dùng trên động cơ tĩnh tại. [3] [5]
1.3.3. Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức khắc phục được nhược điểm
trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu. Trong hệ thống này, nước lưu động do
sức đẩy cột nước của bơm nước tạo ra. Tùy theo số vịng tuần hồn và kiểu
tuần hồn ta có các loại tuần hoàn cưỡng bức như: hệ thống làm mát tuần
hồn cưỡng bức một vịng kín, kiểu cưỡng bức một vịng hở, kiểu cưỡng bức
hai vịng tuần hồn. Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu

nhược điểm, phạm vi sử dụng khác nhau. [3]
1.3.3.1.

Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng
6

5

4

3

2

1
7
11

8

9

10

Hình 1.4. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn kín một vịng.
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- Bình làm mát dầu bôi trơn.
Ưu điểm của hệ thống làm mát cưỡng bức một vịng kín là nước sau khi
qua két làm mát lại trở về động cơ. Do đó ít phải bổ sung nước, tận dụng việc

trở lại nguồn nước để tiếp tục làm mát động cơ. Vì vậy, hệ thống này rất thuận
lợi đối với các loại xe đường dài, nhất là ở những vùng thiếu nguồn nước.


17

1.3.3.2.

Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn hai vịng

Trong hệ thống này, nước được làm mát tại két nước khơng phải là dịng
khơng khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dịng nước có nhiệt độ thấp hơn, như
nước sơng, biển. Vịng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát
cưỡng bức một vòng còn gọi là nước vịng kín. Vịng thứ hai với nước sông
hay nước biển được bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vịng kín,
sau đó lại thải ra sơng, biển nên gọi là vịng hở. Hệ thống làm mát hai vòng
được dùng phổ biến ở động cơ tàu thủy.
6

5

4
3
2

8

7

1


9

10

Hình 1.5. Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vịng tuần hồn
1- Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xylanh; 4- Van hằng
nhiệt; 5- Két làm mát; 6- Đường nước ra vòng hở; 7- Bơm nước vòng hở; 8Đường nước vào bơm nước vòng hở; 9- Đường nước tắt về bơm vịng kín;
10- Bơm nước vịng kín.
Hệ thống làm việc như sau: nước ngọt làm mát động cơ đi theo chu trình
kín, bơm nước (10) đến động cơ làm mát thân máy và nắp xylanh đến két làm
mát nước ngọt (5). Nước ngọt trong hệ thống kín được làm mát bởi nước
ngồi mơi trường bơm vào do bơm (7) qua lưới lọc, qua các bình làm mát


18

dầu, qua két làm mát (5) làm mát nước ngọt rồi theo đường ống (5) đổ ra
ngồi mơi trường.
Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ của nước trong hệ thống tuần hồn
kín cịn thấp, van hằng nhiệt (4) đóng đường nước đi qua két làm mát nước.
Vì vậy, nước làm mát ở vịng làm mát ngồi, nước được hút từ bơm (7) qua
két làm mát (5) theo đường ống (6) đổ ra ngồi. Van hằng nhiệt (4) có thể đặt
trên mạch nước để khi nhiệt độ nước làm mát thấp, nó sẽ đóng đường ống đi
vào két làm mát (5). Lúc này nước có nhiệt độ thấp sau khi làm mát động cơ
qua van hằng nhiệt (4) rồi theo đường ống đi vào bơm nước (10) để bơm trở
lại động cơ. [3]
1.3.3.3.

Hệ thống làm mát một vòng hở


Hệ thống làm mát kiểu này về mặt bản chất không khác nhiều so với hệ
thống làm mát cưỡng bức một vòng kín.
4

5

3

2
1

6

7

8

Hình 1.6. Hệ thống làm mát một vịng hở
1- Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp máy; 4- Van hằng nhiệt;
5- Đường nước ra vòng hở; 6- Đường nước vào bơm; 7- Đường nước nối tắt
về bơm; 8- Bơm nước.


