Bản báo cáo Hệ thống cơ điện tử chuyên đề hệ thống điều hòa tự động trên Innova, có free sơ đồ mạch điện của hệ thống điều hòa tự động trên xe ô tô innova 2.0G 2016 và bản ppt thuyết trình về hệ thống điều hòa tự động trên xe ô tô innova 2.0G 2016.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC …
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ
………
BÁO CÁO CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
Sinh viên:
Thuộc nhóm Lớp:
Hệ: Chính quy Khóa:
Hệ thống nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên toyota innova 2.0G 2016
GV giảng dạy:
Hà Nội 2021
LỜI NÓI ĐẦU
Trải qua từng giai đoạn tồn tại và phát triển, con người đã có ý thức tự thích nghi với 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, văn phòng, 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…
Trang 2Kể từ khi chiếc xe ôtô đầu tiên ra đời, theo thời gian để đáp nhu cầu cuộc sống của con người những chiếc xe ôtô ra đời sau này ngày một tiện nghi hơn, hoàn thiện hơn, và hiện đại hơn Một trong những tiện nghi phổ biến là hệ thống điều hòa không khí trong ôtô Đây là một
hệ thống mang tính hiện đại và công nghệ cao Và em chọn “HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2.0 G 2016” để nghiên cứu cùng
nhóm
Nhóm em là nhóm gồm có các bạn:
Nội dung của bản báo cáo gồm:
Chương 1: Khái quát cơ bản về hệ thống điều hòa không khí trên toyota innova 2.0G 2016 Chương 2: Khái quát và các bộ phận của hệ thống điều hòa tự động trên innova 2.0G 2016 Chương 3: Các điều khiển chính trong hệ thống điều hòa tự động trên toyota innova 2.0G 2016
Những năm gần đây có rất nhiều những hãng xe lớn đầu tư vào thị trường Việt Nam như: TOYOTA, HONDA, MAZDA, FORD… Hầu hết các loại xe này điều được trang bị hệ thống điều hòa không khí
Do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo không nhiều nên mặc dù đã cố gắng nhưng bài báo cáo về hệ thống điều hòa không khí tự động trên Innova không tránh khỏi những khiếm khuyết hạn chế rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 08 tháng 12 năm 2021
Sinh viên thực hiện
CHƯƠNG 1:
KHÁI QUÁT CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE
INNOVA 2.0 G 2016 1.1 Kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí trên xe toyota innova
1.1.1 Kết cấu.
Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí tự động trên xe toyota innova
Trang 3Hình 1.1 Hệ thống điều khiển bằng điện tử
2 Van xả áp suất cao của máy nén 7 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
3 Quạt tản nhiệt giàn nóng 8 Ống thổi gió sạch
4 Công tắc ngắt áp suất của điều hòa 9 Bộ điều khiển
1.2: Chu trình hoạt động của hệ thống điều hòa không khí trên xe toyota innova
Quạt thổi không khí lạnh (blower), Van tiết lưu (expansion valve), Giàn lạnh (avaporization), Giàn nóng (condenser), Máy nén (compressor), Ly hợp điện từ của máy nén ( compressor magnetic clutch), Lọc ga (receiver-drier), Cảm biến nhiệt độ (temperature sensing bulb), Bộ điều chỉnh nhiệt (thermostat)
- Chu trình của máy lạnh bao gồm 4 quá trình:
+ Nén (compression)
+ Ngưng tụ (condensation)
+ Giản nở (expansion)
+ Bốc hơi (vaporization)
Trang 4Hình 1.2.Chu trình hoạt động của hệ thống lạnh
- Hoạt động của hệ thống lạnh trên ôtô:
Khi động cơ đang hoạt động và đóng mạch điện điều khiển ly hợp điện từ, máy nén hoạt động và chất làm lạnh được dẫn đến bình ngưng tụ (giàn nóng) nhờ máy nén Ở đây, chất làm lạnh chuyển sang thể lỏng, nhã nhiệt ra ngoài không khí và được làm mát nhờ quạt làm mát
Sau khi qua giàn nóng, chất làm lạnh được đẩy qua van tiết lưu Chất làm lạnh qua nơi có tiết diện thu hẹp (van tiết lưu) nên gây giảm áp suất sau van tiết lưu (drop pression)
Chất làm lạnh lại được đưa vào giàn bốc hơi (giàn lạnh) và hấp thụ nhiệt Nhiệt di chuyển
từ khoang hành khách đến giàn lạnh và đi vào môi chất làm lạnh
Sự hấp thụ nhiệt của hành khách bởi môi chất làm lạnh khiến cho nhiệt độ giảm xuống Môi chất làm lạnh lại được đi vào máy nén cho chu trình tiếp theo
Trong quá trình làm việc, ly hợp điện từ sẽ thường xuyên đóng ngắt nhờ bộ điều khiển A/C control nhằm đảm bảo nhiệt độ trong xe luôn ổn định ở một trị số ấn định Như vậy, áp suất môi chất làm lạnh được phân thành hai nhánh: nhánh có áp suất thấp và nhánh có áp suất cao
+ Nhánh có áp suất thấp được giới hạn bởi phần môi chất sau van tiết lưu và cửa vào (van nạp) của máy nén
+ Nhánh có áp suất cao được giới hạn bởi phần môi chất ngay trước van tiết lưu và cửa ra (van xả) của máy nén
Không khí lạnh lan truyền trong khoang hành khách được thực hiện bởi máy quạt (blower) và luồng không khí lạnh di chuyển như hình dưới đây
Trang 51.2.1: Nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí xe toyota innova.
