Hệ thống điều hòa trên xe Vios 2015 G

Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU.. Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào các cả

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

MỞ ĐẦU 6

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ 8

1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 8

1.1.1 Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe 8

1.1.1.1 Chức năng sưởi ấm 8

1.1.1.2 Chức năng làm mát 8

1.1.1.3 Thông gió tự nhiên 9

1.1.2 Chức năng hút ẩm và lọc gió 9

1.1.2.1 Chức năng hút ẩm 9

1.1.2.2 Chức năng lọc gió 9

1.1.3 Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn 10

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 10

1.2.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt 10

1.2.1.1 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước 10

1.2.1.2 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe (Kiểu kép) 18

1.2.1.3 Kiểu kép treo trần 18

1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển 19

1.2.2.1 Phương pháp điều khiển bằng tay 19

1.2.2.2 Phương pháp điều khiển tự động 19

Chương 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2015 G 20

2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG 20

2.1.1 Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động 20

2.1.2 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động 20

2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống 21

2.1.4 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động 22

2.2 CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 22

2.2.1 Cảm biến nhiệt độ trong xe 22

2.2.2 Cảm biến nhiệt độ môi trường 23

2.2.3 Cảm biến bức xạ mặt trời 23

2.2.4 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 23

2.2.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 24

2.2.6 Cảm biến tốc độ máy nén 24

2.2.7 Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo) 25

2.3 CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 25

2.3.1 Mô tơ trộn gió 25

2.3.2 Mô tơ dẫn gió vào 26

2.3.3 Mô tơ chia gió 27

2.4 CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 28

2.4.1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) 28

2.4.2 Điều khiển trộn gió 29

2.4.3 Điều khiển chia gió 30

2.4.4 Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh 30

2.4.5 Điều khiển hâm nóng 32

2.4.6 Điều khiển gió trong thời gian quá độ 32

2.4.7 Điều khiển dẫn gió vào 34

2.4.8 Điều khiển tốc độ không tải 34

2.4.9 Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng 35

2.4.10 Điều khiển tan băng 37

2.4.11 Điều khiển đóng ngắt máy nén 41

2.4.12 Điều khiển theo mạng lưới thần kinh(tham khảo) 44

Chương 3: KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2015 G 46

3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô 46

3.2 Các bộ phận chính trong hệ thống lạnh ô tô 47

3.2.1 Máy nén 47

3.2.2 Ly hợp điện từ (magnetic clutch) 50

3.2.3 Bộ ngưng tụ hay giàn nóng 51

3.2.4 Bình lọc và hút ẩm 51

3.2.5 Van tiết lưu 52

2

3.2.6 Bộ bốc hơi - Giàn lạnh 52

3.2.7 Quạt trong hệ thống lạnh 53

3.2.8 Hệ thống đường ống áp thấp và áp cao 54

Chương 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2015 G 56

4.1 Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống điều hòa 56

4.1.1 Đặc điểm sai hỏng và nguyên nhân: 56

4.1.1.1 Áp suất cả hai phía bình thường 56

4.1.1.2 Áp suất của cả hai phía bình thường 56

4.1.1.3 Áp suất cả hai phía bình thường 57

4.1.1.4 Áp suất của cả hai phía đều thấp 57

4.1.1.5 Cả hai phía áp suất đều thấp 57

4.1.1.6 Áp suất cả hai phía đều thấp 57

4.1.1.7 Áp suất cả hai phía đều thấp 58

4.1.1.8 Phía thấp áp có áp suất cao, bên phía cao áp có áp suất lại thấp 58

4.1.1.9 Áp suất của cả hai phía đều cao 58

4.1.1.10 Áp suất cả hai phía đều cao 58

4.1.1.11 Áp suất cả hai phía đều cao 59

4.1.2 Kiểm tra, chẩn đoán 60

4.1.2.1 Kiểm tra bằng quan sát 60

4.1.2.2 Kiểm tra áp suất 61

4.1.2.3 Chẩn đoán hệ thống điều hòa bị ồn khi hoạt động 65

4.1.2.4 Chẩn đoán, xử lý các hư hỏng thông thường 66

4.2 Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa không khí trên xe Toyota Vios 2015 G 66

