Các bộ phận chính của hệ thống điện lạnh ô tô

Các thành phần chính của Máy lạnh bao gồm : Máy nén, bộ ngưng tụ ,bình lọc,van tiết lưu, bộ bốc hơi. Trong phần 1 này chúng ta sẽ tìm hiểu về Máy nén và bộ ngưng tụ

3 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG

11.3.1 Máy nén

Máy nén làm nhiệm vụ hút môi chất (ga) ở thể hơi, áp suất thấp từ giàn lạnh, sau đó nén môi chất đến áp suất cao ( khoảng 717,5 at ) và đẩy tới giàn nóng dưới nhiều áp suất khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu hoạt động của hệ thống điều hòa

Hiện nay trên ôtô sử dụng phổ biến loại máy nén kiểu piston và phiến gạt

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a Máy nén kiểu piston dọc trục

* Cấu tạo:

Máy nén piston có thể được thiết kế nhiều xi lanh bố trí thẳng hàng hoặc bố trí dọc trục

Hình11.31 là cấu tạo máy nén piston đặt dọc trục, loại dùng ba piston tác động kép, gồm có trục bơm được dẫn động bằng puli thông qua bộ truyền đai từ trục khuỷu động cơ Trên trục có lắp tấm cam nghiêng điều khiển sự hoạt động của các piston Trên xi lanh của máy nén có bố trí các van hút và van xả, là dạng van lá được chế tạo bằng thép lò xo mỏng Máy nén được điều khiển hoạt động bằng bộ li hợp điện từ

Hình 11.31 Cấu tạo máy nén piston đặt dọc trục

1 Trục máy nén; 2 Đĩa cam; 3 Piston; 4,5 Bi trượt và đế;

6 Van hút lưỡi gà; 7 Đĩa van xả trước; 8 Phớt trục bơm; 9.Bộ ly hợp puli;

10 Vòng bi; 11 Puli; 12 Cuộn dây; 13 Đầu trước; 14 Nửa xi lanh trước; 15 Nửa xi lanh sau; 16 Các te dầu; 17 Ống hút dầu; 18 Đầu sau; 19 Bơm dầu bánh răng.

* Nguyên lý làm việc:

Khi bộ ly hợp điện từ đóng, trục máy nén quay làm tấm cam nghiêng quay theo, cam nghiêng tác động vào các piston đẩy các piston sang phải hoặc sang trái

để thực hiện quá trình hút và nén môi chất trong các xi lanh

Ở kỳ hút thể tích trong xi lanh phía trên đỉnh piston tăng nên, van hút mở, môi chất ở thể khí được hút vào trong xi lanh từ giàn lạnh

Ở quá trình nén, van hút đóng kín, piston đi nên nén môi chất trong xi lanh đang ở thể khí làm tăng nhiệt độ và áp xuất của môi chất; van xả mở môi chất được đẩy tới giàn nóng và tại đây nhờ quạt gió môi chất được làm nguội biến thành môi chất dạng lỏng có áp suất cao để đưa tới giàn lạnh

b Máy nén kiểu phiến gạt

Hình 11.32 là cấu tạo của máy nén khí kiểu phiến gạt Máy nén có cấu tạo và nguyên lý làm việc tương tự như bơm dầu trong hệ thống lái có bộ trợ lực dầu Tuy nhiên máy nén khí làm việc trong môi trường nén khí nên trong máy nén có bố trí các van nạp, van xả ở các cửa hút, đẩy và khoang dầu đặt bên phía van xả, nhờ áp suất dầu được đẩy quanh các phiến gạt và trở lại cửa hút

Đặc điểm của loại máy nén phiến gạt là rất dễ bị hỏng nếu thiếu bôi trơn Người ta để phòng bằng cách trang bị thêm cơ cấu cắt li hợp máy nén cho ngừng quay mỗi khi áp suất bơm quá thấp

Hình 11.32 Cấu tạo máy nén phiến gạt

1 Cửa hút và cửa xả; 2 Cửa kiểm tra; 3 Phiến gạt; 4 Phớt kín trục;

5 Rô to; 6 Van lưỡi gà; 7 Vỏ van xả.

c Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

* Đối với máy nén kiểu piston

 Hư hỏng:

+ Van lưỡi gà (clapê) hút và đẩy bị mòn , gẫy hoặc đóng không kín

+ Pitston và vòng găng làm kín bị mòn làm lọt hơi, xi lanh bị mòn méo và côn

+ Mối ghép tay biên và chốt piston bị dơ lỏng do mài mòn

+ Các ổ đỡ trục bơm, cổ trục bơm, và đĩa nghiêng bị mòn do ma sát

+ Lưới lọc dầu bị cặn bẩn

+ Dây curoa bị trùng, rão, rạn nứt do ma sát, lão hoá

 Kiểm tra, sửa chữa:

+ Kiểm tra van hút, van đẩy bằng quan sát phát hiện các trục trặc, làm sạch hặc tha mới nếu cần Không nên mài mỏng các lá van và đổi chiều vì như vậy có thể làm thy đổi chế độ làm việc của van và làm van mau gẫy

+ Kiểm tra độ dơ của các mối ghép như tay biên, chốt piston, các ổ đỡ trục khuỷu và trục, piston và xi lanh, piston với vòng găng Phương phát kiểm tra và sửa chữa giống như kiểm tra sửa chữa các bộ phân trên ở động cơ chính

 Kiểm tra dầu, lưới lọc dầu và làm sạch cặn bẩn trong máy nén

 Kiểm tra dây coroa, căng chỉnh lại hoặc thay dây mới cùng loại

* Đối với máy nén kiểu phiến gạt:

Các hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa về cơ bản tương tự như hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa bơm dầu thuỷ lực kiểu bơm phiến gạt được trình bầy ở

hệ thống lái có trợ lực bằng thuỷ lực Ngoài ra có thêm các hư hỏng về các van clapê, các biện pháp kiểm tra và sửa chữa tương tự như phần trên đã nêu

11.3.2 Bộ ngưng tụ (giàn nóng)

Bộ ngưng tụ có công dụng làm cho môi chất lạnh đang ở thể hơi dưới áp suất

và nhiệt độ cao từ máy nén đưa đến ngưng tụ thành thể lỏng có áp suất cao, nhiệt

độ thấp Thực chất giàn nóng là một thiết bị trao đổi nhiệt ( giải nhiệt )

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

a.Cấu tạo : ( hình 11.33)

Trên ôtô bộ ngưng tụ được đặt trước két nước làm mát động cơ Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại bằng đồng hoặcdài uốn cong thành nhiều hình chữ U nối tiếp nhau, xung quanh ống có gắn các cánh tản nhiệt bằng nhôm lá Kết cấu này cho phép tăng diện tích tỏa nhiệt đồng thời giảm tối thiểu kích thước của

bộ ngưng tụ

b Nguyên lý làm việc:

Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ tiếp nhận hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ rất cao do máy nén đẩy tới, hơi nóng của môi chất lạnh 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 môi chất được truyền qua các cánh tản nhiệt ra ngoài không khí Do hạ nhiệt độ nên môi chất lạnh từ thể hơi ( khí ) có áp suất và nhiệt độ cao ngưng tụ thành thể lỏng có áp suất cao và được đưa tới bình lọc, hút ẩm

Hình 11.33 Cấu tạo bộ ngưng tụ (dàn nóng )

2 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

a Hư hỏng:

- Dàn ngưng bị rò rỉ, do nhiệt độ làm việc lớn hơn môi trường nên bị han gỉ do đọng nước , bám bẩn hay do va chạm cơ học Dàn lạnh bị rò rỉ làm hệ thống lạnh mất ga nhanh

- Dàn bị nóng quá bình thường Nguyên nhân do bám bụi, cặn bẩn làm sự tuần hoàn không khí làm mát không tốt

b Kiểm tra

 Có thể kiểm tra sự rò rỉ của dàn ngưng bằng quan sát từ ống đẩy của máy nén đến bình lọc/ hút ẩm Chỗ thủng bao giờ cũng có vết dầu loang Có thể dùng bọt xà phòng để thử và nên thử vào lúc máy nén đang làm việc khi đó áp suất dàn cao

 Kiểm tra bằng quan sát bụi bẩn bao quanh cánh tản nhiệt và ống của dàn ngưng

c Sửa chữa:

 Nếu chỗ thủng của ống ở chỗ thuận tiện thì chỉ việc làm sạch và hàn kín lại Nếu chỗ thủng ở đoạn có các cánh tản nhiệt thì phải cẩn thận cắt ít nhất hai đoạn của hai cánh gần chỗ thủng, rồi dùng mỏ hàn nhả mối hàn ống với hai đoạn cánh

