KHẢO sát hệ THỐNG làm mát ĐỘNG cơ TOYOTA INNOVA 1TR FE

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 nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thống làm mát…. Vì vậy công 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. Hệ thống làm mát là một trong những hệ thống quan trọng đó của động cơ.Mục đích của đề tài là:Nắm vững các kiến thức về hệ thống làm mát cho động cơ động cơ đốt trong.Khảo sát hệ thống làm mát động cơ TOYOTA INNOVA 1TRFE. Phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống làm mát.Tính toán nhiệt của động cơ TOYOTA INNOVA 1TRFE.Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính toán kiểm tra nhiệt két làm mát theo các thông số thực tế và rút ra nhận xét.Với mục đích trên đề tài này có ý nghĩa rất lớn đối với sinh viên ngành động lực chúng ta.Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần cho sinh viên chúng em củng cố lại các kiến thức đã được học và thực tập, giúp cho sinh viên chúng em cách nghiên cứu, làm việc một cách độc lập. Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai. Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Mục đích ý nghĩa đề tài Giới thiệu khái quát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE .6 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Trọng lượng kích thước xe 2.1.2 Khung xe 2.1.3 Động 2.2 Các cấu động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 2.2.1 Piston .11 2.2.2 Thanh truyền 12 2.2.3 Trục khuỷu 12 2.2.4 Cơ cấu phối khí .13 2.3 Các hệ thống động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 13 2.3.1 Hệ thống nhiên liệu động TOYOTA INNOVA 1TR-FE .13 2.3.2 Hệ thống kiểm sốt khí xả .15 2.3.3 Hệ thống xả .17 2.3.4 Hệ thống bôi trơn 18 2.3.5 Hệ thống đánh lửa 18 2.3.6 Hệ thống khởi động 20 2.3.7 Hệ thống nạp 20 Giới thiệu chung hệ thống làm mát động .21 3.1 Mục đích yêu cầu hệ thống làm mát .21 3.1.1 Mục đích hệ thống làm mát 21 3.1.2 Yêu cầu hệ thống làm mát 22 3.2 Nhiệm vụ hệ thống làm mát 22 3.2.1 Làm mát động máy nén 22 3.2.2 Làm mát dầu bôi trơn 22 3.3 Hệ thống làm mát nước 23 3.3.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc .23 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 3.3.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 24 3.3.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng 25 3.3.3.1 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng 25 3.3.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng 26 3.3.3.3 Hệ thống làm mát vòng hở 27 3.3.4 Hệ thống làm mát nước nhiệt độ cao 28 3.3.4.1 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên 28 3.3.4.2 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải .30 3.4 Hệ thống làm mát động khơng khí (gió) .31 3.4.1 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu tự nhiên .31 3.4.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng 31 Kết cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát nước 33 4.1 Kết cấu két làm mát 33 4.2 Kết cấu bơm nước .37 4.2.1 Bơm ly tâm 37 4.3 Kết cấu quạt gió 39 4.3.1 Quạt gió dẫn động đai .39 4.3.2 Quạt gió chạy điện 40 4.3.2.1 Khái quát 40 4.3.2.2 Nguyên lý hoạt động 40 4.4 Van nhiệt 41 So sánh ưu khuyết điểm kiểu làm mát bắng nươc kiểu làm mát không khí 43 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 44 6.1 Sơ hệ thống làm mát 44 6.2 Các cụm chi tiết hệ thống làm mát nước động TOYOTA INNOVA 1TR-FE .46 6.2.1 Két làm mát .46 6.2.1.1 Công dụng yêu cầu 46 6.2.1.