MyS2Love
Tài xế O-H
Van hằng nhiệt được biết đến là giải pháp giúp cho động cơ khởi động ổn định và tốt hơn khi động cơ đang lạnh. Tuy nhiên, có khá nhiều ý kiến trái ngược nhau về việc có nên giữ hay bỏ đi van hằng nhiệt.
Dưới đây là bài viết mà VATC muốn gửi đến các bạn đọc, cũng là cuộc thảo luận để có những giải pháp đúng nhất khi sửa chữa gặp phải vấn đề liên quan đến van hằng nhiệt mà chưa có lời giải đáp.
CÓ NÊN GIỮ VAN HẰNG NHIỆT Ô TÔ?
Ở một số động cơ cũ, do hệ thống làm mát động cơ bị kém, bị lỗi mà một số KTV chọn phương án tháo bỏ van hằng nhiệt với mục đích là để giảm nhiệt máy, chống sôi trào nước làm mát, … đặc biệt với xe tải thường xuyên chạy “quá tải”, làm như vậy để tránh lỗi quá nhiệt động cơ có thể dẫn đến những hậu quả nặng nề.
Ưu điểm đó có lẽ dễ dàng nhận ra khi bỏ van hằng nhiệt và đó là biện pháp có lẽ đơn giản nhất và chi phí sửa chữa thấp nhất. Tuy nhiên, khi bỏ van hằng nhiệt thì máy sẽ không được ổn định nhiệt và động cơ sẽ thường xuyên làm việc dưới mức nhiệt độ tối ưu đã được thiết kế.
Nếu động cơ hoạt động lâu ở trạng thái nguội lạnh:
– Gây ra hiện tượng tiêu hao nhiên liệu quá mức do tác động điều khiển nhiên liệu ở bộ phun điện tử, động cơ càng nguội thì hòa khí càng đậm hơn lúc nóng.
– Tiêu hao nhiên liệu do tổn hao nhiệt lượng: Ở động cơ bình thường, khoảng 10÷15% năng lượng của nhiên liệu tiêu tán dưới dạng nhiệt năng trao đổi qua nước làm mát. Nếu động cơ bị bỏ van hằng nhiệt, bao nhiêu nhiệt năng sinh ra đều dẫn ra ngoài két tản nhiệt để tiêu tán hết thì chắc chắn sẽ tốn nhiên liệu hơn.
Tiêu hao nhiên liệu do giảm hiệu suất cháy của nhiên liệu:
Nhiệt lượng cần giữ lại một phần trong động cơ một cách có kiểm soát nhằm để giúp cải thiện hiệu suất của động cơ dù là động cơ chạy gas, xăng hay dầu vì nhiệt độ động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cháy của nhiên liệu.
Tiêu hao nhiên liệu do ma sát, do sức cản của dầu bôi trơn:
Khi ở 95 độ C, độ nhớt của dầu bôi trơn trong động cơ không khác nhau nhiều giữa các cấp nhớt khác nhau, nhưng khi động cơ nguội lạnh thì độ nhớt sẽ tăng lên, tùy theo cấp nhớt của loại dầu bôi trơn.
Độ nhớt tăng, đồng nghĩa với việc tăng ma sát trượt giữa các chi tiết trong máy và tăng sức cản ở trục khuỷu và thanh truyền do đánh trực tiếp vào dầu bôi trơn có độ nhớt cao hơn ở nhiệt độ thấp. Độ nhớt cao chắc chắn sẽ ảnh hưởng không tốt đến khả năng bôi trơn các chi tiết ma sát trong động cơ.
Sẽ thật không có nhiều ý nghĩa trong tình huống này khi bỏ tiền đầu tư dầu bôi trơn cao cấp có độ nhớt thấp với mục tiêu tiết giảm nhiên liệu, vì có thể thấy rõ dầu SAE-30 ở 45 độ C vẫn có độ nhớt cao hơn gấp đôi so với dầu SAE-50 ở 95 độC; dĩ nhiên dầu SAE-30 sẽ tốt hơn cho quá trình khởi động so với SAE-50.
