Một động cơ hoạt động tốt là khi làm việc ở tần suất cao, nhiệt lượng bản thân nó luôn được duy trì đúng quy định của nhà chế tạo. Thông thường với động cơ dùng xăng là khoảng 80oC; dầu (Diesel) là 90oC hoặc hơn một chút.
Tại sao phải duy trì như vậy?
Với một động cơ đốt trong, việc đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt càng chóng vánh thì sự sinh công (sức mạnh) càng mạnh mẽ. Muốn như thế thì ngay bản thân động cơ, phải tích sẵn một nhiệt lượng tương đối để sưởi không khí hoặc hỗn hợp khí lúc đến buồng đốt. (Nói như giới bình dân là máy nóng thì nổ bốc). Tuy nhiên nếu nhiệt lượng này quá cao thì nhiên liệu sẽ bị bốc cháy trước thời điểm cần thiết, ảnh hưởng rất lớn tới sự sinh công nói trên. Nóng hơn nữa thì sẽ làm các chi tiết vốn bằng kim loại của động cơ nở ra, tăng ma sát, gây bó cứng cho sự chuyển động lên xuống của pít tông trong lòng xi lanh; tay ven bó cứng không quay tròn trên trục cơ được. Đó chính là nguyên nhân gây đứng máy, ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của động cơ mà chúng ta cần phòng tránh.
Duy trì nhiệt lượng cho từng loại động cơ dùng nhiên liệu khác nhau?
Bằng trực quan ta có thể thấy xăng là loại nhiên liệu rất dễ bốc cháy. Xăng được trộn đều với không khí trước khi đưa vào buồng đốt, lại có thêm sự nẹt lửa của bugi nên rất dễ bùng cháy (nổ). Do đó với loại động cơ dùng xăng chỉ cần đáp ứng một nhiệt lượng vừa phải, nếu cao hơn xăng rất dễ kích nổ (nổ sớm).
Dầu (Diesel) là loại nhiên liệu chậm bóc cháy, đã vậy nguyên lý hoạt động của động cơ dầu là không dùng bugi nẹt lửa, pít tông hút không khí từ bên ngoài vào xi lanh nén cho cực nóng (tỉ lệ thường >20/1) tại buồng đốt, rồi phun trực tiếp dầu vào đúng ngay thời điểm ấy để tạo ra sự bùng cháy. Chính lẽ đó mà động cơ Diesel cần một nhiệt lượng lớn hơn động cơ xăng để hỗ trợ cho sự đốt cháy đó.
Giải nhiệt cho động cơ
Ở xứ nhiệt đới chúng ta, khi đề cập đến việc đáp ứng cho động cơ một nhiệt lượng tối ưu để nó hoạt động tốt, thì thường nghĩ đến việc giải nhiệt, tỏa nhiệt để động cơ không bị quá nóng hơn là việc sưởi nóng, hâm nóng cho động cơ dễ nổ ở xứ hàn đới.
Như các bạn đã biết, lúc hoạt động ở tần suất cao, vòng quay động cơ mỗi phút có thể lên đến hàng ngàn vòng. Tiếng nổ “rì rì” phát ra liên hồi từ trong buồng đốt động cơ đi ra cho ta biết sự cháy nổ xảy ra liên tục. Nhiệt độ tại buồng đốt có thể lên đến cả ngàn độ C, nếu không có sự giải nhiệt tức thì, liên tục thì không có loại động cơ nào hoạt động bền bỉ được.
Hiện nay trên thế giới chúng ta thấy có 3 phương pháp giải nhiệt, tỏa nhiệt cho động cơ :
1. Giải nhiệt thuần túy bằng gió: Ở những nơi khan hiếm nước như sa mạc, hoặc trong quân sự người ta thường dùng loại động cơ này .
Quan sát một động cơ giải nhiệt bằng gió, ta thấy xi lanh và buồng đốt của nó nhô lên khỏi thân máy (như động cơ xe gắn máy) và xung quanh chúng được gắn rất nhiều lá tản nhiệt bằng kim loại. Phía trước động cơ thay vì két nước làm mát thì két làm mát dầu máy và một tua-bin tạo ra gió cực mạnh. Gió từ tua bin bị cưỡng bức đi theo những đường định sẵn, thổi liên tục vào các tấm tỏa nhiệt giúp cho động cơ không quá nóng. Ưu điểm của loại động cơ này là đơn giản hóa việc chăm sóc hệ thống giải nhiệt. Khuyết điểm là tạo ra tiếng ồn lớn. Nhiệt theo gió tỏa ra một vùng rộng lớn không phù hợp ở những nơi đông người.
2. Giải nhiệt thuần túy bằng nước: Loại động cơ giải nhiệt duy nhất bằng nước thường dùng nhiên liệu Diesel, được sử dùng ở những nơi có nguồn nước dồi dào, như máy bơm nước, máy ghe thuyền… Một bơm nước nằm rời thân máy, được kéo bằng một dây cu roa (đai truyền), hút nước bên ngoài đưa vào thân máy. Khi động cơ hoạt động, người sử dụng điều chỉnh vòi nước chảy từ thân máy ra đủ để máy tích một nhiệt lượng để máy nổ được bốc.
3. Giải nhiệt bằng gió kết hợp với nước: Đây là phương pháp giải nhiệt phổ biến nhất, được dùng rộng rải ở trên ô tô, tàu thuyền, máy phát điện, máy móc sản xuất, điện lạnh… hiện nay.
