Giáo trình trang bị điện ô tô 2 (nghề công nghệ ô tô CĐTC)

Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước - Kiểu kép giàn lạnh đặt trước và sau xe: kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe vì không khí lạnh được thổi từ ph

(Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Nghề công nghệ ôtô dạy tại trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp đào tạo các kiến thức cơ bản về động cơ xăng, động cơ dầu, gầm ôtô, điện động cơ, điện thân xe, điện điều khiển động cơ

Giáo trình Trang bị điện ô tô được biên soạn dựa trên các kiến thức đào tạo

kỹ thuật viên của Toyota, …và giáo trình Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại của trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngoài ra, giáo trình còn được

biên soạn với tiêu chí dựa trên những thiết bị dạy học sẵn có tại Khoa Cơ khí-Xây dựng – Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp Cuốn giáo trình lý thuyết này được viết thành 2 chương:

Chương 1: Hệ thống điều hòa không khí

Chương 2: Hệ thống điều khiển ô tô

Đây là lần đầu tiên giáo trình hệ thống điều khiển động cơ được đưa vào giảng dạy nên không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả mong được sự đóng góp quý báu từ Quý Thầy cô và bạn đọc

… , ngày… tháng… năm……

Tham gia biên soạn

Phạm Đức Huy

M ỤC LỤC



1 LỜI GIỚI THIỆU 3

2 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN 5

3 Chương 1: Hệ thống điều hòa không khí

6

4 Chương 2: Hệ thống điều khiển ô tô Error! Bookmark not defined.

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên mô đun: Trang điện ô tô 2

Mã mô đun: MH15

I Vị trí, tính chất của môn học:

- Vị trí: môn học này bố trí dạy sau các môn học: MH 09, MH 10, MH

12, MH13, MH 14; bố trí giảng dạy trước các mô đun MĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ24

- Tính chất: là môn học lý thuyết chuyên môn làm nền tảng cho các mô đun MĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ24

II Mục tiêu môn học:

- Về kiến thức: Hiểu được nguyên lý hoạt động, cấu tạo chung, các hệ thống điện trang bị trên ô tô

- Về kỹ năng: Trình bày được nguyên lý hoạt động, cấu tạo chung, các hệ thống điện trang bị trên ô tô

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có khả năng tự phân tích và giải thích được nguyên lý làm việc các sơ đồ hệ thống điện ô tô trên các đời xe khác nhau

III Nội dung môn học:

Chương 1: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Mã chương: MH 16 - 01 Giới thiệu

Bài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về chức năng, cấu tạo, sơ đồ

mạch điện, nguyên lý của hệ thống điều hòa không khí

1 Khái quát về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

1.1 Công dụng

- Đưa không khí sạch vào trong xe

- Duy trì nhiệt độ không khí trong xe ở một nhiệt độ thích hợp

1.2 Phân loại

a) Phân loại theo v trí của hệ thông trên xe

- Kiểu đặt phía trước: giàn lạnh được đặt gần bảng đồng hồ, bảng điều khiển của xe

Hình 2.1.1 Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước

- Kiểu kép (giàn lạnh đặt trước và sau xe): kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe vì không khí lạnh được thổi từ phía trước ra phía sau xe

Hình 2.1.2 Hệ thống lạnh kiểu kép

- Kiểu kép treo trần: kiểu này thường sử dụng cho xe khách Hệ thống lạnh được đặt phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần, kiểu này cũng cho năng suất lạnh cao và không khí lạnh đồng đều

Hình 2.1.4 Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ bằng tay

Với phương pháp này cho phép điều khiển bằng tay các công tắc nhiệt và nhiệt

độ ngõ ra bằng cần gạt Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều khiển lượng gió và hướng gió

- Hệ thống điều hòa không khí với phương pháp điều khiển tự động

Hình 2.1.5 Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ tự động 1.3 Yêu cầu

- Không khí trong khoang hành khách phải lạnh

- Không khí phải sạch

- Không khí lạnh phải được lan truyền khắp khoang hành khách

- Không khí lạnh khô (không có độ ẩm)

2 Các ộ phận chính trong hệ thống điều hòa không khí ôtô

2.1 Máy nén

Máy nén có tác dụng nén môi chất đã bay hơi ở giàn lạnh thành môi chất dạng hơi có nhiệt độ và áp suất cao Từ đó giàn nóng có thể dễ dàng hóa lỏng hơi môi chất, cả khi môi trường xung quanh có nhiệt độ cao Máy nén còn có tác dụng tuần hoàn môi chất trong hệ thống lạnh Máy nén name bên hông động cơ và được dẫn động bởi pulley trục khuỷu động cơ