Nhiên liệu ngày càng đắt đỏ, việc tiêu hao nhiên liệu không cần thiết khiến chi phí vận hành đội lên đáng kể và gây ô nhiễm môi trường hơn. Hiện tại chưa được thực nghiệm cụ thể nhiều lần trên nhiều loại động cơ nhưng theo tính toán và ước lượng, việc bỏ van hằng nhiệt sẽ làm tổn hao thêm 10% đến 30% lượng nhiên liệu tiêu thụ, tùy môi trường vận hành và tùy loại động cơ.
– Thường xuyên hoạt động ở nhiệt độ thấp còn làm tăng khả năng hóa “bùn” của dầu bôi trơn, điều này sẽ không tốt cho động cơ.
– Nếu nhiệt độ động cơ thay đổi đột ngột nóng- lạnh liên tục trong khoảng thời gian ngắn thì có thể gây sốc nhiệt làm rạn nứt các chi tiết máy. (như ảnh bên là vành xung quanh lỗ súp bắp động cơ bị nứt do sốc nhiệt nhiều lần từ khoảng 30 đến 120 độ C, chu kỳ một lần thay đổi là 6 phút, theo báo cáo tại hội nghị quốc tế Modelica lần thứ 12 tổ chức tại Cộng hòa Séc năm 2017).
Với động cơ công suất lớn, thành máy dày, kim loại dày thì việc ổn định nhiệt và trải nhiệt đều cho các chi tiết kim loại là cực kỳ quan trọng vì khi nhiệt độ chênh lệch nhiều giữa các khu vực khác nhau sẽ gây ứng suất nhiệt làm biến dạng, cong vênh, rạn nứt, trầy xước, bó bề mặt.
Việc không có van hằng nhiệt có thể là một nguyên nhân gây ứng suất nhiệt xảy ra khi mà xe đang chạy nóng máy mà trời đột nhiên đổ mưa lớn, nhất là khi chạy nhanh, khi đó nhiệt trong máy đang khá cao nhưng những chỗ tiếp xúc trực tiếp với đường nước làm mát thì sẽ nguội đột ngột do toàn bộ đường nước lạnh ngay khi được nước mưa làm mát ở sinh hàn chảy trực tiếp vào.
Có thể suy ra, lúc đó pít tông và các súp bắp thì nóng còn thành xi lanh và thành máy thì nguội nhanh hơn đáng kể nên gây ứng suất, nhiều lần như vậy sẽ làm rạn nứt khu vực tiếp xúc như lỗ súp bắp (hình trên) và không tốt cho bạc pít tông và cả thành xi lanh.
Cũng có thể suy rằng, nếu mặt máy bằng gang dày và to đang nóng đều, bỗng nhiên có những khu vực nguội lạnh đột ngột thì chắc chắn sẽ sinh ứng suất. Ứng suất vượt quá sức bền của vật liệu thì chi tiết biến dạng và rạn nứt, giãn nở – co ngót nhiệt không đều giữa các mối ghép làm cong vênh, làm bong trượt mối ghép/ thổi ron.
Đối với mặt máy bằng nhôm thì đỡ hơn vì thường mặt máy nhôm dùng cho máy có công suất nhỏ và do đặc tính của nhôm.
Có thể có những điều kiện hoạt động không bao giờ xảy ra tình huống gây ứng suất như vậy, nhưng cũng sẽ có những điều kiện hoạt động khiến động cơ bị thường xuyên ví dụ như tình huống gặp trời mưa, tình huống thả dốc dài thì máy đã nguội rồi lại phải ép máy lên dốc tiếp theo (gia nhiệt quá nhanh như trạng thái mới đề máy buổi sáng mà chạy nặng tải ngay), …; không thể lường trước được hết.
Nhược điểm khi không có van hằng nhiệt thì đã phân tích rõ bên trên, tuy nhiên để đưa van hằng nhiệt trở lại làm việc trong hệ thống thì cần đảm bảo rằng hệ thống còn giữ được áp suất ở mức cho phép (rất quan trọng, xem phần bên dưới), két sinh hàn động cơ còn hiệu quả, quạt làm mát hoạt động đúng và bơm nước vẫn bình thường.
Với những động cơ lắp dọc trục có quạt làm mát sinh hàn động cơ lai bằng dây đai dẫn động trực tiếp hay lai đồng trục động cơ thì vòng tua máy ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tản nhiệt của sinh hàn.
