Đang tải... (xem toàn văn)
Chúng ta biết rằng nhiệt do cháy nhiên liệu trong động cơ sinh ra trong xi lanh một phần đáng kể truyền ra nước làm mát. Vì vậy động cơ cần có một hệ thống làm mát để tránh tình trạng quá nhiệt vì. Quá nhiệt là một trong những vấn đề quan trọng với động cơ bởi nó có thể phá hủy các mối nối, vỡ miếng đệm, méo xilanh và nhiều hậu quả khác. Mặc dù nhiệt đóng vai trò quan trọng khi xe khởi động, nhất là vào những ngày trời lạnh, nhưng thông thường khi xe được làm ấm vừa phải, nó hoàn toàn có thể khởi động một cách dễ dàng. Để giải tỏa nhiệt sinh ra từ động cơ, xe nhất thiết phải có hệ thống làm lạnh nhằm giữ khoảng nhiệt độ phù hợp. Khi xe gặp phải hiện tượng quá nhiệt, nó làm tăng nhiệt độ chất làm mát, qua đó tăng áp suất chất lỏng, khiến van giảm áp trên nắp áp suất mở rộng nên chất lỏng vào bình giãn nở nhiều hơn. Vì vậy vấn đề đặt ra là làm hệ thống làm mát tự động, quạt gió sẽ đóng mở tùy vào nhiệt độ nhờ một ecu. Chúng ta đều biết rằng động cơ hoạt động tốt nhất trong khỏng nhiệt độ 800C đến 900C. vậy ECU sẽ làm cho quạt hoạt động trong khoảng nhiệt độ đó và tắt quạt khi nó dưới nhiệt độ trên. Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với những lời đóng góp ý kiến chân thành từ các Thầy(Cô) giáo cùng các bạn sinh viên, đặc biệt được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Bùi Đức Hạnh em đã quyết định chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ nước làm mát”
! "#$%&'()*'+,- # /!01233!456 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Cường Lớp: CĐTOK10 Năm học: 2014- 2015 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ nước làm mát. Số liệu cho trước + Mạch điện hệ thống làm mát trên xe toyota 78,9:7;,-<=,9)>, ?7@#+,- -%,ABC#DE978,9:7;,-<=,9)>, ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn 2 MỤC LỤC 3 $FG5 Chúng ta biết rằng nhiệt do cháy nhiên liệu trong động cơ sinh ra trong xi lanh một phần đáng kể truyền ra nước làm mát. Vì vậy động cơ cần có một hệ thống làm mát để tránh tình trạng quá nhiệt vì. Quá nhiệt là một trong những vấn đề quan trọng với động cơ bởi nó có thể phá hủy các mối nối, vỡ miếng đệm, méo xi-lanh và nhiều hậu quả khác. Mặc dù nhiệt đóng vai trò quan trọng khi xe khởi động, nhất là vào những ngày trời lạnh, nhưng thông thường khi xe được làm ấm vừa phải, nó hoàn toàn có thể khởi động một cách dễ dàng. Để giải tỏa nhiệt sinh ra từ động cơ, xe nhất thiết phải có hệ thống làm lạnh nhằm giữ khoảng nhiệt độ phù hợp. Khi xe gặp phải hiện tượng quá nhiệt, nó làm tăng nhiệt độ chất làm mát, qua đó tăng áp suất chất lỏng, khiến van giảm áp trên nắp áp suất mở rộng nên chất lỏng vào bình giãn nở nhiều hơn. Vì vậy vấn đề đặt ra là làm hệ thống làm mát tự động, quạt gió sẽ đóng mở tùy vào nhiệt độ nhờ một ecu. Chúng ta đều biết rằng động cơ hoạt động tốt nhất trong khỏng nhiệt độ 80 0 C đến 90 0 C. vậy ECU sẽ làm cho quạt hoạt động trong khoảng nhiệt độ đó và tắt quạt khi nó dưới nhiệt độ trên. Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với những lời đóng góp ý kiến chân thành từ các Thầy(Cô) giáo cùng các bạn sinh viên, đặc biệt được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy ?7@#+,-em đã quyết định chọn và thực hiện đề tài: H9-7;,#@IJ thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ nước làm mátK Tuy nhiên, để có được sản phẩm có tính ổn định cao, đảm bảo về chất lượng là tương đối khó khăn. Vì thời gian để hoàn thành đồ án này cũng có hạn, và tầm hiểu biết của em hiện vẫn còn hạn chế… nên đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót, những