Danh mục các bảng .................................................................................
Danh mục các hình ảnh ..........................................................................
Lời mở đầu..............................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ Ô TÔ
1.1 Nhiệm vụ của hệ thống làm mát động cơ ................................................
1.1.1 Làm mát động cơ và máy nén ...........................................................
1.1.2 Làm mát dầu bơi trơn .......................................................................
1.2 Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm mát ..........................................
1.2.1 Mục đích .....................................................................................
1.2.2 Yêu cầu về hệ thống làm mát ........................................................
CHƯƠNG 2: phân loại và kết cấu các cụm chi tiết
2.1 Hệ thống làm mát bằng nước ........................................................
2.2 Hệ thống làm mát bằng khơng khí...............................................
2.3 Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát.............................
2.3.1 Kết cấu két làm mát...................................................................
2.3.2 Kết cấu của bơm nước ................................................................
2.3.3 Kết cấu quạt gió .........................................................................
2.3.4 Van hằng nhiệt ...........................................................................
2.4 So sánh ưu nhược điểm của kiểu làm mát bằng nước và kiểu làm mát bằng
khơng khí .....................................................................................
CHƯƠNG 3 : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ
THỐNG LÀM MÁT TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014....................


3.1 Giới thiệu về xe Toyota Vios 2014 ......................................................
3.2 Hệ thống làm mát của xe toyota vios 2014............................................
3.2.1 Sơ đồ nguyên lý ........................................................................
3.2.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc các cụm chi tiết hệ thống làm mát xe toyota
vios 2014 ...................................................................................
3.2.2.1 Két nước làm mát .....................................................................
3.2.2.2 Nắp két ................................................................................

3.2.2.3 Bơm nước................................................................................
3.2.2.4 Quạt gió dẫn động bằng điện ....................................................
3.2.2.5 Van hằng nhiệt .........................................................................
3.2.2.6 Bình giãn nở ............................................................................
3.3 Kết luận ............................................................................................
CHƯƠNG 4 : NHỮNG HƯ HỎNG, QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG
SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÀM MÁT.....................................
4.1 Những hư hỏng thường gặp và nguyên nhân , cách khắc phục ...............
4.1.1 Két làm mát ...............................................................................
4.1.2 Nắp két ......................................................................................
4.1.3 Bơm nước ..................................................................................
4.1.4 Van hằng nhiệt ...........................................................................
4.1.5 Quạt gió.....................................................................................
4.1.6 Dung mơi làm mát .....................................................................
4.2 Nội dung bảo dưỡng ............................................................................


4.2.1 Bảo dưỡng thường xuyên ...........................................................
4.2.2 Bảo dưỡng định kỳ .....................................................................
4.3 Quy trình kiểm tra các chi tiết trong hệ thống làm mát ..........................
4.3.1 Kiểm tra hoạt động của quạt làm mát ..........................................
4.3.2 Kiểm tra cụm bơm nước .............................................................
4.3.3 Kiểm tra két nước làm mát .........................................................
4.3.4 Kiểm tra van hằng nhiệt..............................................................
KẾT LUẬN ............................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................
Danh mục các bảng
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 2014.......................
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 2014.......................
Danh mục hình ảnh

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống làm mát kiểu bốc hơi ..................................
Hình 2.2: Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên ..............
Hình 2.3: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn một vịng ...............
Hình 2.4: Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn hai vịng ................
Hình 2.5: Hệ thống làm mát một vịng hở ...........................................
Hình 2.6: Hệ thống làm mát bằng khơng khí động cơ 4 xi lanh............
Hình 2.7: Két nước làm mát...............................................................
Hình 2.8: Kết cấu bơm ly tâm ............................................................


