Chương 5 DIEU KHIEN AC

- Cấu tạo: Cảm biến bức xạ nắng mặt trời là một đi ốt quang và được lắp ở phíatrên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sang mặt trời- Chức năng: Cảm biến này phát hiện cường độ ánh

Chương 5: ĐIỀU KHIỂN A/C 5.1 Các bộ phận trong hệ thống lạnh ôtô

1 Khái quát:

Hê thống điều hòa không khí tự động được kích hoạt bằng cách đặt nhiệt độ mongmuốn bằng núm chọn nhiệt độ và ấn vào công tắt Auto Hệ thống sẽ điều chỉnh ngay lậptức và duy trì nhiệt độ ở mức đã thiết lập nhờ chức năng điều khiển tự động ECU

Hình 5- 1: Hê thống điều hòa không khí tự động

2 Vị trí các bộ phận

Hệ thống điều hòa không khí tự động có các bộ phận sau:

Hình 5-2: Ví trí các thiết bị

1 ECU điều khiên A/C ( hoặc bộ khuyếch đại A/C)

2 ECU động cơ

3 Bảng điều khiển

4 Cảm biến nhiệt độ trong xe

5 Cảm biến nhiệt độ ngoài xe

6 Cảm biến nhiệt độ mặt trời

7 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh

8 Cảm biến nhiệt độ nước (ECU tự động gửi tín hiệu này)

9 Công tắc áp suất cúa A/C

10 Mô tơ trợ động trộn khí

11 Mô tơ trợ động dẫn khí vào

12 Mô tơ trợ động thổi khí

13 Mô tơ quạt gió

14 Bộ điều khiển quạt gió (Điều khiển mô tơ quạt gió)Lưu ý: Ở một số xe, các cụm chi tiết sau đây cũng được sử dụng để điềuhòa không khí tự động

- Cảm biến ống gió

- Cảm biến khói ngoài xe

3 ECU ( Điều khiển A/C)

ECU tính toán nhiệt độ, lượng không khí được hút vào và quyết định xem chớpthông gió nào sẽ được sử dụng dựa trên nhiệt độ được xác định bởi mỗi cảm biến vànhiệt độ mong muốn xác lập ban đầu

Mõi giá trị này được sử dụng để điều khiển vị trí cánh trộn khí, tốc độ mô tơ quạtgió và vị trí cánh điều tiết thổi khí

Lưu ý ở một số kiểu xe, hệ thống thông tin đa chiều MPX) được sử dụng đểtruyền các tín hiệu từ bảng điều khiến tới ECU điều khiển A/C

Hính 5-3: ECU điều khiển A/C

4 Cảm biến nhiệt

a) Cảm biến nhiệt trong xe

- Cấu tạo: Cảm biến nhiệt độ trong xe là nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô

có 1 đầu hút Đầu hút này dung không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khíbên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe

- Chức năng: Cảm biến phát hiện nhiệt độ trong xe dùng làm cơ sở cho việc điềukhiển nhiệt độ

Hình 5-4: Cảm biến nhiệt độ trong xe

b) Cảm biến nhiệt ngoài xe

- Cấu tạo: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe là nhiệt điện trở được lắp ở phía trước củagiàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe

- Chức năng: Cảm biến phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điểu khiển nhiệt độ trong

xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe

Hình 5-5: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe

c) Cảm biến bức xạ mặt trời:

Hình 5-6: Cảm biến bức xạ nắng mặt trời

- Cấu tạo: Cảm biến bức xạ nắng mặt trời là một đi ốt quang và được lắp ở phíatrên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sang mặt trời

- Chức năng: Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sang mặt trời dùng để điềukhiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe ảnh hưởng của tia nắng mặt trời

d) Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh

- Cấu tạo: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh dung một nhiệt điện trở và được lắp ở giànlạnh để phát hiện nhiệt độ của không khí đi qua giàn lạnh ( Nhiệt độ bề mặt giàn lạnh)

- Chức năng: Nó dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt

độ và điều khiển luồn khí trong thời gian quá độ

Hình 5-7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh

e) Cảm biến nhiệt độ nước

- Cấu tạo: Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở Nó phát hiện nhiệt độnước làm mát dựa vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ Tín hiệu này đượctruyền từ ECU động cơ

Chú ý: Ở một số kiểu xe cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp ở két sưởi (Bộphận trao đổi nhiệt)

