Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô khóa luận tốt nghiệp

Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cả két sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí của van nước.. Sự

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CNKT Ô TÔ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT VÀ KHAI THÁC MÔ HÌNH

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Mã ngành: 7510205

BÌNH DƯƠNG - NĂM 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CNKT Ô TÔ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Mã ngành: 7510205

Sinh viên thực hiện:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CNKT Ô TÔ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 03);

(3) Đặng Nguyễn Dương MSSV: 19160049 Lớp: 22OT01

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

2 Tên đề tài: Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô

3 Mục tiêu

Quan sát tìm hiểu các hệ thống, các chi tiết thực tế trên ô tô

Xây dựng phương án thiết kế mô hình

Lập phương án lắp đặt, kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng của hệ thống điều hòa không khí

Từ kết quả kiểm tra, chuẩn đoán lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục

hư hỏng

4 Nội dung thực hiện

Mở đầu

Chương 1 Giới thiệu đề tài hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Chương 2 Tổng quan hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Chương 3 Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa

Chương 4 Thiết kế mô hình hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Chương 5 Quy trình chuẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Kết luận

5 Kết quả dự kiến đạt được

- Bản thuyết minh đề tài khóa luận

- Mô hình lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô

Ngày giao đề tài: 07/6/2023 Ngày nộp báo cáo: 24/8/2023

Ngày 07 tháng 6 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, nhóm em xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn khóa luận cho nhóm

em là thầy ThS Trần Văn Hùng Trong suốt thời gian nhóm em làm khóa luận thầy đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn nhóm em và tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ chúng

em để hoàn thành khóa luận này

Bên cạnh đó, nhóm em cũng xin chân thành cảm ơn các quý thầy, cô trong khoa công nghệ kỹ thuật ô tô Trong suốt thời gian học tập tại trường các quý thầy, cô đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ nhóm em về kiến thức cũng như mọi mặt trong đời sống

Do thời gian cũng như kiến thức chuyên sâu còn nhiều hạn chế nên khóa luận của nhóm em không thể tránh khỏi các thiếu sót Nhóm em rất mong nhận được sự đóng góp

ý kiến từ quý thầy, cô và các bạn để khóa luận của nhóm em được hoàn thiện hơn Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