Có thể ở một số điều kiện vận hành nào đó, khi mà động cơ phải chạy với tải lớn, tốc độ di chuyển chậm mà vòng tua máy cũng thấp thì dù van hằng nhiệt đã mở hết cỡ thì có thể lưu lượng gió không đủ để tản nhiệt cho động cơ.
Trong tình huống này, trước tiên cần xác định lại nguyên nhân do vận hành chưa đúng hay kỹ thuật. Một số người thường có thói quen đi số lớn để cho vòng tua máy nhỏ lại (ép số), việc này ngày càng sai, đặc biệt với động cơ dùng turbo.
Đặc tính công suất và momen của động cơ không tuyến tính, nó có những khoảng tối ưu nhất định nào đó thôi do đó trong vận hành cần để xe đạt được vòng tua trong khoảng tối ưu này thì hiệu suất sẽ sao và khi cần sức kéo lớn thì phải để vòng tua lớn. (khoảng bao nhiêu thì tùy thiết kế của mỗi loại động cơ).
Về kỹ thuật, có thể có nhiều giải pháp, một trong những giải pháp có thể nghĩ đến là gắn thêm quạt điện và mạch điều khiển phù hợp để tăng cường làm mát cho sinh hàn động cơ (tùy theo không gian còn trống, gắn quạt to hay nhiều quạt nhỏ chen vào những khe còn trống).
Khe hở hút từ quạt gió đến sinh hàn sẽ ảnh hưởng nhiều đến lưu lượng gió đi qua sinh hàn, do đó đối với hệ thống chưa trang bị chụp gom gió, một giải pháp có thể nghĩ đến là làm thêm chụp bao để gom và dẫn hướng gió để gia tăng lưu lượng gió đi qua sinh hàn.
Đối với turbo, cũng có thể gắn thêm bơm điện để gia tăng làm mát cho turbo, nhất là khi mới tắt máy, bơm điện tắt trễ làm mát turbo sẽ tốt cho turbo trong tình huống này.
Kết luận: Việc có mặt của van hằng nhiệt đã nằm trong tính toán của các chuyên gia chuyên nghiên cứu về động cơ hàng đầu thế giới. Không phải ngẫu nhiên mà dòng xe nào cũng có van hằng nhiệt để điều tiết nhiệt độ động cơ. Với phân tích trên, các bạn đã rõ về việc có nên bỏ van hằng nhiệt hay không.
Nguồn : Cụ XM131_ Pham Linh
Dưới đây là bài viết mà VATC muốn gửi đến các bạn đọc, cũng là cuộc thảo luận để có những giải pháp đúng nhất khi sửa chữa gặp phải vấn đề liên quan đến van hằng nhiệt mà chưa có lời giải đáp.
CÓ NÊN GIỮ VAN HẰNG NHIỆT Ô TÔ?
Ở một số động cơ cũ, do hệ thống làm mát động cơ bị kém, bị lỗi mà một số KTV chọn phương án tháo bỏ van hằng nhiệt với mục đích là để giảm nhiệt máy, chống sôi trào nước làm mát, … đặc biệt với xe tải thường xuyên chạy “quá tải”, làm như vậy để tránh lỗi quá nhiệt động cơ có thể dẫn đến những hậu quả nặng nề.
Ưu điểm đó có lẽ dễ dàng nhận ra khi bỏ van hằng nhiệt và đó là biện pháp có lẽ đơn giản nhất và chi phí sửa chữa thấp nhất. Tuy nhiên, khi bỏ van hằng nhiệt thì máy sẽ không được ổn định nhiệt và động cơ sẽ thường xuyên làm việc dưới mức nhiệt độ tối ưu đã được thiết kế.
Nếu động cơ hoạt động lâu ở trạng thái nguội lạnh:
– Gây ra hiện tượng tiêu hao nhiên liệu quá mức do tác động điều khiển nhiên liệu ở bộ phun điện tử, động cơ càng nguội thì hòa khí càng đậm hơn lúc nóng.