4.2.1 Bảo dưỡng 67

4.2.1.1 Bảo dưỡng thường xuyên 67

4.2.1.2 Bảo dưỡng định kỳ 67

4.2.2 Bảo dưỡng 71

4.2.2.1 Xả ga hệ thống lạnh 71

4.2.2.2 Rút chân không hệ điện lạnh 73

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

4

LỜI NÓI ĐẦU

Trải qua từng giai đoạn tồn tại và phát triển, con người đã có ý thức tự thích nghivới môi trường sống Ý thức được việc phải tạo ra điều hòa không khí xung quanh mình– mùa đông thì sưởi ấm, mùa hạ thì thông gió tự nhiên hoặc cưỡng bức

Ngày nay, điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, vănphòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế…mà còn trong cả các phương tiện

đi lại như ôtô, tàu hỏa, tàu thủy…

Kể từ khi chiếc xe ôtô đầu tiên ra đời, theo thời gian để đáp nhu cầu cuộc sốngcủa con người những chiếc xe ôtô ra đời sau này ngày một tiện nghi hơn, hoàn thiệnhơn, và hiện đại hơn Một trong những tiện nghi phổ biến là hệ thống điều hòa khôngkhí trong ôtô Đây là một hệ thống mang tính hiện đại và công nghệ cao

Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đồ án tốt nghiệp:

“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔVIOS 2015 G”

Nội dung của đồ án gồm:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống điều hòa trên xe Toyota Vios

án mặc dù gặp không ít khó khăn nhưng được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy

Nguyễn Tiến Hán cùng các thầy cô trong khoa và các bạn học em đã từng bước hoàn

thiện được đồ án của mình Đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành các mụctiêu đề ra theo đúng thời gian quy định

Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đồ án nghiên cứu có phạm vi rộng Nênmặc dù đã cố gắng hết sức nhưng đồ án của em vẫn không tránh khỏi khiếm khuyết vàhạn chế Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn để

đồ án của em hoàn thiện hơn Em hy vọng đồ án này có thể được sử dụng làm tài liệutham khảo cho các bạn sinh viên yêu thích nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống điều hòa nóichung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng trên ô tô

Em xin trân thành cảm ơn!

Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến Các xe đượctrang bị hệ thống điều hòa tự động chiếm một số lượng ngày càng nhiều Điều đó đồngnghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa tự động trên ô tô ngày càng lớn Vìvậy yêu cầu đặt ra đối với những người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó là phảicó được những kiến thức về hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự độngnói riêng để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả.

Xuất phát từ những lý do trên đây, em đã nhận đồ án: “Nghiên cứu hệ thống điềuhòa không khí tự động trên ô tô”

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu.

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

Khách thể nghiên cứu là: Trên ô tô VIOS 2015 G

4 Phạm vi nghiên cứu.

6

Hệ thống điều hòa tự động của một số hãng xe tiêu biểu: Daewoo, 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

Tra cứu trên internet

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 trên ô tô nói chung và hệthống điều hòa tự động nói riêng nhằm xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu chongười học

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

7 Giới hạn đề tài.

Do điều kiện và thời gian có hạn, cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tài của

em mới chỉ nghiên cứu và phân tích đặc điểm hệ thống điều hòa tự động trên hãng xetiêu biểu: Toyota

Đề tài tập trung nghiên cứu về mặt lý thuyết cơ bản Phần nghiên cứu các điềukhiển và các cụm thiết bị chính trong hệ thống điều hòa tự động còn hạn chế

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ

1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.

1.1.1 Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.

1.1.1.1 Chức năng sưởi ấm

Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của két sưởi

Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong

xe Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng không khí trong xe nhờ quạt gió Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khi nước làm mátnóng lên Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như một bộ sưởi ấm

1.1.1.2 Chức năng làm mát

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh.

Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào khoang xe Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh Khi đókhông khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe

Như vậy,việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động

cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau

8

1.1.1.3 Thông gió tự nhiên

Việc 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 được chỉ ra trên hình vẽ, 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 (-)

Hình 1.3 Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh.

1.1.2 Chức năng hút ẩm và lọc gió.

1.1.2.1 Chức năng hút ẩm

Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn

Hình 1.4 Bộ lọc không khí.

Hình 1.5 Bộ lọc gió kết hợp khử mùi.

1.1.3 Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn.

Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao Hơi nước sẽ đọng lạitrên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.

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

1.2.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt.

1.2.1.1 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước

Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào trong

khoang xe

Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải

10

Hình 1.6 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước.

1.2.1.2 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe (Kiểu kép)

Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý Cấu trúc này 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 ở mọi nơi trong xe

Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ

Hình 1.7 Kiểu giàn lạnh kép.

1.2.1.3 Kiểu kép treo trần

Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần xe Kiểu thiết kế này giúp tăng được không giankhoang xe nên thích hợp với các loại xe khách

Hình 1.8 Kiểu kép treo trần

1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển.

1.2.2.1 Phương pháp điều khiển bằng tay.

Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe Ví dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời

Hình 1.9 Ví dụ bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford

1.2.2.2 Phương pháp điều khiển tự động

Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa ( ECU A/C) Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời…

Hình 1.10 Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry

Chương 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG ĐIỀU

HÒA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2015 G 2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG 2.1.1 Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động.

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều hòa tự động trên ô tô.

Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào (các cảm biến), bộ xử lý tín hiệu và điều khiển (ECU) và bộ phận chấp hành (Quạt gió, van điều khiển)

2.1.2 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động.

Khi bật điều hòa, nhấn nút Auto và chọn nhiệt độ mong muốn Hệ thống điều hòa tự động sẽ điều chỉnh nhiệt độ trong xe đến nhiệt độ đã chọn và duy trìnhiệt độ đó nhằm mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên ô tô trong mọi điều kiện thời tiết

Hình 2.2:Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô.

2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống.

Hình 2.3: Vị trí các chi tiết trong hệ thống điều hòa tự động.

1 ECU điều khiển

10 Mô tơ trộn gió

11 Mô tơ lấy gió

vào

12 Mô tơ chia gió

13 Mô tơ quạt gió

(quạt giàn lạnh)

14 Bộ điều khiển

quạt giàn lạnh

2.1.4 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động.

Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáunguồn khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiểncác bộ tác động cổng chức năng Sáu nguồn thông tin bao gồm:

Bộ cảm biến bức xạ nhiệt

Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe

Bộ cảm biến nhiệt độ bên ngoài xe

Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

Công tắc áp suất A/C

Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển

Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử

sẽ phân tích, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnhtốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ trộngió, lấy gió và chia gió ứng với từng yêu cầu nhiệt độ

2.2 CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.

2.2.1 Cảm biến nhiệt độ trong xe.

Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ trong xe.

Cảm biến nhiệt độ trong xe là một nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp

lô có một đầu hút Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hútkhông khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe Sau đó nó

sẽ gửi tín hiệu đến ECU A/C

2.2.2 Cảm biến nhiệt độ môi trường

Hình 2.5: Cảm biến nhiệt độ môi trường

Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trướcgiàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe

Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độtrong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe

2.2.4 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh

Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh đểphát hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh

Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt

độ và điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ

Hình 2.7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.

2.2.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Hình 2.8: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổitùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độnước làm mát sẽ được gửi tới ECU động cơ Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữaECU động cơ và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làmmát động cơ để điều khiển nhiệt độ

2.2.6 Cảm biến tốc độ máy nén.

Hình 2.9: Cảm biến tốc độ máy nén.

