Khi nhiệt độ trong phòng cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt sự làm lạnh Khi nhiệt độ trong phòng thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ sưởi Hệ thống điều hòa không khí sẽ bao gồm:
Trang 1HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Giảng viên: Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên : Trần Quốc Vương mssv:1411250228
Võ Lê Vương mssv: 1411250229
Nguyễn Duy Hải
Ngày 14 tháng 5 năm 2017
Trang 2Mục lục
1 Khái quát về điều hòa không khí trên ô tô………3
1.1 Phân loại hệ thống điều hòa không khí………3
1.1.1 Phân loại theo vi trí lắp đặt……… 3
1.2 Ứug dụng điều hòa trên ô tô………4
1.2.1 hệ thống điều hòa trên xe tải, xe du lịch, xe khách……… 4
1.3 Hệ thống điều hòa không khí……… 4
1.3.1 Hệ thống sưởi ấm……… 4
1.3.2 Nguyên lý làm lạnh trên ô tô………4
1.3.3 Bộ thông gió……….9
1.4 Kết cấu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô………9
1.4.1 Máy nén………9
1.4.2 Giàn ngưng……… 11
1.4.3 Giàn lạnh……….12
1.4.4 Bình chứa………12
1.4.5 Van tiết lưu……… 13
1.4.6 Các bộ phận khác……….14
1.5 Hệ thống điều hòa tự động trên ô tô………17
1.5.1 khái quát về hệ thống……… …………17
1.5.2 các bộ phận của hệ thống điều hòa tự động ………18
1.5.3 cảm biến nhiệt độ trong xe……….… 19
Bài 1: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 1.Khái quát về điều hòa không khí trên ô tô:
Trang 3- Điều khiển nhiệt độ
- Điều khiển độ ẩm
- Lọc sạch không khí
A: Máy nén( bốc lạnh) B: Bộ ngưng tụ ( giàn nóng) C: Bộ lọc hay bình hút ẩm D: Công tác áp suất cao E: Van xả phía áp cao F: Van tiết lưu
G: Bộ bốc hơi H: Van xả phía thấp áp I: Bộ tiêu âm
1.1 Phân loại hệ thống điều hòa 1.1.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt:
Trang 4- Kiểu phía trước:- Kiểu đặt phía trước: giàn lạnh được đặt gần bảng đồng hồ, bảng điều khiển của xe
- Kiểu phía sau
- Kiểu treo trần - Kiểu kép treo trần: kiểu này
cao và không khí lạnh đồng đều
- Kiểu điều khiển 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 lạnh điều khiển nhiệt độ bằng tự động
1.2 Ứng dụng hệ thống điều hòa trên ô tô 1.21 Hệ thống điều hòa trên xe tải, xe du lịch,xe khách
Trang 51.3 Điều hòa không khí
Hệ thống điều hòa không khí là thuật ngữ chung dùng để chỉ những thiết bị đảm bảo không khí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp
Khi nhiệt độ trong phòng cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt (sự làm lạnh) Khi nhiệt độ trong phòng thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (sưởi)
Hệ thống điều hòa không khí sẽ bao gồm:
+ Bộ làm lạnh + Bộ sưởi + Bộ điều khiển độ ẩm + Bộ thông gió
1.3.1 Hệ thống sưởi ấm:
- Có nhiều loại khác nhau bao gồm: bộ sưởi dùng nhiệt từ nước làm mát động cơ, dùng nhiệt khí cháy Tuy nhiên, người ta thường sử dụng bộ sưởi dùng nước làm mát
- Nguyên lý:
Nước làm mát tuần hoàn qua két sưởi
Nước làm mát đóng vai trò là nguồn nhiệt nên két sưởi sẽ không nóng khi động cơ nguội
Trang 6- Các loại bộ sưởi:
độ không khí bằng cách điều khiển tỉ lệ lạnh đi qua két sưởi
và tỉ lệ lạnh không qua két sưởi