Hình 2.9: Kết cấu quạt gió .................................................................
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt điện.............
Hình 2.11: Kết cấu van hằng nhiệt .....................................................
Hình 3.1: Tổng thể xe TOYOTA VIOS 2014 .....................................
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát ......................................
Hình 3.3: Két nước làm mát...............................................................
Hình 3.4: Kết cấu nắp két nước làm mát.............................................
Hình 3.5: Kết cấu bơm nước ..............................................................
Hình 3.6: Kết cấu quạt gió .................................................................
Hình 3.7: Sơ đồ mạch điện quạt làm mát động cơ ...............................
Hình 3.8: Van hằng nhiệt ...................................................................
Hình 3.9: Bình giãn nở ......................................................................


Lời mở 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 hồn 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 của động cơ trên xe
Toyota Vios 2014” 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 cịn ít và điều kiện thời gian khơng
cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không 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 Th.S Nguyên Anh Ngọc , các thầy cô giáo trong khoa công
nghệ ô tô cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2020
Sinh viên thực hiện


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ
Ơ TƠ
* Đặt vấn đề:
Việc đốt cháy hỗn hợp khí-nhiên liệu trong xylanh động cơ sinh ra nhiệt độ
khoảng 20000C hoặc cao hơn. Điều đó có nghĩa các chi tiết động cơ rất nóng. Tuy
nhiên, vách của xylanh động cơ khơng được nóng hơn 2600C. Nhiệt độ cao hơn là
ngun nhân làm cấu trúc dầu bôi trơn bị phá vỡ, mất khả năng bôi trơn. Các chi
tiết động cơ khác cũng bị hư hỏng. Để phòng ngừa hiện tượng này người ta phải sử
dụng hệ thống làm mát để triệt tiêu một phần nhiệt lượng thừa, nó chiếm khoảng

1/3 lượng nhiệt sinh ra trong buồng đốt. Hệ thống làm mát giữ cho động cơ làm
việc hiệu quả trong mọi điều kiện hoạt động cũng như ở mọi tốc độ. Nó cũng cho
động cơ đạt được nhiệt làm việc bình thường một cách nhanh nhất khi bắt đầu khởi
động trong mùa đơng giá lạnh. Và nó cũng cung cấp nguồn nhiệt sưởi ấm vào
trong khoang hành khách. Hầu hết các loại động cơ ô tô sử dụng làm mát bằng
dung dịch chất lỏng. Trong động cơ có những khoảng trống được gọi là áo nước,
nó bao bọc xung quanh các xylanh và buồng đốt. Động cơ hoạt động dẫn động
bơm nước bơm tuần hoàn dung dịch làm mát qua lớp áo nước. Dung dịch làm mát
hấp thu nhiệt và vận chuyển đến bộ tản nhiệt. Dịng khơng khí chạy qua bộ tản
nhiệt mang đi lượng nhiệt thừa giúp phòng ngừa động cơ bị quá nóng.
1.1 Nhiệm vụ của hệ thống làm mát động cơ
Hệ thống làm mát của động cơ 1NZ-FE có nhiệm vụ làm mát động cơ, máy
nén và dầu bôi trơn.
1.1.1 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.
1.1.2 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,
đi xupáp, 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 khoan 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 bơi trơn.
1.2 Mục đích và u cầu của hệ thống làm mát
1.2.1 Mục đích
Trong q trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiếp xúc với
khí cháy như: piston, xecmang, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng
25~35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy các chi tiết thường bị đốt
nóng mãnh liệt, nhiệt độ đỉnh piston có thể lên tới 6000C, cịn nhiệt độ nấm xupap
có thể lên tới 9000C. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu
như:
- Phụ tải nhiệt 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 cháy 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 đốt rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi
tiết không q nóng nhưng cũng khơng q nguội. Động cơ q nguội tức là động
cơ được làm mát quá nhiều vì vậy tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều,
nhiệt lượng 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 tổn thất cơ giới và tổn thất ma sát,
ảnh hưởng lớn đến các chi tiêu kinh tế và công suất động cơ.