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 46 6.2.1.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 47 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 6.2.2 Nắp két 48 6.2.2.1 Công dụng yêu cầu 48 6.2.2.2 Kết cấu nguyên lý làm việc .49 6.2.2.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 50 6.2.3 Bơm nước 50 6.2.3.1 Công dụng yêu cầu 50 6.2.3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 50 6.2.3.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 51 6.2.4 Quạt gió dẫn động đai .52 6.2.4.1 Công dụng yêu cầu 52 6.2.4.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 53 6.2.4.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 53 6.2.4 Van nhiệt 54 6.2.4.1 Công dụng yêu cầu 54 6.2.4.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động 54 6.2.4.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 55 6.2.5 Khớp chất lỏng 55 6.2.5.1 Công dung yêu cầu 55 6.2.5.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động 56 6.2.5.2 Nguyên lý hoạt động 57 6.2.5.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 58 Tính tốn nhiệt động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 58 7.1 Các số liệu ban đầu 58 7.2 Các thông số chọn 59 7.3 Tính tốn q trình cơng tác 59 7.3.1 Tính tốn q trình nạp 59 7.3.2 Tính tốn q trình nén 61 7.3.3 Tính tốn q trình cháy 62 7.3.4 Quá trình giãn nở 64 7.3.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 64 Tính tốn hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE .66 8.1 Tổng quan truyền nhiệt qua vách có cánh 66 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 8.2 Các thơng số két nước, bơm nước quạt gió .70 8.3 Xác định lượng nhiệt động truyền cho nước làm mát .71 8.4 Tính kiểm nghiệm bơm nước .73 8.5 Tính kiểm nghiệm quạt gió 76 8.6 Tính két giải nhiệt làm mát động 81 8.6.1 Tính thơng số két nước .81 8.6.2 Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền mơi trường bên ngồi 83 Tài liệu tham khảo .88 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE LỜI NÓI ĐẦU Sau trình học tập trang bị kiến thức chuyên ngành động lực, sinh viên giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp khái quát lại kiến thức học, từ kiến thức sở đến kiến thức chuyên ngành Qua trình thực đồ án sinh viên tự rút nhận xét kinh nghiệm cho thân trước bước vào công việc thực tế Em nhận đề tài tốt nghiệp: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ TOYOTA INNOVA 1TR-FE ” Trong phạm vi đồ án này, em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động TOYOTA INNOVA 1TR-FE, sâu vào tính tốn kiểm tra nhiệt động két làm mát Do kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Trần Đăng Quốc, thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Lê Minh Hoàng Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Mục đích ý nghĩa đề tài Một động hoạt động đạt hiệu cao,chính nhờ hỗ trợ làm việc tốt hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thống làm mát… Vì công suất, sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc động phụ thuộc lớn vào làm việc hệ thống Hệ thống làm mát hệ thống quan trọng động Mục đích đề tài là: – Nắm vững kiến thức hệ thống làm mát cho động động đốt – Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống làm mát – Tính toán nhiệt động