Kiểu điều khiển lưu lượng nước: điều khiển nhiệt độ không khí bằng cách điều chỉnh lưu lượng nước làm mát động cơ qua két sưởi nhờ một van nước
- Hệ thống làm lạnh: là thiết bị dùng để làm lạnh hoặc làm khô không khí trên xe
Lý thuyết cơ bản của việc làm lạnh:VD1: Ta cảm thấy lạnh sau khi bơi trong một ngày nắng nóng
Do nước đã lấy nhiệt bay hơi khỏi cơ thể VD2: Một bình khóa được đặt trong hộp cách nhiệt tốt Bình chứa một loại chất lỏng dễ bay hơi ở nhiệt độ thường
- Khi mở khóa, chất lỏng trong bình sẽ lấy đi một lượng nhiệt cần thiết từ không khí trong hộp để bay hơi
Nhiệt độ không khí trong hộp sẽ giảm xuống thấp hơn lúc trước khi mở khóa
1.3.3 Môi chất làm lạnh (ga lạnh): Là chất tuần hoàn qua các chi tiết chức năng của bộ làm lạnh để tạo ra tác dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nỡ và bay hơi
Yêu cầu:
+ Không cháy + Không nổ
Trang 7+ Không độc + Không ăn mòn + Không mùi
Môi chất lạnh CFC-12 (thường gọi là R12) là ga lạnh được dùng trong các hệ thống điều hòa không khí thông thường
Tuy nhiên, do Clo xả ra từ CFC-12 phá hủy tầng ô zôn nên cần thay đổi R12 bằng một loại ga lạnh khác là HFC-134a (R134a) (CF3CH2F) mặc dù R134a không phá hủy tầng
ô zôn nhưng nó vẫn có xu hướng làm nhiệt độ trái đất ấm lên
Đặc điểm của R-134a:
- Nước sôi ở 1000C dưới áp suất khí quyển (1210C ở áp suất 1kgf/cm2) nhưng R-134a sôi
ở -26,90C dưới áp suất này (-10,60C ở áp suất 1kgf/cm2)
- Môi chất lạnh bay hơi ở nhiệt độ và áp suất thấp nhưng khi ở áp suất cao thì nó chuyển về trạng thái lỏng và không bay hơi thậm chí ở nhiệt độ cao
Do đó trong máy lạnh ô tô người ta thực hiện hoá lỏng môi chất sau khi bay hơi bằng cách dùng máy nén nén môi chất đến một áp suất nhất định và làm nguội môi chất
1.3.2 Nguyên lý làm lạnh trên ô tô:
- Sự giãn nở và bay hơi
- Sự ngưng tụ của khí ga R-134a
Trang 8Ví dụ: khi khí ga bị nén từ 2,1 kgf/cm2 lên 15kgf/cm2, nhiệt độ của khí gas tăng từ 00C lên 800C Điểm sôi của ga lạnh ở 15kgf/cm2 là 570C Nên nhiệt độ 800C của khí ga nén là cao hơn điểm sôi
Vì vậy, khí ga sẽ biến thành ga lỏng nếu nó bị mất nhiệt đến khi nhiệt độ của nó giảm xuống tới điểm sôi hoặc thấp hơn
bằng cách giảm đi 230C
- Chu trình làm lạnh
Chu trình làm lạnh
(1) Máy nén tạo ra ga có áp suất và nhiệt độ cao
(2) Ga dạng khí đi vào giàn ngưng, tại đây nó ngưng tụ thành ga lỏng
(3) Ga lỏng chảy vào bình chứa, bình chứa làm nhiệm vụ chứa và lọc ga lỏng
(4) Ga lỏng đã được lọc chảy đến van giãn nở, van giãn nở ga lỏng thành hỗn hợp ga lỏng và ga khí có áp suất và nhiệt độ thấp
(5) Hỗn hợp khí/lỏng di chuyển đến giàn bay hơi (giàn lạnh) Do sự bay hơi của ga lỏng nên nhiệt từ dòng khí ấm đi qua giàn lạnh được truyền cho dòng khí
Tất cả ga lỏng chuyển thành ga dạng khí trong giàn lạnh và chỉ có khí ga mang nhiệt lượng nhận được đi vào máy nén kết thúc
chu trình làm lạnh
trình làm lạnh
Trang 91.3.3 Bộ thông gió: là thiết bị thổi khí sạch từ bên ngoài vào trong xe và cũng có tác dụng làm thông thoáng xe
- Thông gió tự nhiên
- Thông gió cưỡng bức
1.4 Kết cấu hệ thống
điều hòa không