khuyết điểm không mong muốn.Em rất mong có được những ý kiến đóng góp quý báu, chân thành của quý thầy cô cùng các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn. 4 L2LM$N53L$O4$ P QRQR!STUVW,<=#Q#-7XI 1.1.1. Định nghĩa Máy bơm là một thiết bị dùng để chuyển chất lỏng hoặc khí từ nơi áp suất thấp hơn tới nơi áp suất cao hơn. Bơm khí thông thường được gọi là máy nén khí, ngoại trừ các thiết bị áp suất thấp, như trong thông gió và điều hòa không khí,thiết bị được gọi là quạt. 1.1.2. Phân loại (theo loại bơm cánh quạt) 'Bơm ly tâm. - Bơm hướng trục. - Bơm cánh chéo. 1.1.3. Cấu tạo của máy bơm nước Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm có một vỏ hình trụ trong đó có rôto. Tâm của vỏ và rôto lệch nhau một khoảng là e. Trên rôto có các bản phẳng. Khi rôto quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất lỏng, nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn bởi vỏ bơm và rôto gọi là thể tích làm việc. Với kết cấu bơm cánh gạt như trên, một vòng quay máy thể hiện một lần hút và một lần đẩy còn gọi là bơm tác dụng đơn. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều, thông thường số cánh gạt có từ 4 đến 12 cánh. 5 1.1.4. Nguyên lý hoạt động của bơm 'Chất lỏng được hút vào bánh công tác ( rotor), đi qua rotor, nhận năng lượng từ rotor rồi đi ra khỏi vỏ. 'Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hướng kéo vật ra xa trục quay và có phương lực đi qua tâm quay. Đó là lực ly tâm. -Hạt nước khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài. -Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm. Nước được dẫn vào tâm quay của cánh bơm. Nhờ lực ly tâm, nước bị đẩy văng ra mép cánh bơm. Năng lượng bên ngoài thông qua cánh bơm đã được truyền cho dòng nước, một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nước chuyển động. -Trước khi máy bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm. -Khi máy bơm làm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị văng từ trong ra ngoài, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng có chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của máy bơm nước, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là quá trình hút của bơm. -Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm. -Bộ phận dẫn hướng ra (thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng xoắn ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa, ổn định và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết. QRYRZI+C[\WWSC 1.2.1. Khái niệm Quạt điện hay Quạt máy là một thiết bị dẫn động bằng điện được dùng để tạo ra các luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho con người (nhất là giảm sức nóng của cơ thể, 6 hạ nhiệt, giúp con người cảm thấy mát, thoải mái), thông gió, thoát khí, làm mát, hoặc bất kỳ tác động liên quan đến không khí trong môi trường sống. 1.2.2. Phân loại ' Quạt đứng: dùng để dưới đất, độ cao có thể thay đổi được, có thể xoay. - Quạt để bàn: gồm quạt để bàn thông thường và quạt hộp. Quạt để bàn thông thường có thể xoay nhưng độ cao cố định. Quạt hộp thường có hai lớp cánh, có lợi ích là dễ di chuyển. - Quạt trần: có hai dạng: quạt trần thông thường và quạt trần dùng trang trí. - Quạt treo tường. - Quạt đá. - Quạt từ các công cụ điện tử. 1.2.3. Cấu tạo Quạt máy gồm các phần chính: thân quạt có gắn bộ công tắc chỉnh tốc độ, lồng quạt, cánh quat, mô-tơ quạt và bộ chuyển hướng. Một số quạt có thêm đèn trang trí,đồng hồ Mô-tơ quạt gồm: - Cuộn dây đồng quấn trên lõi sắt từ (stator) gồm nhiều tấm tôn silic mỏng ghép lại với