Có các loại máy nén sau:

a Máy nén kiểu piston

- Máy nén kiểu piston (crank-type compressor): loại này thường được thiết kế nhiều piston (thường từ 3-5 pisron) theo kiểu thẳng hàng hoặc chữ V (inline or V type) Trong quá trình hoạt động mỗi piston thực hiện một thì hút và một thì nén Trong thì hút, máy nén hút môi chất lạnh ở phần thấp áp từ giàn lạnh vào máy nén qua van hút (van hoa mai)

Hình 2.1.11 Nguyên lý hoạt động máy nén kiểu piston

- Quá trình nén, piston di chuyển lean trên nén môi chất lạnh với áp suất và nhiệt độ cao, van hút đóng lại, van xả mở ra môi chất được nén đến giàn nóng Van

xả là điểm xuất phát của phần cao áp của hệ thống Các van thường làm bằng thép

là lò xo mỏng, dễ biến dạng hoặc gãy nếu quá trình nạp môi chất lạnh sai kỹ thuật

Hình 2.1.12 Vị trí và và nguyên lý nạp-xả của

các van máy nén kiểu piston

- Máy nén kiểu piston mà trục khuỷu là một đĩa có biên dạng thay đổi (axial

Hình 2.1.13 Cấu tạo máy nén trục khuỷu có biên dạng cam thay đổi

Nguyên lý được mô tả như hình bên dưới

Hình 2.1.14 Nguyên lý máy nén trục khuỷu có biên dạng cam thay đổi

Khi trục quay kết hợp với chuyển động của đĩa có biên dạng thay đổi sẽ làm piston chuyển động tịnh tiến qua trái hoặc qua phải Kết quả là môi chất lạnh bị nén

và môi chất được hút hoặc xả thông qua các van

Máy nén kiểu hai cánh gạt

Hình 2.1.15 Cấu tạo máy nén có hai cánh gạt

Máy nén cánh gạt gồm một rotor gắn chặt với hai cặp cánh gạt và được bao quanh bởi xylanh máy nén Khi rotor quay, hai cánh gạt quay theo và chuyển động tịnh tiến trong rãnh của rotor, trong khi đó hai đầu cuối của cánh gạt tiếp xúc với mặt trong của xylanh và tạo áp suất nén môi chất

Hình 2.1.16 Nguyên lý làm việc của máy nén có hai cánh gạt

c Máy nén nhiều cánh trƣợt

Hình 2.1.17 Cấu tạo máy nén nhiều cánh trượt

Nguyên lý:

Hình 2.1.18 Nguyên lý làm việc của máy nén nhiều cánh trượt

d Máy nén kiểu xoắc ốc

* Cấu tạo

Hình 2.1.19 Cấu tạo của máy nén kiểu xoắn ốc

* Nguyên lý làm việc

Hình 2.1.20 Nguyên lý làm việc của máy nén kiểu xoắn ốc

e Máy nén có lưu lượng thay đổi

Công suất máy nén này thay đổi vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải nhiệt nên công suất cũng được điều chỉnh tối ưu theo tải nhiệt

Hình 2.1.21 Nguyên lý làm việc của máy néncó lưu lượng thay đổi

Công suất máy nén này thay đổi vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải nhiệt nên công suất cũng được điều chỉnh tối ưu theo tải nhiệt

Máy nén thay đổi lưu lượng theo tải nhiệt có thể thay đổi góc ngiêng của đĩa

th Sự thay đổi hành trình của piston giúp công suất máy nén luôn được điều chỉnh

và đạt cao nhất

2.2 Ly hợp điện từ (magnetic clutch)

Tất cả các máy nén của hệ thống lạnh trên ôtô đều được trang bị bộ ly hợp kiểu điện từ

Khi động cơ hoạt động, pulley máy nén quay theo nhưng trục máy vẫn đứng yên cho đến khi bật công tắc A/C, bộ ly hợp điện từ sẽ khớp với pulley vào trục của máy nén cho trục khuỷu động cơ dẫn động

Hình 2.1.22 Cấu tạo ly hợp điện từ

Khi bật công tắc máy lạnh A/C, dòng điện chạy qua cuộn dây của bộ ly hợp điện từ và sinh ra từ trường lớn Lực điện từ kéo ly hợp vào pulley và nối chặt chúng lại với nhau và trục của máy nén quay cùng với pulley của máy nén

2.3 Bộ ngưng tụ hay giàn nóng (condenser)

Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng

Hình 2.1.23 Cấu tạo giàn nóng

Công dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh đang ở thể hơi với áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén bơm tới biến thành thể lỏng, ở nay nó tỏa ra một lượng nhiệt lớn Hơi nóng của môi chất lạnh bơm vào bộ ngưng tụ qua ống nạp bố trí phía trên giàn ống dẫn và đi dần xuống phía dưới, nhiệt của môi chất lạnh truyền qua cánh tản nhiệt và được làm mát bằng gió

