Hệ Thống Làm Mát Động Cơ: Cấu Tạo, Nguyên Lý Và Các Hư Hỏng

Hệ thống làm mát là một trong những bộ phận quan trọng nhất của ô tô. Nó có vai trò duy trì nhiệt độ hoạt động ổn định của động cơ, ngăn ngừa quá nhiệt và đảm bảo hiệu suất làm việc tối ưu.

Mỗi động cơ khi hoạt động đều sinh ra một lượng nhiệt đáng kể. Đặc biệt, đối với động cơ đốt trong, quá trình chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng tại trục khuỷu tạo ra nhiệt độ cao. Nếu không được kiểm soát, nhiệt độ này có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho các chi tiết bên trong động cơ như piston, xéc-măng, thanh truyền, xupap và xylanh. Do đó, việc trang bị một hệ thống làm mát là vô cùng cần thiết để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và hiệu quả.

Nguyên lý làm việc

Hệ thống làm mát động cơ có thể được chia làm hai loại: hệ thống làm mát bằng chất lỏng làm mát và hệ thống làm mát bằng không khí. Hệ thống làm mát bằng không khí có thể được thấy trên các loại xe máy số hiện nay. Hệ thống làm mát bằng nước làm mát được sử dụng chủ yếu trên ô tô do khả năng làm mát hiệu quả của nó trong hầu hết các điều kiện vận hành trên xa lộ hay trong thành phố thường xuyên tắt đường.

Hệ thống làm mát bao gồm các mạch nước làm mát bên trong thân máy và nắp quy lát, các mạch nước làm mát này đi xung quanh thân máy và nắp quy lát để đạt hiệu quả làm mát tốt nhất. Một bơm nước được sử dụng để thực hiện tuần hoàn nước làm mát, van hằng nhiệt dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát ở nhiệt độ cần thiết, két nước dùng để giải nhiệt nước làm mát và nắp két nước dùng để điều chỉnh áp suất bên trong đường ống nước làm mát.

Hệ thống làm mát hoạt động bằng cách vận chuyển nước làm mát tuần hoàn xung quanh thân máy và nắp quy lát. Khi nước làm mát tuần hoàn qua chúng, nó sẽ lấy nhiệt ra khỏi động cơ. Nước nóng sau đó sẽ được đẩy về két nước làm mát, nước sẽ được chia nhỏ vào các ống nhỏ bên trong két nước và được làm mát bằng sức gió do quạt làm mát tạo ra đồng thời cùng với gió do khi ô tô chuyển động để làm mát nước. Khi nước nóng được làm mát, nó sẽ tiếp tục tuần hoàn trở lại vào bên trong động cơ để tiếp tục chu kỳ tuần hoàn liên tục nhờ vào hoạt động của bơm nước.

Van hằng nhiệt được đặt giữa động cơ và két nước để đảm bảo nước làm mát luôn được giữ ở một nhiệt độ làm việc nhất định. Nếu nước làm mát quá thất, van hằng nhiệt sẽ đóng lại không cho nước làm mát chảy về két nước, mục đích của việc này là để tăng nhiệt độ nhanh chóng tới nhiệt độ làm việc. Khi nhiệt độ nước đạt tới nhiệt độ làm việc ổn định, van hằng nhiệt sẽ mở ra để thực hiện tuần hoàn nước về két nước.

Để tránh cho nước làm mát bị sôi, hệ thống làm mát được thiết kế để có khả năng chịu được áp suất. Khi áp suất càng cao, nhiệt độ sôi của nước sẽ tăng lên, nhưng nếu áp suất quá cao sẽ làm cho thân máy bị nứt hoặc các đường ống nước bị nổ. Do đó, áp suất trong hệ thống làm mát sẽ được điều khiển thích hợp bởi nắp két nước. Khi áp suất bên trong hệ thống làm mát cao quá mức cho phép, nắp két nước sẽ mở ra để nước đi vào bình nước phụ, làm giảm áp suất nước. Khi nhiệt độ nước làm mát giảm, nước trong bình nước phụ sẽ được hút về trở lại hệ thống. Hệ thống làm mát này được gọi là hệ thống làm mát tuần hoàn kín.