– Chức năng: Nó được dùng để điều khiển nhiệt độ, điều khiển việc hâm nóngkhông khí…

Hình 5-8: Cảm biến nhiệt độ nước

f) Cảm biến ống dẫn gió:

Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điển trở và được lắp trong bộ cửa gió bên.Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng không khí thổi vào bộ cửa gió bên và điềukhiển chính xác nhiệt độ của mõi dòng không khí

Hình 5-9: Cảm biến ống dẫn gió

g) Cảm biến khói ngoài xe

Cảm biến khói ngoài xe được lắp ở phía trước của xe để xác định nồng độ CO( cacbonmonoxit) , HC ( hydro cacbon) và NOx ( các oxit ni tơ) để bật tắt giữa các chế độFRESH và RECIRC

Hình 5-10: Cảm biến khói ngoài xe

5 Mô tơ trợ động

a) Mô tơ trợ động trộn khí

α) Cấu tạo:

Mô tơ trợ động trộn khí gồm có mô tơ bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động…

và được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU

c) Mô tơ trợ động thổi khí:

Hình 5-14: Công tắc điều khiển thổi khí

Khi tiếp điểm động dịch chuyển tới vị trí theo vị trí công tắc điều khiển khí thổithì tiếp điểm với đĩa của mạch điều khiển được nhả ra làm cho mạch bị ngắt và mô tơdừng

Chú ý: Ki công tắc điều khiển thổi khí dịch chuyển từ FACE tới DEF

Đầu vào A sẽ là 1 vì mạch bị ngắt, đầu vào B sẽ là 0 vì mạch được tiếp mát Kếtquả là đầu ra D sẽ là 1 và đầu ra C sẽ là 0a2 cho dòng điện của mô tơ đi từ D tới C Sauk

hi mô tơ quay về tiếp điểm động B thôi tiếp xúc với DEF, đầu vào B sẽ là 1 vì mạch bịngắt Kết quả là cả 2 đầu ra C và D sẽ là 0, dòng điện tới mô tơ sẽ bị ngắt và mô tơ dừng

d) Một số kiểu xe không có tiếp điểm trong mô tơ trợ động

5.2 Thiết bị điện

1 Rơle

Rờ le bao gồm một cuộn dây và tiếp điểm Dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ralực điện từ Tiếp điểm bị hút và khởi động công tắc Các kiểu tiếp điểm của rờ le phụthuộc vào loại rờ le

Hình 5- 15: Rơ le

- Loại thường hở: Khi cuộn dây được cấp điện, tiếp điểm đóng

- Loại thường đóng: Khi cuộn dây được cấp điện, tiếp điểm mở

- Loại kép: Khi cuộn dây được cấp điện Tiếp điểm chuyển sang vị trí khác

2 Rơle nhiệt :

Là khí cụ địên tác động ngắt mạch để bảo vệ động cơ khi động cơ bị quá tải dodòng tăng quá mức hoặc do dòng ngắn mạch trong trường hợp rôto bị kẹt động cơ khôngkhởi động được.

Rơle nhiệt có nhiệm vụ ngắt tự động các tiếp điểm điện bảo vệ động cơ nhờ sựgiãn nở không đồng điều của các thanh lưỡng kim khi bị quá nhiệt do dòng quá tải hoặcdòng ngắn mạch gây ra

Hình 5-16: Công tắc nhiệt

3 Transitstor:

Hình 5-17: Transitstor

Có 2 loại transistor: Loại PNP và NPN Loại NPN được sử dụng nhiều nhất trong

ô tô

Cả 2 loại PNP và NPN đều có 3 chân Có kí hiệu là B; C; E Khi dòng cực B (1)chạy qua transistor NPN hoặc PNP Cực E và C sẽ thông nhau

Điều này làm cho dòng cực C (2) chạy qua và transistor bảo hòa

- Dòng cực B (1) Chạy theo hướng mũi tên so với cực E

Hình 5-19: Mạch công tắc sử dụng transistor NPN (đèn sáng)

b) Dòng cực B và điện áp cực B khi transistor bão hòa

- Dòng cực C thay đồi theo dòng cực B Dòng cực B tăng làm dòng cực C tăng vàngược lại Đây là những đặc điểm về khuyếch đại dòng điện của transistor