Không khí được lấy từ bên ngoài vào và đi qua giàn lạnh (bộ bốc hơi) Tại đây không khí bị dàn lạnh lấy đi rất nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ không khí
sẽ bi 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 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 chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác) Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo nên không khí lạnh
Trong hệ thống, máy nén làm nhiệm vụ làm môi chất từ dạng hơi áp suất, nhiệt độ thấp trở thành hơi có áp suất, nhiệt độ cao Máy nén hút môi chất dạng hơi áp suất, nhiệt độ thấp từ giàn lạnh về và nén lên tới áp suất yêu cầu: 12-20 bar Môi chất ra khỏi máy nén sẽ ở dạng hơi có áp suất, nhiệt độ cao đi vào giàn nóng (bộ ngưng tụ)
Khi tới dàn nóng, không khí sẽ lấy đi một phần năng lượng của môi chất thông qua các lá tản nhiệt Khi môi chất mất năng lượng, nhiệt độ của môi chất sẽ bị
giảm xuống cho đến khi bằng với nhiệt độ, áp suất bốc hơi thì môi chất sẽ trở về dạng lỏng
có áp suất cao
Môi chất sau khi ra khỏi giàn nóng sẽ tới bình lọc hút ẩm Trong bình lọc hút ẩm có lưới lọc và chất hút ẩm Môi chất sau khi đi qua bình lọc sẽ tinh khiết và không còn hơi ẩm Đồng thời
nó cũng ngăn chặn áp suất vượt quá giới hạn
Sau khi qua bình lọc hút ẩm, môi chất tới van tiết lưu Van tiết lưu quyết định lượng môi chất phun vào giàn lạnh, lượng này được điều chỉnh bằng 2 cách: bằng áp suất hoặc bằng nhiệt độ ngõ ra của giàn lạnh Việc điều chỉnh rất quan trọng nó giúp hệ thống hoạt động được tối ưu
Hình 1.3 Kết cấu của hệ thống điều hòa không khí
CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU
Trang 6HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN XE INNOVA 2.0 G 2016 2.1: Khái quát hệ thống điều hòa tự động trên Innova 2016
- Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáu nguồn khác nhau, xử
lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác động cổng chức năng Sáu nguồn thông tin bao gồm: Bộ cảm biến bức xạ nhiệt. 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 chỉnh tốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ trộn gió, lấy gió và chia gió ứng với từng yêu cầu nhiệt độ
Hình 2.1.bảng điều khiển
- Các bộ phận của hệ thống:
hình 2.1.1 vị trí các b ộ phận
Trang 72.2 hộp ECU (bộ vi xử lý)
ECU tính toán nhiệt độ và lượng không khí được hút vào và quyết định xem chớp thông gió nào sẽ được
sử dụng dựa trên nhiệt độ được xác định bởi mỗi cảm biến và nhiệt độ mong muốn được xác lập ban đầu
Những giá trị này được sử dụng để điều khiển vị trí cánh trộn khí, tốc độ mô tơ quạt gió và vị trí cánh điều tiết thổi khí
hình 2.2 Hộp ECU và sơ đồ hoạt động
2.3 Các cảm biến trong hệ thống điều hòa không khí tự động
- cảm biến nhiệt độ trong xe
- cảm biến nhiệt độ ngoài xe
- cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
- cảm biến nhiệt độ nước
- cảm biến bức xạ mặt trời
2.3.1: 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 hút không khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe Sau đó nó sẽ gửi tín hiệu đến ECU A/C
hình 2.3.1 cảm biến nhiệt độ trong xe
Trang 82.3.2: cảm biến nhiệt độ ngoài xe
Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trước giàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe
hình 2.3.2 cảm biến nhiệt độ ngoài xe
2.3.3: cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát 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 2.3.3 cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
2.3.4: cảm biến nhiệt độ nước
Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ được gửi tới ECU động cơ Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữa ECU động cơ và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làm mát động cơ để điều khiển nhiệt độ
Trang 9
hình 2.3.4 cảm biến nhiệt độ nước
2.3.5: cảm biến nhiệt độ bức xạ mặt trời
Cảm biến bức xạ mặt trời là một điốt quang được lắp ở phía trên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời
Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời
hình 2.3.5: cảm biến nhiệt độ bức xạ mặt trời
2.4: CÁC MOTO TRỢ ĐỘNG
2.4.1: Moto trợ động thổi khí
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
Nguyên lý hoạt động.
Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH được cấp điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộn gió Khi cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL
Trang 10
Hình 2.4.1: Moto trợ động thổi khí
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 trí thực 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 tơ khi 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
3.1.2 Mô tơ chia gió.
a. Cấu tạo: Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạch dẫn 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 chia gió sẽ được kích hoạt
ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo 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 tín hiệu vị trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiển chiều dòng điện qua mô tơ
Hình 3.1.2 Mô tơ chia gió.
Trang 11Chương 3: CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ
3.1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).
Hình 3.1 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 điều khiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí
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
3.2 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 gió qua 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 cánh điều khiển
SV: tên Lớp 11
Trang 12Hình 3.2 Điều khiển trộn gió.
Điều khiển:
* Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnhnhất) hoặc MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COOL hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO
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 gió được 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 hoàn toàn về phía COOL
và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ giàn lạnh gần bằng với TAO khi độ
mở là 0% Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt
độ nước làm mát động cơ sẽ bằng TAO ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ
mở của cánh trộn gió Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác định
Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm mát- nhiệt độ giàn lạnh) x 100.
3.3.Điều khiển chia gió.
Mô tả :
Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/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: BI- LEVEL
SV: tên Lớp 12
Trang 13+ Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT
Hình 3.3 Điều khiển chia gió.
3.4.Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh.
Hình 3.4 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 điều khiển tốc độ của mô tơ quạt gió Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt 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
SV: tên Lớp 13