Các bạn có thể tham khảo thêm về nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát động cơ đốt trong thông qua video dưới đây:

Cấu tạo của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát động cơ ô tô bao gồm các thành phần chính sau:

• Két nước: Là bộ phận chính giúp tản nhiệt cho nước làm mát. Két nước thường được chế tạo từ nhôm với các ống dẫn nhỏ để tối ưu hóa khả năng tản nhiệt.
• Bơm nước: Có nhiệm vụ tuần hoàn nước làm mát qua các bộ phận của động cơ và két nước.
• Van hằng nhiệt: Điều chỉnh lưu lượng nước làm mát để duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ.
• Quạt gió: Tăng cường khả năng tản nhiệt cho két nước bằng cách thổi gió vào các ống dẫn nước nóng.
• Bình nước phụ: Chứa nước làm mát dư thừa và bù đắp khi nước trong hệ thống bị hao hụt.
• Các ống dẫn: Kết nối các bộ phận trong hệ thống để đảm bảo nước làm mát có thể lưu thông liên tục.

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống làm mát hoạt động theo nguyên lý tuần hoàn kín. Khi động cơ khởi động, bơm nước sẽ hút nước từ két và bơm vào các kênh quanh buồng đốt để hấp thụ nhiệt. Nước nóng sau đó sẽ quay trở lại két nước, nơi nó được làm mát nhờ sự lưu thông của không khí từ quạt gió và gió tự nhiên khi xe di chuyển.

Khi nhiệt độ nước đạt đến ngưỡng nhất định, van hằng nhiệt sẽ mở ra cho phép nước nóng chảy vào két để tản nhiệt. Nếu áp suất trong hệ thống vượt quá mức cho phép, nắp két sẽ mở để giảm áp suất, đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.

Nước làm mát và vai trò của nó

Nước làm mát không chỉ có nhiệm vụ giảm nhiệt độ mà còn có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các bộ phận kim loại khỏi ăn mòn. Dung dịch thường sử dụng là Ethylene Glycol, có khả năng chống đông cứng ở nhiệt độ thấp và không gây ăn mòn cho các chi tiết bên trong động cơ.

Các đặc điểm quan trọng của nước làm mát:

• Giải nhiệt hiệu quả: Nước làm mát giúp giảm nhiệt độ của động cơ bằng cách hấp thụ và tản nhiệt ra môi trường.
• Ngăn đông kết: Chất phụ gia trong dung dịch giúp ngăn chặn hiện tượng đóng băng ở nhiệt độ thấp.
• Bảo vệ động cơ: Giảm ma sát giữa các bộ phận kim loại, kéo dài tuổi thọ của động cơ và giảm chi phí bảo trì.

Các hư hỏng của hệ thống làm mát

Các hư hỏng thường gặp trong hệ thống làm mát

• Hệ thống làm mát có thể gặp phải một số vấn đề nghiêm trọng nếu không được bảo trì đúng cách. Dưới đây là những hư hỏng thường gặp:
• Két nước bị rò rỉ hoặc gỉ sét: Khi thấy màu sắc lạ hoặc cặn bẩn trong nước giải nhiệt, cần kiểm tra ngay két nước vì đây có thể là dấu hiệu của sự han gỉ.
• Két nước bị nghẹt: Các cặn bẩn tích tụ có thể gây nghẹt đường ống dẫn đến việc không giải nhiệt hiệu quả. Cần súc rửa và thông két để đảm bảo dòng chảy thông suốt.
• Hỏng van hằng nhiệt: Nếu van không mở hoặc đóng đúng thời điểm, điều này có thể dẫn đến quá nhiệt hoặc lạnh quá mức cho động cơ.
• Bơm nước hỏng: Bơm nước không hoạt động sẽ khiến dòng chảy bị ngưng trệ, dẫn đến nguy cơ quá nhiệt cho động cơ.
• Quạt giải nhiệt hỏng: Quạt không hoạt động sẽ giảm khả năng tản nhiệt của két nước, cần kiểm tra và thay thế nếu cần thiết.
• Ống dẫn nước rò rỉ: Các ống dẫn cao su có thể bị nứt hoặc gãy theo thời gian, gây mất nước làm mát.