- Điện áp ( điện áp cực B) giữa B và E xấp xỉ 0.7V khi transistor bảo hòa Điện áp( cực C) giữa C và E là 0V Hiệu điện thế ( tương đương 1 diod) cần thiết cho dòng điệnchạy qua giữa B và E, để dòng điện chạy từ C qua E khi chúng được nối nhau

- Để dễ hiểu, ta xem transistor như 1 rơ le thông qua quan hệ giữa cuộn dây vàtiếp điểm (cuộn dây: giữa B và E; Tiếp điểm giữa C và E)

Hình 5-20: Dòng cực B và điện áp cực B khi transistor bão hòa

4 Công tắc nhiệt độ môi trường

- Công tắc cảm biến nhiệt độ môi trường bên ngoài xe, được trang bị nhằn ngắtđiện không cho bộ ly hợp buli máy nén nối khớp

- Khi nhiệt độ mội trường xuống thấp hơn 4.40 C thì việc làm lạnh là không cầnthiết lúc này công tắc bộ ly hợp sẽ tác động không cấp điện cho bộ ly hợp từ trường

- Công tắc nhiệt độ môi trường được lắp đặt trong đường hút không khí từ bênngoài đưa vào cabin ôtô Có thể lắp đặt phía trước két nước làm mát động cơ

5 Công Tắc Quá Nhiệt.

a) Nhiệm vụ:

Công tắc quá nhiệt có nhiệm vụ ngắt nối điện nhờ hoạt động của cảm biến áp suấthoặc nhiệt độ

b) Nguyên lý hoạt động:

Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất trong hệ thống cao cũng như ở điều kiện nhiệt độ

và áp suất thấp, công tắc quá nhiệt sẽ duy trì chế độ mở không nối điện

- Khi xảy ra sự cố như bị xì gas thất thoát hết môi chất lạnh, áp suất trong hệthống sẽ thấp và nhiệt độ lúc này cao, công tắc quá nhiệt sẽ đóng nối tiếp điểm

Lúc này công tắc quá nhiệt sẽ đóng nối cấp điện cho cầu chì nhiệt, cầu chì nhiệtđược cấp điện sẽ bị nóng chảy làm ngắt điện của bộ ly hợp từ , máy nén ngưng hoạtđộng

c) Nguyên lý hoạt dộng:

Khi công tắc quá nhiệt bên trong máy nén đóng nối mạch điện về mát, một phầncủa dòng điện cung cấp cho bộ ly hợp từ của máy nén sẽ chạy qua điện trở nung nóng.Cầu chì sẽ bị nung chảy ngắt dòng điện cho bộ ly hợp, máy nén ngưng quay

7 Cảm Biến Nhiệt (thermostat)

Thermostat gồm một đầu cãm ứng nhiệt, màng và vi công tắc Bên trong bầu cãmứng nhiệt chứa đầy môi chất Đầu cãm ứng nhiệt đặt ở lối ra của dàn lạnh Khi nhiệt độbay hơi thấp thì áp suất của lãnh chất trong bầu cãm ứng giãm Vi công tắc được ngắtnhờ màng Điều này làm cho bộ li hợp từ ngắt, từ đó điều chỉnh được nhiệt độ ra

a) Chức năng của bộ điều nhiệt (thermostat):

Bộ điều nhiệt (thermostat) có chức năng ngắt dòng điện cấp cho bộ ly hợp điện từcủa máy nén cho máy nén ngưng bơm khi đã đạt đủ độ lạnh cần thiết đến lúc cần làmlạnh trở lại thì bộ điều nhiệt cung cấp điện cho máy nén hoạt động lại

b) Cấu tạo và vị trí lắp đặt của bộ điều nhiệt:

Bộ điều nhiệt cảm biến nhiệt độ của luồng không khí mát để điều khiển ngắt nốiđiện bộ ly hợp máy nén Bộ ổn nhiệt được điều chỉnh trước ở một mức độ thích hợp và

có thể thay đổi độ lạnh theo ý muốn

c) Nguyên lý hoạt động:

Khi áp suất bên trong bầu cảm biến giảm do đủ lạnh, lồng xếp co lại làm chokhung xoay tách rời tiếp điểm ngắt dòng điện của bộ ly hợp từ, máy nén ngưng hoạtđộng