TOYOTA INNOVA 1TR-FE – Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính tốn kiểm tra nhiệt két làm mát theo thông số thực tế rút nhận xét Với mục đích đề tài có ý nghĩa lớn sinh viên ngành động lực Thông qua việc làm đề tài góp phần cho sinh viên chúng em củng cố lại kiến thức học thực tập, giúp cho sinh viên chúng em cách nghiên cứu, làm việc cách độc lập Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau người kỹ sư tương lai Giới thiệu khái quát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 2.1 Giới thiệu chung Xe Toyota Innova loại xe du lịch chỗ ngồi Xe trang bị động 1TR-FE, khung gầm xe cứng cáp cho hiệu lái xe ổn định Khả giảm xóc chống rung tốt tạo cảm giác thoải mái êm ả cho hành khách xe nẻo đường Toyota Innova có loại: Innova G Innova J Bảng 2-1 Loại xe Loại xe Innova G Innova J Động 2.0 lít (1TR-FE) 2.0 lít (1TR-FE) Hộp số số tay số tay Số chỗ ngồi chỗ chỗ Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 2.1.1 Trọng lượng kích thước xe Bảng 2-2 Trọng lương kích thước xe Loại xe Innova G Innova J Trọng lượng toàn tải 2170 kg 2600 kg Trọng lượng không tải 1530 kg 1515 kg Dài x rộng x cao toàn 4555mm x 1770mm x 1745mm Chiều dài sở 2750 mm 2750 mm Chiều rộng sở 1510 mm 1510 mm Khoảng sáng gầm xe 176 mm 176 mm 2.1.2 Khung xe Bảng 2-4 Thông số khung gầm xe Loại Innova G Treo trước Innova J Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép cân Treo sau điểm liên kết, lò xo cuộn tay đòn bên Phanh trước Đĩa thơng gió Phanh sau Tang trống Bán kính quay vịng tối thiểu 5,4 m Dung tích bình xăng 55 lit Vỏ mâm xe 205/65R15 Mâm đúc 195/70R14 Thép, chụp kín 2.1.3 Động Bảng 2-3 Thơng số động Loại động Kiểu 1TR-FE xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép DOHC có VVT-I, dẫn động xích Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 1998 cm3 Dung tích cơng tác Đường kính xy lanh D 86 mm Hành trình piston S 86 mm Tỉ số nén 9,8 Công suất tối đa 100Kw/5600 rpm Mô men xoắn tối đa 182/4000 (N.m/rpm) Hệ thống phun nhiên liệu L-EFI Tiêu chuẩn khí xả Euro Step Cơ cấu phối khí Thời điểm phối khí Nạp Xả 16 xupap dẫn động xích,có VVT-i Mở 520~00 BTDC Đóng 120~640 ABDC Mở 440 BTDC Đóng 80 ABDC Độ nhớt /cấp độ dầu bôi trơn 5W-30/API SL, SJ, EC or ILSAC 2.2 Các cấu động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Động TOYOTA 1TR-FE lắp xe Innova hãng Toyota loại động xăng hệ mới, xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 2,0 lít trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động xích thơng qua đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i Động có cơng suất 100Kw/5600v/p có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển điện tử hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển ECU Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 9 Hình 2-1 Mặt cắt ngang động TOYOTA 1TR-FE 1-Xupap; 2-Con độ thủy lực; 3-Cị mổ; 4-Cam; 5-Vịi phun; 6-Mơtơ bước; 7-Que thăm dầu; 8-Ống nạp Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 10 11 16 17 33 33 Ø86 15 14 13 12 Hình 2- Mặt cắt dọc động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 1-Bánh đà; 2-Áo nước; 3-Thanh truyền; 4-Piston; 5-Nắp Máy; 6-Bôbin đánh lửa; 7-dây điện; 8-Trục cam; 9-Lò xo xupap; 10-Xupap; 11-Bugi; 12- Lưới lộc dầu; 13- Cate; 14-Trục khuỷu Động 1TR-FE động xy lanh thẳng hàng có hệ thống cam kép (DOHC) gồm bốn