– Tiêu hao nhiên liệu do tổn hao nhiệt lượng: Ở động cơ bình thường, khoảng 10÷15% năng lượng của nhiên liệu tiêu tán dưới dạng nhiệt năng trao đổi qua nước làm mát. Nếu động cơ bị bỏ van hằng nhiệt, bao nhiêu nhiệt năng sinh ra đều dẫn ra ngoài két tản nhiệt để tiêu tán hết thì chắc chắn sẽ tốn nhiên liệu hơn.
Tiêu hao nhiên liệu do giảm hiệu suất cháy của nhiên liệu:
Nhiệt lượng cần giữ lại một phần trong động cơ một cách có kiểm soát nhằm để giúp cải thiện hiệu suất của động cơ dù là động cơ chạy gas, xăng hay dầu vì nhiệt độ động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cháy của nhiên liệu.
Tiêu hao nhiên liệu do ma sát, do sức cản của dầu bôi trơn:
Khi ở 95 độ C, độ nhớt của dầu bôi trơn trong động cơ không khác nhau nhiều giữa các cấp nhớt khác nhau, nhưng khi động cơ nguội lạnh thì độ nhớt sẽ tăng lên, tùy theo cấp nhớt của loại dầu bôi trơn.
Độ nhớt tăng, đồng nghĩa với việc tăng ma sát trượt giữa các chi tiết trong máy và tăng sức cản ở trục khuỷu và thanh truyền do đánh trực tiếp vào dầu bôi trơn có độ nhớt cao hơn ở nhiệt độ thấp. Độ nhớt cao chắc chắn sẽ ảnh hưởng không tốt đến khả năng bôi trơn các chi tiết ma sát trong động cơ.
Sẽ thật không có nhiều ý nghĩa trong tình huống này khi bỏ tiền đầu tư dầu bôi trơn cao cấp có độ nhớt thấp với mục tiêu tiết giảm nhiên liệu, vì có thể thấy rõ dầu SAE-30 ở 45 độ C vẫn có độ nhớt cao hơn gấp đôi so với dầu SAE-50 ở 95 độC; dĩ nhiên dầu SAE-30 sẽ tốt hơn cho quá trình khởi động so với SAE-50.
Nhiên liệu ngày càng đắt đỏ, việc tiêu hao nhiên liệu không cần thiết khiến chi phí vận hành đội lên đáng kể và gây ô nhiễm môi trường hơn. Hiện tại chưa được thực nghiệm cụ thể nhiều lần trên nhiều loại động cơ nhưng theo tính toán và ước lượng, việc bỏ van hằng nhiệt sẽ làm tổn hao thêm 10% đến 30% lượng nhiên liệu tiêu thụ, tùy môi trường vận hành và tùy loại động cơ.
– Thường xuyên hoạt động ở nhiệt độ thấp còn làm tăng khả năng hóa “bùn” của dầu bôi trơn, điều này sẽ không tốt cho động cơ.
– Nếu nhiệt độ động cơ thay đổi đột ngột nóng- lạnh liên tục trong khoảng thời gian ngắn thì có thể gây sốc nhiệt làm rạn nứt các chi tiết máy. (như ảnh bên là vành xung quanh lỗ súp bắp động cơ bị nứt do sốc nhiệt nhiều lần từ khoảng 30 đến 120 độ C, chu kỳ một lần thay đổi là 6 phút, theo báo cáo tại hội nghị quốc tế Modelica lần thứ 12 tổ chức tại Cộng hòa Séc năm 2017).
Việc không có van hằng nhiệt có thể là một nguyên nhân gây ứng suất nhiệt xảy ra khi mà xe đang chạy nóng máy mà trời đột nhiên đổ mưa lớn, nhất là khi chạy nhanh, khi đó nhiệt trong máy đang khá cao nhưng những chỗ tiếp xúc trực tiếp với đường nước làm mát thì sẽ nguội đột ngột do toàn bộ đường nước lạnh ngay khi được nước mưa làm mát ở sinh hàn chảy trực tiếp vào.
Có thể suy ra, lúc đó pít tông và các súp bắp thì nóng còn thành xi lanh và thành máy thì nguội nhanh hơn đáng kể nên gây ứng suất, nhiều lần như vậy sẽ làm rạn nứt khu vực tiếp xúc như lỗ súp bắp (hình trên) và không tốt cho bạc pít tông và cả thành xi lanh.