1.2.2 Yêu cầu về hệ thống làm mát
Đối với động cơ 1NZ-FE cũng như các động cơ lắp trên xe ô tô khác thì hệ
thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé.
- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng
83¸950C và nhiệt độ của dầu bơi trơn trong động cơ khoảng 95÷1150C.
- 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

Chương 2: Các loại hệ thống làm mát và kết cấu các cụm chi tiết của
chúng
2.1 Hệ thống làm mát bằng nước
a) 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 xilanh (8), khoang
nắp xilanh (5) và thùng chứa nước bay hơi (2) ở phía trên.
Khi động cơ làm việc, tại những vùng nước bao xung quanh buồng cháy nước sẽ
sơi. Nước sơi có tỷ trọng bé hơn nên nổi lên trên mặt thoáng của thùng chứa để bốc
hơi ra ngồi khí trời. Nước nguội trong thùng chứa có tỷ trọng lớn
sẽ chìm xuống dưới điền chỗ cho nước nóng nổi lên, do đó tạo thành lưư động đối
lưu tự nhiên. Căn cứ vào nhiệt lượng của động cơ và cách bố trí động cơ đứng hay
nằm để thiết kế hệ thống kiểu bốc hơi này.
Sơ đồ nguyên lý


1- Thùng nhiên liệu; 2- Khoang chứa nước bốc hơi;3,4 Xupap 5- Nắp xilanh; 6Thân máy; 7- Piston 8- Xi lanh; 9- Thanh truyền; 10- Trục khuỷu;
11- Cácte 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

xilanh 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
xilanh khơng đều
b) Hệ thống làm mát 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. Cột nước
nóng trong động cơ và cột nước nguội trong thùng chứa hoặc trong két nước.

Hình 2.2:hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên
1- Đường nước; 2- Xilanh; 3- Đường dẫn nước vào két làm mát; 4- Nắp két; 5Két nước; 6- Quạt gió; 7- Đường nước làm mát động cơ.
Nước nhận nhiệt của xilanh trong thân máy, làm cho khối lượng riêng nước
giảm nên nước nổi lên trên. Trong khoang của nắp xilanh, nước tiếp tục nhận nhiệt
của các chi tiết bao quanh buồng cháy- nắp xilanh, xupap… nhiệt độ của nước tiếp
tục tăng lên và khối lượng riêng nước tiếp tục giảm, nên nước nổi lên trên theo
đường dẫn ra khoang phía trên của két làm mát (5). Quạt gió (6) được dẫn động
bằng puly từ trục khuỷu động cơ hút khơng khí qua két. Do đó, nước trong két
được làm mát làm cho khối lượng riêng nước tăng, nước sẽ chìm xuống khoang
dưới của két và từ đây đi vào thân máy, thực hiện một vòng tuần hoàn.
Độ chênh áp lực phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ của hai cột nước, do đó
cường độ làm mát có thể tự động điều chỉnh theo phụ tải. 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 ln
ln 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 V = 0,12¸0,19 m/s. Điều đó dẫn đến chênh lệch nhiệt độ nước vào và
nước ra lớn, vì vậy mà thành xilanh 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 làm mát kiểu này khơng
thích hợp cho động cơ ơ tô máy kéo, mà thường được dùng trên động cơ tĩnh tại.
c) Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vịng

Hình 2.3: hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng
1- Thân máy; 2- Đường nước ra khỏi động cơ; 3- Bơm nước;


mát;

4- Ống nước nối tắt vào bơm; 5- Nhiệt kế; 6- Van hằng nhiệt; 7- Két làm
8- Quạt gió; 9- Ống dẫn nước về bơm; 10- Bình làm mát dầu bơi trơn