Bình Dương, ngày 15 tháng 09 năm 2023

Nhóm sinh viên thực hiện

Đặng Nguyễn Dương Nguyễn Vân Trung Phạm Hồng Phúc

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 7

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG 12

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 13

MỞ ĐẦU 14

1 Lý do chọn đồ án 14

2 Mục đích nghiên cứu 14

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 15

4 Phạm vi nghiên cứu 15

5 Phương pháp nghiên cứu 15

5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết 15

5.2 Phương pháp quan sát 15

6 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 15

7 Phân công từng thành viên 15

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 16

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 16

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 17

1.3 Kết luận chương 1 17

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 19

2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết điều hòa không khí 19

2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí 19

2.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô 20

2.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí 23

2.1.4 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn 24

2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô 28

2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô 28

2.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô 28

2.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô 29

2.3 Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh 30

2.3.1 Máy nén 30

2.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) 36

2.3.3 Bình lọc (hút ẩm môi chất) 38

2.3.4 Van tiết lưu hay van giãn nở 40

2.3.5 Bộ bốc hơi (Giàn lạnh) 43

2.4 Các phần phụ khác trong hệ thống điện lạnh ô tô 45

2.4.1 Ống dẫn môi chất lạnh 45

2.4.2 Cửa sổ kính (mắt ga) 46

2.5 Điều khiển hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 47

2.5.1 Bộ điều khiển nhiệt độ 47

2.5.2 Bộ điều khiển tốc độ quạt 49

2.5.3 Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga) 51

2.5.4 Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh 52

2.5.5 Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén 54

2.5.6 Điều chỉnh tốc độ quạt 59

2.6 Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô 61

2.6.1 Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô 61

2.6.2 Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí 62

2.6.3 Các dạng điều khiển hệ thống điều hòa không khí tiêu biểu 65

2.7 Kết luận chương 2 71

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ÐIỀU HOÀ 72

3.1 Xác định lớp cách nhiệt của trần 72

3.1.1 Kết cấu 72

3.1.2 Các thông số 73

3.1.3 Bề dày lớp cách nhiệt 73

3.2 Tính nhiệt 74

3.2.1 Tính nhiệt qua kết cấu bao che 74

3.2.2 Tính nhiệt do người tỏa ra 76

3.2.3 Tính nhiệt do động cơ tạo ra 76

3.2.4 Tính tổn thất nhiệt khi mở cửa 76

3.2.5 Tính tổn nhiệt do đèn toả ra 76

3.3 Tính chu trình và kiểm tra máy nén 77

3.3.1 Hệ thống xe sử dụng chu trình máy nén hơi một cấp 77

3.3.1.1 Sơ đồ của hệ thống 77

3.3.1.2 Các quá trình của chu trình 77

3.3.1.3 Các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản 77

3.3.1.4 Tính chu trình 78

3.4 Tính chọn giàn ngưng 79

3.5 Tính chọn giàn bốc hơi 80

3.6 kết luận chương 3 81

CHƯƠNG 4 THIẾT LẬP MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN 82

Ô TÔ 82

4.1 Mục đích và yêu cầu của mô hình 82

4.1.1 Mục đích của mô hình 82

4.1.2 Yêu cầu của mô hình 82

4.2 Chọn phương án, phân tích ưu điểm và nhược điểm của các hệ thống 82

4.2.1 Xây dựng mô hình hệ thống điện lạnh trên ô tô 84

4.2.2 Cấu trúc, sơ đồ mạch điện điều khiển của mô hình 86

4.3 Gia công chế tạo các chi tiết 89

4.4 Quy trình lắp hệ thống điều hoà trên mô hình 90

4.5 Quy trình nạp ga điều hoà 93

4.5.1 Kiểm tra rò khí 93

4.5.2 Quá trình hút chân không hệ thống điện lạnh trên mô hình 93

4.5.3 Quy trình nạp môi chất vào hệ thống điện lạnh trên mô hình 94

4.6 Kết luận chương 4 98

CHƯƠNG 5 QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 99

5.1 Chẩn đoán hư hỏng 99

5.1.1 Bằng cách quan sát 99

5.1.2 Bằng đồng hồ đo áp suất 100

5.2 Các hư hỏng, nguyên nhân và cách xử lý 101

5.3 Xây dựng quy trình kiểm tra hệ thống điều hòa trên xe 103

5.4 Kết luận chương 5 104

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 105

KẾT LUẬN 105

ĐỀ XUẤT 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm 19

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát 20

Hình 2.3 Kiểu phía trước 21

Hình 2.4 Kiểu kép 21

Hình 2.5 Kiểu kép treo trần 22

Hình 2.6 Kiểu bằng tay (Khi trời nóng) 22

Hình 2.7 Kiểu bằng tay (Khi trời lạnh) 22

Hình 2.8 Kiểu tự động (Khi trời nóng) 23

Hình 2.9 Kiểu tự động (Khi trời lạnh) 23

Hình 2.10 Sự phá hủy tầng ôzôn của CFC 26

Hình 2.11 Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a 27

Hình 2.12 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ô tô 28

Hình 2.13 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe du lịch 30

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách 30

Hình 2.15 Kết cấu của máy nén 31

Hình 2.16 Các loại máy nén 31

Hình 2.17 Cấu tạo máy nén loại piston 32

Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý máy nén loại piston 33

Hình 2.19 Van an toàn 33

Hình 2.20 Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc 33

Hình 2.21 Nguyên lý hoạt động máy nén loại đĩa lắc 34

Hình 2.22 Cấu tạo máy nén loại trục khuỷu 34

Hình 2.23 Cấu tạo của ly hợp điện từ 34

Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ 35

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ 36

Hình 2.26 Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ) 36

Hình 2.27 Cấu tạo của giàn nóng kép 37

Hình 2.28 Chu trình làm lạnh cho giàn nóng tích hợp 38

Hình 2.29 Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng 38

Hình 2.30 Sơ đồ cấu tạo của bình lọc 39

Hình 2.31 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu 40

Hình 2.32 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao) 41

Hình 2.33 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp) 41

Hình 2.34 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu loại thường 42

Hình 2.35 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường 42

Hình 2.36 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường 42

Hình 2.37 Cấu tạo của bình tích lũy 42

Hình 2.38 Hình dạng của bộ bốc hơi 44

Hình 2.39 Cấu tạo (bộ bốc hơi) giàn lạnh 44

Hình 2.40 Hình dạng của cửa sổ kính 46

Hình 2.41 Trạng thái môi chất qua cửa sổ kính 46

Hình 2.42 Kiểu điện trở 47

Hình 2.43 Kiểu nhiệt điện trở 47

Hình 2.44 Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ cao) 48

Hình 2.45 Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ thấp) 48

Hình 2.46 Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh thấp) 49

Hình 2.47 Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh cao) 49

Hình 2.48 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió 49

Hình 2.49 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Low) 50

Hình 2.50 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Medium) 50

Hình 2.51 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí High) 50

Hình 2.52 Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu điện) 51

Hình 2.53 Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu cơ khi chưa có điện) 51

Hình 2.54 Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu cơ khi A/C bật) 52

Hình 2.55 Cấu tạo van EPR 52

Hình 2.56 Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ trong xe cao) 52

Hình 2.57 Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ trong xe thấp) 53