đã cắt và đặt xa chỗ thủng để thao tác hàn dễ dàng Dùng mỏ hàn tẩy hết cánh và kim loại hàn cũ bám trên ống rồi hàn kín lỗ thủng của ống Có thể không cần hàn lại các đoạn cánh tản nhiệt đã cắt ra

 Dàn bị bụi bẩn bám tốt nhất là dùng bàn chải và khí nén thổi sạch

10.3.3 Bình lọc và hút ẩm

Bình lọc và hút ẩm dùng để lọc sạch bụi bẩn và các chất ẩm ướt trong môi chất lạnh Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch các bụi bẩn và các chất ẩm ướt thì các van cũng như máy nén thong hệ thống chóng bị hỏng, thậm chí hơi nước ngưng tụ làm hệ thống bị tắc nghẽn, giảm năng suất làm mát hoặc không làm việc được

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

a Cấu tạo: (hình 11.34) Bình lọc và hút ẩm là một bình kim loại bên trong có lưới lọc và túi đựng chất khư ẩm Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất lạnh Phía trên bình có gắn một cửa sổ kính để theo dõi dòng chảy của môi chất

b Nguyên lý làm việc:

Môi chất lạnh thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ vào bình lọc/ hút ẩm, sau khi xuyên qua lớp lưới lọc và bọc khử ẩm các tạp chất và hơi nước sẽ bị giữ lại, môi chất sau lọc được hút từ dưới lên qua ống tiếp nhận, qua lỗ thoát trên bình và theo đường ống tới van giãn nở

2 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

a Hư hỏng :

 Lưới lọc bị tắc bẩn

 Chất khử ẩm bị bão hoà ẩm hoặc, bục vỡ

b Kiểm tra , sửa chữa :

 Sử dụng bộ van nạp ga có gắn các đồng hồ đo áp suất phía cửa hút, cửa đẩy của máy nén ( Phương pháp lắp cụm van vào máy nén được trình bầy cụ thể ở phần

kỹ thuật nạp ga cho hệ thống ) Quan sát chỉ báo áp suất của đồng hồ Có nhiều nguyên nhân dẫn tới áp suất ở cửa hút hay cửa đẩy của máy nén không nằm trong trị

số cho phép trong đó có liên quan tới sự hư hỏng của bộ lọc/hút ẩm đó là: Áp suất hút thấp và áp suất đẩy quá cao: có thể do bình lọc/ hút ẩm bị tắc lưới lọc Hư hỏng nàycũng làm cho hệ thống không đủ lạnh

Trong trường hợp trên cũng như các hư hỏng khác khi tháo bất cứ bộ phận nào thuộc hệ thống lạnh để kiểm tra, sửa chữa đều phải thay bình lọc/ hút ẩm mặc

dù có thể bình lọc/ hút ẩm không hỏng, đảm bảo bộ hút ẩm không bị bão hoà ẩm

- Quan sát kính thăm dòng môi chất công tác khi hệ thống làm việc:

+ Trường hợp môi chất bị bị mờ như kiếu sương mù thì chất ẩm bị rã thành bột và bắt đầu tuần hoàn cùng môi chất Cần thải thaybình lọc/ hút ẩm

+ Thỉnh thoảng xuất hiện sự sủi bọt mạch trường hợp này có thể do thiếu môi chất, có thể do bộ lọc/ hút ẩm bão hoà ẩm và ẩm đóng băng ở van tiết lưu Nếu bão hoà ẩm cần thay mới bình lọc/ hút ẩm

Hình 11.34 Cấu tạo bìng lọc/hút ẩm

1 Từ giàn nóng đến; 2 Lưới lọc; 3 Bọc khử ẩm;

4 Ống tiếp nhận; 5 Đến van giãn nở; 6 Cửa sổ kính quan sát

11.3.4 Van giãn nở:

Van giãn nở được đặt tại ống vào của bộ bốc hơi, nó có nhiệm vụ:

 Giảm và điều tiết áp suất trong bộ bốc hơi

 Cung cấp cho bộ bốc hơi lượng môi chất cần thiết, chính xác thích ứng với mọi chế độ hoạt động của hệ thống

 Ngăn ngừa môi chất bị tràn trong bộ bốc hơi

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a Cấu tạo: ( hình 11.35 )