Trên hình 2.3 là hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức của động cơ ơ tơ máy kéo
một hàng xilanh. Ở đây, nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm (3), qua ống phân phối
nước đi vào các khoang chứa của các xilanh. Để phân phối nước làm mát đồng đều
cho mỗi xilanh, nước sau khi bơm vào thân máy (1) chảy qua ống phân phối đúc
sẵn trong thân máy. Sau khi làm mát xilanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo
đường ống (2) ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao rồi đến van hằng nhiệt (6). Khi van
hằng nhiệt (6) mở, một phần nước chảy qua đường ống (4) về đường ống hút của
bơm nước (3), một phần lớn nước qua van hằng nhiệt (6) vào ngăn chứa phía trên
của két nước.
Tiếp theo, nước từ ngăn phía trên của két đi qua các ống mỏng có gắn cánh tản
nhiệt. Tại đây, nước được làm mát bởi dịng khơng khí qua két do quạt
(8) tạo ra. Quạt được dẫn động bằng đai hay bánh răng từ trục khuỷu của động cơ.
Tại ngăn chứa phía dưới, nước có nhiệt độ thấp hơn lại được bơm nước (3) đẩy vào

động cơ thực hiện một chu kỳ làm mát tuần hoàn.
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
d) 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 vòng kín. Vịng thứ hai với nước sơng 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 vòng hở. Hệ thống làm mát hai vòng được dùng phổ biến ở động cơ
tàu thủy.


Hình 2.4:hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hồn hai vòng
1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xilanh; 4- Van hằng nhiệt; 5Két làm mát; 6- Đường nước ra vòng hở; 7- Bơm nước vòng hở; 8- Đường 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 xi lanh 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 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 ngọt. 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 ngọt để khi nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp, nó sẽ đóng đường
ống đi vào két làm mát (5). Lúc này nước ngọt có nhiệt độ thấp sau khi làm mát

động cơ qua van hằng nhiệt (4) rồi theo đường ống đi vào bơm nước ngọt (10) để
bơm trở lại động cơ.
e) 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 vịng kín.

Hình 2.5: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.
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 để giảm bớt sự đóng cặn của các muối ở
thành xi lanh, 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 xi lanh 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 má
2.2 Hệ thống làm mát bằng không khí

Hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng gió bao gồm ba bộ phận chủ yếuphiến tản nhiệt trên thân máy và nắp xilanh, quạt gió và bản dẫn gió. Hệ thống làm
mát bằng khơng khí chia làm hai loai: 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.
a) 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 xilanh và thân máy. Các phiến ở mặt trên nắp xilanh 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 xilanh. Đa số động cơ mơtơ 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 xilanh 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.
b) 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
xilanh phức tạp, rất khó chế tạo do cách bố trí các phiến tản nhiệt và hình dạng các
phiến tản nhiệt.
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 xilanh.


Hình 2.6 :hệ thống làm mát bằng khơng khí động cơ 4 xy lanh
(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- Bulơng; 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 xilanh, quạt gió và bản dẫn 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
xilanh 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
xilanh, 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
xilanh, khiến cho nhiệt độ các xilanh 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 (xupáp 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.
2.3.Kết cấu các cụm chi tiết chính của hệ thống làm mát
Trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng thì sự tuần hồn của chất lỏng được
thực hiện một cách cưỡng bức dưới tác dụng của bơm nước bơm vào áo làm mát,
nước bị hâm nóng và qua đường nước ở nắp máy trở về két nước. Quạt gió có tác
dụng làm nguội nước ở két làm mát được nhanh chóng.
2.3.1 Kết cấu két làm mát

Hình 2.7: Két nước làm mát

Két làm mát có tác dụng để chứa nước truyền nhiệt từ nước ra khơng khí để hạ
nhiệt độ của nước và cung cấp nước nguội cho động cơ khi làm việc. Vì vậy yêu
cầu két nước phải hấp thụ và toả nhiệt nhanh. Ðể đảm bảo u cầu đó thì bộ phận