Hình 2.58 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ cao) 53

Hình 2.59 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ thấp) 53

Hình 2.60 Các kiểu điều khiển máy nén 54

Hình 2.61 Điều khiển máy nén kiểu A 54

Hình 2.62 Công tắc điều khiển A/C và ECON 55

Hình 2.63 Công tắc điều khiển A/C (ở vị trí ON) 55

Hình 2.64 Công tắc điều khiển A/C (ở vị trí OFF) 55

Hình 2.65 Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí ON) 55

Hình 2.66 Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí OFF) 56

Hình 2.67 Điều khiển máy nén theo tốc độ động cơ 56

Hình 2.68 Điều khiển ngắt A/C (qua ECU và bộ điều khiển A/C) 57

Hình 2.69 Điều khiển ngắt A/C (bằng công tắc) 57

Hình 2.70 Cấu tạo công tắc áp suất kép 58

Hình 2.71 Vị trí lắp đặt công tắc áp suất kép 58

Hình 2.72 Công tắc áp suất kép (khi có sự cố xảy ra) 58

Hình 2.73 Cảm biến nhiệt độ nước 59

Hình 2.74 Quạt giàn nóng và quạt két nước mắc nối tiếp 59

Hình 2.75 Quạt giàn nóng và quạt két nước mắc song song 60

Hình 2.76 Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước 60

Hình 2.77 Hệ thống điều khiển bằng điện tử 61

Hình 2.78 Sơ đồ điều khiển điều hòa tự động ô tô 61

Hình 2.79 Vị trí các bộ phận trong hệ thống điều hòa tự động 62

Hình 2.80 Cảm biến nhiệt độ trong xe 63

Hình 2.81 Cảm biến nhiệt độ ngoài xe 63

Hình 2.82 Cảm biến bức xạ mặt trời 64

Hình 2.83 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 64

Hình 2.84 Cảm biến nhiệt độ nước 64

Hình 2.85 Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe 65

Hình 2.86 Bảng điều khiển điều hòa không khí kiểu cơ khí 65

Hình 2.87 Sơ đồ hệ thống điều khiển chân không’ 66

Hình 2.88 Kết cấu bầu chân không 67

Hình 2.89 Sơ đồ nguyên lý của điều hòa không khí kiểu chân không 67

Hình 2.90 Cấu tạo và nguyên lý của mô tơ cửa trộn gió 68

Hình 2.91 Mô tơ cửa trộn gió (không có tiếp điểm động) 68

Hình 2.92 Điều khiển nhiệt độ gió ra (temperature air output) (TAO) 69

Hình 2.93 Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ quạt gió theo TAO 69

Hình 2.94 Sơ đồ nguyên lý điều khiển theo mạng lưới thần kinh 69

Hình 2.95 Sơ đồ hệ thống tự chẩn đoán 71

Hình 2.96 Sơ đồ kiểm tra các cảm biến và các tín hiệu 71

Hình 2.97 Sơ đồ kiểm tra bộ chấp hành 71

Hình 3.1 Kết cấu bao che trần xe 72

Hình 3.2 Sơ đồ tính toán của xe 72

Hình 3.3 Ðồ thị I-d 73

Hình 3.4 Ðồ thị lgP_i 74

Hình 4.1 Hệ thống điện lạnh ô tô trang bị ống tiết lưu cố định 82

Hình 4.2 Hệ thống điện lạnh ô tô trang bị van tiết lưu 83

Hình 4.3 Mô hình hệ thống điện lạnh trên ô tô 84

Hình 4.4 Mô hình hệ thống điện lạnh trên ô tô 84

Hình 4.5 Mô hình hệ thống điện lạnh trên ô tô 85

Hình 4.6 Vật liệu làm khung 86

Hình 4.7 Máy nén 86

Hình 4.8 Giàn nóng 86

Hình 4.9 Giàn lạnh 86

Hình 4.10 Phin lọc 87

Hình 4.11 Motor kéo 87

Hình 4.12 Nguồn 88

Hình 4.13 Vi mạch điều khiển hệ thống lạnh và cảm biến khí trời 88

Hình 4.14 cửa gió ra dàn lạnh 88

Hình 4.15 Các chi tiết được gá lắp trên mô hình 89

Hình 4.16 Gia công sắt V4 89

Hình 4.17 Gia công hành khung mô hình 89

Hình 4.18 Gia công gá lắp các chi tiết 90

Hình 4.19 Gia công chống sét 90

Hình 4.20 Hút chân không trong hệ thống điều hoà trên mô hình 93

Hình 4.21 Nạp môi chất lạnh khi máy nén hoạt động 95

Hình 4.22 Nạp môi chất lạnh khi máy nén không hoạt động 97

Hình 5.1 Đai dẫn động 99

Hình 5.2 Hệ thống làm việc bình thường 100

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Bảng 3.1 Kết cấu bao che trần xe 72

