Hệ giải nhiệt: Vai trò nắp áp suất

Nhiệt độ trong đầu máy trở nên rất nóng khi xe chạy, mau chóng đưa đến tình trạng Overheat làm tê liệt hoàn toàn hoạt động của xe nếu xe không được giải nhiệt kịp thời. Vì thế trong suốt thời gian đầu máy vận hành thì hệ thống giải nhiệt cũng phải liên tục làm việc. Hệ giải nhiệt gồm có nhiều bộ phận mà trước hết là bể chứa (Radiator, quen gọi là két nước) với dòng coolant luân lưu trong đầu máy.

Mở nắp đậy đầu xe lên (hood), chúng ta dễ dàng nhận ra Radiator gắn sát bên trong vách mặt tiền của xe. Nói đúng hơn, vật đập vào mắt chúng ta đầu tiên là một cái nắp tròn trịa đậy trên miệng Radiator. Cũng như bất cứ một cái nắp nào khác, nhiệm vụ của nó là đậy kín để bụi bậm khỏi tràn vào bình. Nhưng trong cơ chế vận hành đầu máy xe hơi, đó không chỉ là cái nắp đậy mà nhiệm vụ của nó còn nhiều hơn thế.

Nắp áp suất (pressure cap)

Để đánh giá đúng vai trò cái nắp, chúng ta cần diễn lại hành trình của dòng coolant. Sau khi được dẫn vào máy để làm hạ nhiệt, dòng coolant hấp thụ trọn vẹn sức nóng của đầu máy, và mang nó trở về Radiator, làm cho toàn thể lượng coolant trong bể chứa chẳng mấy chốc cũng nóng dần lên. Cùng với sức nóng, thể tích coolant nở ra, tạo một sức ép càng lúc càng mạnh, thúc bách nó tìm đường thoát ra khỏi bể chứa. Nếu không có cái nắp trì lại, chắc chắn coolant sẽ văng tung tóe và chẳng mấy chốc bể chứa sẽ cạn khô. Nhưng càng trì lại thì sức ép của lượng coolant nở lên, càng đặt một áp suất mạnh hơn trên cái nắp.

Dĩ nhiên, cái nắp được thiết kế để trì coolant lại đến một mức nào đó mà thôi. Khi áp suất đè trên nắp vượt quá mức chịu đựng thì nắp sẽ mở một “cái cổng” (valve) nằm bên trong nắp, để coolant tràn ra, không phải tràn ra ngoài mà tràn vào một đường ống dẫn sang Reservoir, tức là bình nước phụ gắn bên cạnh Radiator, mà chúng ta đã đề cập trong bài trước.

Sự hiện diện của cái nắp để chịu đựng áp suất dâng cao khi dòng nước nóng lên, cho thấy vai trò quan trọng của nắp, vì thế nó được gọi là “nắp áp suất”, chứ không chỉ đơn thuần là cái nắp đậy. Theo thiết kế của nhà sản xuất, nắp có thể chịu đựng được áp suất tối đa là 15 psi. Khi sức ép dâng lên quá mức này, nắp sẽ mở Valve để coolant tràn sang bình phụ, và nằm đó chờ cho đến khi coolant trong Radiator nguội hơn, áp suất bên đó sẽ hạ xuống thấp, tạo ra lực hút để kéo coolant trở về bể chính tiếp tục công việc.

Chúng ta đã biết một dòng nước bình thường thì sôi ở 100 độ C (tương đương 212 độ F ). Một dòng coolant gồm 50% nước 50% anti-freeze có khả năng chịu nhiệt cao hơn, sẽ sôi ở 106 độ C (tương đương 223 độ F). Tuy nhiên, khi được nén, coolant có thể chịu nhiệt cao hơn nữa: Với sức nén lên tới 15 PSI, dòng coolant có thể chịu nóng tới 125 độ C (tương đương 257 độ F) mới sôi và bốc hơi.

Đây là nắp áp suất (pressure cap), cũng được gọi là nắp két nước (radiator cap)

Tóm lại, nhờ cái nắp thiết kế với áp suất cao, dòng coolant bị nén lại, có thêm khả năng chịu đựng sức nóng, giúp nó làm việc lâu hơn, hiệu quả hơn và hấp thụ được nhiều nhiệt hơn từ trong lòng máy. Cũng nhờ thiết kế đặc biệt của nắp, phối hợp với bình phụ (reservoir) dòng coolant tràn ra được giữ lại để chờ cơ hội đưa vào máy làm việc, giúp cho hệ thống giải nhiệt hoạt động điều hòa.

Nếu vì lý do nào đó, bộ valve được thiết kế trong nắp bị hư, không còn duy trì được sức nén, hệ giải nhiệt sẽ không còn làm việc bình thường, và máy xe dễ bị lâm vào tình trạng Overheat. Biện pháp chữa trị chỉ là mua một cái nắp khác thay vào đó. Cái nắp thì chả bao nhiêu tiền, nhưng làm sao tìm được nguyên nhân nằm ở đây mới là chuyện khó. Nếu đã biết vai trò của nắp không tầm thường thì đừng quên nhìn đến nó nếu chớm thấy dấu hiệu Overheat có thể xảy ra.

haosmith@yahoo.com