Cấu Tạo, Tác Dụng Và Nguyên Lý Hoạt động Của Van Hằng Nhiệt

Van hằng nhiệthay còn gọi làvan điều nhiệt được sử dụng để điều khiển nhiệt độ chất lỏng trong tuabin, máy nén và hệ thống nước làm mát. Thông thường, bộ phận này sẽ hoạt động trong môi trường khép kín và không cần nguồn điện bên ngoài. Nhiệt độ trong buồng đốt của động cơ có thể giữ ở phạm vi 180 - 200 độ F nhờ vào sự điều chỉnh của bộ phận van hằng nhiệt. Chúng còn có nhiệm vụ chuyển hướng chất làm mát đến các vị trí khác trong động cơ.

1. Van hằng nhiệt là gì?

Van hằng nhiệt chỉ là một bộ phận nhỏ trong hệ thống làm mát của động cơ xe ô tô. Tuy nhiên, đây lại là chi tiết tác động đến việc ổn định nhiệt độ của động cơ, giúp tiết kiệm nhiên liệu, gia tăng tuổi thọ và độ bền cho xe.

Van hằng nhiệt ô tô thường được lắp trên đường ống dẫn từ động cơ đến két nước. Bộ phận này có công dụng điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát của động cơ đến một mức ổn định bằng cách khống chế lượng chất lỏng này đi qua két làm mát.

2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt

2.1. Cấu tạo của van hằng nhiệt

• Van chính: Các van chính giúp kiểm soát dòng chảy của nước làm mát trong động cơ. Khi nhiệt độ trong hệ thống làm mát tăng lên, van sẽ dần mở ra và xả nhiều nước làm mát hơn đến bộ tản nhiệt.

• Van thứ cấp: Khi van thứ cấp mở, nước làm mát sẽ đi qua bộ tản nhiệt và lưu thông theo một chu trình khép kín. Trường hợp nhiệt độ nước làm mát tăng lên, van này sẽ đóng lại và nước làm mát được dẫn đến bộ tản nhiệt động cơ. Động cơ sẽ nhanh chóng nóng lên nếu nước làm mát không di chuyển đến bộ tản nhiệt kịp thời.

• Xi lanh nạp: Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ tăng lên, xi lanh nạp đầy sáp (một loại sáp đặc biệt có thể giãn nở theo nhiệt) bắt đầu tan chảy (chuyển từ dạng rắn sang dạng lỏng). Sự nóng chảy này sẽ làm cho van chính mở ra, nước làm mát dẫn trực tiếp vào bộ tản nhiệt. Trường hợp nước làm mát thấp, sáp ở trạng thái rắn thì van xả của bộ tản nhiệt sẽ mở.

• Con dấu: Một con dấu được sử dụng để ngăn chặn bất kỳ dòng chảy không mong muốn nào đi qua van chính của bộ tản nhiệt. Ngoài ra, để con dấu hoạt động chính xác thì vị trí đặt phải sạch sẽ, gọn gàng.

• Lò xo: Khi nhiệt độ nước làm mát giảm xuống dưới một mức quy định (khoảng dưới 87 độ C) thì lò xo này sẽ đưa van chính trở về vị trí đóng.

2.2. Nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt

Khi xe ô tô mới khởi động, động cơ vẫn chưa được làm nóng nên van hằng nhiệt sẽ đóng, quá trình trao đổi nước làm mát không diễn ra. Khi nhiệt độ trong dầu động cơ cao hơn mức quy định (từ 87 - 102 độ C) thì van nước làm mát mở.

Trường hợp nước làm mát ở nhiệt độ thấp hơn 87 độ C, lò xo đẩy xi lanh đi lên làm van đóng lại. Lúc này, nước làm mát không thể di chuyển qua van hằng nhiệt. Cho đến khi động cơ đạt nhiệt độ 87 - 95 độ C thì Parafin (hỗn hợp có nhiều hydrocarbon từ dầu hỏa) sẽ giãn nở đẩy sức cản của lò xo và xi lanh đi xuống. Lúc này, van hằng nhiệt sẽ mở thông đường nước từ động cơ ra két làm mát.

3. Tác dụng của van hằng nhiệt đối với hệ thống làm mát ô tô

Van hằng nhiệt có vai trò quan trọng trong hệ thống làm mát trên ô tô. Nhiệm vụ chính của bộ phận này là điều hòa nhiệt độ và kiểm soát sự quá nhiệt của động cơ. Trong đó, lò xo trong van hằng nhiệt có nhiệm vụ điều tiết lượng nước làm mát từ lốc máy vào bộ tản nhiệt, đảm bảo cho động cơ hoạt động hiệu quả. Lúc này, van hằng nhiệt sẽ tự động đóng lại hoặc mở ra. Khi van đóng, quá trình luân chuyển nước làm mát không diễn ra khiến động cơ tăng nhiệt độ. Ngược lại khi van mở, nước làm mát sẽ chảy đến bộ tản nhiệt, từ đó hạ nhiệt động cơ.