Cảm biến tốc độ máy nén được gắn trên máy nén Cấu tạo của nó gồmmột lõi sắt và một cuộn dây có chức năng như máy phát điện Đĩa vát trong máy

nén có gắn một nam châm Khi đĩa vát quay sinh ra các xung điện ECU A/C cóthể đếm tốc độ xung để biết tốc độ máy nén

Việc phát hiện tốc độ máy nén xẽ giúp cho ECU A/C xác định được trạngthái làm việc của máy nén cũng như kịp thời ngắt máy nén khi máy nén gặp sựcố

2.2.7 Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo)

Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điện trở và được lắp trong bộ cửa gióbên Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng khí thổi vào bộ cửa gió bên vàđiều khiển chính xác nhiệt độ của mỗi dòng không khí

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 nitơ), để bật tắtgiữa các chế độ FRESH và RECIRC

Hình 2.10 : Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe.

Đối với cảm biến nhiệt độ trong xe (hình 2.4), cảm biến nhiệt độ ngoài xe(hình 2.5), cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (hình 2.7), cảm biến nhiệt độ nước làmmát (hình 2.8) có cấu tạo là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùythuộc vào nhiệt độ

Hình 2.11: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa điện trở và nhiệt độ

2.3 CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA

TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ.

2.3.1 Mô tơ trộn gió

a Cấu tạo:

Mô tơ trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động.

Mô tơ được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU A/C

b Nguyên lý hoạt động

Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH đượccấp điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộngió Khi cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơquay theo chiều ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL

Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ trộn gió.

Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của mô

tơ, tạo ra các tín hiệu điện theo vị trí của cánh trộn gió và đưa thông tin vị tríthực tế của cánh điều khiển trộn gió tới ECU A/C

Mô tơ trộn gió được trang bị một bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới mô tơkhi đi đến vị trí hết hành trình Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với mô

tơ tiếp xúc với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt để dừng mô tơ lại

2.3.2 Mô tơ dẫn gió vào.

a Cấu tạo: Mô tơ trợ động dẫn gió vào gồm có một mô tơ, bánh răng, đĩađộng…

Hình 2.13: Mô tơ dẫn gió vào.

b Nguyên lý hoạt động: Khi ấn lên công tắc điều khiển dẫn gió vào sẽ làm đóngmạch điện của mô tơ dẫn gió vào cho dòng điện đi qua mô tơ và làm dịchchuyển cánh điều khiển dẫn gió vào

Khi cánh điều khiển dẫn gió vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRCthì tiếp điểm của đĩa động nối với mô tơ được tách ra và mạch nối với mô tơ bịngắt làm cho mô tơ dừng lại

2.3.3 Mô tơ chia gió.

a Cấu tạo: Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạchdẫn động mô tơ…

b Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ chia gió: FACE,B/L, FOOT, F/D, DEF Khi hệ thống điều hòa hoạt một trong năm chế độ chiagió sẽ được kích hoạt

ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia giótheo tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển

Mạch dẫn động mô tơ là một mạch tín hiệu số với tín hiệu đầu vào là tínhiệu vị trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiểnchiều dòng điện qua mô tơ

Hình 2.14: Mô tơ chia gió.

2.4 CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.

2.4.1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).

Hình 2.15: Công thức tính nhiệt độ không khí cửa ra (TAO)

Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước,ECU nhận các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe,cảm biến nhiệt độ ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt

độ ECU xử lý tín hiệu, tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra(TAO) Để đạt được giá trị TAO thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điềukhiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộnkhí

Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau:+ Nhiệt độ đặt trước thấp hơn

+ Nhiệt độ trong xe cao hơn

+ Nhiệt độ bên ngoài xe cao

+ Cường độ ánh sáng mặt trời lớn

2.4.2 Điều khiển trộn gió.

Mô tả:

Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước,nhiệt độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gióqua đó thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe

Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánhđiều

Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”

* Điều khiển thông thường

Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gióđược điều khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt

độ đặt trước Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió:

Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàntoàn về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thìnhiệt độ giàn lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0% Khi độ mở là 100% thìnhiệt độ của két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nướclàm mát động cơ sẽ bằng TAO ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió đểđiều khiển độ mở của cánh trộn gió Độ mở thực tế của cánh điều khiển đượcphát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác định

Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm nhiệt độ giàn lạnh) x 100.

mát-2.4.3 Điều khiển chia gió.

