Hệ thống làm mát ô tô là gì? Cấu tạo, các loại, nguyên lý hoạt động

Hệ thống làm mát ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ, giúp tránh các sự cố do quá nhiệt và nâng cao hiệu suất vận hành của xe. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, các loại hệ thống làm mát và nguyên lý hoạt động của chúng.

Hệ thống làm mát là gì?

Hệ thống làm mát ô tô là một bộ phận quan trọng giúp duy trì nhiệt độ của động cơ ở mức ổn định, tránh tình trạng quá nhiệt. Khi động cơ hoạt động, quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh ra nhiệt, nếu không được làm mát kịp thời, nhiệt độ trong động cơ sẽ tăng cao, gây hỏng hóc hoặc giảm hiệu suất làm việc.

Hệ thống làm mát còn đảm nhận vai trò rất quan trọng, cụ thể: 

• Bảo vệ động cơ: Giúp ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt, từ đó bảo vệ các bộ phận bên trong động cơ không bị hỏng do nhiệt độ quá cao.
• Duy trì hiệu suất động cơ: Khi động cơ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ ổn định, hiệu suất và tuổi thọ của động cơ sẽ được nâng cao.
• Giảm tiêu thụ nhiên liệu: Nếu động cơ quá nóng, việc điều chỉnh nhiên liệu và không khí sẽ trở nên khó khăn, dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu cao. Hệ thống làm mát giúp tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu.
• Tăng cường sự ổn định của các bộ phận khác: Ngoài động cơ, hệ thống làm mát còn hỗ trợ bảo vệ các bộ phận khác trong xe như hộp số, bộ chuyển động, v.v.

Cấu tạo hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát trên ô tô bao gồm nhiều bộ phận quan trọng, mỗi bộ phận có chức năng riêng biệt để đảm bảo nhiệt độ của động cơ luôn được duy trì ở mức ổn định. Dưới đây là các bộ phận cơ bản của hệ thống làm mát và chức năng của từng bộ phận:

Két nước (Radiator)

Két nước là bộ phận quan trọng trong hệ thống làm mát, có nhiệm vụ làm giảm nhiệt độ nước làm mát để ngăn động cơ quá nhiệt. Nó gồm các ống dẫn nhỏ xen kẽ lá nhôm mỏng, giúp tản nhiệt hiệu quả. Nước làm mát sau khi hấp thụ nhiệt từ động cơ sẽ đi qua két nước để truyền nhiệt ra ngoài không khí, rồi tiếp tục chu trình tuần hoàn.

Nắp két nước

Nắp két nước có cấu tạo gồm các bộ phận như gioăng dưới, gioăng trên, nắp đậy, van áp suất lò xo, van chân không và lò xo. Các nắp két nước có hai loại chính: van thường đóng và van thường mở.

Tác dụng chính của nắp két nước là kiểm soát áp suất trong hệ thống làm mát. Khi nhiệt độ trong hệ thống tăng lên, nắp két nước giúp điều chỉnh áp suất, tránh việc nước làm mát sôi hoặc thoát ra ngoài. Đồng thời, nắp két nước cũng giúp điều tiết dòng nước làm mát, đảm bảo sự tuần hoàn và lưu thông hợp lý.

Van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt hoạt động dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của nước làm mát, khi nhiệt độ của động cơ tăng lên hoặc giảm xuống. Van hằng nhiệt có hai trạng thái hoạt động:

• Khi van hằng nhiệt đóng: Khi động cơ còn lạnh hoặc chưa đạt được nhiệt độ làm việc thích hợp, van hằng nhiệt sẽ đóng lại, ngăn cản dòng nước làm mát chảy qua két nước. Điều này giúp động cơ đạt nhiệt độ làm việc nhanh chóng hơn.
• Khi van hằng nhiệt mở: Sau khi động cơ đã nóng lên đến mức cần thiết, van hằng nhiệt mở ra từ từ, cho phép nước làm mát lưu thông qua két nước và tản nhiệt. Van điều nhiệt điều khiển sự mở của van hằng nhiệt, giúp động cơ duy trì nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình vận hành.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có chức năng đo nhiệt độ của dung dịch làm mát đang lưu thông trong hệ thống. Dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ sẽ được truyền tới bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit). Dựa trên thông tin từ cảm biến, ECU sẽ điều chỉnh quá trình làm mát, đảm bảo động cơ luôn hoạt động ở nhiệt độ phù hợp, giúp tối ưu hiệu suất và bảo vệ động cơ khỏi các hư hỏng do quá nhiệt.