2.4 Bình lọc và hút ẩm

Bình lọc và hút ẩm có vỏ làm bằng kim loại, bên trong có lưới lọc và túi chứa chất khử ẩm (desicant) Chất khử ẩm là một vật liệu có đặc tính hút ẩm lẫn trong môi chất rất tốt như oxyt nhôm, silica alumina và chất silicagel

Hình 2.1.24 Cấu tạo bình lọc-bình hút ẩm

Trên bình lọc có trang bị van an toàn, van này mở khi áp suất trong bình lọc tăng lên đột ngột vì nguyên nhân nào đó Sau khi môi chất được khử ẩm sẽ đi đến van tiết lưu

Một số loại hệ thống lạnh có bình khử nước được lắp giữa bình lọc, hút ẩm và van tiết lưu Bình khử nước một lần nữa hút sạch hơi nước còn sót lại trong môi chất lạnh có tác dụng bảo vệ van tiết lưu không bị đóng băng Ngoài ra phần trên của bình lọc có bộ phận làm bằng kính trong suốt giúp cho quá trình quan sát, kiểm tra tình trạng của môi chất lạnh

Một số loại có lắp cảm biến áp suất trên bình lọc Tín hiệu áp suất cao của môi chất được chuyển thành tín hiệu điện áp báo về cho ECU để điều khiển tốc độ quạt và máy nén

2.5 Van tiết lưu (expansion valve)

Van tiết lưu được lắp giữa bộ bốc hơi và bình lọc có tác dụng:

- Phối hợp với cảm biến nhiệt độ để điều khiển lưu lượng của môi chất lạnh

và nhiệt độ của giàn lạnh

- Giảm áp suất môi chất sau khi đi qua van tiết lưu

Thông thường van tiết lưu có hai loại: loại hộp và loại dạng kim (hay loại thường)

Hình 2.1.25 Cấu tạo van tiết lưu

2.6 Bộ bốc hơi (evaporator) hay giàn lạnh

Môi chất sau khi qua van tiết lưu làm áp suất giảm nhanh, nhiệt nhận vào trong quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí này Môi chất lạnh được dẫn đến giàn lạnh nhờ các ống xếp thành hình chữ U cùng với các cánh tản nhiệt Tại đây, nhiệt độ thấp của giàn lạnh được dẫn ra ngoài bởi quạt giàn lạnh

Hình 2.1.26 Cấu tạo giàn lạnh

Ở một số nước nhiệt độ thấp, giàn lạnh có hai nhiệt điện trở, một cho thiết bị chống đóng băng, một đóng vai trò là cảm biến giàn lạnh Cảm biến giàn lạnh phát hiện nhiệt độ khí đi qua giàn lạnh và chỉ dùng cho hệ thống điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử lý

2.7 Mắt gas

Hình 2.1.27 Cấu tạo mắt gas 2.8 Bộ tiêu âm (muffler)

Bộ tiêu âm có tác dụng giảm tiếng ồn phát sinh do máy nén Thông thường

bộ tiêu âm được lắp tại van xả của máy nén Một vài kiểu kết cấu có bọc cao su bên ngoài của bộ tiêu âm ngăn tiếng ồn truyền vào xe Ngoài ra, để giảm được lượng dầu bôi trơn ứ đọng trong bộ tiêu âm, cửa vào của nó bố trí bên trên, cửa ra được

Hình 2.1.28 Cấu tạo quạt làm mát giàn nóng

Hình 2.1.29 Cấu tạo quạt làm mát giàn lạnh (kiểu lồng sóc)

+ Nhánh có áp suất cao được giới hạn bởi phần môi chất ngay trước van tiết lưu và cửa ra (van xả) của máy nén Đường kính đường ống của nhánh này nhỏ hơn nhánh trên và nhiệt độ cao hơn

Hình 2.1.30 Hệ thống đường ống trong hệ thống lạnh

Ở trong khoảng nhiệt độ 25-30oC, áp suất trong hai nhánh có giá trị trong

- Nhánh áp suất thấp: 147.1-294.2 kPa (21.3-42.7 psi)

- Nhánh áp suất cao: 1372.9-1863.3 kPa (199.1-270.2 psi)

* Vật liệu ống dẫn:

Hình 2.1.31 Cấu tạo ống dẫn môi chất lạnh

1- Lớp chịu áp lực bằng polyester 2- Lớp cao su chịu giản nở

3- Lớp cao su phía trong 4- Lớp nhựa (nylon)