nhau để tránh dòng điện Phu-cô. - Rotor cũng được làm bằng nhiều lá thép mỏng ghép lại và có phần nhôm đúc nối với cốt thép để gắn cánh quạt và phần đuôi nhằm tạo chuyển động cho bộ chuyển hướng. - Tụ điện để tạo ra dòng điện lệch pha. - Vỏ nhôm để ghép giữa rotor và stator. - Bạc thau có ổ giữ dầu bôi trơn để giảm lực ma sát. 1.2.4. Nguyên lý hoạt động Khi có dòng điện chạy trong dây dẫn quấn trên lõi sắt từ (hay gọi là phe silic) được làm bằng tôn silic mỏng ghép nhiều miếng lại với nhau sẽ tạo ra một lực tác động lên rotor. do vị trí các cuộn dây (dây chạy và dây đề) đặt lệch nhau và tác dụng làm lệch pha của tụ điện sẽ tạo ra trong lòng stator các lực hút không cùng phương với nhau (gọi chung là tác dụng của tụ điện chỉnh cho dòng điện đảo chiều AC chủ yếu tạo 7 1 chiều quay cho cánh quạt). Vì hai lực hút lệch nhau về thời gian và phương nên sẽ tạo ra trong lòng stator một từ trường quay làm cho rotor quay được. Để thay đổi tốc độ của quạt người ta quấn trên đó một số vòng dây chung với cuộn chạy, khi dòng điện tăng lên hoặc giàm đi do thay đổi điện trở của cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường mạnh hơn hay yếu hơn sẽ làm quạt chạy nhanh hơn hoặc chậm hơn. QR]R8WU7^,,-7_C`" Nhằm giảm thiểu chi phí cũng như tính phức tạp cho mô hình, em lựa chọn công tắc nhiệt có tác dụng đóng ngắt dòng điện khi đạt nhiệt độ nhất định. 1.3.1. Công tắc nhiệt Ksd301 1.3.2. Nguyên lý hoạt động - Công tắc thực chất là 1 rơ le nhiệt thường đóng. - Cấu tạo chính gồm 1 thanh lưỡng kim, dưới tác động của nhiệt độ, thanh lưỡng kim sẽ cong lên làm hở tiếp điểm => không cung cấp dòng cho mạch. 1.3.3. Ứng dụng - Thường được sử dụng trong các mạch tự ngắt của siêu điện, ấm điện. QRaR7_,Cbc 1.4.1. Cấu tạo chung a. Hình dáng và ký hiệu 8 Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. b. Đơn vị của điện trở • Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ. • 1KΩ = 1000 Ω. o 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω. c. Cách ghi trị số của điện trở • Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới.( xem hình ở trên ). • Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ. 1.4.2. Cách đọc trị số điện trở Quy ước mầu Quốc tế Mầu sắc Giá trị Mầu sắc Giá trị Đen 0 Xanh lá 5 Nâu 1 Xanh lơ 6 Đỏ 2 Tím 7 Cam 3 Xám 8 Vàng 4 Trắng 9 Nhũ vàng -1 Nhũ bạc -2 9 7_,CbcC-<d,9 được ký hiệu bằng 4 vòng mầu , `7_,Cbc#-e,-AS# thì ký hiệu bằng 5 vòng mầu. Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : Cách đọc điện trở 4 vòng màu • Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này. • Đối diện với vòng cuối là vòng số 1, tiếp theo đến vòng số 2, số 3. • Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị. • Vòng số 3 là bội số của cơ số 10. • Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3) . • Có thể tính vòng số 3 là số con số không "0" thêm vào. • Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm. Cách đọc trị số điện trở 5 vòng mầu : ( điện trở chính xác ) 10 [...]... 2.2.1 Sơ đồ hệ thống làm mát và hoạt động a Sơ đồ cấu tạo • 1 Két nước; 2 Bình chứa;3 Nắp két nước; 4 Quạt làm mát; 5.Bơm nước; 6Van hằng nhiệt Dòng chảy nước làm mát 15 b Nguyên lý hoạt động Lực đẩy của bơm nước làm cho nước làm mát tuần hoàn trong mạch nước làm mát Nước làm mát hấp thụ nhiệt từ động cơ và phân tán vào không khí qua két nước Nước làm mát đã được làm nguội sau đó quay trở về động cơ 2.2.2... 