Bảng 3.2 Các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản 78

Bảng 4.1 Quy trình lắp 91

Bảng 4.2 Tình trạng môi chấp trong hệ thống 98

Bảng 5.1 Chẩn đoán bằng đồng đo áp suất 100

Bảng 5.2 Các hư hỏng thông thường 101

Bảng 5.3 Các hư hỏng trong hệ thống ga lạnh 102

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MAX Máy nén hoạt động tối đa, cửa nạp đóng nhận không khí

từ ngoài vào, không khí tuần hoàn trong xe

thoát ra từ bảng taplô điều khiển

Không khí lấy từ bên ngoài xe vào được sưởi ấm Có 80% được phân phối đến kính chắn gió và cửa sổ xe, 20% còn

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đồ án

Khi nền kinh tế ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một được nâng cao

Sự đòi hỏi được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng

Một chiếc xe hiện đại ngày nay có thể được ví như một tòa nhà di động Như vậy có nghĩa, không thể chỉ dừng lại ở việc đảm bảo về độ an toàn, về tính hiệu quả kinh tế hay tính thẩm mỹ của một chiếc xe, mà còn cần phải đảm bảo trang bị được những hệ thống, thiết bị tiện nghi nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng Vì thế đó là một trong những yêu cầu hàng đầu mà buộc các nhà thiết kế, chế tạo ô tô phải đặc biệt quan tâm Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến Các xe được trang

bị hệ thống điều hòa chiếm một số lượng ngày càng nhiều Điều đó đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa không khí trên ô tô ngày càng lớn Vì vậy yêu cầu đặt ra đối với những người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó là phải có được những kiến thức về hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả

Xuất phát từ những lý do trên đây, nhóm em đã nhận khóa luận: “Thiết kế, lắp đặt

và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô”

- Đưa ra và hướng dẫn phân tích một số sơ đồ mạch điện điều hòa của hãng xe mình tìm hiểu

- Chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa không khí ô tô theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường và theo phương pháp sử

dụng hệ thống tự chẩn đoán

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là: Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Khách thể nghiên cứu là: Trên ô tô Camry SE 2013

4 Phạm vi nghiên cứu

Hệ thống điều hòa không khí của một số hãng xe tiêu biểu: Honda, Lexus, Toyota, …

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, các sách hướng dẫn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô

Nghiên cứu trên các phần mềm: phần mềm đào tạo kỹ thuật viên Toyota

5.2 Phương pháp quan sát

Quan sát, thực tập sửa chữa tại xưởng điều hòa

6 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô nói chung

và hệ thống điều hòa tự động nói riêng nhằm xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu cho người học

Thực hiện phân tích các mạch điện điều khiển chính trong hệ thống điều hòa giúp cho người học làm quen với việc phân tích các mạch điện trên sơ đồ

7 Phân công từng thành viên

- Chương 1 Giới thiệu đề tài hệ thống điều hòa

không khí trên ô tô

- Chương 4 Quy trình chuẩn đoán, bảo dưỡng

và sữa chữa hệ thống điều hòa không khí trên ô

tô

Đặng Nguyễn Dương

- Chương 2 Tổng quan về hệ thống điều hòa

không khí trên ô tô

Nguyễn Vân Trung

- Chương 3 Thiết lập mô hình hệ thống điều hòa

không khí trên ô tô

Phạm Hồng Phúc

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Điều hòa không khí là một hệ thống quan trọng trên xe Nó điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong những ngày nắng nóng mà còn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch không khí Ngày nay, điều hòa không khí trên xe còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển Điều hoà không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe

Để làm ấm không khí đi qua, hệ thống điều hòa không khí sử dụng ngay két nước như một két sưởi ấm Két sưởi lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ

và dùng nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc

Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một chu trình khép kín Máy nén đẩy môi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi vào giàn ngưng Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng Môi chất ở dạng lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khô) Bình này chứa và lọc môi chất Môi chất lỏng sau khi

đã được lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ thấp này chảy tới giàn lạnh Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua giàn lạnh Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình được lặp lại như trước Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cả két sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí của van nước

Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp được tạo ra do chuyển động của xe được gọi là sự thông gió tự nhiên

Sự phân bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, một số nơi có

áp suất dương, còn một số nơi khác có áp suất âm Như vậy cửa hút được bố trí ở những nơi có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm

Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào trong xe

Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thông gió tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm)

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay hệ thống điện lạnh ô tô ngày càng được phát triển và hoàn thiện phục vụ nhu cầu của con người Nó tạo ra một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe trong bất kỳ thời tiết nào Đặc biệt nó giải quyết được vấn đề khí hậu ở Việt Nam, khí hậu khắc nghiệt, không khí bụi bẩn ô nhiễm Tuy nhiên hệ thống càng hiện đại thì khả năng tiếp cận nó càng khó khăn khi xảy ra hư hỏng Một sinh viên ngành công nghệ ô tô cần phải trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất về tất cả các hệ thống trên ô tô