Dung dịch làm mát động cơ

Quạt làm mát

Quạt làm mát có tác dụng làm tăng khả năng tản nhiệt của hệ thống làm mát, đặc biệt là khi xe di chuyển với tốc độ thấp hoặc đứng yên. Khi động cơ đạt đến một nhiệt độ nhất định, quạt làm mát sẽ hoạt động để tạo ra luồng không khí mạnh, giúp không khí mát thổi qua két nước và làm giảm nhiệt độ của dung dịch làm mát. Quạt làm mát có thể được điều khiển tự động hoặc thủ công, tùy vào thiết kế của hệ thống làm mát của từng loại xe.

Các bộ phận khác trong hệ thống làm mát

Ngoài các bộ phận chính như trên, hệ thống làm mát còn có một số bộ phận phụ trợ khác, bao gồm:

• Bình nước phụ: Đây là nơi chứa dung dịch làm mát bổ sung khi cần thiết. Bình nước phụ có tác dụng dự trữ nước làm mát để hệ thống có thể tự điều chỉnh mức dung dịch khi cần thiết.
• Đường ống dẫn nước: Các ống dẫn nước được sử dụng để vận chuyển dung dịch làm mát từ động cơ tới két nước và ngược lại. Các ống dẫn này phải có chất liệu và độ bền cao để tránh bị rò rỉ.
• Bơm nước: Bơm nước có nhiệm vụ duy trì sự lưu thông của dung dịch làm mát trong hệ thống. Bơm nước sẽ đẩy dung dịch làm mát qua động cơ và két nước để quá trình làm mát diễn ra liên tục và hiệu quả.
• Các bộ phận điều hòa không khí: Hệ thống làm mát cũng bao gồm các bộ phận như quạt điều hòa, bộ tản nhiệt trong khoang cabin, giúp điều chỉnh nhiệt độ bên trong xe và mang lại sự thoải mái cho người lái và hành khách.

Nếu quý khách có nhu cầu thay nước làm mát, mua phụ tùng hệ thống làm mát có thể liên hệ tới số 0979722210 để được nhân viên của Phụ Tùng Đức Anh tư vấn nhanh nhất.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát ô tô

Hệ thống làm mát bằng nước trong ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản là liên tục vận chuyển chất làm mát tuần hoàn xung quanh động cơ để quản lý nhiệt độ. Trong quá trình vận hành, khi động cơ nóng lên, bơm nước sẽ đẩy chất làm mát đi qua các kênh dẫn bên trong động cơ, nơi nó hấp thụ nhiệt lượng tỏa ra từ các bộ phận đang hoạt động. Sau khi hấp thụ nhiệt, chất làm mát nóng sẽ được bơm đến van hằng nhiệt.

Van này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ của động cơ. Khi động cơ còn lạnh, van hằng nhiệt sẽ đóng lại, giữ cho chất làm mát chỉ tuần hoàn trong động cơ, giúp động cơ nhanh chóng đạt đến nhiệt độ hoạt động tối ưu. Khi nhiệt độ động cơ đạt đến một mức nhất định, van hằng nhiệt sẽ tự động mở ra, cho phép dòng chất làm mát nóng chảy đến két nước.

Tại đây, chất làm mát sẽ chảy qua một mạng lưới các ống dẫn nhỏ và các lá tản nhiệt. Không khí từ bên ngoài, thường được tăng cường bởi quạt làm mát, sẽ thổi qua các lá tản nhiệt, giúp tản nhiệt từ chất làm mát ra môi trường. Chất làm mát sau khi đã được làm mát sẽ tiếp tục được bơm nước đẩy trở lại động cơ để tiếp tục chu trình hấp thụ nhiệt. Quá trình này diễn ra liên tục và lặp đi lặp lại trong suốt thời gian động cơ hoạt động.