12.1.1 Nhận dạng tổng quát hệ thống điều hòa:

- Máy nén (Compressor), giàn nóng (Condenser), bộ sấy (Receiver/ Dryer), giàn lạnh (Evaporator), đường ống áp suất cao (Suction line), đường ống áp suất thấp

Hình 12.2: Các bộ phận chính của hệ thống điều hoà trên ôtô

12.1.2 Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống điều hòa:

- Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống điều hoà:

Hình 12.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống điều hòa trên ôtô

- Nêu nguyên lý tổng quát, công dụng các bộ phận:

- Máy nén: Sau khi được chuyển về trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp môi

chất được nén bằng máy nén và chuyển thành trạng thái khí ở nhiệt độ và áp suất cao Sau đó nó được chuyển tới giàn nóng

Hình 12.4: Máy nén trong hệ thống điều hoà

- Bộ ngưng tụ (giàn nóng): Làm mát môi chất ở thể khí có áp suất và nhiệt độ cao

bị nén bởi máy nén và chuyển nó thành môi chất ở trạng thái nhiệt độ và áp suất thấp (phần lớn môi chất ở trạng thái lỏng và có lẫn một số ở trạng thái khí)

- Hệ thống sưởi: Bao gồm van nước, két sưởi (Bộ phận trao đổi nhiệt), quạt giàn

lạnh

Hình 12.5: Các bộ phận của hệ thống sưởi

Hình 12.6: Van nước

 Két sưởi: Nước làm mát động cơ (khoảng 800C) chảy vào két sưởi và không khí khi qua két sưởi nhận nhiệt từ nước làm mát này Két sưởi gồm có các đường ống, cánh tản nhiệt và vỏ Việc chế tạo các đường ống dẹt sẽ cải thiện được việc dẫn nhiệt và truyền nhiệt

Hình 12.7: Két sưởi

- Giàn nóng: Có chức năng làm mát môi chất ở thể khí có áp suất và nhiệt độ cao bị

nén bởi máy nén và chuyển nó thành môi chất ở trạng thái nhiệt độ và áp suất thấp (phần lớn môi chất ở trạng thái lỏng và có lẫn một số ở trạng thái khí)

Hình 12.8: Giàn nóng

- Bộ sấy ( ộ lọc): Là một thiết bị để chứa môi chất được hoá lỏng tạm thời bởi giàn

nóng và cung cấp một lượng môi chất theo yêu cầu tới giàn lạnh Bộ sấy có chất hút ẩm và lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong chu trình làm lạnh Nếu có hơi ẩm trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết sẽ bị mài mòn hoặc đóng băng ở van giãn nở dẫn đến bị nghẹt

Hình 12.10: Van giãn nở

- Giàn lạnh: Giàn lạnh làm bay hơi môi chất ở dạng sương sau khi qua van giãn nở

Môi chất trong giàn lạnh có nhiệt độ và áp suất thấp, nó làm lạnh không khí ở xung quanh giàn lạnh

Hình 12.11: Giàn lạnh

- Vẽ sơ đồ đấu dây hệ thống điều hoà:

Hình 12.13: Sơ đồ đấu dây hệ thống điều hoà (tiếp theo)

Chương 2: Hệ thống điều khiển ơ tơ

1 Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe ABS:

Hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) là một trong các hệ thống an toàn chủ động trên ôtô Nó có nhiệm vụ giảm tối thiểu các hiểm nguy về tai nạn bằng điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu Ưu điểm của hệ thống phanh ABS so với hệ thống phanh dầu bình thường (không có hệ thống chống hãm cứng) là:

- Tính sự ổn định cao hơn khi vận hành

- Sự ổn định về hướng lái tốt hơn

Sơ đồ, cấu tạo và hoạt động của các phần tử và hệ thống ABS

Đèn báo

Bộ chấp

Rơ le điều

Rô to cảm ABS ECU

Các cảm biến

a Cảm biến tốc độ bánh xe:

Cấu tạo:

Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số răng của rôto cảm biến thay đổi theo kiểu xe

Hình 5.9: Cấu tạo cảm biến tốc độ

Hoạt động:

Nam châm vĩnh

Rô to

Cảm

Vành ngoài của các rôto có các răng, nên khi rôto quay, sinh ra một điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của rôto Điện áp này báo cho ABS ECU biết tốc độ của bánh xe

Hình 5.10: Mô tả sự hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe

b Cảm biến giảm tốc:

Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS ECU đo trực tiếp sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh Vì vậy cho phép nó biết rõ hơn trạng thái của mặt đường Kết quả là độ chính xác khi phanh được cải thiện để các bánh xe không bị bó cứng

Nam châm

RCuo