xupap cho xylanh hai xupap nạp hai xupap thải đặt lệch góc 22,850.với góc phối khí: 10 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Để tính tốn kiểm nghiệm bơm nước ta dựa vào thông số kết cấu thực tế bơm để tính so sánh với giá trị thơng số lý thuyết bơm (thơng số có catalogue) b1 r2 ro r1 r2 ro r1 Hình 8-1 Sơ đồ tính kiểm nghiệm bơm nước Glm: Lượng nước làm mát tuần hoàn hệ thống đơn vị thời gian Theo [2] tập trang 259, ta có: Glm = Qlm C n  tn (kg / s) (8-28) Trong đó: cn – Tỷ nhiệt nước làm mát (J/kg.độ) ứng với nhiệt độ 83 0C Theo [2] tập trang 259, ta có: cn = 4,187(J / kg.độ)  tn – Hiệu nhiệt độ nước vào sau qua két làm mát Với động tơ máy kéo  tn = ÷ 100C Chọn  tn = 70C Suy ra: Glm = Qlm 46194,75 1580 (g / s) = 1,58 (kg/s) = C n  tn 4,187.7 Lưu lượng bơm nước xác định theo công thức sau: Gb  Glm  Theo [2] tập trang 262 Trong  :Hệ số tổn thất bơm  0,8 0,9 Vậy ta có lưu lượng bơm Gb  Glm 1,58  1,97( Kg / s )  0,8 + Lưu lượng tính tốn bơm nước Theo [2] tập trang 263 ta có: 72 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Gbtt = c1.ρn.π.(r12 – r02).(Kg/s) (8-29) Trong đó: ρn – mật độ nước làm mát r1- bán kính bánh cơng tác r0 – bán kính bánh cơng tác c1 – vận tốc tuyệt đối nước vào cánh Theo [2] tập trang 263 ta có: c1 = 2-5 (m/s), chọn c1 = (m/s) Dựa theo tài liệu kết cấu bơm nước đo đặc thực tế bơm nước động 1TR-FE, ta có bán kính bánh công tác ro =12 (mm) Từ [2] trang 263 ta có: r1  Gbtt 1,97  r02   0.012 0.025(m) 25(mm)  c1  n  3 1000 Tốc độ u2cần thiết để tạo nên áp lực chất lỏng u   tg cot g  g H (m / s) b (8-30) Trong đó: H- Cột áp bơm (m) H = 3,5 15 mH20 Chọn H =8 mH2O  b – Hiệu suất bơm  b 0,6 0,7 Chọn  n 0,68    – Góc phương vận tốc c1 u1 ; thường 12 Chọn  12    : Góc phương vận tốc w u ; thường 12 15 Chọn  12 u   tg12 cot g12  9.81 8 18.2(m / s ) 0,68 – Bán kính ngồi cánh bơm nước r2 (mm) r2  30 u 30 18,2  33( mm)  n k  5300 – Chiều rộng b2(mm) cánh bơm miệng vào: b1  GH  z     cl c1  2 r1  sin 1   Trong đó: 73 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE GH- Lưu lượng nước cấp từ bơm; GH=1,97  1 – Góc phương vận tốc u theo hướng ngược lại; chọn 1 12o Z: số cánh bơm z =  12; ta chọn z =6  :Chiều dày cánh nơi vào bơm  =3 5(mm), chọn  =4,3(mm) 1,97 b1  0,021( m) 21(mm) 0.0043   1000 3  2 0,025   sin 12   – Chiều rộng b2(mm) cánh bơm miệng cửa ra: b2  GH  z     cl c r  2 r2  sin    Trong đó: GH: Lưu lượng nước cấp từ bơm; GH=1,97   :Góc phương vận tốc u theo hướng ngược lại; chọn  12o Z- số cánh bơm z = 12; ta chọn z =6  – Chiều dày cánh nơi vào bơm  =3 5(mm), chọn  =4,3 (mm) cr- Tốc độ ly tâm nước lối (m/s)  cl -Mật độ nước (kg/m3)  cl =1000(Kg/m3 cr  Hg tg  tg12 1,63(m / s) u  b 18,8 0,68 1,97 b2  0,0014(m) 14(mm) 0,0043   1000 1,63  2 0,033   sin 12   + Công suất tiêu hao cho bơm nước xác định Theo [2] tập trang 265, ta có: Gb H 9,81.10  Nb = (KW)  b  cg Trong đó: ηb : hiệu suất bơm, ηb = 0,6-0,7 ηcg : hiệu suất giới bơm, ηcg = 0,7-0,9 H : cột áp bơm, theo [45) có H = 8(m cột nước) Gbtt H 9,81.10  1,97 8 9,81.10  Nb  = = 0,289 (KW)  b  cg 0,7.0,8 74 (8-31) Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE + Nhận xét: Ta thấy công suất bơm tiêu tốn nhỏ so với công suất động chiếm nhỏ 1% không ảnh hưởng đến động 8.5 Tính kiểm nghiệm quạt gió  l 2r 2R y Hình 8-2 Sơ đồ tính quạt gió Lưu lượng khơng khí quạt cung cấp, áp