tản nhiệt của két nước thường được làm bằng đồng thau vì vật liệu này có hệ số tỏa
nhiệt cao.
Kích thước bên ngồi và hình dáng của két làm mát phụ thuộc vào bố trí chung,
chiều cao của động cơ, chiều cao của mui xe, kết cấu của bộ tản nhiệt... Nhưng tốt
nhất là bề mặt đón gió của két làm mát nên có dạng hình vng để cho tỷ lệ giữa
diện tích chắn gió của quạt đặt sau két làm mát và diện tích đón gió của két tiến
gần đến một. Trên thực tế tỷ lệ đó chỉ chiếm 75 ÷ 80%.
Két làm mát được phân làm hai loai: két làm mát kiểu “nước- nước” và két làm
mát kiểu “nước - khơng khí” .
Két làm mát kiểu “nước-nước” được dùng trên động cơ có hai vịng tuần hồn,
nước làm mát như đã nói trên trong đó nước ngọt đi trong ống, cấu tạo của két
nước này cũng tương tự két làm mát dầu nhờn bằng nước.
Két làm mát kiểu “nước- khơng khí”, thường dùng trên các loại ơ tơ máy kéo bao
gồm ba phần, ngăn trên chứa nước nóng từ động cơ ra, ngăn dưới chứa nước nguội
để vào làm mát động cơ, nối giữa ngăn
ống truyền nhiệt. Giàn ống truyền nhiệt là bộ phận quan trọng nhất của két làm
mát.
Ðánh giá chất lượng két làm mát bằng hiệu quả làm mát cao tức hệ số truyền nhiệt
của bộ phận tản nhiệt lớn, cơng suất tiêu tốn ít để dẫn động bơm nước, quạt gió. Cả
hai chỉ tiêu đó đều phụ thuộc vào 3 yếu tố sau:
- Khả năng dẫn nhiệt của vật liệu làm két tản nhiệt.
- Khả năng truyền nhiệt đối lưu của két.
- Kết cấu của két.(diện tích bề mặt truyền nhiệt).
2.3.2 Kết cấu của bơm nước
Bơm nước có tác dụng tạo ra một áp lực để tăng tốc độ lưu thông của nước

làm mát. Bơm có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng và
áp suất nhất định. Các loại bơm dùng trong hệ thống làm mát động cơ bao gồm:
bơm ly tâm, bơm piston, bơm bánh răng, bơm guồng... Bơm ly tâm là loại bơm
được dùng phổ biến nhất trên các động cơ ô tô hiện nay


Nguyên lý làm việc là lợi dùng lực ly tâm của nước nằm giữa các cánh để dồn
nước từ trong ra ngồi rồi đi làm mát.

Hình 2.8 kết cấu bơm ly tâm
1- Phớt, 2- Vú mỡ, 3- Vòng chặn dầu, 4- Ống lót, 5- Vít cấy, 6- Vịng chặn lớn, 7Lị xo, 8- Bánh cơng tác, 9- Mặt bích, 10- Trục bơm, 11- Đai ốc, 12- Đường nối
với van hằng nhiệt, 13- Ổ bi, 14- Puly dẫn động, 15- Đệm điều chỉnh, 16- Then bán
nguyệt.
Bơm ly tâm có đặc tính cấp nước đồng đều, kích thước và khối lượng nhỏ,
khơng ồn và hiệu suất cao. Tuy nhiên nhược điểm của bơm li tâm là không tạo ra
được vùng áp thấp đủ khi hút nước (khơng q (2,94 ÷ 4,9).104 N/m2), do đó
khơng có năng lực tự hút, nên trước khi khởi động phải nạp đầy nước vào ống hút
và bơm, đồng thời phải xả khơng khí hết ra khỏi bơm.