- Máy nén, giàn ngưng (giàn nóng), bình chứa/bộ hút ẩm, van giãn nở và giàn lạnh (giàn bay hơi) Ngoài ra còn có các chức năng khác giúp hệ thống phát huy hết tác dụng: chống đống băng, chống làm chết máy, nâng tốc độ không tải của động cơ
1.4.1 Máy nén:
Nhiệm vụ, yêu cầu:
- Đảm bảo sự tuần hoàn của môi chất lạnh một cách hợp lý
- Tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất trong hệ thống
- Máy nén bao gồm các loại:
Trang 10+ Kiểu tịnh tiến: kiểu trục khuỷu, kiểu đĩa chéo + Kiểu quay: kiểu cánh gạt xuyên tâm, kiểu cánh gạt hướng chéo
a Cấu tạo:
• Kiểu trục khuỷu:
Hoạt động của máy nén có 3 giai đoạn
- Giai đoạn 1: hút môi chất
- Giai đoạn 2: nén môi chất
- Giai đoạn 3: khi piston tới điểm chết trên, thì quy trình được lặp lại từ đầu
- Giai đoạn 1: piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, các van hút mở ra môi chất được hút vào xy lanh công tác
- Giai đoạn 2: piston đi từ ĐCD lên ĐCT van hút đóng, van xả mở với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ cao
- Giai đoạn 3: khi piston tới điểm chết trên, thì quy trình được lặp lại từ đầu
Trang 11
Hành trình hút: khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ
bên phải lúc này van hút mở ra, van xả phía bên phải đang chịu lực nén nên được đóng kín
- Hành trình xả: khi piston chuyển động về bên
thời phía bên trái của piston cũng thực hiện cả hành trình xả
• Kiểu cánh gạt:
- Kiểu cánh gạt xuyên tâm: Mỗi cánh gạt của
hai cặp cánh gạt như vậy mỗi cánh gạt được đặt vuông góc với cánh kia trong rãnh của rô to Khi rô to quay cánh gạt sẽ được nâng lên theo chiều hướng kính, các đầu của chúng trượt trên mặt trong của xy lanh
chế tạo
mặt cánh gạt nhô ra khỏi rotor và mặt trong của khoang stator thay đổi tăng giảm liên tục Khi thể tích tăng, khí được hút từ khoang hút vào khoang trong máy, khi thể tích giảm, khí được nén đẩy sang khoang đẩy Người ta bố trí các van một chiều ở khoang hút và khoang đẩy để đảm bảo khí chỉ được hút từ khoang hút và đẩy sang khoang đẩy
• Kiểu xoắn ốc:
- Máy nén này gồm một đường xoắn ốc cố định và một đường xoắn ốc quay tròn
- Ba khoảng trống giữa đường xoắn ốc quay và đường xoắn ốc cố định sẽ dịch chuyển để làm cho thể tích của chúng nhỏ dần Đó là môi chất được hút vào qua cửa hút bị nén do chuyển động tuần hoàn của đường xoắn ốc và mỗi lần vòng xoắn ốc quay thực hiện quay 3
xả ngay sau mỗi vòng
1.4.2 Giàn ngưng (giàn nóng)
Trang 12a) Chức năng: chức năng của giàn nóng là làm mát và ngưng tụ môi chất lạnh thể hơi dưới áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén bơm đến
b) Cấu tạo: giàn nóng gồm các ống dẫn môi chất và các cánh tản nhiệt bằng vật liệu có hệ số dẫn nhiệt cao Nó được đặt ở phía trước két nước làm mát động cơ
c) Nguyên lý làm việc:
- Môi chất dạng khí ở áp suất và nhiệt độ cao được đưa từ máy nén qua các đường ống của dàn nóng Tại đây môi chất truyền nhiệt qua thành ống và các cánh tản nhiệt ra ngoài không khí, nguội đi và ngưng tụ thành dạng lỏng sau khi qua giàn nóng