suất động quạt tạo công suất tổn thất cho quạt phụ thuộc số vòng quay trục quạt (phụ thuộc vào số vòng quay trục khuỷu) Lượng khơng khí tỉ lệ bậc nhất, áp suất tỉ lệ bậc hai công suất tỉ lệ bậc ba với số vịng quay Khi tính tốn quạt gió động này, ta phải tính đến ảnh hưởng tốc độ gió gây tốc độ chuyển động tơ Do đó, lưu lượng thực tế quạt Gq thường lớn lưu lượng tính tốn Gkk Mức độ lớn bé lưu lượng thực tế quạt phụ thuộc vào tốc độ ô tô Khi tốc độ ô tô lớn, lưu lượng gió thực tế qua két nước tăng lên, nên lưu lượng khơng khí quạt gió cung cấp giảm xuống rõ rệt Lưu lượng quạt gió Gq phụ thuộc vào kích thước quạt gió xác định theo sơ đồ hình (8-2) Theo [2] tập trang 226 ta có: Gq  k  ( R  r )nq bZ k sin  cos 60 (kg/s) (8-32) Trong đó: kk – khối lượng riêng khơng khí theo điều kiện làm việc, khơng khí phía sau tản nhiệt có nhiệt độ t kkr = 660C Theo [3] trang 225 ta có ρ kk = 1,029 (kg/m3) R, r – bán kính ngồi bán kính quạt (m) Theo kết đo đặc thực tế ta có 75 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE R = 0,22 (m), r = 0,115 (m);b – bề rộng cánh, b = 80 (mm) nq – số vòng quay quạt nq = i.n (vòng/ phút) (8-33) i: tỉ số truyền động quạt, Theo [2] tập trang 266 ta có i = (1÷2) Chọn i = 1,02 n- số vịng quay trục khuỷu tính số vịng quay cực đại n = 5600(v/p) nq= i.n = 1,02.5600 = 5712 (vịng/ phút) α – góc nghiêng cánh, α = 400 Z – số cánh quạt, Z = cánh ηk – hệ số tổn thất tính đến sức cản dịng khơng khí cửa nắp đầu xe.(do động đặt phía trước xe).Chọn ηk = 0,7 fn – diện tích tiết diện cửa khơng khí nắp đầu xe Theo [2] tập trang 266 ta có quan hệ hệ số ηk với tỷ số fn sau: .R ηk 0,6 fn .R 0,4 0,25 0,5 0,75 Hình 8-3 Quan hệ ηk với tỷ số fn .R Vậy lưu lượng quạt gió Gq là: Gq  k  ( R  r )nq bZ k sin  cos 60 = 1,029.3,14.(0,222 – 0,1152).5712.0,08.7.0,7 sin 40 cos 40 60 Gq = 2,976 (kg/s) Cơng suất quạt gió Theo [4] trang 107 ta có: 76 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE  kk g Q.H k 1000. Nq = (KW) (8-34) Trong đó: Q – Lưu lượng quạt, (m3/s); Hk – Áp suất quạt, tính theo chiều cao cột chất khí, (m cột khí); ρkk- Khối lượng riêng chất khí điều kiện làm việc quạt (kg/m ) Xét điều kiện nhiệt độ khơng khí phía sau tản nhiệt có tkkr = 660C Theo [3] trang 225 ta có ρkk = 1,029 (kg/m3) g – gia tốc trọng trường, (m/s2); g = 9,81 (m/s2); η – hệ số hiệu dụng quạt, η = 0,6 ÷ 0,75 Chọn η = 0,7; Ta tính thơng số cịn lại công thức (8-34) sau: + Xác định lưu lượng quạt Q= Q= Gq (m3/s);  kk (8-35) 2,976 = 2,892 (m3/s); 1,029 + Xác định vận tốc hướng trục quạt: Theo [4] trang 117 ta có: Q Cm (8-36) Do đó: Cm = 1,3 2.Q (m/s) De2 (8-37) Trong đó: Q – lưu lượng quạt (m3/s) De = 1,3 De – đường kính đỉnh cánh quạt (m); De = 0,44(m) 1,32.2,892 Vậy ta có: Cm = = 25,25(m/s) 0,44 + Xác định áp suất quạt Theo [4] trang 117 ta có: Ue = 2,8.φ H, (m/s) (8-38) Suy ra: 77 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE H= U e2, (mm cột H2O) (2,8. ) (8-39) Trong đó: φ – hệ số phụ thuộc dạng cánh Theo [4] trang 118 ta có: φ = 2,8 ÷ 3,5; chọn φ = 3,2 Ue- vận tốc vòng quạt; (m/s) Theo [4] trang 118, ta có: Ue = .nq De 30 (8-40) De – đường kính đỉnh cánh, De = 0,44 (m); Do đó: Ue = .nq De 3,14.5712 0,44 = =130 (m/s) 30 30 Thay giá trị Ue vào phương trình (8-39) ta U e2 130 H= = = 205 (mm cột H2O) = 0,205 (m cột H2O) (2,8. ) (2,8.3,3) Ta đổi áp lực chất khí sang chiều cao m cột nước H 20, Theo [4] trang 122, ta có: g.