Mô tả :

Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độA/C được tự động bật về dòng khí mong muốn

Điều khiển:

Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau:

+ Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE

+ Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: LEVEL

BI-+ Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT

Hình 2.17: Điều khiển chia gió

2.4.4 Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh

Hình 2.18: Điều khiển tốc độ quạt

Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm:

+ Mô tơ quạt gió

+ Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao.

+ ECU điều hòa

+ Tranzistor công suất và điện trở LO

Nguyên lý hoạt động:

Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điềukhiển tốc độ của mô tơ quạt gió Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe vànhiệt độ đặt trước

+ Khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI)

+ Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO)

TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp

Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặttrước ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF) Dòng điện qua mô tơquạt gió được nối mát thông qua điện trở LO Đồng thời trên điện trở LO có sựsụt áp dẫn tới cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm Quạt quay với tốc

độ thấp

Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất Khi

mô tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch Để bảo vệtranzistor công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistorcông suất

TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI)

Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECUđiều hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON) Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thayđổi liên tục theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc củatranzistor công suất

TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI)

Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ

về nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếpđiểm thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió Như vậy tránhđược sự tổn hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió làcực đại, tốc độ quạt là lớn nhất

2.4.5 Điều khiển hâm nóng

Hình 2.19: Điều khiển hâm nóng.

Điều khiển:

Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà númchọn tốc độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiểntheo nhiệt độ nước làm mát

+ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chứcnăng điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió

+ Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóngkhông khí trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt

độ nước làm mát và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏhơn và làm cho quạt quay ở tốc độ thấp hơn

+ Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng khôngkhí trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO

Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho quátrình làm mát

2.4.6 Điều khiển gió trong thời gian quá độ.

Mô tả:

Hình 2.20: Điều khiển tốc độ quạt trong thời gian quá độ.

Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽthải ra không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động Chức năng điều khiểndòng khí trong thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này

Điều khiển:

+ Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F) Như chỉ ra trên hình vẽ,chức năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắtkhoảng 4 giây trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong

bộ phận làm mát Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độthấp (Chế độ LO) để nhả ra không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mátrồi đưa vào trong xe

+ Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F)

Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ choquạt gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây

2.4.7 Điều khiển dẫn gió vào

Hình 2.21: Điều khiển dẫn gió vào

Mô tả

Chức năng điều khiển dẫn gió vào thông thường là để đưa không khí từbên ngoài vào Khi chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước lớn, thìchức năng điều khiển dẫn gió vào tự động bật về chế độ tuần hoàn không khítrong xe để việc làm mát được hiệu quả hơn

Điều khiển

Các chức năng điều khiển dẫn gió vào được thực hiện theo cách sau đây:+ Thông thường: FRESH

+ Khi nhiệt độ trong xe cao: RECIRC

Tham khảo: Ở một số xe chức năng điều khiển dẫn gió vào cũng tự động bật vềRECIRC nếu nồng độ CO, HC, NOX được xác định bởi cảm biến khói ngoài xevượt quá giới hạn cho phép

Khi lựa chọn chế độ DEF cho dòng khí, thì chức năng điều khiểncửa gió được tự động chuyển về chế độ FRESH (Ở một số kiểu xe không có chế

độ điều khiển này)

2.4.8 Điều khiển tốc độ không tải.

