Hệ thống làm mát bằng không khí là bộ phận tản nhiệt đóng vai trò quan trọng trong trên nhiều phương tiện khác nhau khác nhau như xe máy, xe điện… Mặc dù có cấu tạo đơn giản nhưng bộ phận này đem đến công năng tuyệt vời, giảm sức nóng trên động cơ. Dưới đây, cùng xe nâng toàn quốc tìm hiểu chi tiết về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của nó để quý khách hàng tham khảo.
I. Tổng quan về hệ thống làm mát bằng không khí
Hệ thống làm mát được thiết kế với cấu trúc đặc biệt để giảm nhiệt độ và giữ nhiệt độ của một không gian ở mức lý tưởng. Nó được chia thành nhiều loại như: Hệ thống làm mát bằng nước, bằng không khí, bằng đất… Vậy hệ thống làm mát bằng không khí có gì đặc biệt?
1. Hệ thống làm mát bằng không khí là gì?
Hệ thống làm mát bằng không khí là một phương pháp quan trọng trong việc điều chỉnh và duy trì nhiệt độ lý tưởng cho các môi trường làm việc như trong các nhà máy, nhà xưởng sản xuất, hoặc các hệ thống làm mát cho các thiết bị điện tử. Chức năng chính của hệ thống này là làm giảm nhiệt độ của không khí thông qua việc truyền đổi nhiệt độ từ môi trường làm mát sang không khí thông qua một quá trình hạ nhiệt.
Một cách đơn giản, hệ thống này thường sử dụng nguyên tắc của sự bay hơi để hạ nhiệt. Hơi nước, thường được cung cấp từ một nguồn nước lạnh, được phun vào không khí nóng. Quá trình bay hơi làm giảm nhiệt độ của không khí, từ đó làm mát không khí xung quanh. Khi không khí được làm mát, nó có thể được tuần hoàn vào môi trường cần làm mát, như các động cơ hoặc môi trường làm việc khác.
2. Ưu điểm của hệ thống làm mát bằng không khí
Hiện nay có rất nhiều hệ thống làm mát bằng không khí khác nhau, phục vụ cho nhiều dòng thiết bị. Tuy nhiên, dưới đây, xe nâng toàn quốc đề cập đến ưu điểm của hệ thống làm mát sử dụng cho động cơ đốt trong (xe nâng dầu, xe nâng xăng) như sau:
- Có cấu tạo đơn giản: Bao gồm cánh tản nhiệt được làm bằng lá nhôm mỏng nhẹ, giúp tăng bề mặt tiếp xúc với không khí; quạt hút gió nhận nhiệm vụ tăng lưu trữ lượng gió đi vào bộ phận tản nhiệt; cửa thoát gió giúp giải phóng nhiệt ra bên ngoài, vỏ động cơ với nhiều đường rảnh nằm khít nhau, tăng tiết diện tiếp xúc của động cơ với không khí hơn.
- Hệ thống này không sử dụng chất lỏng làm mát nên hoàn toàn tránh được những vấn đề như đóng băng, ăn mòn, sôi…
- Có tuổi thọ xi lanh và vòng tốt giúp quá trình tản nhiệt và làm mát diễn ra nhanh chóng hơn.
- Tự trọng của hệ thống này tương đối nhỏ, tiết kiệm diện tích cho động cơ.
- Cấu tạo khá đơn giản nên hệ thống làm mát bằng không khí không đòi hỏi bảo trì, bảo dưỡng quá phức tạp. Điều này giúp tiết kiệm thời gian, chi phí cho người sử dụng.
- Có giá thành rẻ, dễ dàng thay thế và lắp đặt.
- Sử dụng thích hợp cho động cơ xilanh đơn hay động cơ hình chữ V thẳng hàng.
Theo nhiều nghiên cứu, thử nghiệm chỉ ra rằng, các dòng xe sử dụng động cơ xi lanh đơn hoặc động cơ V đặt thẳng hàng thì việc sử dụng hệ thống làm mát bằng không khí sẽ tối ưu hơn so với những hệ thống khác. Đây cũng chính là ưu thế nổi bật của hệ thống này.