Van giãn nở gồm có các màng tác động, thanh đẩy, lò xo, van…đầu vào của van có lưới lọc, đầu ra của van nối với giàn lạnh Van luôn được đóng kín nhờ lò

xo van Thanh đẩy làm nhiệm vụ mở van theo sự điều khiển của màng tác động Mặt trên của màng được đặt dưới áp suất của bầu cảm biến nhiệt độ qua ống mao dẫn, tức là nối với đường ra của bộ bốc hơi Mặt dưới của màng chịu lực hút của máy nén thông qua ống cân bằng áp suất Bầu cảm biến nhiệt độ được gắn bám sát quanh ống dẫn môi chất thoát ra từ bộ bốc hơi Có hai loại van: một loại có ống thông hơi cân bằng đặt bên ngoài (hình 9.35 a) và loại có ống cân bằng đặt bên trong ( hình 9.35 b )

a) b)

Hình 11.35 Cấu tạo van dãn nở

a Ống cân bằng bên ngoài; b Ống cân bằng bên trong

1 Lò xo van; 2 Van; 3 Ống cân bằng;

4 Màng tác động; 5 Cây đẩy; 6 Lỗ vào và lưới lọc;

7 Bầu cảm biến nhiệt độ; 8 ống mao dẫn; 9 Lỗ ra

b Nguyên lý hoạt động:

Khi hệ thống điều hòa khởi động, áp suất dưới màng giảm nhanh, màng lõm xuống đẩy thanh đẩy đi xuống mở van, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao khi qua van áp suất được hạ thấp và chảy vào các ống dẫn của bộ bốc hơi Tại đây môi chất lạnh bắt đầu sôi và bốc hơi hoàn toàn trước khi rời khỏi giàn lạnh trở về máy nén Trong quá trình sôi và bốc hơi, môi chất thu nhiệt làm nhiệt độ của các chi tiết giàn lạnh hạ thấp, quạt giàn lạnh sẽ thổi không khí qua giàn lạnh làm nhịêt độ không khí xung quanh giảm lạnh hạ thấp, hơi lạnh sẽ được đưa tới các vùng trong xe để làm mát

Quá trình hoá hơi làm áp suất của hơi môi chất lạnh tăng và tác động làm cho màng bị đẩy lên, không tì vào thanh đẩy nữa, lò xo van sẽ đẩy van đóng bớt lại để hạn chế lưu lượng môi chất vào bộ bốc hơi Lúc này áp suất phía dưới màng giảm, đồng thời áp suất trong bầu cảm biến nhiệt tăng đẩy màng xuống mở van, tăng lượng môi chất vào bộ bốc hơi Như vậy van luôn hoạt động đóng, mở để kiểm soát lượng môi chất chảy vào bộ bốc hơi thích ứng với mọi chế độ hoạt động của

hệ thống lạnh

2 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa.

a Hư hỏng

 Màng ngăn bị rách thủng, tắc kẹt

 Lưới lọc bị bẩn, tắc

 Van và đế van mòn đóng không kín

 Bầu cảm biển thủng, hết ga

 Lò xo van yếu gẫy

b Kiểm tra

 Những hư hỏng của hệ thống lạnh thường có liên quan tới hư hỏng của van giãn nở như: Không lạnh, không đủ độ lạnh, làm lạnh không ổn định, lúc lạnh lúc không Nguyên nhân có thể do tắc van giãn nở hoặc bầu cảm biến và giãn nở hỏng

 Kiểm tra hệ thống bằng bộ van nạp ga đồng hồ, nếu áp suất cửa hút máy nén thấp, áp suất cửa đẩy cao có thể do van giãn nở bị tắc

 Kiểm tra khi tháo rời van chủ yếu là quan sát phát hiện hư hỏng ở màng van, mòn van, đế van, lò xo và lưới lọc bị cặn bẩn

c Sửa chữa:

 Lưới lọc bị tắc bần thì tháo ra và rửa sạch

 Van hỏng do màng van rách, thủng, van mòn đóng không kín hay bầu cảm biến hết ga, thủng đều phải thay mới van giãn nở

11.3.5 Bộ bốc hơi ( giàn lạnh)

1 Nhiệm vụ: Giàn lạnh có hai nhiệm vụ chính:

 Làm lạnh: Môi chất ở thể lỏng sau khi được đưa vào bộ bốc hơi sẽ sôi và bốc hơi hoàn toàn Trong quá trình bốc hơi môi chất thu nhiệt làm lạnh khối không khí thổi xuyên qua giàn lạnh

 Hút ẩm trong ca bin: Khi luồng không khí thổi qua giàn lạnh, hơi nước bị ngưng tụ thành nước xung quanh các ống của giàn lạnh Do vậy không khí đưa vào trong ca bin được lọc sạch hơi nước tạo cảm giác thoải mái cho hành khách đồng thời giữ cho các cửa kính không bị mờ do hơi nước