Phân loại hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát ô tô có hai loại chính: làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí. Dưới đây là những sự khác biệt giữa hai loại hệ thống làm mát này:

Hệ thống làm mát bằng không khí

Cấu tạo hệ thống nước làm mát bằng không khí:

• Bộ phận chính: quạt gió, cánh tản nhiệt được bố trí trên thân và nắp xi lanh. 
• Hệ thống này có thể hoạt động độc lập hoặc sử dụng năng lượng từ trục khuỷu để duy trì quá trình làm mát.
• Quạt gió đảm nhận nhiệm vụ tạo luồng không khí di chuyển qua động cơ, giúp tản nhiệt nhanh chóng. Trong khi đó, các cánh tản nhiệt có tác dụng hấp thụ và phân phối nhiệt lượng phát sinh trong quá trình vận hành. Khi quạt gió đưa không khí từ bên ngoài vào, luồng khí này tiếp xúc với bề mặt tản nhiệt, hỗ trợ làm giảm nhiệt độ động cơ, giúp xe hoạt động ổn định và bền bỉ hơn.

Ưu điểm: Hệ thống làm mát bằng không khí không dùng dung dịch hay ống dẫn, nên tránh được rò rỉ, đóng băng và đơn giản trong bảo dưỡng. Cấu tạo gọn nhẹ giúp giảm trọng lượng xe, cải thiện hiệu suất nhiên liệu.

Nhược điểm: Hệ thống này dễ gây tiếng ồn và tản nhiệt kém hơn nước, khiến hiệu suất làm mát chưa tối ưu trong điều kiện nhiệt độ cao hoặc khi động cơ hoạt động mạnh.

Hệ thống làm mát bằng nước

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước trên ô tô bao gồm 5 bộ phận chính, mỗi bộ phận đảm nhiệm một chức năng quan trọng trong quá trình kiểm soát nhiệt độ động cơ:

• Két nước: Được thiết kế với các ống dẫn nhỏ và lá nhôm mỏng, két nước có nhiệm vụ lưu trữ và cung cấp nước làm mát cho động cơ. Đồng thời, nó giúp tản nhiệt bằng cách truyền nhiệt từ nước ra môi trường bên ngoài, hỗ trợ hạ nhiệt hiệu quả.
• Nắp két nước: Đóng vai trò ngăn nước làm mát bay hơi và duy trì áp suất ổn định trong hệ thống, đảm bảo quá trình tuần hoàn diễn ra hiệu quả.
• Van hằng nhiệt: Kiểm soát dòng chảy của nước làm mát giữa két nước và động cơ, giúp điều chỉnh nhiệt độ hoạt động của động cơ ở mức tối ưu.
• Bơm nước: Có nhiệm vụ tạo áp lực để đẩy nước từ két nước đến động cơ và tuần hoàn lại, đảm bảo dòng chảy liên tục giúp làm mát hiệu quả.
• Quạt gió: Tăng cường luồng không khí đi qua két nước, hỗ trợ quá trình tản nhiệt và nâng cao hiệu suất làm mát của hệ thống.

Ưu điểm: Hệ thống làm mát bằng nước mang lại hiệu quả làm mát cao hơn so với hệ thống làm mát bằng không khí nhờ khả năng hấp thụ và truyền nhiệt tốt của dung dịch làm mát. Nước có tính dẫn nhiệt cao, giúp duy trì nhiệt độ ổn định ngay cả khi động cơ hoạt động trong thời gian dài hoặc ở cường độ cao. Ngoài ra, hệ thống này còn giúp giảm đáng kể tiếng ồn trong quá trình vận hành, hạn chế sự va đập của không khí và giảm rung động so với cơ chế làm mát trực tiếp bằng gió.

Nhược điểm: Hệ thống làm mát bằng nước có một số nhược điểm như cấu tạo phức tạp, làm cho việc sửa chữa khi gặp sự cố trở nên khó khăn. Chi phí lắp đặt và bảo trì cũng cao hơn so với hệ thống làm mát bằng không khí. Ngoài ra, hệ thống này cần được bảo dưỡng thường xuyên để tránh tình trạng tắc nghẽn và duy trì hiệu suất. Một vấn đề khác là nguy cơ rò rỉ nước làm mát từ các bộ phận như ống dẫn hoặc két nước.