Đặc biệt là hệ thống điện lạnh trên ô tô mà ngày nay sự tiếp cận nó gặp rất nhiều khó khăn Chính vì vậy việc lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế, lắp đặt và khai thác

mô hình điện lạnh trên ô tô’’ là rất cần thiết Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúp cho chúng em sau này có thể tiếp cận với những hệ thống điện lạnh được trang bị trên các ô

tô hiện đại Chúng em mong rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạy trong nhà trường Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh và sinh viên chuyên ngành ô tô và các sinh viên đang theo học các chuyên ngành khác thích tìm hiểu

về kỹ thuật ô tô

1.3 Kết luận chương 1

Ngày nay, một chiếc xe ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàn cho người sử dụng mà nó còn phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghi nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Một trong số đó là hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và phát triển Đem lại sự thoải mái, dễ chịu cho người ngồi trong xe dưới

mọi điều kiện thời tiết Ở Việt Nam ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thông dụng của người dân Tuy nhiên hệ thống càng hiện đại thì khả năng tiếp cận nó càng khó khăn khi xảy ra hư hỏng Vì vậy một kỹ sư ngành công nghệ ô tô cần phải trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất về tất cả các hệ thống trên ô tô Đặc biệt là hệ thống điện lạnh trên ô tô mà ngày nay sự tiếp cận nó gặp rất nhiều khó khăn

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết điều hòa không khí

2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí

a Sưởi ấm

Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm

Người ta dùng một két sưởi ấm như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí Két sưởi lấy nước làm mát của động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ và dùng nhiệt

độ này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởi

là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm

b Làm mát không khí

Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào trong xe Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc đẩy môi chất lạnh tới giàn lạnh Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất và sau đó nó làm mát không khí được thổi vào trong xe từ quạt gió Việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ nhưng việc làm mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ

Nước làm mát động

cơ Đầu vào

Đầu ra Két sưởi

Quạt

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát

Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào trong xe Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thông gió tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với các hệ thống không khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm)

2.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô

Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển

a Phân loại theo vị trí lắp đặt

Máy nén Môi chất (gas điều hòa)

Đầu vào

Quạt

Giàn lạnh

Đầu ra

* Kiểu phía trước

Giàn lạnh của kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với giàn sưởi Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng mô tơ quạt Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được cuốn vào Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy) được đưa vào bên trong

Hình 2.3 Kiểu phía trước

* Kiểu kép

Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý Cấu trúc này không cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều

Hình 2.4 Kiểu kép

* Kiểu kép treo trần

Kiểu này được sử dụng trong xe khách Phía trước bên trong xe được bố trí hệ thống điều hòa kiểu phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau Kiểu kép treo trần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều

Giàn lạnh phía sau

Hình 2.6 Kiểu bằng tay (Khi trời nóng)

Hình 2.7 Kiểu bằng tay (Khi trời lạnh)

* Kiểu tự động

Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn, bằng cách trang bị bộ điều khiển điều hòa và ECU động cơ Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ không khí ra và tốc độ động cơ quạt một cách tự động dựa trên nhiệt độ bên trong xe, bên ngoài xe và

bức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển thông qua các cảm biến tương ứng nhằm điều khiển nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong muốn

Hình 2.8 Kiểu tự động (Khi trời nóng)

Hình 2.9 Kiểu tự động (Khi trời lạnh)

2.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí

Để có thể hiểu được nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí

Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể Đây cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí Vì vậy hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau

Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh

Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ

Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ phân bố năng lượng nhiệt ra một vùng rộng lớn và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống

Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì ta phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó

Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi

Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lý thuyết của ba đặc tính căn bản, Dòng nhiệt, sự hấp thụ, áp suất và điểm sôi

Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến những nơi có nhiệt độ thấp.Dẫn nhiệt: Là sự truyền có hướng của nhiệt trong một vật hay sự dẫn nhiệt xảy ra giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau

Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt qua sự di chuyển của một chất lỏng hay một chất khí đã được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác nhờ khối không khí trung gian bao quanh nó Khi khối không khí được đun nóng bởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội hơn và làm nóng vật thể này Trong một xe không khí nóng bay lên trên, không khí lạnh di chuyển xuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín, nhờ vậy các vật thể trong xe được nung nóng đều, đó là hiện tượng của sự đối lưu

Sự bức xạ: Là sự truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dù giữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau Ta cảm thấy ấm khi đứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn pha khi ta đứng gần nó Nhiệt của mặt trời hay đèn pha được biến thành các tia hồng ngoại và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng Tác dụng truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ

Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái, thể lỏng, thể rắn, thể khí Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền cho nó một nhiệt lượng nhất định

Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng này Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao hơn so với mức bình thường Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vật chất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống

2.1.4 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn

a Đơn vị đo nhiệt lượng

Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU Nếu cần nung một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 10F (0,550C) thì phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt Năng suất của một hệ thống nhiệt lạnh ô tô được định rõ bằng BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ (1BTU= 252 cal = 0,252 kcal), (1 kcal = 4,187 kJ)