2.2.2 Các bộ phận của hệ thống làm mát a Két nước làm mát Két nước làm nguội nước làm mát có nhiệt độ cao Nước làm mát trong két nước trở nên nguội đi khi các ống và cánh tản nhiệt của nó tiếp xúc với luồng không khí tạo bới quạt làm mát và luồng không khí tạo ra bởi sự chuyền động của xe 16 Nồng độ LLC (nước làm mát có tuổi thọ cao) tối ưu được thiết lập ứng với nhiệt độ môi trường cụ thể ở từng quốc... 2.3.1 Làm mát bằng gió Cấu tạo: 1- Các te; 2- Thân máy; 3- Cánh tản nhiệt; 4- Bu lông; 5- Xi lanh Hoạt động: Khi động cơ làm việc một phần nhiệt truyền từ thân máy ra cánh tản nhiệt, khi xe chạy gió được hướng thổi qua các cánh tản nhiệt làm mát động cơ Hệ thống làm mát bằng không khí chỉ làm mát được những động cơ xăng nhỏ như xe máy, máy cưa, máy cắt cỏ… 2.3.2 Làm mát bằng nước a Làm mát bằng nước. .. Đường nước ra két nước Nắp để rót nước Két nước Không khí làm mát Quạt gió Đường nước vào động cơ Hoạt động: Khi động cơ làm việc, nhiệt sinh ra truyền vào thân máy làm nước làm mát nóng sôi, nước nóng nổi lên phía trên và theo đường ra két nước số 6 Nước được làm mát bởi quạt gió số 8, sau đó đi xuống phía dưới và trở vào phần dưới của thân máy, và làm mát thân máy Nước sau khi làm mát nóng lên nổi... định kỳ b Nắp két nước A Áp suất tăng lên trong quá trình tăng áp (nhiệt độ cao) B Áp suất giảm đi trong quá trình giảm áp (nguội) Nắp két nước có một van áp suất dùng để nén nước làm mát Nhiệt độ của nước làm ở áp suất cao tăng lên vượt quá 1000C, điều này tạo nên sự khác biệt lớn giữa nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ không khí Kết quả là hiệu quả làm mát được cải thiện 17 c Quạt làm mát 1 Khoá điện;2... đó nhiệt độ nóng chảy của kim loại thường thấp hơn 2200 oC, vd như xi lanh không được để nhiệt độ nóng quá 260 oC Do đó ta cần phải có hệ thống làm mát động cơ 14 2.1.2 Vai trò của hệ thống làm mát Hệ thống làm mát giữ cho động cơ ở nhiệt độ làm việc hiệu quả nhất phù hợp với mọi chế độ tải trọng của động cơ Khi nhiệt độ quá thấp hệ thống giữ cho nhiệt độ động cơ không quá lạnh dẫn đến khó khởi động... mát ; 8 Quạt gió ; 9 Pu li; 10 Ống nước nối tắt về bơm ; 11 Đường nước vào động cơ ; 12 Bơm nước; 13 Két làm mát dầu ; 14 Ống phân phối nước Hoạt động: Khi động cơ làm việc, nhiệt độ còn thấp Bơm hút nước từ các két làm mát 7, 13 đẩy đi theo ống phân phối làm mát cho các xi lanh Lúc này do nhiệt độ nước còn thấp, nên van hằng nhiệt đóng ngăn không cho nước qua két nước mà trở về ống nối tắt về bơm... Quạt làm mát ;4 Công tắc nhiệt độ nước Quạt này hướng lượng không khí lớn đến két nước nhằm nâng cao hiệu quả làm mát d Bình chứa 1 Bình chứa; 2 Ống bình chứa; 3 Két nước Bình chứa được nối với két nước để lưu lượng nước làm mát tràn ra khỏi két nước và ngăn không cho nó chảy tràn ra ngoài Khi nhiệt độ nước làm mát trong két nước tăng lên, nó giãn nở và chảy vào bình chứa Khi két nước nguội, nó hút nước. .. trở lại két nước từ bình chứa 18 c Bơm nước Bơm này cung cấp nước làm mát vào trong mạch làm mát Một đai dẫn động được sử dụng để truyền chuyển động quay của trục khuỷu để dẫn động bơm nước e Van hằng nhiệt A Có van đi tắt B Không có van đi tắt 1 Van; 2 Xylanh; 3 Van đi tắt; 4 Sáp; 5 Van xả khí Van hằng nhiệt là bộ phận dùng để hâm nóng động cơ nhanh chóng và điều khiển nhiệt độ của nước làm mát Nó được... cho tản nhiệt kém Van 1 chiều ở nắp két nước bị hỏng do làm việc lâu ngày Van hằng nhiệt Van bị kẹt ở vị trí mở, nước luôn luôn qua két nước, không hâm nóng được động cơ khi khởi động Van bị kẹt ở vị trí van không cho ra két nước làm mát làm cho máy nóng lên 20 2.3 Phân loại - Theo môi chất làm mát có : Bằng nước và bằng không khí - Theo mức độ tăng cường làm mát : Làm mát tự nhiên và làm mát cưỡng