Vai trò: Khi động cơ chạy không tải, công suất động cơ nhỏ Bật máy nén sẽ làmquá tải động cơ Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng Để máyđiều hòa hoạt động khi xe chạy ở chế độ không tải thì tốc độ động cơ phải đượctăng lên một cách tự động gọi là điều khiển tốc độ không tải hay bù ga

Giải pháp điều khiển tốc độ không tải (bù điều hòa)

* Đối với động cơ phun xăng điện tử:

+ Điều khiển van ISC để mở thông đường gió từ trước ra sau bướm ga khi

xe chạy ở chế độ không tải

+ Sử dụng hệ thống bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) điều khiển mô

tơ điện để kênh ga

+ Đối với động cơ không sử dụng bướm ga mà điều khiển bằng xupap thì

sẽ mở thêm xupap khi bật điều hòa ở chế độ không tải

VD: Xe BMW 318i

Khi xe chạy không tải bình thường xupap mở: 0,5 (mm)

Khi xe chạy không tải, mở điều hòa xupap mở: 0,57(mm) ÷ 0,58(mm)

* Đối với động cơ diesel điện tử: Thực hiện bù điều hòa theo nguyên tắc thayđổi xung điều khiển phun nhiên liệu

* Đối với động cơ xăng dùng chế hòa khí, động cơ diesel thông thường:

Thực hiện bù điều hòa bằng cách sử dụng các hộp màng chân không(động cơ xăng) để kéo bướm ga mở thêm hoặc kéo cần ga của bơm cao áp (động

2.4.9 Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng.

Trong xe có két nước giải nhiệt bằng quạt điện Một cặp quạt của két nước

và giàn nóng được sử dụng trong quá trình hoạt động của hệ thống điều hòakhông khí Các quạt này cung cấp 3 cấp điều khiển: dừng, tốc độ thấp, tốc độcao

Hệ thống điều hòa sử dụng cặp quạt có thể chuyển đổi giữa cách mắc nốitiếp và cách mắc song song phụ thuộc vào điều kiện áp suất môi chất và nhiệt độnước làm mát động cơ

+ Mắc nối tiếp: Khi máy nén hoạt động nếu cả áp suất môi chất và nhiệt

độ nước làm mát động cơ đều thấp, cặp quạt điện được mắc nối tiếp và quay ở

+ Mắc song song: Khi máy nén hoạt động, nếu áp suất môi chất và nhiệt

độ nước làm mát động cơ đều cao Cặp quạt được mắc song song và quay ở tốc

độ cao Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng sẽ không quay

Hình 2.23: Sơ đồ điều khiển tốc độ quạt giàn nóng và quạt két nước

Chú thích:

 Rơle côn từ điều khiển đóng ngắt máy nén được điều khiển bởi ECU điềuhòa

 Công tắc rơle 1 là công tắc thường đóng

 Công tắc rơle 2 là công tắc kép để chuyển đổi chế độ mắc nối tiếp và mắcsong song của quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát

 Công tắc rơle 3 là công tắc thường mở

 Công tắc áp suất trung gian mở khi: Pga > 14,5 ÷ 15 (kg/cm2)

 Công tắc nhiệt độ nước làm mát mở khi: t0

nước > 900C ÷ 950C

Chế độ Ly hợp từ Áp suất

môi chất

Nhiệt độnước

Quạt giànnóng

Quạt kétnước1

Tốc độ cao(mắc song song)

Hình 2.24: Bảng trạng thái của hệ thống điều khiển quạt giàn nóng và quạt két

nước ở các chế độ làm việc

Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện quạt giàn nóng và quạt két nước ở các chế độ.

2.4.10 Điều khiển tan băng.

Khi nhiệt độ bên trong giàn lạnh nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng (00C), tuyết

sẽ hình thành trên bề mặt của cánh tản nhiệt Tuyết trong giàn lạnh ngăn chặn

dòng khí qua các cánh này Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, vì vậynăng suất làm lạnh giảm Điều khiển tan băng sẽ ngăn chặn hiện tượng trên.