Các freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên tử hydro được thay thế một phần hoặc toàn bộ bằng nguyên tử clo, flo hoặc brom

R (refrigerant): Chất làm lạnh, môi chất lạnh

Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt Ví dụ như R-134a

Các olefin có số 1 đứng trước 3 chữ số Ví dụ như C3F6 kí hiệu là R1216

Các hợp chất có cấu trúc mạch vòng thêm chữ C Ví dụ như C4H8 là RC138

Các chất vô cơ: Kí hiệu là R7M, trong đó với M là phân tử lượng làm tròn của chất đó

Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là CCl2F2 (CFC) Nó là một chất khí không màu nó nặng hơn không khí bốn lần ở 300C,

có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là 21,70C (-29,80C), áp suất hơi của nó trong bộ bốc hơi là 30 PSI và trong bộ ngưng tụ là 150-300 PSI, và có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là

70 BTU trên 1 Pound

R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất và không tham gia phản ứng với các kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống Cùng với đặc tính có khả năng lưu thông xuyên suốt hệ thống ống dẫn nhưng không bị làm giảm hiệu suất, chính những đặc điểm này đã làm cho R-12 là môi chất lý tưởng sử dụng trong hệ thống điều hòa ô tô

Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ozon và gây ra hiệu ứng nhà kính,

do các phân tử này có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải, và tại bầu khí

quyển, nguyên tử clo đã tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3 trong tầng ozon khí quyển Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hành trên thị trường

Hình 2.10 Sự phá hủy tầng ôzôn của CFC

Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi chất lạnh R134a được thiết kế với

áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn không khí giải nhiệt thổi xuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ) R134a có nhược điểm nữa là không kết hợp được với các dầu khoáng dùng để bôi trơn hệ thống

Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ Đồ thị chỉ ra điểm sôi của R134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất Phần diện tích trên đường cong áp suất biểu diễn R134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất biểu diễn R134a ở trạng thái lỏng Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng chỉ bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi

áp suất Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất

Hình 2.11 Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a

Khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí bằng môi chất R134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với R134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống Dầu bôi trơn chuyên dùng cùng với môi chất lạnh R134a là các chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE) Hai chất này không hòa trộn với môi chất lạnh R-12 Ta

có thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R134a vì thông thường nó được

ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống

c Dầu bôi trơn

Tùy theo quy định của nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 ml được nạp vào máy nén nhằm đảm bảo các chức năng sau đây, bôi trơn các chi tiết của máy nén tránh mòn và kẹt cứng, một phần dầu nhờn sẽ hòa trộn với môi chất lạnh và lưu thông khắp nơi trong hệ thống, giúp van giãn nở hoạt động chính xác, bôi trơn cổ trục máy nén

Dầu bôi trơn máy nén phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh Dầu bôi trơn máy nén không có mùi, trong suốt màu vàng nhạt Khi bị lẫn tạp chất nó

có màu nâu đen Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống điện lạnh đổi sang màu nâu đen, thì dầu đã bị nhiễm bẩn Nó cần được xả sạch và thay dầu mới theo đúng chủng loại và đúng dung lượng quy định

Chủng loại và độ nhớt của dầu bôi trơn máy nén tùy thuộc vào quy định của nhà chế tạo máy nén và tùy thuộc vào lượng môi chất lạnh đang sử dụng trong hệ thống Dầu nhờn được hòa ta với môi chất lạnh và lưu thông xuyên suốt hệ thống, do vậy bên trong mỗi bộ phận đều có dầu bôi trơn khi tháo rời các bộ phận đó ra khỏi hệ thống Lượng dầu bôi trơn phải được cho thêm sau khi thay mới bộ phận được quy định do nhà chế tạo

2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô

2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô

Thiết bị lạnh ô tô bao gồm các bộ phận: Máy nén, thiết bị ngưng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết lưu), thiết bị bay hơi (giàn lạnh), và một

số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt động có hiệu quả nhất

Hình 2.12 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ô tô

A Máy nén F Van tiết lưu

B Bộ ngưng tụ G Bộ bốc hơi

C Bộ lọc hay bình hút ẩm H Van xả phía thấp áp

D Công tắc áp suất cao I Bộ tiêu âm

E Van xả phía cao áp

2.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô

Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất cao và dưới nhiệt độ bốc hơi cao, giai đoạn này môi chất lạnh được bơm đến bộ ngưng tụ (B) hay giàn nóng ở thể hơi

Tại bộ ngưng tụ (B) nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt gió thổi mát giàn nóng, môi chất ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao nhiệt độ thấp

Môi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bình lọc hay bộ hút ẩm (C), tại đây môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất Van giãn nở hay van tiết lưu (F) điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng chảy vào

bộ bốc hơi (Giàn lạnh) (G), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh Do giảm áp nên môi chất từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi

Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ô tô, có nghĩa là làm mát khối không khí trong cabin