19

Trong hệ thống này nước làm mát là nước sông, biển được bơm (8) hút
vào làm mát động cơ, sau đó theo đường nước (5) đổ ra sơng, biển. Hệ thống
này có ưu điểm là đơn giản. Tuy nhiên, ở một số kiểu động cơ nước làm mát
đạt được ở 1000C hoặc cao hơn. Khi nước ở nhiệt độ cao, nước sẽ bốc hơi.

Hơi nước có thể tạo thành ngay trong áo nước làm mát (kiểu bốc hơi bên
trong) hoặc hơi nước bị tạo ra trong một thiết bị riêng (kiểu bốc hơi bên
ngồi). Do đó, cần phải có một hệ thống làm mát riêng cho động cơ.
So sánh hai hệ thống làm mát kín và hở của động cơ tàu thủy thì hệ
thống hở có kết cấu đơn giản hơn, nhưng nhược điểm của nó là nhiệt độ của
nước làm mát phải giữ trong khoảng 50÷600C [1] [3] để giảm bớt sự đóng cặn
của các muối ở thành xylanh, nhưng với nhiệt độ này do sự làm mát không
đều nên ứng suất nhiệt của các chi tiết sẽ tăng lên. Cũng do vách áo nước bị
đóng cặn muối mà sự truyền nhiệt từ xylanh vào nước làm mát cũng kém.
Ngoài ra, do ảnh hưởng của nhiệt độ nước ở ngoài tàu thay đổi mà nhiệt độ
nước trong hệ thống hở cũng dao động lớn. Điều này khơng có lợi cho chế độ
làm mát.
1.3.4. Hệ thống làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao
Hệ thống làm mát ở nhiệt độ cao ở đây bao gồm hai hệ thống làm mát
chính là hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên ngoài và
hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt hơi nước và nhiệt
của khí thải.


20

1.3.4.1.

Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc hơi bên

ngồi

2

p2


3

,

4

5

6

tra

p2

,

tvào

7
1

Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao kiểu bốc
hơi bên ngoài
1- Động cơ; 2- Van tiết lưu; 3- Bộ tách hơi; 4- Quạt gió; 5- Bộ ngưng tụ
nước; 6- Khơng khí làm mát; 7- Bơm nước.
Trong hệ thống này có hai vùng áp suất riêng khác nhau. Vùng thứ nhất
có áp suất p1 truyền từ bộ tách hơi (3) qua bộ ngưng tụ (5) đến bơm tuần hồn
(7). Quạt gió (4) dùng để quạt mát bộ ngưng tụ (5). Vùng thứ hai có áp suất p 2
> p1 truyền từ bơm tuần hoàn qua động cơ đến van tiết lưu (2) của bình tách

hơi (3), độ chênh áp suất ∆p = p2 - p1 được điều chỉnh bởi van tiết lưu (2).
Nước trong vùng có áp suất cao p2 khơng sơi mà chỉ nóng lên (từ nhiệt độ t vào
đến tra ). Áp suất p2 tương ứng với nhiệt độ sôi t2 > tra nên nước chỉ sơi ở bộ
tách hơi có áp suất p1 < p2.


21

1.3.4.2.

Hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt

của hơi nước và nhiệt của khí thải


22

Hình 1.8. Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt
của hơi nước và nhiệt của khí thải