Có ba phương pháp điều khiển tan băng đó là:

+ Dùng van EPR (Van điều áp giàn lạnh)

+ Dùng nhiệt điện trở

+ Dùng công tắc nhiệt

a Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR):

Hình 2.26: Vị trí và cấu tạo của van EPR

Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) là một van điều chỉnh áp suất gồmmột ống kim loại, piston và lò xo Bộ phận này được lắp giữa giàn lạnh và máynén để duy trì áp suất môi chất bên trong giàn lạnh ở 0,18 (Mpa) hoặc cao hơn

để ngăn chặn sự đóng băng

Máy nén hoạt động liên tục trong loại sử dụng van EPR vì vậy sự thay đổinhiệt độ đầu ra thấp

Loại điều hòa không khí dùng van EPR hoạt động không sinh ra tiếng ồnnên được dùng rộng rãi trên các xe đắt tiền

Nguyên lý hoạt động

Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động của van EPR

Trong quá trình hoạt động, piston của van EPR chịu lực tác dụng của ápsuất bay hơi môi chất (Ps) và áp lực lò xo (Pe) sẽ dịch chuyển làm đóng hoặc

mở đường dẫn môi chất từ giàn lạnh tới máy nén Chuyển động này sẽ điềuchỉnh áp suất bay hơi (Pe) cho giàn lạnh Vì thế áp suất giàn lạnh không xuốngdưới 0,18 Mpa, ngăn chặn tuyết xuất hiện

Cụ thể:

+ Khi nhiệt độ trong xe cao, tải nhiệt tăng áp suất bay hơi (Pe) lớn hơn sovới áp lực lò xo (Ps) Piston dịch chuyển sang phía trái làm mở van Môi chấtbay hơi ở giàn lạnh được hút vào máy nén.

+ Khi nhiệt độ trong xe thấp, tải nhiệt giảm (áp suất (Pe) thấp hơn 0,18Mpa) Lúc này trong van EPR, giá trị (Pe) nhỏ hơn giá trị áp lực lò xo (Ps) vàpiston bị kéo trở lại qua phía phải Van được đóng lại ngắt dòng môi chất trở vềmáy nén Vì vậy áp suất giàn lạnh được tăng cao hơn, ngăn chặn hiện tượngđóng băng giàn lạnh

b Nhiệt điện trở (Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh)

Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được lắp ở phía sau giàn lạnh để cảm nhậnnhiệt độ của gió sau khi đi qua giàn lạnh Nó là một nhiệt điện trở có giá trị điệntrở thay đổi tỷ lệ nghịch với nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ được nhận biết bởi cảm biến nhiệt độ giàn lạnh sẽđược chuyển thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU A/C

Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C (nhiệt độ đóng tuyết) ECU A/C sẽ điềukhiển tranzistor (OFF) không nối mát cho rơ le côn từ, máy nén bị ngắt điệnngừng hoạt động không cung cấp môi chất cho giàn lạnh Vì vậy nhiệt độ giànlạnh sẽ tăng lên, giúp ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh

Hình 2.28: Điều hòa đang hoạt động (Máy nén ON)

Hình 2.29: Điều hòa ngừng hoạt động (Máy nén OFF)

c Công tắc nhiệt

Cấu tạo của công tắc nhiệt gồm có:

+ Một ống cảm ứng nhiệt có một đầu được gắn trên đường ống ra củagiàn lạnh, một đầu được nối với hộp màng xếp

+ Hộp màng xếp có chứa khí He là một loại khí trơ có khả năng giãn nở vìnhiệt

+ Một cần đẩy được liên kết với một vi công tắc để đóng ngắt dòng điệncấp cho cuộn dây của rơ le côn từ

Nguyên lý hoạt động:

Khi nhiệt độ đầu ra của giàn lạnh giảm đến gần 00C (Nhiệt độ tạo tuyết),đầu cảm ứng nhiệt sẽ cảm nhận nhiệt Khi nhiệt độ giảm sẽ làm cho khí Hetrong hộp màng xếp co lại Cần đẩy bị kéo xuống, vi công tắc ngắt mạch khôngcho dòng điện qua cuộn dây rơ le côn từ Khi đó máy nén không được cấp điện

sẽ ngừng hoạt động không cung cấp môi chất lạnh cho giàn lạnh Vì vậy, nhiệt

độ giàn lạnh sẽ tăng dần lên, ngăn chặn được hiện tượng đóng băng giàn lạnh

Hình 2.30: Công tắc nhiệt đóng.

Hình 2.31: Công tắc nhiệt mở