Ưu điểm của phương pháp giải nhiệt này là ổn định nguồn nhiệt lượng cho động cơ hoạt động tốt ở mọi tầng suất. Không gây ồn. Khuyết điểm: Hệ thống khá phức tạp, tinh vi, đòi hỏi sự chăm sóc bảo dưỡng tương đối kỹ càng, đúng cách.
Để tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống giải nhiệt hỗn hợp này ta lấy một động cơ trên ô tô làm trực quan: Tất cả các xi lanh và buồng đốt (nơi sinh nhiệt) của động cơ được thiết kế nằm chìm trong thân máy để tiếp xúc với nguồn nước làm mát. Khi khởi động động cơ, một bơm nước trong thân máy tức thì hoạt động. Nước được bơm liên hoàn từ két nước vào động cơ, và hấp nhiệt ở đó đi trở ra két nước. (Sự tuần hoàn này gần như máu trong thân thể chúng ta được tim bơm đến phổi nhận oxy vậy). Tuy nhiên hệ thống giải nhiệt chưa thật sự hoạt động, nếu bộ phận cảm nhiệt nằm trong thân máy chưa gởi tín hiệu về trung tâm là đã tích đủ một nhiệt lượng cần thiết cho động cơ, để kích hoạt chiếc quạt làm mát chạy.
Quan sát sự làm mát tuần hoàn này, ta thấy nước từ trong động cơ rất nóng được bơm đổ ra két nước. Từ đây nước chạy vào nhiều đường ống vuông dẹt, nhỏ, mỏng nằm theo phương thẳng đứng hoặc nằm ngang trong khung két nước. Gió từ chiếc quạt đặt trước động cơ bị cưỡng đi qua két nước làm nguội nguồn nước nóng đang luân chuyển trong thân những đường ống dẹt…
Vấn đề lưu ý cho phương pháp giải nhiệt này là cần sự hoạt động đồng bộ của từng thiết bị trong hệ thống. Két nước luôn phải thông thoáng, không tắc nghẽn. Bộ cảm nhiệt phải làm việc tốt, điều khiển chiếc quạt hoạt động đúng lúc cần tỏa nhiệt. Quạt gió và bơm nước cũng phải luôn trong tình trạng làm việc tốt. Nếu một trong những thiết bị ấy có vấn đề là cả hệ thống giải nhiệt làm việc không hiệu quả. Khi đó tình trạng đứng máy khó mà tránh khỏi.
Phòng tránh sự đứng máy
Theo dỏi nhiệt độ của động cơ là điều rất cần thiết. Lẽ đó mà nhà chế tạo đã đặt đồng hồ biểu thị nhiệt độ ngay trước mặt tài xế. Nếu thấy trị số cao bất thường thì bạn nên dừng xe lại kiểm tra. Dở nắp ca bô coi quạt làm mát có chạy không. Nếu không thì có thể do cảm biến nhiệt bị liệt không gởi tín hiệu về trung tâm kích hoạt quạt chạy; quạt bị hỏng hoặc cháy cầu chì.
Nếu quạt chạy thì có thể do thiếu quan tâm mà nước bị thiếu. Hoặc két nước bị tắt (điều này được khuyến cáo nhiều nhất). Hoặc bơm nước có vấn đề… Dù tình huống nào đi nữa thì bạn cũng nên tắt máy, đợi máy bớt nóng rồi mới xử lý. Tuyệt đối không mở nắp két nước ra châm thêm nước khi máy đang nóng, hơi nước sẽ làm bạn bị bỏng hoặc nước lạnh đột ngột gây bể.lóc máy. Nếu nước không thiếu thì bạn nên tìm ra nguyên nhân để khác phục. Nên nhớ rằng để máy nóng quá sẽ gây hậu quả nghiêm trọng cho động cơ của bạn.
Dùng nước làm mát cho động cơ
Để giải nhiệt được tốt, két nước được làm bằng một thứ kim loại có tính chất truyền nhiệt rất cao. Tuy nhiên, như vậy cũng chưa đủ nếu không dát cho thật mỏng và phân chia đường nước thành nhiều ống nhỏ. Nếu bị một vật nhọn va chạm nhẹ là két nước có thể bị thủng, gây mất nước. Một sợi rác rất nhỏ, hoặc một sự lắng cặn trong đường ống cũng đủ làm tắc nghẽn nguồn nước lưu thông trong két nước.
Do đó khi dùng nước làm mát cho động cơ cần lưu ý: Trong nước tuyệt đối không có chất gây kết tủa, lắng cặn và gây kết tinh như nước ngọt, nước khoáng, chất clorua, những chất gây ăn mòn kim loại như acid, hóa chất, muối, nước ruộng…
Hiện nay nước làm mát cho động cơ người ta đã pha sẵn và bán đầy trên thị trường. Sở dĩ nó có giá không rẻ là vì trong loại nước này có chất chống đông nước khi nhiệt độ ngoài trời dưới 00 C và chất chống sôi khi nhiệt lên quá cao. Ở xứ hàn đới thì rất cần chất chống đông, vì nếu để nước đông cứng sẽ làm nứt, vỡ động cơ. Ở nước ta thì chất này xem ra lại… thừa.
Khi đi đường, nếu động cơ thiếu nước làm mát bạn cứ mạnh dạn dùng nước tinh khiết, nước mưa, nước giếng sạch, không gây hư hỏng gì đâu mà sợ.
Chúc bạn lái xe an toàn.
Trần Kiêm Hạ
Video đang được xem nhiều