- Giàn nóng chỉ được làm mát ở mức trung bình nên hai phần 3 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
1.4.3 Giàn lạnh
a)
Chức năng: giàn
lạnh bay hơi môi chất ở dạng sương sau khi qua van giãn nở nó
có nhiệt độ và áp suất thấp, và làm lạnh không khí ở xung quanh nó
b) Phân loại giàn lạnh:
- Giàn lạnh cánh gấp khúc
- Giàn lạnh cánh phẳng
c. Nguyên lý hoạt động: trong quá trình hoạt động bên trong bộ bốc hơi xảy ra hiện tượng sôi và bốc hơi của môi chất lạnh Quạt gió
sẽ thổi luồng không khí qua giàn lạnh, khối không khí đó sẽ được làm mát và đưa vào trong xe
1.4.4 Bình chứa (bộ hút ẩm)
Trang 13a) Chức năng: là một thiết bị để chứa môi chất được hóa lỏng tạm thời bởi giàn nóng và cung cấp theo yêu cầu tới giàn lạnh Bình chức có chất hút ẩm và lưới lọc để loại trừ các tạp chất
b) Cấu tạo:
- Cửa vào từ giàn nóng
- Cửa ra tới van giãn nở
- Lưới lọc
- Chất khử ẩm
- Mắt ga
c. Nguyên lý hoạt động: môi chất lạnh thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ vào bình lọc xuyên qua lớp lưới lọc và bộ khử ẩm Sau khi được tinh khiết môi chất thoát ra van giãn nở
- Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do quá trình sửa chữa hoặc do hút chân không không đạt
hỏng
nhau
1.4.5 Van tiết lưu (van giãn nở)
a Chức năng: môi chất lỏng có nhiệt độ và áp suất cao được phun ra từ lỗ tiết lưu làm môi chất giãn
nở nhanh và biến môi chất thành hơi sương có áp suất và nhiệt độ thấp Van tiết lưu điều chỉnh lượng môi chất cấp cho giàn lạnh theo tải nhiệt một cách tự động
b Phân loại:
- Van tiết lưu kiểu hộp
- Van tiết lưu loại thường
c Nguyên lý hoạt động:
- Tải nhiệt cao: nhiệt độ tại cửa ra giàn lạnh tăng Điều này làm nhiệt truyền đến hơi chắn trên màn tăng, vì thế hơi chắn đó giãn ra Màn chắn di chuyển sang trái làm thanh cảm ứng nhiệt độ và đầu van kim nén lò xo Lỗ tiết lưu mở ra cho một lượng lớn môi chất vào trong giàn lạnh Điều này làm tăng lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống làm tăng khả năng làm lạnh trong hệ thống
Trang 14- Tải nhiệt thấp: nhiệt độ tại cửa ra giàn lạnh giảm Điều này làm nhiệt truyền đến hơi chắn trên màn giảm, vì thế hơi chắn đó co lại Màn chắn di chuyển sang phải bởi lò xo Lỗ tiết lưu đóng bớt lại, nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống giảm làm giảm mức độ lạnh của hệ thống
- Khi tải nhiệt cao
- Khi tải nhiệt thấp
1.4.6 Các bộ phận khác
1.4.6.1 Ly hợp điện từ:
a) Chức năng: ly hợp từ được động cơ dẫn động bằng đai làm nhiệm vụ kết nối động cơ với máy nén, dùng để dẫn động và dùng máy nén khi cần thiết
b) Cấu tạo: ly hợp từ gồm một stator (nam châm điện), puli, bộ phận định tâm và các bộ phận khác
1.4.6.1 Ly hợp điện từ:
c) Nguyên lý hoạt động:
- Khi ly hợp mở cuộn dây stator được cấp điện, stator trở thành nam châm điện và hút chốt trung tâm, quay máy nén cùng với puly
1.4.6.2 Thiết bị chống đóng băng:
- Phương pháp nhiệt điện trở
- Phương pháp điều áp giàn lạnh
1.4.6.3 Công tắc áp suất:
Trang 15- 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 dừng máy nén để ngăn không gây ra hỏng hóc
