Động cơ làm mát bằng gió: nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Hầu hết người lái xe chỉ quen với các loại động cơ truyền thống có SOD lỏng. Nhưng cũng có những động cơ sử dụng không khí làm mát động cơ, và đây không chỉ là ZAZ 968. Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về thiết bị, nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng gió, cũng như nhược điểm và ưu điểm của một dung dịch. Thông tin này sẽ hữu ích cho mọi người đam mê xe hơi.

Điểm đến

Trong quá trình động cơ đốt trong hoạt động, nhiệt độ trong buồng đốt có thể lên tới 2000 độ. Nếu không có hệ thống làm mát đáng tin cậy, mức tiêu thụ dầu và nhiên liệu sẽ tăng lên. Quá nhiệt sẽ làm động cơ bị mài mòn nhanh chóng và hư hỏng.

Nếu động cơ không đủ nóng, nó cũng sẽ có tác động tiêu cực đến nó. Nếu tình trạng hạ thân nhiệt được quan sát thấy, điều này có nguy cơ làm giảm công suất, hao mòn mạnh và tăng mức tiêu thụ nhiên liệu.

ThêmNgoài ra, ở hầu hết các ô tô hiện đại, ngoài các nhiệm vụ chính, hệ thống này còn thực hiện các chức năng phụ. Bước đầu tiên là đảm bảo hoạt động của bình nóng lạnh. Ngoài ra, hệ thống này được thiết kế để làm mát không chỉ bản thân động cơ mà còn cả dầu và chất lỏng trong hộp số tự động. Đôi khi nó cũng ảnh hưởng đến cụm van tiết lưu cùng với đường ống nạp.

Một hệ thống hiện đại (dù làm mát bằng chất lỏng hay không khí) sẽ tiêu tán tới 35% nhiệt lượng tạo ra từ quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động

Trong hệ thống không khí, luồng gió là điều quan trọng nhất. Với sự trợ giúp của không khí, nhiệt được loại bỏ khỏi buồng đốt, đầu xi lanh, bộ làm mát dầu. Hệ thống bao gồm một quạt, các cánh tản nhiệt trong xylanh và trên đầu xylanh. Thiết bị cũng có một vỏ có thể tháo rời, bộ làm lệch hướng và một giải pháp giám sát hoạt động của hệ thống. Quạt làm mát động cơ được trang bị lưới bảo vệ cánh quạt khỏi các vật thể lạ.

Sườn bổ sung cho phép bạn tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí. Do đó, việc làm mát không khí của động cơ đáp ứng hiệu quả nhiệm vụ của nó.

Luồng không khí trong quá trình động cơ hoạt động được cung cấp cưỡng bức cho động cơ bằng các cánh quạt - chúng chủ yếu được làm bằng nhôm. Không cần phải giải thích, có lẽ, tại sao quạt làm mát lại bật động cơ lạnh. Luồng không khí đi qua giữa các cánh tản nhiệt, sau đó được chia đều bởi các tấm làm lệch hướng và đi qua tất cả các bộ phận nóngđộng cơ. Do đó, động cơ không bị nóng quá mức.

Quạt cung cấp 30 mét khối không khí mỗi phút cho hệ thống làm mát. Điều này đủ để đảm bảo động cơ hoạt động bình thường với công suất thấp và âm lượng nhỏ.

Quạt hoạt động như thế nào?

Nút này là động cơ chính được làm mát bằng không khí. Bộ phận chính là cánh quạt. Các kỹ sư đã cân nhắc kỹ lưỡng về hình dạng và thiết kế của các bộ phận để tối ưu hóa luồng không khí.

Quạt là một bộ khuếch tán định hướng và một cánh quạt được trang bị tám cánh được bố trí xuyên tâm. Bộ khuếch tán có các cánh riêng của nó - chúng có một phần thay đổi. Nhiệm vụ chính của chúng là tạo ra một luồng không khí có hướng. Chúng được làm cố định và phân bố đều xung quanh chu vi.

Các cánh trên cánh dẫn hướng được thiết kế để thay đổi hướng của luồng không khí - luồng không khí chuyển động theo hướng ngược lại với chuyển động quay của rôto. Điều này làm tăng áp suất không khí và cải thiện khả năng làm mát động cơ.

Quạt trong các thiết kế ban đầu được truyền động từ puli trục khuỷu bằng dây đai truyền động. Cơ cấu dẫn hướng bất động và cố định trên lốc máy. Trong các động cơ bốn thì làm mát bằng không khí hiện đại hơn, quạt được dẫn động bằng động cơ điện. Nhưng có rất ít mô hình như vậy.

Hệ thống làm mát không khí tự nhiên

Đây được coi là giải pháp dễ dàng nhất. Ở bên ngoài khốiĐộng cơ được trang bị các đường gân đặc biệt, thông qua đó lượng nhiệt tối đa được tỏa ra. Hệ thống này có thể được tìm thấy trên mô tô, xe gắn máy và xe tay ga, động cơ piston cho các mục đích khác nhau.