3. Hạn chế của hệ thống làm mát bằng không khí
Ngoài những ưu điểm như trên, hệ thống này cũng có những nhược điểm nhất định phải kể đến như:
- Gây tiếng ồn trong quá trình vận hành: Làm việc với cơ chế hốc hút gió vào bên trong để tiến hành làm mát động cơ mà hệ thống này có thể gây tiếng ồn trong quá trình động cơ hoạt động, xe vận hành. Bên cạnh đó, hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức còn tích hợp thêm quạt hút gió. Loại quạt này gây ra tiếng ồn lớn trong quá trình vận hành.
- Bởi vì cấu tạo khá đơn giản nên chúng khó khăn trong quá trình làm mát ở những động cơ phức tạp như: V-Twin, các động cơ trên ô tô hoặc mô tô các loại xe phân phối lớn…
- Một số hệ thống làm mát có chi phí tương đối cao.
Tóm lại, hệ thống làm mát bằng không khí có những ưu điểm và hạn chế nhất định. Tùy vào nhu cầu, thiết bị sử dụng mà quý khách hàng có lựa chọn phù hợp. Nếu bạn còn điều gì phân vân về những thông tin trên hoặc có điều gì phân vân về những thông tin trên, hãy liên hệ ngay với xe nâng toàn quốc qua hotline 0869 981 388 để được chúng tôi tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất.
II. Phân loại, cấu tạo của hệ thống làm mát bằng không khí
Hệ thống làm mát bằng không khí được chia nhỏ thành 2 loại bao gồm: Làm mát bằng gió cưỡng bức và làm mát bằng gió tự nhiên. Mỗi hệ thống có cấu tạo khác nhau, vận hành theo nguyên lý riêng. Dưới đây là thông tin chi tiết của từng loại:
1. Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm mát bằng gió cưỡng bức
Hệ thống này bao gồm các bộ phận cơ bản như sau:
- Quạt hút gió: Nhận nhiệm vụ tăng cường lượng gió đi vào hệ thống làm mát, điển hình khi di chuyển ở tốc độ chậm và những nơi đông đúc, tắc đường thì lượng gió đi vào động cơ càng lớn giúp tản nhiệt và làm mát động cơ.
- Cách tản nhiệt: Đóng vai trò tản nhiệt, nhiệt độ được phân bố đồng đều.
- Tâm hướng gió
- Vỏ ngoài của động cơ, cửa thoát gió: Có cấu tạo bao gồm các đường rãnh liền khít nhau giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa không khí mát với động cơ. Khi động cơ vận hành sẽ tạo ra nguồn năng lượng nhất định để quạt gió vận hành và hút không khí từ bên ngoài môi trường vào trong hệ thống làm mát và làm mát động cơ rồi đi ra theo cửa thoát gió.
2. Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm mát bằng gió tự nhiên
Hệ thống làm mát không khí bằng gió tự nhiên có cấu tạo khác so với hệ thống làm mát bằng không khí cưỡng bức. Thay vì sử dụng quạt hút gió để tạo dòng không khí, hệ thống này sử dụng gió tự nhiên thông qua bề ngoài của động cơ để tiếp xúc và làm mát.
Cấu tạo của hệ thống này khá đơn giản, không cần đến các bộ phận như quạt hút gió. Thay vào đó, hệ thống này tận dụng lực đẩy của gió tự nhiên để tạo ra dòng không khí làm mát.
Do không cần sự hỗ trợ từ các thiết bị như quạt hút gió, hệ thống làm mát không khí bằng gió tự nhiên thường không phổ biến. Chúng thường được áp dụng trên các dòng động cơ V hoặc động cơ có xi lanh xếp thẳng hàng, đặc biệt là các loại động cơ có thiết kế góc nghiêng hoặc nằm ở bên ngoài xe, giúp tối ưu hóa hiệu suất làm mát mà không cần sự hỗ trợ từ các thiết bị bổ sung.
III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng không khí
Hệ thống làm mát bằng không khí là một cơ chế quan trọng đối với phương tiện, máy móc sử dụng động cơ đốt trong để duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ trong quá trình hoạt động. Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa trên việc sử dụng gió để điều chỉnh nhiệt độ bên trong động cơ.