Không khí lấy từ bên ngoài vào đi qua giàn lạnh (Bộ bốc hơi) Tại đây không khí

bị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ của không khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khí cũng bị ngưng tụ lại và đưa ra ngoài Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp suất cao sẽ trở thành môi chất ở thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp

Khi quá trình này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấy năng lượng từ không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chuyển

từ dạng này sang dạng khác) Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo nên không khí lạnh Môi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ cao và áp suất thấp được hồi về máy nén

2.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô

Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hòa được lắp ở phía trước (táp lô) hoặc phía sau (cốp xe) là đảm bảo được việc cung cấp khí mát vào trong xe khi cần thiết

Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hòa giống xe con thì sẽ không đảm bảo làm mát toàn bộ xe hay quá trình làm mát sẽ kém đi nhiều Vì vậy xe khách được lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo làm mát toàn bộ xe tạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe

Hình 2.13 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe du lịch

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách

Hình 2.15 Kết cấu của máy nén

b Phân loại

Nhiều loại máy nén được sử dụng trong hệ thống điện lạnh ô tô, mỗi loại máy nén đều có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc khác nhau Nhưng tất cả các loại máy nén đều thực hiện một chức năng như nhau: Nhận hơi có áp suất thấp từ bộ bốc hơi và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngưng tụ

Thời gian trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại hai piston và một trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xy lanh, loại này hiện nay không còn sử dụng nữa Hiện nay loại đang sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén piston dọc trục và máy nén quay dùng cánh trượt

Hình 2.16 Các loại máy nén

c Nguyên lý hoạt động của máy nén

Sự hút môi chất của máy nén: Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, các van hút mở ra môi chất được hút vào xy lanh công tác và kết thúc khi piston xuống điểm chết dưới

Sự nén của môi chất: Khi piston từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, van hút đóng van xả mở ra với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ cao hơn khi được hút vào Quá trình kết thúc khi piston nên đến điểm chết trên

Khi piston lên đến điểm chết trên thì quá trình được lặp lại như trên

d Một số loại máy nén thông dụng

- Máy nén loại piston

Cấu tạo

Hình 2.17 Cấu tạo máy nén loại piston

Một cặp piston được gắn chặt với đĩa chéo cách nhau một khoảng 720 đối với máy nén có 10 xylanh và 1200 đối với loại máy nén 6 xilanh Khi một phía piston ở hành trình nén, thì phía kia ở hành trình hút

Nguyên lý hoạt động

Khi trục quay và kết hợp với đĩa vát làm cho piston dịch chuyển qua trái hoặc qua phải, làm môi chất bị nén lại Khi piston qua trái, nhờ chênh lệch áp suất giữa bên trong xy lanh và ống áp suất thấp Van hút được mở ra và môi chất đi vào xy lanh

Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý máy nén loại piston

Khi piston sang phải, van hút đóng lại và môi chất bị nén Khi môi chất trong xy lanh cao, làm van đẩy mở ra Môi chất được nén vào đường ống áp suất cao (van hút

và van đẩy được làm kín và ngăn chặn môi chất quay trở lại)

Nếu vì một lý do nào đó, áp suất ở phần cao áp của hệ thống lạnh quá cao, van an toàn được lắp trong máy nén sẽ xả một phần môi chất ra ngoài Điều này giúp bảo vệ các bộ phận của hệ thống điều hòa

Nguyên lý hoạt động của máy nén loại đĩa lắc

Khi trục quay, chốt dẫn hướng quay đĩa chéo thông qua đĩa có vấu được nối trực tiếp với trục Chuyển động quay này của đĩa chéo được chuyển thành chuyển động của piston trong xylanh để thực hiện việc hút, nén và xả trong môi chất Để thay đổi dung tích của máy nén có 2 phương pháp: Một là dùng van điều khiển được nêu ở trên và dùng loại van điều khiển điện từ

Khi độ lạnh của dàn lạnh nhiều, áp suất và nhiệt độ khoang áp suất thấp (Suction) đều nhỏ Ống xếp bị co lại để đóng van, không cho áp suất cao từ khoang áp suất cao thông vào khoang đĩa chéo, nên đĩa chéo nằm ở một vị trí nhất định

Hình 2.21 Nguyên lý hoạt động máy nén loại đĩa lắc

Khi độ lạnh kém thì nhiệt độ và áp suất của khoang ống xếp tăng lên Ống xếp nở

ra đẩy van mở cho một phần ga áp suất cao từ khoang áp suất cao, đưa vào khoang đĩa chéo đẩy đĩa chéo nghiêng lên, làm tăng hành trình của piston và tăng lưu lượng của máy nén