Lợi ích

Ưu điểm chính trong số tất cả các ưu điểm khác của động cơ làm mát bằng không khí là sự đơn giản trong thiết kế. Hệ thống thiếu máy bơm, bộ tản nhiệt, bộ điều nhiệt, các đường ống và kẹp, đường ống đầu vào và đầu ra chống đông.

Ưu điểm quan trọng thứ hai là khả năng bảo trì cao. Ví dụ, các đơn vị điện máy kéo có các xi lanh riêng lẻ. Nếu xảy ra sự cố, thì nếu cần, bạn có thể thay thế xi lanh hoặc loại bỏ sự cố. Đối với động cơ làm mát bằng chất lỏng, trong trường hợp hỏng bất kỳ xi-lanh nào, bạn sẽ phải thay đổi khối hoàn toàn hoặc ép các ống lót.

Đừng tìm kiếm ví dụ xa. Hãy lấy động cơ Tatra T815. Đây là một động cơ làm mát bằng không khí. Các đầu khối được làm riêng biệt ở đây. Trường hợp cần sửa chữa không cần thiết phải tháo hẳn đầu xi lanh. Ngay cả công việc sửa chữa rất nghiêm trọng cũng có thể được thực hiện mà không cần tháo dỡ khối động cơ.

Động cơ được trang bị làm mát bằng không khí hoạt động mạnh mẽ hơn. Nếu đường ống bị hỏng trong động cơ có hệ thống chất lỏng hoặc các kẹp bị lỏng, thì thiết bị sẽ không thể vận hành được vì chất làm mát sẽ rời ra. Ngoài ra còn có nguy cơ phun chất lỏng nóng ra khỏi hệ thống. Hệ thống không khí bị tước bỏ tất cả những thiếu sót này.

Ngay cả những hư hỏng nghiêm trọng đối với bộ làm mátbề mặt trên khối động cơ hoặc đầu xi lanh không thể cản trở việc sử dụng thêm động cơ. Đây là một điểm cộng rất lớn. Ngoài ra, động cơ cần ít thời gian hơn để vào chế độ vận hành - không cần làm nóng chất lỏng, điều quan trọng trong mùa đông. Tất cả điều này dẫn đến chi phí bảo trì và vận hành thấp hơn đáng kể cho các đơn vị điện như vậy.

Flaws

Không phải không có khuyết điểm. Trước khi mua một chiếc ô tô được trang bị hệ thống làm mát như vậy, bạn nên biết những nhược điểm chính của các giải pháp này.

Vì vậy, hoạt động của động cơ đi kèm với tiếng ồn quá lớn. Tiếng ồn này được tạo ra bởi một quạt đang chạy. Một nhược điểm khác là kích thước, vì động cơ được trang bị quạt gió. Ngay cả với tốc độ phát triển của công nghệ như hiện nay, các luồng không khí được chuyển hướng không đều, đồng nghĩa với việc tiềm ẩn nguy cơ quá nhiệt cục bộ. Động cơ loại này rất nhạy cảm với chất lượng xăng, dầu, yêu cầu cao được đặt ra về tình trạng của các bộ phận chính trong động cơ.

Nhưng những chiếc xe có hệ thống như vậy đã vững chắc vị trí của mình trong ngành công nghiệp ô tô. Xe tải được trang bị các đơn vị năng lượng này, có một số mô hình chở khách. Thiết bị quân sự và nông nghiệp làm mát bằng không khí, một số động cơ diesel.

Thần thoại phổ biến

Chiếc xe làm mát bằng không khí đầu tiên được biết đến là Zaporozhets. Anh ta hoàn toàn làm suy yếu niềm tin của người lái xe trong nước vào một hệ thống như vậy. Các chủ xe thường phàn nàn về tình trạng quá nóng nghiêm trọng,không đủ điện và thường xuyên hỏng hóc. Đồng thời, "Beetle" của Đức với hệ thống tương tự cũng rất được ưa chuộng, nhu cầu về nó rất tốt.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các đặc điểm của ngành công nghiệp ô tô Đức và lật tẩy những huyền thoại phổ biến ám ảnh động cơ của thiết kế này.

DVO thua hệ thống lỏng do quá nhiệt

Đây không phải là sự thật cuối cùng. Trong thực tế, hiệu suất nhiệt độ, ngược lại, nên được coi là một lợi thế. Đương nhiên, do độ dẫn nhiệt giảm, không khí sẽ không thể loại bỏ nhiệt nhanh chóng như trong các hệ thống có chất chống đông.

Nhưng sự chênh lệch giữa nhiệt độ trên xi lanh và nhiệt độ của môi trường bên ngoài lớn hơn nhiều so với giữa chất lỏng và thành của khối và đầu xi lanh. Thời tiết ít có khả năng ảnh hưởng đến chế độ nhiệt độ làm mát. Các động cơ của hệ thống chất lỏng có nguy cơ bị quá nhiệt vào mùa hè. Điều này đặc biệt đúng vào một ngày oi bức nóng nực. Ngoài ra, chủ sở hữu có thể phải đối mặt với vấn đề tại sao quạt làm mát lại bật động cơ lạnh. Không có thứ đó trong "lỗ thông hơi".