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a Cấu tạo: ( hình 11.36, hình 11.37 )

Giàn lạnh được bố trí bên dưới bảng đồng hồ có bố trí một quạt điện để thổi không khí qua giàn lạnh Giàn lạnh gồm các ống kim loại dài uốn cong, xung quanh có bố trí các lá tản nhiệt mỏng Cửa vào của môi chất được bố trí bên trên, cửa ra được bố trí bên dưới của giàn lạnh Tại cửa vào của giàn lạnh có lắp van giãn nở Hình dáng bên ngoài của bộ bốc hơi có nhiều dạng khác nhau

Hình 11 36 Cấu tạo các bộ bốc hơi ( giàn lạnh )

1 Được cấu tạo bằng ống chữ U xuyên qua các tấm đồng tản nhiệt; 2.Tấm tản nhiệt chế tạo bằng nhôm dùng chung với van STV

3 Giàn lạnh làm mát không khí thổi qua nó

4.Chất ẩm trong không khí ngưng tụ thành nước trên các lá thu nhiệt

5 Nước ngưng tụ được hứng vào cácte và cho ra ngoài.

a) Dàn lạnh dạng két nước

b) Dàn lạnh kiểu đặt c) Dàn lạnh kiểu treo

Hình 11.37 Hình dáng bên ngoài bộ bốc hơi

+ Nguyên lý làm việc:

Môi chất lạnh ở thể lỏng, áp suất và nhiệt độ thấp được van giãn nở phun vào

bộ bốc hơi Luồng không khí do quạt điện thổi xuyên qua bộ bốc hơi truyền nhiệt cho bộ này và làm sôi môi chất lạnh Trong lúc xuyên ngang qua các ống giàn lạnh, môi chất bốc hơi hoàn toàn, trong quá trình này môi chất lạnh hấp thụ một nhiệt lượng lớn làm bộ bốc hơi trở nên lạnh, luồng không khí thổi qua nó sẽ được làm khô và lạnh để đưa vào ca bin xe Van giãn nở điều chỉnh lưu lượng môi chất phun vào bộ bốc hơi để điều tiết nhiệt độ làm lạnh thích ứng với mội chế độ tải của

hệ thống điều hòa

2 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa

a Hư hỏng, kiểm tra

Cũng như giàn nóng, hư hỏng ở giàn lạnh thường là bị thủng, phương pháp kiểm tra phát hiện chỗ rò, rỉ tương tự như kiểm tra rò, rỉ ở giàn nóng

b Sửa chữa:

Chỗ rò rỉ có thể khắc phục bằng hai phương pháp:dùng keo êpôxi hai thành phần phủ lên chỗ bị thủng hoặc hàn lại bằng hàn hơi

 Dùng keo êpôxy phải đánh sạch bề mặt, hoà trộn cẩn thận hai thành phần keo rồi phủ lên bề mặt chỗ thủng sau đó có thể kiểm tra lại bằng khí nén Nếu lỗ thủng nhỏ và tròn có thể dùng vít ngắn vặn vít lại sau đó phủ keo êpoxi, nếu lỗ thủng lớn dùng miếng nhôm lá đủ to để che kín lỗ sau đó bôi keo để gắn miếng nhôm bịt lỗ thủng

 Phương pháp hàn có độ bền cao nhưng ngọn lửa hàn làm cháy mất lớp bảo vệ

bề mặt trên dàn Thông thường dùng biện pháp hàn nhôm để khắc phục chồ rò, công việc này đòi hỏi có thợ hàn chuyên môn, co kinh nghiệm

11.3.6 Van kiểm soát áp suất giàn lạnh

Nếu áp suất trong giàn lạnh hạ xuống khoảng 28 psi ( 2 at ) sẽ làm số nước ngưng tụ trên bề mặt các ống giàn lạnh đóng băng làm tắc nghẽn đường lưu thông gió thổi xuyên qua giàn lạnh Năng suất giàn lạnh giảm ngay Để chống đóng băng giàn lạnh, trong hệ thống điều hoà dùng van kiểm soát áp suất giàn lạnh Van có nhiệm vụ tiết lưu dòng hơi môi chất lạnh từ bộ bốc hơi chảy về máy nén Tín hiệu

về áp suất của giàn lạnh sẽ điều khiển hoạt động của van