Các vấn đề thường gặp ở hệ thống làm mát

Dưới đây là một số lỗi phổ biến trong hệ thống làm mát của ô tô mà bạn cần chú ý, cùng với cách nhận biết và khắc phục chi tiết:

Két nước tắc nghẽn hoặc bị ăn mòn

Két nước có thể bị tắc nghẽn do cặn khoáng tích tụ từ nước máy, rỉ sét từ các bộ phận kim loại bên trong hệ thống, hoặc các chất bẩn lọt vào. Ăn mòn thường xảy ra do sử dụng nước làm mát kém chất lượng, không có đủ chất ức chế ăn mòn, hoặc không thay nước làm mát định kỳ.

Luôn sử dụng loại nước làm mát được nhà sản xuất khuyến nghị cho xe của bạn. Thay nước làm mát theo đúng chu kỳ được chỉ định (thường là sau mỗi 2-4 năm hoặc theo số km nhất định).

Van hằng nhiệt kẹt hoặc hoạt động không ổn định

Van hằng nhiệt có thể bị kẹt ở vị trí đóng hoặc mở. Nếu kẹt ở vị trí đóng, nước làm mát không thể lưu thông đến bộ tản nhiệt, dẫn đến động cơ quá nhiệt. Nếu kẹt ở vị trí mở, nước làm mát sẽ liên tục chảy qua bộ tản nhiệt ngay cả khi động cơ còn lạnh, làm động cơ lâu đạt đến nhiệt độ hoạt động tối ưu, gây tốn nhiên liệu và giảm hiệu suất.

Nếu bạn nhận thấy nhiệt độ động cơ lên xuống thất thường hoặc xe lâu nóng hơn bình thường, rất có thể van hằng nhiệt đang có vấn đề. Việc thay thế van hằng nhiệt thường là giải pháp duy nhất.

Ống dẫn nước làm mát rò rỉ, nứt vỡ

Ống dẫn nước làm mát thường được làm bằng cao su và có thể bị lão hóa, nứt vỡ do nhiệt độ cao, áp suất thay đổi liên tục, hoặc do tác động vật lý. Điều này dẫn đến mất chất làm mát, làm giảm khả năng làm mát và có thể gây ra tình trạng động cơ quá nhiệt nghiêm trọng nếu không được phát hiện kịp thời.

Bạn cần thường xuyên kiểm tra trực quan các ống dẫn nước làm mát xem có vết nứt, phồng rộp, hoặc dấu hiệu rò rỉ (vệt nước màu xanh lá cây, vàng hoặc hồng). Nếu phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào, cần thay thế ống dẫn ngay lập tức.

Quạt tản nhiệt không quay hoặc quay yếu

Quạt tản nhiệt thường được điều khiển bằng điện và có thể gặp các vấn đề như cháy motor, đứt cầu chì, hỏng rơ-le, hoặc lỗi cảm biến nhiệt độ (nếu là quạt điều khiển theo nhiệt độ). Điều này sẽ giảm khả năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt, đặc biệt khi xe dừng hoặc di chuyển chậm, dẫn đến nhiệt độ nước làm mát tăng cao và có thể gây quá nhiệt động cơ.

Bạn hãy quan sát quạt tản nhiệt khi động cơ nóng lên (thường sau khi đi một quãng đường hoặc để xe nổ máy tại chỗ một thời gian). Nếu quạt không quay hoặc quay chậm bất thường, cần kiểm tra hệ thống điện liên quan và motor quạt.

Bơm nước làm mát hư hỏng, không tuần hoàn

Bơm nước có thể bị hỏng do mòn bi, vỡ cánh bơm, hoặc hỏng phốt chặn gây rò rỉ. Bơm nước không hoạt động hoặc hoạt động yếu sẽ không thể đảm bảo dòng chảy chất làm mát cần thiết trong hệ thống, ngăn chặn sự lưu thông của chất làm mát, dẫn đến động cơ bị quá nhiệt rất nhanh và có thể gây ra những hư hỏng nghiêm trọng.