Bơm piston, bơm bánh răng và bơm cánh hút thường chỉ được sử dụng ở hệ thống
làm mát động cơ tàu thủy
2.3.3 Kết cấu quạt gió
Cần phải có một lưu lượng khơng khí lớn đi qua két nước để làm mát.
Thơng thường, nếu xe chạy thì lưu lượng khơng khí đã đủ làm mát. Nhưng khi xe
dừng hoặc chậm thì lưu lượng khơng khí khơng đủ. Vì vậy động cơ đã được trang
bị quạt làm mát để tạo ra lượng khơng khí cưỡng bức qua két làm mát.Trong hệ
thống làm mát bằng nước, dùng két làm mát bằng khơng khí, quạt gió dùng để tăng
tốc độ của dịng khơng khí qua két nhằm nâng cao hiệu quả làm mát. Quạt gió
thường là quạt hướng trục. Quạt gió của động cơ có thể chạy bằng khơng khí hoặc

điện. Những động cơ đặt dọc ở thân xe có trục sau là trục chủ động thường sử dụng
là quạt cơ khí được lắp cùng trục với bơm nước.Có hai chỉ tiêu để đánh giá chất
lượng của quạt: đó là năng suất (lưu lượng gió) của quạt và cơng suất tiêu tốn cho
dẫn động quạt. Ðối với một két nước cụ thể, năng suất thể hiện bằng tốc độ gió qua
két làm mát. Hai chỉ tiêu trên phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: số vịng quay
của quạt, kích thước cánh, góc nghiêng của cánh và vị trí tương quan giữa quạt và
két nước.

Hình 2.9:kết cấu quạt gió


1-Cánh quạt; 2-Xương đĩa bắt cánh quạt; 3-Mayơ; 4-Then bán nguyệt; 5trục quạt; 6-Đai ốc; 7-Bulong bắt quạt; 8-Xương quạt.
Hệ thống quạt điện nhạy cảm với nhiệt độ của nước làm mát, và nó chỉ cung
cấp một lưu lượng khơng 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 vơ cấp, nhờ
hiệu quả làm mát có thể điều chỉnh và phù hợp với nhiệt độ nước làm mát

Hình 2.10:sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt điện
1-Bình điện; 2-Cơng tắc nhiệt độ nước làm mát; 3-Lị xo; 4-Cuộn dây; 5Quạt; 6-Khóa điện.
- Nhiệt độ nước làm mát thấp.
Cơng tắc nhiệt độ nước làm mát đóng, và nhờ thế rơle quạt được nối mát. Lực từ
trường của cuộn dậy của rơle sẽ giữ các tiếp điểm ở vị trí ngắt, và dịng điện khơng
đến quạt được.
- 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.
2.3.4 Van hằng nhiệt



Van hằng nhiệt hoạt động tùy theo nhiệt độ dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm
mát bằng cách điều khiển nước làm mát đi từ động cơ đến két làm mát. Van hằng
nhiệt được lắp trên đường nước giữa nắp xilanh với bình làm mát. Van hằng nhiệt
đóng hay mở tùy theo nhiệt độ nước làm mát. Khi động cơ cịn lạnh van hằng nhiệt
đóng, lúc này nước khơng qua két làm mát mà đi tắt về bơm. Khi động cơ nóng lên
van hằng nhiệt mở, nước làm mát đi qua két, sau đó mới về bơm.
Bằng cách đóng đường nước dẫn tới két khi động cơ lạnh, động cơ sẽ ấm lên
nhanh chóng, khi đó nhiệt độ của động cơ vẫn được giữ lại trong động cơ thay vì ra
két làm mát, nhờ đó rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ, tiêu hao ít nhiên liệu và
giảm được lượng khí xả. Sau khi hâm nóng, van hằng nhiệt giữ cho động cơ làm
việc ở nhiệt độ cao hơn so với trường hợp khơng có van hằng nhiệt. Nhiệt độ làm
việc càng cao sẽ cải thiện hiệu quả của động cơ và giảm được khí xả. Van hằng
nhiệt dùng trên hệ thống làm mát bằng nước chia làm hai loai: loại dùng chất lỏng
làm chất giãn nở và loại dùng chất rắn làm chất giãn nở.
Van hằng nhiệt dùng chất lỏng làm chất giãn nở (van hằng nhiệt kiểu hộp xếp)
Van hằng nhiệt có tác dụng giúp cho động cơ nhanh chóng đạt tới nhiệt độ quy
định trong trường hợp động cơ mới khởi động.