Hoạt động dựa trên tình trạng của động cơ nên van hằng nhiệt sẽ không ở vị trí đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn.

4. Dấu hiệu hư hỏng và cách kiểm tra van hằng nhiệt

4.1. Dấu hiệu hư hỏng của van hằng nhiệt

• Quá nhiệt động cơ

Nếu van hằng nhiệt trong trạng thái đóng thì chất làm mát sẽ không chảy vào bộ tản nhiệt, gây ra tình trạng quá nhiệt động cơ. Khi xe ô tô hoạt động trong tình trạng này quá lâu sẽ có nguy cơ động cơ bị phá hủy hoàn toàn.

Ngoài ra, động cơ quá nhiệt cũng có thể là do nhiều nguyên nhân khác như máy bơm nước bị hỏng, mức độ nước làm mát thấp hoặc rò rỉ trong hệ thống làm mát,...

• Thay đổi nhiệt độ bất thường

Người dùng nên thường xuyên theo dõi đồng hồ đo nhiệt độ trên bảng điều khiển. Nếu kim nhọn rơi xuống thì có thể do lỗi của van hằng nhiệt ô tô.

• Rò rỉ chất làm mát

Một dấu hiệu khác cho thấy van hằng nhiệt gặp vấn đề là chất làm mát bị rò rỉ. Khi bị hư hỏng, bộ phận này sẽ không cho phép chất lỏng chảy mà bị kẹt lại ở vị trí đóng. Điều này có thể khiến chất làm mát rò rỉ qua miếng đệm nằm giữa bộ tản nhiệt và bình chứa, thấm ra khỏi vỏ của van hoặc qua các đường ống dẫn và chảy xuống dưới gầm xe.

4.2. Cách kiểm tra van hằng nhiệt

Trước khi tháo van hằng nhiệt ra khỏi xe, hãy kiểm tra nhiệt độ và lưu lượng nước làm mát. Đầu tiên, người dùng khởi động xe và cho phép động cơ chạy không tải, sau đó mở nắp capo và tháo nắp bộ tản nhiệt. Nếu chất làm mát chảy ra thì van hằng nhiệt đang bị kẹt. Trong trường hợp nước không chảy, hãy đợi cho đến khi động cơ xe ấm lên đến nhiệt độ thích hợp và xem kết quả sau 10 - 20 phút. Nhưng nếu chất làm mát vẫn không chảy mà đồng hồ đo nhiệt độ lại tăng lên thì chứng tỏ van hằng nhiệt đang gặp vấn đề.

Ngoài ra, để kiểm tra nhiệt độ của chất làm mát, người dùng có thể bắt đầu với bộ tản nhiệt và động cơ làm mát. Người dùng khởi động động cơ và sử dụng nhiệt kế để đọc nhiệt độ trong khối động cơ hoặc đầu xi lanh. Sau đó, người dùng tiến hành kiểm tra nhiệt độ của ống tản nhiệt phía trên. Nếu nhiệt độ không tăng nhiều thì van hằng nhiệt đang bị kẹt. Trường hợp ống tản nhiệt vẫn giữ nguyên nhiệt độ nhưng đồng hồ đo trên bảng điều khiển tăng đột ngột thì lúc này van hằng nhiệt cũng đang gặp vấn đề hư hỏng.

Đặc biệt, để kiểm tra van hằng nhiệt bên ngoài ô tô, người thực hiện có thể đặt nó vào một nồi nước trên bếp, treo van hằng nhiệt chìm một nửa trong bình nước và không để rơi xuống đáy nồi. Lúc này, người kiểm tra quan sát nhiệt độ thay đổi trên nhiệt kế, nếu van hằng nhiệt vẫn đóng kín khi nước đã sôi trong khoảng 190 - 195 độ F thì chứng tỏ van này đã bị hỏng và cần được thay mới.

Van hằng nhiệt nói riêng và hệ thống làm mát nói chung là một trong những bộ phận quan trọng đối với xe ô tô trong quá trình vận hành. Vì vậy, chủ xe nên thường xuyên theo dõi những dấu hiệu hư hỏng của van hằng nhiệt để tiến hành bảo dưỡng và sửa chữa khi cần thiết, nhằm đảm bảo xe ô tô luôn hoạt động ổn định.