Dấu hiệu nhận biết bơm nước có vấn đề có thể là động cơ nhanh chóng bị nóng, có tiếng kêu lạ phát ra từ khu vực bơm nước, hoặc thấy nước làm mát rò rỉ từ vị trí bơm. Bạn hãy kiểm tra và thay thế bơm nước nếu có dấu hiệu hư hỏng.

Chất lượng nước làm mát kém hoặc bị nhiễm bẩn

Nước làm mát kém chất lượng hoặc bị nhiễm bẩn sẽ giảm khả năng hấp thụ và tản nhiệt, khiến động cơ dễ bị quá nhiệt. Các tạp chất trong nước làm mát có thể gây tắc nghẽn các bộ phận trong hệ thống làm mát. Bạn cần đảm bảo thay nước làm mát đúng kỳ hạn và sử dụng loại nước làm mát chất lượng cao.

Cảm biến nhiệt độ làm mát truyền tín hiệu sai

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát gửi thông tin về nhiệt độ đến bộ điều khiển động cơ (ECU). Nếu cảm biến này bị lỗi, ECU có thể nhận được thông tin sai lệch, dẫn đến việc điều khiển quạt tản nhiệt hoặc các hệ thống khác liên quan đến làm mát không chính xác.

Nếu bạn nghi ngờ cảm biến nhiệt độ có vấn đề (ví dụ: đồng hồ nhiệt độ trên bảng điều khiển hiển thị bất thường), hãy mang xe đến Phụ Tùng Đức Anh để kiểm tra bằng máy chẩn đoán chuyên dụng.

Nắp két nước mất áp suất, gây hao hụt nước làm mát

Nắp két nước giúp duy trì áp suất trong hệ thống làm mát. Nếu nắp két nước bị hỏng, mất khả năng giữ áp suất, nước làm mát sẽ dễ bị bay hơi và mất đi, dẫn đến thiếu hụt chất làm mát. Kiểm tra nắp két nước và thay thế nếu phát hiện bị hỏng. Việc thay thế nắp két nước kịp thời giúp duy trì áp suất trong hệ thống, đảm bảo hiệu quả làm mát cho động cơ.

Gioăng quy lát bị thổi, nước làm mát lẫn vào dầu động cơ

Gioăng quy lát bị hỏng có thể gây rò rỉ nước làm mát vào trong dầu động cơ, làm giảm hiệu quả bôi trơn và gây hư hỏng các bộ phận bên trong động cơ. Kiểm tra gioăng quy lát và thay thế nếu phát hiện vết nứt hoặc dấu hiệu hư hỏng. Việc thay thế gioăng quy lát kịp thời sẽ ngăn ngừa tình trạng nước làm mát lẫn vào dầu động cơ, bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng.

Khí lọt vào hệ thống làm mát, gây mất tuần hoàn

Khí lọt vào hệ thống làm mát sẽ làm giảm khả năng tuần hoàn của chất làm mát, khiến động cơ không được làm mát đầy đủ. Nguyên nhân thường gặp là do các bộ phận như nắp két nước bị hỏng hoặc hệ thống bị rò rỉ. Kiểm tra tất cả các bộ phận trong hệ thống làm mát, đặc biệt là các điểm nối, nắp két nước, gioăng bịt kín. Đảm bảo rằng hệ thống không bị rò rỉ và khí không lọt vào trong hệ thống làm mát.

Nếu trong quá trình kiểm tra bạn cần mua các loại phụ tùng để thay thế cho hệ thống làm mát như van hằng nhiệt, bơm nước làm mát hoặc nắp két nước chẳng hạn,…  bạn có thể liên hệ tới Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline 0979722210 để được hỗ trợ đặt hàng nhanh chóng với giá ưu đãi.

Trên đây, tôi vừa cung cấp những thông tin cơ bản về hệ thống làm mát ô tô, từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến các loại hệ thống khác nhau. Hy vọng rằng những kiến thức này sẽ giúp các chủ xe hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của hệ thống làm mát trong việc duy trì hiệu suất hoạt động và độ bền của động cơ. Việc hiểu rõ kiến thức ô tô, bảo dưỡng hệ thống làm mát đúng cách sẽ giúp xe vận hành ổn định và tránh được những sự cố không mong muốn.