- Máy nén loại trục khuỷu

Cấu tạo

Hình 2.22 Cấu tạo máy nén loại trục khuỷu

Nguyên lý hoạt động của máy nén loại trục khuỷu

Ở máy nén khí dạng chuyển động tịnh tiến qua lại, chuyển động quay của trục khuỷu máy nén thành chuyển động tịnh tiến qua lại của piston

e Ly hợp điện từ

Ly hợp từ được động cơ dẫn động bằng đai Ly hợp từ là một thiết bị để nối động

cơ với máy nén

Cấu tạo

Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puli, bộ phận định tâm và các bộ phận khác Bộ phận định tâm được lắp cùng với trục máy nén và stator được lắp ở thân trước của máy nén

Hình 2.23 Cấu tạo của ly hợp điện từ

Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ

Khi ly hợp mở, cuộn dây stato được cấp điện Stato trở thành nam châm điện và hút chốt trung tâm, quay máy nén cùng với puli

Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ

Khi ly hợp từ tắt, cuộn dây stato không được cấp điện Bộ phận chốt không bị hút làm puli quay trơn

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ

2.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)

a Chức năng của bộ ngưng tụ

Công dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh ở thể hơi dưới áp suất và nhiệt độ cao, từ máy nén bơm đến, ngưng tụ thành thể lỏng

b Cấu tạo

Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành nhiều hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng Các cánh tỏa nhiệt bám sát quanh ống kim loại Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệt tối đa

và không gian chiếm chỗ là tối thiểu

Hình 2.26 Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ)

1 Giàn nóng 6 Môi chất giàn nóng ra

2 Cửa vào 7 Không khí lạnh

3 Khí nóng 8 Quạt giàn nóng

4 Đầu từ máy nén đến 9 Ống dẫn chữ U

5 Cửa ra 10 Cánh tản nhiệt

Trên ô tô bộ ngưng tụ được lắp ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước tỏa nhiệt của động cơ, ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát thổi xuyên qua do đang lao tới và do quạt gió tạo ra

c Nguyên lý hoạt động

Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ nhận được hơi môi chất lạnh dưới áp suất

và nhiệt độ rất cao do máy nén bơm vào Hơi môi chất lạnh nóng chui vào bộ ngưng tụ qua ống nạp bố trí phía trên giàn nóng, dòng hơi này tiếp tục lưu thông trong ống dẫn

đi dần xuống phía dưới, nhiệt của khí môi chất truyền qua các cánh toả nhiệt và được luồng gió mát thổi đi Quá trình trao đổi này làm toả một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí Lượng nhiệt được tách ra khỏi môi chất lạnh thể hơi để nó ngưng tụ thành thể lỏng tương đương với lượng nhiệt mà môi chất lạnh hấp thụ trong giàn lạnh để biến môi chất thể lỏng thành thể hơi

Dưới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này chảy thoát

ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bầu lọc (hút ẩm) Giàn nóng chỉ được làm mát nên hai phần ba phía trên bộ ngưng tụ vẫn còn ga môi chất nóng, một phần ba phía dưới chứa môi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ nóng vừa, vì đã được ngưng

tụ

Ngày nay trên xe người ta trang bị giàn nóng kép hay còn gọi là giàn nóng tích hợp để nhằm hóa lỏng ga tốt hơn và tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh trong một số chu trình

Hình 2.27 Cấu tạo của giàn nóng kép

Trong hệ thống có giàn lạnh tích hợp, môi chất lỏng được tích lũy trong bộ chia hơi-lỏng, nên không cần bình chứa hoặc lọc ga Môi chất được làm mát tốt ở vùng làm mát trước làm tăng năng suất lạnh

Hình 2.28 Chu trình làm lạnh cho giàn nóng tích hợp

Ở chu trình làm lạnh của giàn nóng làm mát phụ, bộ chia hoạt động như là bình chứa, bộ hút ẩm và lưu trữ môi chất ở dạng lỏng bên trong bộ chia Ngoài ra môi chất tiếp tục được làm mát ở bộ phận làm mát để được chuyển hoàn toàn thành dạng lỏng

và do đó khả năng làm mát được cải thiện Trong bộ chia có bộ phận lọc và hút ẩm để loại trừ hơi ẩm cũng như vật thể lạ trong môi chất

Hình 2.29 Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng

Bộ phân chia hơi-lỏng bao gồm một phin lọc và chất hút ẩm để giữ hơi nước và

cặn bẩn của môi chất

2.3.3 Bình lọc (hút ẩm môi chất)

a Chức năng

Bình chứa 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 hút ẩm có chất hút ẩm

và lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ấm trong chu trình làm lạnh

Nếu có hơi ấm trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết ở đó sẽ bị mài mòn hoặc đóng băng ở bên trong van giãn nở dẫn đến bị tắc kẹt

b Cấu tạo của bình lọc

Bình lọc (hút ẩm) môi chất lạnh là một bình kim loại bên trong có lưới lọc (2) và chất khử ẩm (3) Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất lạnh Bên trong bầu lọc/hút ẩm, chất khử ẩm được đặt giữa hai lớp lưới lọc hoặc được