Hình ảnh các hư hỏng thường gặp của hệ thống làm mát:

Kiểm tra và bảo trì hệ thống làm mát

Để đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động hiệu quả:

• Thường xuyên kiểm tra mức nước trong bình phụ trước mỗi chuyến đi.
• Theo dõi chỉ số nhiệt độ trên bảng điều khiển; nếu vượt quá 93°C, cần dừng xe ngay lập tức để tránh hư hỏng nghiêm trọng.
• Thay thế dung dịch làm mát định kỳ (thông thường khoảng 2 năm một lần) để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống.

Việc hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát sẽ giúp người dùng duy trì hiệu suất cao cho động cơ cũng như kéo dài tuổi thọ cho xe ô tô.

FAQ – Những câu hỏi thường gặp

1. Nước làm mát có những loại nào và sự khác biệt giữa chúng là gì?

Nước làm mát động cơ chủ yếu có hai loại chính: Ethylene Glycol và Propylene Glycol. Ethylene Glycol có khả năng chống đông tốt hơn, nhưng độc hại cho động vật nếu bị rò rỉ. Propylene Glycol an toàn hơn cho môi trường và con người nhưng thường đắt hơn.

2. Làm thế nào để kiểm tra mức nước làm mát trong động cơ?

Người dùng nên kiểm tra mức nước làm mát trong bình phụ ít nhất mỗi tháng một lần. Mực nước nên nằm giữa mức tối đa và tối thiểu; nếu thấp hơn mức tối thiểu, cần bổ sung ngay nước làm mát phù hợp. Xem ngay bài viết: 

3. Tần suất thay nước làm mát là bao lâu?

Thông thường, nước làm mát nên được thay thế mỗi 2 năm hoặc sau khoảng 40,000 – 50,000 km di chuyển để đảm bảo hiệu suất tối ưu và ngăn ngừa ăn mòn.

4. Các dấu hiệu nào cho thấy hệ thống làm mát đang gặp vấn đề?

Các dấu hiệu bao gồm: nhiệt độ động cơ vượt quá 93°C, nước làm mát rò rỉ dưới xe, tiếng kêu lạ từ bơm nước hoặc quạt không hoạt động khi động cơ nóng.

5. Hệ thống làm mát có thể ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất nhiên liệu?

Nếu nhiệt độ động cơ không ổn định (quá cao hoặc quá thấp), điều này có thể dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu tăng lên từ 10% – 20% do hỗn hợp nhiên liệu không được điều chỉnh chính xác. Xem ngay bài viết: Phương pháp kiểm tra hệ thống làm mát nhanh, đơn giản, hiệu quả nhất được nhiều chuyên gia chia sẻ.

6. Địa chỉ thay/ sửa hệ thống làm mát động cơ uy tín, giá tốt?

Tại Thanh Phong Auto, chúng tôi tự hào là một trong những trung tâm sửa chữa và bảo trì ô tô hàng đầu tại Thành phố Hồ Chí Minh. Được thành lập từ tháng 10 năm 2013, Thanh Phong Auto đã quy tụ đội ngũ kỹ sư và kỹ thuật viên dày dạn kinh nghiệm, xuất thân từ các trường đại học danh tiếng như Đại học Bách Khoa và Đại học Giao Thông Vận Tải. Chúng tôi cung cấp dịch vụ bảo trì, sửa chữa ô tô toàn diện với chất lượng dịch vụ cao nhất, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng.

Chúng tôi không chỉ chú trọng đến việc sửa chữa mà còn mang đến các dịch vụ nâng cấp xe như độ đèn tăng sáng, dán phim cách nhiệt, lắp đặt camera hành trình và nhiều dịch vụ khác. Với phương châm “Trung thực – Tận tâm – Trách nhiệm”, Thanh Phong Auto cam kết mang lại sự hài lòng tối đa cho khách hàng thông qua quy trình bảo dưỡng chuyên nghiệp và hiệu quả. Hãy đến với chúng tôi để trải nghiệm dịch vụ sửa chữa ô tô uy tín, chất lượng và tận tâm nhất!