1


23

1- Động cơ; 2- Tua bin tăng áp; 3- Đường thải; 4- Bộ tăng nhiệt cho hơi
nước; 5- Bộ tăng nhiệt cho nước ra; 6- Bộ tăng nhiệt cho nước trước khi vào
bộ tách hơi; 7,9- Van tiết lưu; 8- Bộ tách hơi nước; 10- Tua bin hơi; 11- Bộ
ngưng tụ; 12,14,15,16- Bơm nước; 13- Thùng chứa nước.
Ưu điểm của hệ thống làm mát này là: Có thể nâng cao được hiệu suất

làm việc của động cơ lên 6-7%, giảm được lượng tiêu hao hơi nước và khơng
khí làm mát, do đó ta rút gọn được kích thước bộ tản nhiệt, đốt cháy được
nhiều lưu huỳnh trong nhiên liệu này.
Tuy nhiên, hệ thống làm mát này cũng có những nhược điểm cơ bản là
nhiệt độ của các chi tiết máy cao. Do đó cần đảm bảo các khe hở cơng tác của
các chi tiết cũng như cần phải dùng loại dầu bơi trơn có tính chịu nhiệt tốt.
Ngồi ra đối với động cơ xăng cần phải chú ý đến hiện tượng kích nổ. Khi
tăng áp suất để nâng nhiệt độ của nước làm mát trong hệ thống, cần phải đảm
bảo các mối nối đường ống, các khe hở của bơm phải kín hơn, bộ tản nhiệt
phải chắc chắn hơn.
1.4.

KẾT LUẬN
Qua nội dung nghiên cứu ta thấy được hệ thống làm mát là một hệ thống

quan trọng và không thể thiếu đối với động cơ.
Hệ thống làm mát không những phải đảm bảo hoạt động êm dịu mà cịn
phải ít tiêu hao cơng suất của động cơ.
Hệ thống làm mát có 2 loại chính là làm mát bằng khơng khí và làm mát
bằng nước. Mỗi loại có cấu tạo khác nhau và các chế độ làm việc cũng khác
nhau nhưng đều hướng đến mục đích chung là đảm bảo cho động cơ được
giải nhiệt khi hoạt động liên tục, làm cho xe vận hành được êm ái và tuổi thọ
động cơ được nâng cao.


24

Mỗi loại hệ thống làm mát đều ưu nhược điểm riêng. Giữa làm mát bằng
khơng khí và làm mát bằng nước cũng có những ưu nhược điểm của mình.
Toyota Innova là một loại xe du lịch vì vậy hệ thống làm mát được trên xe

phải đảm bảo được các tiêu chí: dễ bố trí, làm mát tối ưu nhất và hoạt động tốt
trong mọi điều kiện thời tiết và địa hình. Để đáp ứng được những u cầu đó
người lựa chọn lắp cho xe hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức.


25

CHƯƠNG 2

SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ

THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1TR-FE TRÊN XE INNOVA
2.1.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XE TOYOTA INNOVA
Tháng 1/2006, Toyota Innova chính thức được ra mắt tại thị trường Việt

Nam. Được biết, cái tên Innova có nguồn gốc từ "Innovative" có nghĩa là sự
đổi mới-sáng tạo. Theo các nguồn tin tức ô tô, sự ra đời của Toyota Innova
thực sự rất cần thiết bởi đàn anh Toyota Zace đã quá lỗi thời.
Xe Toyota Innova là loại xe du lịch 8 chỗ ngồi. Xe được trang bị động cơ
1TR-FE, khung gầm xe cứng cáp cho hiệu quả lái xe ổn định. Khả năng giảm
xóc và chống rung tốt tạo cảm giác thoải mái và êm ái cho mọi hành khách
trong xe trên mọi nẻo đường. [6]
Bảng 2.1. Bảng thông số xe Toyota Innova 2019-2.0V
STT

Thơng số kỹ thuật

Đơn vị


Giá trị

1

Động cơ

Lít

2.0

2

Hộp số

Cấp số

3

Số chỗ ngồi

Chỗ

7

Trọng lượng
tồn tải

Kg


2330

Trọng lượng
khơng tải

Kg

1755

Dài x rộng x
cao tồn bộ

mm x mm x
mm

4735x1830x1795

Chiều dài cơ sở

mm

2750

Chiều rộng cơ
sở

mm

1540


Khoảng sáng
gầm xe

mm

178

4

Kích thước

Tự động 6 cấp/6AT