Hình 5-21:Cảm biến nhiệt

8 Điều khiển công tắc áp suất

Hình 5-22: Công tắc áp suất

Điều khiển công tắc áp suất: Công tắc áp suất dung để phát hiện sự tăng lênkhông bình thường của áp suất môi chất và ngắt bộ ly hợp từ để bảo vệ cho các bộ phậntrong chu trình làm lạnh và dừng máy nén

Khi máy ĐHKK đang hoạt động bình thường Áp suất lãnh chất quá thấp do rò rỉhay áp suất môi chất quá cao do giải nhiệt kém hoặc gì lý do nào đó công tắc áp suấtchuyển sang vị trí OFF Điện cung cấp cho bộ khuyếch đại bị cắt

Khi không có nguồn, bộ khuyếch đại không hoạt động điều này làm rờ le ly hợp

từ OFF và máy nén ngừng hoạt động

Công tắc áp suất được lắp ở phần áp cao giữa bình chứa và van tiết lưu của hệthống lạnh Khi áp suất quá cao được phát hện trên hệ thống lạnh, máy nén sẽ ngừnghoạt động (ngắt li hợp từ) Điều này ngăn chặn hư hỏng dây chuyền và bảo vệ các thiết

bị trong hệ thống lạnh

Hình 5-23: Bộ điều khiển công tắc áp suất

Chức năng: Công tắc áp suất được lắp ở phía áp suất cao của chu trình làm lạnh.

Khi công tắc phát hiện áp suất không bình thường trong chu trình làm lạnh nó sẽ dừngmáy nén để ngăn không gây ra hỏng hóc do sự giãn nở do đó bảo vệ được các bộ phậntrong chu trình làm lạnh

- Phát hiện áp suất thấp

- Phát hiện áp suất cao

- Phát hiện áp suất trung gian ( sử dụng cho bộ điều khiện tốc độ quạt)

5.3 Sơ đồ và cách vận hành hệ thống điện của hệ thống điện lạnh ô tô

 Bật công tắc máy (2) nối điện “ON”

 Công tắc quạt gió (6)”ON” rờle (5) “ON” (môtơ quạt gió (8) quay)

 Công tắc máy lạnh (12) “ON”  Nguồn cung cấp điện chính amplifier(13) “ON”

 Công tắc áp suất kép (11) “ON” (điều kiện áp suất trong hệ thống trên 2,1 kg/cm2 vàdưới 27 kg/cm2)

 Nhiệt điện trở (10) cung cấp tín hiệu nhiệt độ của dàn lạnh cho nguồn cung cấp điệnchính amplifier

 Van VSV “ON”  Tăng tốc độ cằm chừng

 Rơle bộ ly hợp từ trường (14) nối mạch “ON”

 Bộ cảm biến nhiệt độ (15) “ON” (dưới 1700C)

 Ly hợp từ trường (16) nối khớp quay máy nén

 Bộ cảm biến vận tốc (9) cung cấp tín hiệu về vận tốc máy nén cho amplifier Nếumáy nén bị kẹt cứng, amplifier sẽ ngắt mạch diện bộ ly hợp từ trường

Hình 5-24: Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển hệ thống điều hoà không

khí trên ôtô Toyota

1 Bình ắc quy; 2 Công tắc máy; 3 Bộ ngắt mạch; 4 Cầu chì; 5 Rờ le nhiệt; 6 Công tắcquạt gió; 7 Cầu chì máy lạnh; 8 Mô tơ quạt gió; 9 Bộ cảm biến vận tốc máy nén; 10.Nhiệt điện trở; 11 Công tắc áp suất kép; 12 Công tắc máy lạnh; 13 Nguồn cung cấpđiện Amplifier; 14 Rờ le bộ ly hợp; 15 Bộ cảm biến nhiệt; 16 Bộ ly hợp từ trường

1 Vận hành sơ đồ điện ở chế độ hoạt động của ĐHKK ô Tô

- Rơ le sưởi hoạt động và đóng tiếp điểm Mô tơ hoạt gió chạy, cùng lúc đó bộkhuyếch đại được cung cấp Điện qua công tắc áp suất

- Công tắc A/C ở vị trí on

Hình 5-25: Nguyên lý hoạt độnghệ thống lạnh

- Bộ khuyếch đại kiểm tra tín hiệu từ thermistor Nếu nhiệt độ trong xe cao bộkhuyếch đại gửi tín hiệu tới ECU điều khiển động cơ yêu cầu tăng tốc độ không tải đến

bộ điều khiển trung tâm

- Công tắc máy lạnh ở vị trí ON, Công tắc quạt gió ở vị trí ON

2 Điều khiển băng tan:

Hình 5-26: Điều khiển nhiệt độ dàn lạnh

Để ngăn chặn không cho giàn lạnh bị phủ băng, cần thiết phải điều khiển nhiệt độ

bề mặt của giàn lạnh thông qua điều khiển sự hoạt động của máy nén

Nhiệt độ bề mặt của giàn lạnh

được xác định nhờ điện trở nhiệt và

khi nhiệt độ này thấp hơn một mức

độ nhất định, thì ly hợp từ bị ngắt để

ngăn không cho nhiệt độ giàn lạnh

thấp hơn 00C (320F) Hệ thống điều

hoà có bộ điều chỉnh áp suất giàn

lạnh không cần thiết điều khiển này

- Máy ĐHKK đang hoạt động

bình thường Nhấn nút Start

Hình 5-27: Chế độ hoạt động

bình thường

- Khi trong xe đủ lạnh, nhiệt độ

bề mặt dàn lạnh giãm dần Điều nàylàm tăng điện trở của thermistor ( quálạnh được cãm nhận khi 3 0C hoặcthấp hơn

Hình 5-28: Khi xe đủ lạnh

- Khi bộ khuyếch đại nhận tín hiệu quá

lanh từ thermistor, bộ khuyếch đại ngắt

rơ le bộ ly hợp và dừng máy nén Điều

này ngăn chặn tuyết đóng bằng ở dàn

lạnh

Hình 5-29: Dừng máy khi đủ lạnh

3 Điều khiển khi áp suất lãnh chất bất thường

a) Phát hiện áp suất thấp không bình thường

Nếu lượng gas trong mạch làm lạnh giảm rất nhiều hay không còn gas do rò rỉ,…

sự bôi trơn bằng dầu máy nén trở nên kém khi máy nén làm việc và nó có thể làm kẹtmáy nén Vì vậy khi không đủ gas và áp suất giảm công tắt áp suất sẽ tắc và làm ngắt lihợp từ làm dừng máy nén

Cho máy nén làm việc khi môi chất trong chu trình làm lạnh thiếu hoặc khikhông có môi chất trong chu trình làm lạnh do rò rỉ hoặc do nguyên nhân khác sẽ làmcho việc bôi trơn kém có thể gây ra sự kẹt máy nén Khi áp suất môi chất thấp hơn bìnhthường (nhỏ hơn 0,2 MPa (2 kgf/cm2), thì phải ngắt công tắc áp suất để ngắt ly hợp từ

b) Phát hiện áp suất cao không bình thường

Hình 5-30: Công tắc áp suất kép

Khi áp suất trong hệ thống lạnh cao khác thường nó có thể ảnh hưởng hay làmhỏng nhiều chi tiết Khi công tắc phát hiện ra áp suất cao khác thường nó sẽ tắt làm ngắt

li hợp từ và dừng máy

Áp suất môi chất trong chu trình

làm lạnh có thể cao không bình thường

khi giàn nóng không được làm mát đủ

hoặc khi lượng môi chất được nạp quá

nhiều Điều này có thể làm hỏng các

cụm chi tiết của chu trình làm lạnh

Khi áp suất môi chất cao không

bình thường (cao hơn 3,1 MPa

- Khi áp suất lãnh chất quá thấp do rò rỉhay áp suất môi chất quá cao do giảinhiệt kém hoặc gì lý do nào đó công tắc

áp suất chuyển sang vị trí OFF.Điệncung cấp cho bộ khuyếch đại bị cắt

Hình 5-32: Khi áp suất lãnh chất quá

thấp

- Khi không có nguồn, bộ khuyếchđại không hoạt động điều này làm rờ le lyhợp từ OFF và máy nén ngừng hoạt động

- Khi máy nén bị kẹt ( không

quay được) do cháy hay do lý do khác

tín hiệu quay máy nén bị gián đoạn

Hình 5-36: Máy nén ngừng hoạt động

5 Điều khiển theo tốc độ động cơ

- Máy ĐHKK đang hoạt động bình

thường

Hình 5-37: Máy nén hoạt động bình

thường