Kích thước

Ở trên, trong số những thiếu sót, chúng tôi đã nhấn mạnh điểm về kích thước. Nếu chúng ta so sánh kích thước của các động cơ với các loại làm mát khác nhau và các đặc điểm giống hệt nhau khác, thì lợi thế sẽ vẫn thuộc về "lỗ thông hơi".

Mặc dù quạt và bộ làm lệch hướng là những thiết bị khá cồng kềnh nhưng các thông số của "lỗ thông hơi" nhỏ hơn so với phiên bản cólàm mát bằng chất lỏng.

Ngoài ra, để chứa hệ thống nước truyền thống, cần có thêm không gian bên dưới mui xe để chứa các thiết bị bổ sung. Trên thân máy được lắp một bộ tản nhiệt khá lớn với một chiếc quạt. Ống và đường ống chiếm nhiều không gian.

Vozdushnik mất độ tin cậy

Thống kê cho thấy 1/5 trường hợp động cơ bị hỏng là do làm mát bằng dung dịch. Lý do ở đây là ở các chi tiết sau - bộ điều nhiệt, bộ tản nhiệt, máy bơm. Ngay cả động cơ Tatra 1989 làm mát bằng không khí hiện đại nhất cũng đáng tin cậy hơn động cơ của Polo Sedan hoặc Solaris mới.

Đối với "lỗ thông hơi", khả năng bị vỡ thấp hơn nhiều, vì thiết kế đơn giản hơn nhiều - chỉ có một quạt và một bộ phận làm lệch hướng.

Vozdushnikov ầm ĩ

Nhưng đây là sự thật. Nhưng ngay cả chiếc xe ben Tatra khổng lồ cũng không gầm, động cơ chỉ ồn ào hơn. Các tính năng thiết kế không cung cấp cho bất kỳ hệ thống hấp thụ âm thanh hiệu quả nào. Động cơ chất lỏng có các hệ thống như vậy. Ngoài ra, tiếng ồn còn được khuếch đại do luồng không khí đi qua các cánh tản nhiệt của xi lanh và đầu.

Sự cố điển hình

Đối với tất cả độ tin cậy của hệ thống không khí, sự cố cũng xảy ra ở đây. Một trong những lỗi phổ biến nhất là điện tử. Hệ thống có cảm biến nhiệt độ. Dành cho những ai chưa biết cảm biến nhiệt độ động cơ nằm ở đâu: nó nằm trong chảo dầu. Do kết quả của các bài đọc được đánh giá quá cao của cảm biến này, hệ thống có thể chothất bại.

Nếu đèn sự cố trên bảng điều khiển sáng lên, thì nguyên nhân thường là do dây đai bị đứt. Bộ điều nhiệt là sự cố ít được chẩn đoán nhất.

Tính năng chọn dầu

Có ý kiến cho rằng nên dùng loại dầu chuyên dụng cho động cơ làm mát bằng gió. Và nó đúng như vậy. Thực tế là nhiệt độ của chất tải trên các bộ phận của nhóm piston trong động cơ làm mát bằng không khí cao hơn nhiều so với các bộ phận bằng nước.

Các loại dầu đặc biệt này thường được làm từ dầu polyalphaolefin thô có nguồn gốc từ khoáng chất hoặc tổng hợp. Một bộ phụ gia đã được áp dụng cho tổ hợp này, giúp bảo vệ động cơ đáng tin cậy, chống lại sự xuất hiện của vòng tua và cải thiện khả năng tiết kiệm năng lượng. Tất cả các loại dầu đều có chứa các chất phụ gia giúp bảo vệ hiệu quả thiết bị khỏi bị kẹt do công thức gốc ổn định.

Về sửa chữa và bảo trì

Để vận hành những động cơ này, chủ xe phải hiểu một chút cách thức hoạt động của hệ thống và biết cảm biến nhiệt độ động cơ được đặt ở đâu. Mặt khác, đây là một hệ thống làm mát đáng tin cậy, không có điểm tương đồng nào về mức độ đơn giản của thiết bị. Không cần thay chất chống đông hai năm một lần, không cần sử dụng chất bịt kín để sửa các chỗ rò rỉ, và định kỳ thay máy bơm. Và có khá nhiều cái “không cần thiết” như vậy.

Kết

Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra động cơ làm mát bằng không khí là gì. Như bạn thấy, đây là những đơn vị rất đáng tin cậy. Tuy nhiên, như nó cho thấythống kê, những chiếc xe nối tiếp động cơ đốt trong như vậy rất ít. Ở hầu hết các nhà sản xuất ô tô, phương pháp làm mát động cơ bằng chất lỏng cổ điển được thực hiện. Airborne chỉ có thể được tìm thấy trên một số xe tải và xe tay ga.