ρkk.Hk = g.ρ.H Do đó, Hk = (8-41)  H (m cột H2O)  kk (8-42) Thay giá trị g, Q, H vào (8-19) ta công suất trục quạt Nq =  kk g Q.H k 1,029.9,81.2,976.0,205.1000 = = 8,34 (KW) 1000.0,7 1000. * Xác định công suất động Nđ tiêu tốn để dẫn động quạt gió Theo [4] trang 114, ta có: Nđ = a.N q t, (KW) (8-43) Trong đó: Nq – cơng suất đặt trục quạt, tính Nq = 8,34 (KW); a – hệ số tương ứng công suất Nq Theo [4] trang 115, ta có: a = 1,02 quạt hướng trục 78 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE ηt – hệ số truyền động hiệu dụng Theo [4] trang 114, ta có: ηt = 0,9 Vậy công suất động cần tiêu tốn cho dẫn động quạt là: Nđ = a.N q t = 1,02.8,34 = 9,46 (KW) 0,9 + Nhận xét: Ta nhận thấy công suất động tiêu tốn cho việc dẫn động quạt gió tương đối nhỏ so với công suất động chiếm nhỏ cơng suất động cơ,quạt gió điều khiển bơi khớp chất lỏng tiết kiêm công suất động cơ.Đây ưu điểm hệ thống làm mát 8.6 Tính két giải nhiệt làm mát động 8.6.1 Tính thơng số két nước a b 0,2 c 20 Hình 8-5 Sơ đồ kết cấu ống nước Ta có: b = – 2.0,2 = 1,6 (mm) a = 20 – 2.0,2 = 19,6 (mm) c = 20 – = 18 (mm) + Diện tích tiếp xúc với chất lỏng F1: Hình 8-6 Sơ đồ kết cấu két nước F1 = F0.n (8-44) 79 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE F0 – diện tích tiếp xúc chất lỏng ống (m2) n – số ống két nước F0 = h P0 (8-45) h – chiều dài làm việc ống P0 – chu vi thành ống P0 = 2.c + π.b = 18+ 3,14.1,6 = 41,024 (mm) F0 = h.P0 = 500 41,024 = 20512 (mm2) F1 = n.F0 = 108.20512 = 2215296 (mm2) Vậy F1 = 2,215296 (m2) + Tiết diện lưu thông chất lỏng két S = n S0 (m2) (8-46) Trong đó: S0- tiết diện lưu thơng chất lỏng qua ống nước n- số ống nước két b 2 S0 =    + b.c (8-47)  1,6  S0 = 3,14   + 1,6.18 = 30,8096 (mm2)   Vậy: S = 78.30,8096 = 2403,15(mm2) = 0,0240315 (m2) + Tính diện tích két nước tiếp xúc với khơng khí F2 mm 500 mm 77 cạnh tn nhiãû t 618 mm Hình 8-7 Sơ đồ tính tốn két nước F2 = F3 + F4 (8-48) F3 – diện tích ống nước tiếp xúc với khơng khí 80 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE F4 – diện tích cánh tản nhiệt tiếp xúc với khơng khí – Tính F3: F3 = F3’ –F3’’ (8-49) F3’- Diện tích mặt ngồi ống nước F3’ = P1.h.n (8-50) P1 – chu vi tiết diện ống P1 = 2.c + π.2 = 2.18 + 3,14.2 = 42,28 (mm) h – chiều dài làm việc ống h = 500 (mm) F3’ = P1.h.n = 42,28.500.78 =2283120 (mm2) F3’ = 2,28312 (m2) F3’’- Diện tích mặt ngồi ống tiếp xúc với cánh tản nhiệt F3’’ = P1.n δ’.m (8-51) δ’ – Độ dày cánh tản nhiệt Theo thông số thực tế δ’ = 0,2 (mm) m – Số lớp cánh tản nhiệt, m = 390 F3’’ = P1.n δ’.m = 42,28.78.0,2.390 = 257231 (mm2) F3’’ = 0.257(m2) Vậy F3 = F3’– F3’’ =2,28312 – 0,257 = 2,03 (m2) – Tính F4: F4 = m.b’.l.i.k (8-52) k – số cánh tản nhiệt Đo đạc thực tế ta có: k = 77 b’ – bề rộng cánh tản nhiệt Thực tế xe b’= l – chiều dài cánh tản nhiệt.Tính theo bề dày két l = B = 20 (mm) i – số bề mặt tiếp xúc khơng khí cánh tản nhiệt i = F4= m.b’.l.i.k = 390.6.20.2.77 = 7989700 (mm2) Hay F4 = (m2) Vậy diện tích két nước tiếp xúc với khơng khí là: F2 = F3 + F4 = 2,03 + 8= 10,03 (m2) 8.6.2 Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền mơi trường bên ngồi + Việc xác định nhiệt lượng két làm mát truyền môi trường nhằm kiểm nghiệm khả tản nhiệt két nước thông qua thông số thực tế két nước 81 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE + Xác định kích thước mặt tản nhiệt dựa sở lý thuyết truyền nhiệt + Quá trình truyền nhiệt tản nhiệt chủ yếu tiếp xúc đối lưu, cịn truyền nhiệt xạ bé khơng đáng kể, két nước mặt tiếp xúc với nước nóng từ động vào, mặt tiếp xúc với không khí Do đó, truyền nhiệt từ nước ngồi khơng khí truyền nhiệt từ mơi chất đến mơi chất khác qua thành mỏng Như vậy, q trình truyền nhiệt hệ thống phân thành ba giai đoạn ứng với ba phương trình truyền nhiệt, Theo [2] tập có sau: + Giai đoạn một: truyền nhiệt từ nước nóng đến thành ống bên Q’lm = α1.F1.(tn – tδ1) (J / s) (8-53) + Giai đoạn hai- truyền nhiệt từ bề mặt thành ống thành ống Q’lm =  F1.(tδ1 – tδ2)  ( J/s) (8-54) + Giai đoạn ba- truyền nhiệt từ mặt thành ống khơng khí Q’lm = α2.F2.(tδ2 – tδkk) ( J/s) (8-55) Giải phương trình (8-53), (8-54), (8-55) ta được: F2 (t n  t kk ) Q’lm = 1.F2   F2  = k.F2.(tn – tkk);  F1 .F1  (8-56) Trong đó: k – hệ số truyền nhiệt két k = 1.F2   F2   F1  F1  (8-57) Trong đó: Q’lm – Nhiệt lượng truyền cho nước làm mát nhiệt lượng nước dẫn qua két nước làm mát – tản nhiệt ( J / s) F1 – Diện tích tiếp xúc với chất lỏng F1 = 2,03 (m2) F2 – Diện tích két nước tiếp xúc với khơng khí F2 = 10,03 (m2) λ – Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống tản nhiệt Ống tản nhiệt làm nhôm Theo [2] tập trang 261, ta được: λ = 100 (W/ m2.độ) δ – Chiều dày thành ống Theo số liệu thực tế, ta có δ = 0,2.10-3 (m) tδ1 – Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống tδ2 – Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống  – Hệ số tản nhiệt từ nước làm mát đến thành ống két làm mát (W/ m 2.độ) 82 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Việc xác định hệ số tản nhiệt từ nước α1 phức tạp khó xác Xác định 1 sau: Theo [3] trang 99, ta có: Từ: Nu =  l  1 Từ phương trình (8-58) ta có: α1 = (8-58) Nu.1 l* Trong đó: λ1 – hệ số dẫn nhiệt nước làm mát két ứng với nhiệt độ t n = 830C Theo [3] trang 224 có λ1 = 6740 (W/m độ) l* – chiều cao làm việc tổng ống (m) l*= n.h = 78 500 = 39000 (mm) = 39 (m) Nu – tiêu chuẩn Nusself Từ [3] trang 99, ta có hệ số tỏa nhiệt đối lưu Nu = 0,33 Re Pr (8-59) Trong đó: Re– tiêu chuẩn Reynolds Từ [3] trang 99, ta có: .l  Re = (8-60)  – tốc độ dòng chảy ống, (m/s) = 1,58.10  Glm = = 0,65 (m/s) 0,0024 S l – chiều cao làm việc ống, (m) l = 500 (mm)  – độ nhớt động học, (m2/s) Theo [3] trang 224, ta có:  = 0,365.10-6 (m2/s) 830C Do đó: Re = 0,65.500.10  = 898437 0,365.10  Re = 898437 > 2320 Dòng chảy ống dòng chảy rối Pr – tiêu chuẩn Prandtl, Theo [3] trang 224, ta có: Pr = 2,21 Do đó: Nu = 0,33 Re Pr = 0,33 898437 2,21 = 407,43 Vậy α1= Nu.1 407,43.6740 = = 70412 (W/m2 độ) * 39 l 83 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE α2 – Hệ số tản nhiệt từ thành ống két làm mát vào khơng khí; (W/ m 2.độ) Hệ số phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ lưu động khơng khí ω kk Khi thay đổi ωkk từ ÷ 60 m/s hệ số α2 thay đổi đồng biến từ 40,6 ÷ 303 (W/ m2 độ) Bên cạnh tốc độ lưu động khơng khí ω kk phụ thuộc vào tốc độ xe vxe tốc độ hút khơng khí quạt gió (đối với loại quạt khảo sát vận tốc gió quạt tạo theo chiều hướng trục vht = Cm = 25,25 m/s) Khi ta tính tốn thiết kế hay tính tốn kiểm nghiệm hệ thống làm mát ta thường tính chế độ công suất cực đại động Do động đặt phía trước xe, nên vận tốc khơng khí lưu động qua két cịn phụ thuộc vào tốc độ xe.Vì vậy, ta chọn tốc độ lưu động khơng khí ω kk vht quạt gió ωkk = vht = 25,25 (m/s) Theo [2] tập trang 216, ta có: α2 = 11,38.