+ Phát hiện áp suất thấp không bình thường
+ Phát hiện áp suất cao không bình thường
1.4.6.5 Thiết bị bảo vệ máy nén:
khí bên ngoài đi vào hệ thống, nếu nhiệt độ không khí giảm thấp hơn nhiệt độ chỉ định trong hệ thống (ví dụ: 4÷50C) thì công tắc sẽ ngắt mạch điện ly hợp máy nén
- Van xả áp suất cao: áp suất ở phía áp suất cao tăng lên khoảng 3.43 MPa đến 4.14 MPa thì van giảm áp mở để giảm áp suất
1.4.6.6 Bộ điều khiển tốc độ quạt gió: lưu lượng gió được điều chỉnh bởi sự thay đổi tốc độ quay của mô tơ quạt Tốc độ quay của mô tơ quạt phụ thuộc vào điện áp giữa hai đầu mô tơ Trong hệ thống điều hòa ôtô, công tắc quạt thay đổi giá trị điện trở mắc nối tiếp với động cơ quạt Bằng cách này có thể điều chỉnh tốc độ quay của mô tơ
Khi công tắc quạt cài đặt ở vị trí low , dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le sưởi ấm và làm cho rơ le này ở vị trí on
Điện áp qua tiếp điểm của rơ le sưởi ấm của bộ sưởi ấm
Khi bật công tác ở vị trí Me, rơ le sưởi ở vị trí ON giống như ta cài đặt ở vị trí low Điều này cho phép giử điện áp đến động
cơ quạt sau khi đi qua động cơ quạt, dòng điện một phần
đi qua điện trở quạt rồi ra mát So với chế độ LOW, hiệu điện thế giữa 2 đầu động cơ quạt lớn hơn Điều này cho phép động cơ làm việc ở chế độ trung bình
-khi công tắc ở vị trí high thì rơ le ở vị trí như chế độ thấp
và có điện áp đưa đến quạt tuy nhiên dòng điện chạy qua động cơ mà không đi qua điện trở nào, rồi đi theo
Trang 16mát theo công tắc quạt điều này cho phép điện áp nguồn cấp trực tiếp cho động cơ nên mô tơ quạt quay ở tốc độ cao
-Khi máy nén hoạt động, nếu cả áp suất môi chất lạnh và nhiệt
độ nước đều thấp, thì quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát cho động cơ được mắt nối tiếp với nhau và quay ở tốc độ thấp
-Khi máy nén hoạt động, nếu áp suất môi chất lạnh và nhiệt
độ nước đều cao, thì quạt giàn nóng và quạt két nước cho động cơ được mắt song song với nhau và quay ở tốc độ cao
Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng không quay
- Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước:
+ Chế độ 1: nhiệt độ nước thấp, điều hòa không bật
+ Chế độ 2: nhiệt độ nước thấp, bật điều hòa.(áp suất ≤ 15 kg/cm2) + Chế độ 3: không bật điều hòa, nhiệt độ nước cao
+ Chế độ 4: nhiệt độ nước thấp, bật điều hòa.(áp suất ≥ 15 kg/cm2) + Chế độ 5: bật điều hòa, nhiệt độ nước cao, áp suất khí ga cao
1.5 Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô:
1.5.1 Khái quát về hệ thống:
Trang 17- Trong hệ thống điều khiển tự động EATC (electronic automatic temperature control) có trang bị bộ
vi xử lý để giúp hệ thống duy trì được nhiệt độ mát lạnh định sẵn một cách ổn định
- Hệ thống được điều khiển nhiệt độ tự động EATC tiếp nhận thông tin nạp vào từ 6 nguồn khác nhau bao gồm:
+ Bộ cảm biến năng lượng mặt trời
+ Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe
+ Bộ cảm biến nhiệt độ môi trường
+ Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ
+ Công tắc áp suất điều khiển ly hợp điện từ
+ Tín hiệu cài đặt từ bẳng điều khiển A/C