Cũng có thể suy rằng, nếu mặt máy bằng gang dày và to đang nóng đều, bỗng nhiên có những khu vực nguội lạnh đột ngột thì chắc chắn sẽ sinh ứng suất. Ứng suất vượt quá sức bền của vật liệu thì chi tiết biến dạng và rạn nứt, giãn nở – co ngót nhiệt không đều giữa các mối ghép làm cong vênh, làm bong trượt mối ghép/ thổi ron.
Đối với mặt máy bằng nhôm thì đỡ hơn vì thường mặt máy nhôm dùng cho máy có công suất nhỏ và do đặc tính của nhôm.
Có thể có những điều kiện hoạt động không bao giờ xảy ra tình huống gây ứng suất như vậy, nhưng cũng sẽ có những điều kiện hoạt động khiến động cơ bị thường xuyên ví dụ như tình huống gặp trời mưa, tình huống thả dốc dài thì máy đã nguội rồi lại phải ép máy lên dốc tiếp theo (gia nhiệt quá nhanh như trạng thái mới đề máy buổi sáng mà chạy nặng tải ngay), …; không thể lường trước được hết.
Nhược điểm khi không có van hằng nhiệt thì đã phân tích rõ bên trên, tuy nhiên để đưa van hằng nhiệt trở lại làm việc trong hệ thống thì cần đảm bảo rằng hệ thống còn giữ được áp suất ở mức cho phép (rất quan trọng, xem phần bên dưới), két sinh hàn động cơ còn hiệu quả, quạt làm mát hoạt động đúng và bơm nước vẫn bình thường.
Với những động cơ lắp dọc trục có quạt làm mát sinh hàn động cơ lai bằng dây đai dẫn động trực tiếp hay lai đồng trục động cơ thì vòng tua máy ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tản nhiệt của sinh hàn.
Có thể ở một số điều kiện vận hành nào đó, khi mà động cơ phải chạy với tải lớn, tốc độ di chuyển chậm mà vòng tua máy cũng thấp thì dù van hằng nhiệt đã mở hết cỡ thì có thể lưu lượng gió không đủ để tản nhiệt cho động cơ.
Trong tình huống này, trước tiên cần xác định lại nguyên nhân do vận hành chưa đúng hay kỹ thuật. Một số người thường có thói quen đi số lớn để cho vòng tua máy nhỏ lại (ép số), việc này ngày càng sai, đặc biệt với động cơ dùng turbo.
Đặc tính công suất và momen của động cơ không tuyến tính, nó có những khoảng tối ưu nhất định nào đó thôi do đó trong vận hành cần để xe đạt được vòng tua trong khoảng tối ưu này thì hiệu suất sẽ sao và khi cần sức kéo lớn thì phải để vòng tua lớn. (khoảng bao nhiêu thì tùy thiết kế của mỗi loại động cơ).
Về kỹ thuật, có thể có nhiều giải pháp, một trong những giải pháp có thể nghĩ đến là gắn thêm quạt điện và mạch điều khiển phù hợp để tăng cường làm mát cho sinh hàn động cơ (tùy theo không gian còn trống, gắn quạt to hay nhiều quạt nhỏ chen vào những khe còn trống).
Khe hở hút từ quạt gió đến sinh hàn sẽ ảnh hưởng nhiều đến lưu lượng gió đi qua sinh hàn, do đó đối với hệ thống chưa trang bị chụp gom gió, một giải pháp có thể nghĩ đến là làm thêm chụp bao để gom và dẫn hướng gió để gia tăng lưu lượng gió đi qua sinh hàn.
Đối với turbo, cũng có thể gắn thêm bơm điện để gia tăng làm mát cho turbo, nhất là khi mới tắt máy, bơm điện tắt trễ làm mát turbo sẽ tốt cho turbo trong tình huống này.
Kết luận: Việc có mặt của van hằng nhiệt đã nằm trong tính toán của các chuyên gia chuyên nghiên cứu về động cơ hàng đầu thế giới. Không phải ngẫu nhiên mà dòng xe nào cũng có van hằng nhiệt để điều tiết nhiệt độ động cơ. Với phân tích trên, các bạn đã rõ về việc có nên bỏ van hằng nhiệt hay không.
Nguồn : Cụ XM131_ Pham Linh