Trong quá trình sinh công của động cơ cụ thể , nhiệt độ trong động cơ tăng lên đáng kể do quá trình nén và đốt nhiên liệu. Nhiệt độ này có thể đạt tới khoảng 700 độ C hoặc cao hơn, tùy thuộc vào công suất hoạt động. Trong khi đó, nhiệt độ của không khí xung quanh thường chỉ dao động từ 15 đến 30 độ C, với giới hạn tối đa là khoảng 50 độ C.
Cánh quạt đóng vai trò quan trọng trong việc hút không khí từ môi trường xung quanh vào bộ phận làm mát. Lượng không khí này được điều chỉnh bởi thiết kế của cánh tản nhiệt. Sau đó, nhiệt độ được giải phóng ra bên ngoài thông qua các vây kim loại bao phủ đầu xi lanh.
Quá trình trao đổi nhiệt giữa động cơ và không khí phụ thuộc vào ba yếu tố chính: chênh lệch nhiệt độ giữa hai môi trường, hệ số truyền nhiệt, vùng truyền nhiệt trung gian. Để đảm bảo cân bằng nhiệt lượng, tỷ lệ giữa diện tích bề mặt của không khí và kim loại cần phải lớn hơn 100 lần nhiệt lượng trong động cơ.
Ngoài ra, một số phương tiện sử dụng hệ thống này có thể kết hợp thêm bộ làm mát bằng dầu để loại bỏ nhiệt dư thừa, giúp bảo vệ tốt hơn cho máy móc.
IV. Sự khác nhau của hệ thống làm mát bằng không khí và hệ thống làm mát bằng dung dịch
Hệ thống làm mát bằng dung dịch là hình thức dùng chất lỏng để lưu thông qua các đường ống của động cơ. Khi dung dịch này đi qua động cơ nóng, lượng nhiệt sẽ được hấp thụ để làm mát cho phương tiện. Sau đó, chất lỏng sẽ đi ra khỏi động cơ và nước vào quá trình tản nhiệt.
Mặc dù, 2 hệ thống này đều nhận cùng 1 nhiệm vụ nhưng lại có những điểm khác biệt nhất định như sau:
Phương tiện so sánh Hệ thống làm mát bằng không khíHệ thống làm mát bằng dung dịch Cấu tạo- Cánh tản nhiệt- Thân máy
- Quạt gió
- Két nước làm mát- Nắp két nước
- Van hằng nhiệt
- Bơm nước
- Quạt gió
Trọng lượngTự trọng nhỏ do cấu tạo đơn giản, truyền nhiệt trực tiếp từ động cơ qua không khí nên không cần bơm nướcTrọng lượng lớn do cấu tạo phức tạp với nhiều bộ phận hơnHiệu suất khởi độngHiệu suất khởi động cao dẫn đến độ mài mòn xi lanh thấpHiệu suất khởi động thấp nên độ mài mòn xi lanh caoHiệu suất thể tíchNhiệt độ dầu xi lanh cao nên hiệu suất thể tích thấpNhiệt độ dầu xi lanh thấp nên hiệu suất thể tích cao hơnLoại động cơ được sử dụngĐộng cơ công suất thấpSử dụng cho động cơ có công suất cao do hệ số truyền nhiệt lớnMức độ bảo trìThấpCaoMức độ nhạy cảm với điều kiện khí hậuKhông ảnh hưởng bởi điều kiện khí hậuẢnh hưởng bởi điều kiện khí hậu, phải sử dụng giải pháp chống đóng băng vào mùa lạnh nếu nhiệt độ quá thấpKhả năng gây tiếng ồnCaoThấpKhả năng kiểm soát khi sử dụngDễ dàngTương đối khóNgoài 2 hệ thống như trên, hiện nay, thị trường có rất nhiều hệ thống làm mát khác nhau hỗ trợ các phương tiện như xe nâng, xe nâng điện… vận hành. Khi nhiệt độ được hạ thấp thì quá trình làm việc của động cơ êm ái, trơn tru, đảm bảo tuổi thọ cũng như hiệu suất vận hành.
Phía trên là những thông tin xe nâng toàn quốc cung cấp về hệ thống làm mát bằng không khí ở động cơ. Nếu quý khách hàng có điều gì băn khoăn hoặc có nhu cầu tìm hiểu về xe nâng, phụ tùng xe nâng… hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0869 981 388 để được đội ngũ chuyên viên của chúng tôi hỗ trợ tư vấn 24/7 nhanh nhất.