Hình 2.11:kết cấu van hằng nhiệt
1- Van; 2- Xylanh; 3- Van đi tắt; 4- Sáp; 5- Van xả khí
2.4 So sánh ưu nhược điểm của kiểu làm mát bằng nước và kiểu làm mát bằng
khơng khí
Xuất phát từ những u cầu kỹ thuật ta nhận thấy rằng động cơ làm mát bằng
nước so với động cơ làm bằng khơng khí có những ưu điểm sau:
- Hiệu quả làm mát của hệ thống làm mát bằng nước cao hơn do đó trạng thái nhiệt
của các chi tiết của động cơ làm mát bằng nước thấp. Vì vậy, nếu các điều kiện phụ
tải như nhau thì đối với động cơ xăng phải giảm tỉ số nén để tránh hiện tượng kích
nổ.
- Độ dài thân động cơ làm mát bằng nước ngắn hơn khoảng 10~15%, trọng lượng

nhỏ hơn 8~10% so với động cơ làm mát bằng khơng khí. Được như vậy là ta có thể
đúc các xilanh liền một khối nên khoảng cách giữa các xilanh có thể giảm đến mức
tối thiểu.
- Do giảm được độ dài của thân động cơ nên có thể tăng độ cứng vững của thân
động cơ, trục khuỷu và trục cam.
- Khi làm việc động cơ làm mát bằng nước có tiếng ồn nhỏ hơn.
- Tổn thất cơng suất để dẫn động quạt gió của động cơ làm mát bằng nước nhỏ hơn
động cơ làm mát bằng gió.
Tuy vậy, hệ thống làm mát bằng nước cũng có những nhược điểm sau đây:
- Kết cấu thân máy và nắp xilanh rất phức tạp và rất khó chế tạo.
- Phải dùng két nước có cánh tản nhiệt bằng đồng. Kết cấu của két nước cũng rất
phức tạp, khó chế tạo và dùng vật liệu quý như đồng, thiết...
- Dễ bị rị rỉ nước xuống cácte nên có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu bôi
trơn ở dưới cácte.
- Khi trời lạnh có thể bị đóng băng trong áo nước và két nước có thể làm vỡ hệ
thống làm mát. Vì vậy khi động cơ làm việc ở vùng có nhiệt độ thấp, thường phải


dùng hỗn hợp nước có trộn glyxerin hay glycon để hạ thấp nhiệt độ đông đặc của
nước làm mát.
- Phải thường xuyên súc rửa hệ thống làm mát vì nước bẩn hoặc nước cứng đóng
cặn làm giảm khả năng truyền nhiệt.
Không thuận lợi khi sử dụng ở vùng khan hiếm nước.

CHƯƠNG 3 : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA
HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014
3.1 Giới thiệu về xe Toyota Vios 2014


Hình 3.1: tổng thể xe toyota vios 2014

Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dịng
Soluna ở thị trường Đơng Nam Á và Trung Quốc.
Thế hệ Vios đầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái Lan và
những nhà thiết kế Nhật của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway,
tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. TOYOTA VIOS 2014 là mẫu thế hệ mới sử dụng
động cơ 1.5 lít, cơng suất 109 mã lực tại vịng tua máy 6000 vòng/phút
So với thế hệ trước, TOYOTA VIOS 2014 đã mở rộng kích thước về chiều dài và
chiều cao khá nhiều so với thế hệ cũ. Xe sở hữu kích thước tổng thể dài x rộng x
cao tương ứng 4.410x1.700x1.475 (mm), khoảng cách trục cơ sở là 2.550 mm.
Kích thước tổng thể của thế hệ cũ tương ứng 4.300x1.700x1.460 (mm). Điều này
mang đến không gian cabin rộng rãi cho hàng ghế trước. Hàng ghế sau với chiều
dài tăng thêm giúp cho khoảng để chân cực kỳ rộng rãi.
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 2014