ωkk0,8 (W/ m2 độ) (8-61) thay ωkk = 25,25(m/s) α2 = 11,38 25,250,8 = 150,63 (W/ m2 độ) Vậy hệ số truyền nhiệt két k = 1.F2   F2   F1 .F1   10,03 0,2.10  3.10,3 k= 165 (W/ m2 độ)   70412.2,215 100.2,215 150,63 tn – Nhiệt độ trung bình nước làm mát két làm mát tn = t nv  t nr (8-62) Trong đó, tnv, tnr nhiệt độ nước vào két nước lấy nhiệt độ nước nước vào động Theo [1] trang 216, ta có: tn = 80 ÷ 850C tkk – Nhiệt độ trung bình khơng khí qua tản nhiệt tkk = t kkv  t kkr (8-63) 84 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Trong đó, nhiệt độ khơng khí vào (tkkv) phía trước tản nhiệt ta lấy tkkv= 400C Chênh lệch nhiệt độ khơng khí qua tản nhiệt t kk = 20 ÷ 300C Chọn t kk = 250C Với tkkr = tkkv + t kk (8-64) tkkr= 40 + 25 = 65 (0C); tkk = 40  65 t kkv  t kkr = = 52,5 (0C) 2 Mặt khác, khả tản nhiệt két làm mát Q’ lm tỉ lệ thuận với nhiệt độ trung bình tn nước làm mát két Do đó, ta kiểm nghiệm khả tản nhiệt két làm mát ta lấy giá trị cận biên trái tn (tức lấy giá trị giới hạn nhỏ thơng số đó) để tính Q’lm Chọn tn = 830C Nếu như, Q’lm nhận có giá trị lớn Q lm nhiệt lượng động truyền cho nước làm mát két tản nhiệt đảm bảo khả tản nhiệt cho nước làm mát Thay giá trị thông số k, tn, tkk, F2 vào công thức (8-58) Ta được: Q’lm = 165.10,3.(83 – 52,5) = 51392 (J/s) + NHẬN XÉT: Nhiệt lượng tối đa tỏa cho nước làm mát động số vòng quay định mức là: Qlm = 46195 (J/s) Trong khả tản nhiệt két làm mát tối thiểu môi trường bên là: Q’lm = 51392(J /s) Vậy két làm mát có thừa khả đảm bảo làm mát cho động động hoạt động số vòng quay định mức Điều cho biết thừa khả đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc động 85 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- GS.TS Nguyễn Tất Tiến Nguyên lý động đốt Nhà xuất giáo dục – 2000 [2]- Hồ Tấn Chuẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế – Nguyễn Tất Tiến Kết cấu tính tốn động đốt (Tập 1,2,3) Nhà xuất giáo dục – 1996 [3] – PGS.TS Hồng Đình Tín Truyền nhiệt tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2001 [4] – Nguyễn Văn May Bơm, quạt, máy nén Nhà xuất khoa học kỹ kỹ thuật [5]- Catalogue động TOYOTA 1TR-FE [6]- Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập [7]- Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập [8]- Đinh Ngọc Ái – Đặng Huy Chi – Nguyễn Phước Hoàng – Phạm Đức Nhuận Thủy lực máy thủy lực tập Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội – 1972 86 … kiến thức hệ thống làm mát cho động động đốt – Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE Phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống làm mát – Tính tốn nhiệt động TOYOTA INNOVA 1TR-FE – Vận… kiểu làm mát bắng nươc kiểu làm mát khơng khí 43 Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 44 6.1 Sơ hệ thống làm mát 44 6.2 Các cụm chi tiết hệ thống làm mát.. .Khảo sát hệ thống làm mát động TOYOTA INNOVA 1TR-FE 3.3.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên 24 3.3.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng 25 3.3.3.1 Hệ thống làm mát

– Xem thêm –

Xem thêm: KHẢO sát hệ THỐNG làm mát ĐỘNG cơ TOYOTA INNOVA 1TR FE,

Xem thêm: Sửa Tủ Mát Tại Hà Đông

Source: https://suachuatulanh.org
Category : Sửa Tủ Mát