Thiết kế mô hình hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ô TÔ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN SVTH: Nguyễn Quang Thắng Mã SV: 1811251993 Lớp: 18DOTB4 SVTH: Nguyễn Trung Kiên Mã SV: 1811030313 Lớp: 18DOTB4 Tp.HCM, tháng 08 năm2022 LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2022 (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Quang Thắng i Nguyễn Trung Kiên LỜI CẢM ƠN Chúng xin chân thành gửi lời cảm tạ đến: Cha, mẹ người sinh thành dưỡng dục nhiều năm qua, anh chị, bạn bè giúp đỡ động viên nhiều năm học vừa qua Và đặc biệt không quên Thầy, Cô trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, đặc biệt quan tâm, giúp đỡ tận tình truyền đạt kiến thức quý báu từ Thầy, Cô Viện Kỹ Thuật Hutech truyền tải cho điều hay lẻ phải, kiến thức quý báu giúp có ngày hơm Thầy Hồng Anh Tuấn giáo viên hướng dẫn thực đề tài Thầy hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi suốt q trình thực đề tài Một lần xin trân thành cảm ơn bạn, cha mẹ thầy cô, đặc biệt thầy Hồng Anh Tuấn giúp đỡ chúng tơi tháng ngày vừa qua ii TÓM TẮT Trong sống đại ngày điều hịa khơng khí khơng xa lạ với chúng ta, nhằm đáp ứng nhu cầu sơng đại thoải máy thì tơ có Qua q trình làm mơ hình chúng em cố thêm nhiều kiến thức học học hỏi nhiều điều mà chưa nắm học lý thuyết, mơ hình làm thực tế Đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí ô tô ” kết nghiên cứu nhóm suốt q trình dài Đề tài giúp hiểu chi tiết hệ thống điều hịa khơng khí ô tô, dựa xe có thị trường từ nhóm thiết kế , kiểm nghiệm cho xe qua tự thiết kế riêng hệ thống điều hịa khơng khí cho xe du lịch chỗ mà nhóm mong muốn iii Abstract In today's modern life, air conditioning is no stranger to us, in order to meet the needs of a more comfortable modern life, almost every car has it Through the process of making models, we also try to add more knowledge we have learned and learn many things that we are not sure when learning in theory, the model is made in practice The topic "Designing a model of an air-conditioning system in a car" is the result of the research of the whole team during a long process The topic helps to understand in detail about the car air conditioning system, based on the existing car on the market, from which the team designs and tests the vehicle, thereby designing its own air conditioning system for the vehicle 4-seat tourist car that the group wants iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT III ABSTRACT IV DANH SÁCH HÌNH ẢNH VIII LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nhiệm vụ đề tài: 1.4 Phương pháp nguyên cứu 1.5 Kết đạt 1.6 Bố cục đồ án CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN ƠTƠ TOYOTA VIOS 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống điều hịa khơng khí 2.1.1 Nhiệm vụ 2.1.2 Yêu cầu 2.1.3 Phân loại 2.1.3.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt điều hịa khơng khí 2.1.3.2 Phân loại theo chức 2.1.3.3 Bộ ly hợp điện từ xe toyota vios 2.2 Kết cấu, nguyên lý làm việc hệ thống điều hịa khơng khí xe toyota vios 10 2.2.1 Kết cấu 10 v 2.2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống điều hịa khơng khí xe toyota vios 12 2.3 Các thành phần hệ thống điện lạnh xe toyota vios 13 2.3.1 Máy nén xe toyota vios 13 2.3.2 Thiết bị ngưng tụ (giàn nóng) xe toyota vios 15 2.3.3 Bình lọc hút ẩm xe toyota vios 16 2.3.4 Bộ bốc (evaporator) hay giàn lạnh xe toyota vios 17 2.3.4.1 Chức năng: 17 2.3.4.2 Cấu tạo: 17 2.3.4.3 Phân loại: 18 2.3.4.4 Nguyên lý làm việc: 19 2.3.4.5 Van tiết lưu hay van giãn nở xe toyota vios 19 2.3.4.6 Môi chất làm lạnh sử dụng hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ xe toyota vios 20 2.4 Một số phận khác: 21 2.4.1 Van giảm áp phốt làm kín: 21 2.4.2 Công tắc áp suất: 22 2.4.4 Máy Quạt: 23 2.4.5 EPR (bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh) 25 2.4.7 Bộ điều khiển tốc độ quạt 29 2.4.8 Điều khiển A/C nhiệt độ nước cao 34 2.4.9 Điều chỉnh tốc độ quạt 34 2.4.10 Hệ thống bảo vệ đai dẫn động 36 2.4.11 Điều khiển bù không tải 37 CHƯƠNG 3: 38 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 38 3.1 Thông số kỹ thuật cần thiết kế 38 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 38 3.3 Tính tốn thiết kết mơ hình giá đỡ 40 3.3.1 Thiết kế vẽ chế tạo 40 vi 3.3.2 Thiết kế khung mơ hình 41 3.4 Tính tốn, lựa chọn cá phận kết cấu mơ hình 43 3.5 Thi cơng lắp ráp mơ hình 45 3.6 Kiểm tra ,thực nghiệm đánh giá mơ hình 47 3.7 Ý nghĩa mơ hình 49 CHƯƠNG 4: 50 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 50 4.1 Kết luận 50 4.2 Hướng phát triển đề tài 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 vii DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Điều hịa khơng khí kiểu Táplơ Hình 2 Điều hịa khơng khí kiểu khoang hành lý Hình Điều hịa khơng khí kiểu kiểu kép .8 Hình Hệ thống điều hịa khơng khí loại đơn Hình Cấu tạo ly hợp điện từ Hình Hệ thống điều khiển điện tử 10 Hình Chu trình hoạt động hệ thống điều hịa khơng khí 11 Hình Kết cấu hệ thống điều hịa khơng khí 13 Hình Kết cấu máy nén 14 Hình 10 Cấu tạo máy nén loại piston .14 Hình 11 Cảm biến tốc độ máy nén 15 Hình 12 Cấu tạo giàn nóng (Bộ ngưng tụ) 16 Hình 13 Cấu tạo bình lọc-bình hút ẩm 17 Hình 14 Cấu tạo giàn lạnh .18 Hình 15 Các loại giàn lạnh 18 Hình 16 Hoạt động van giãn nở 20 Hình 17 Van giảm áp phốt làm kín 21 Hình 18 Cơng tắc áp suất .22 Hình 19 Hệ thống đường ống áp cao áp thấp 22 Hình 20 Các loại quạt .24 Hình 21 Quạt lịng sóc 24 Hình 22 Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh .25 Hình 23 Cơng tắc điều khiển áp suất .25 Hình 24 Kiểu điện trở 27 Hình 25 Kiểu nhiệt điện trở 27 Hình 26 Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ cao) 28 Hình 27 Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ thấp) .28 Hình 28 Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh thấp) 29 viii Hình 29 Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh cao) 29 Hình 30 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió .30 Hình 31 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Low) 30 Hình 32 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Medium) 31 Hình 33 Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí High) .31 Hình 34 Cấu tạo van EPR 32 Hình 35 Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ xe cao) 32 Hình 36 Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ xe thấp) .33 Hình 37 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ cao) 33 Hình 38 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ thấp) 34 Hình 39 Cảm biến nhiệt độ nước 34 Hình 40 Quạt giàn nóng quạt két nước mắc nối tiếp .35 Hình 41 Quạt giàn nóng quạt két nước mắc song song 35 Hình 42 Ngun lý điều khiển quạt giàn nóng quạt két nước 36 Hình 43 Mạch bảo vệ đai dẫn động .37 Hình 44 Điều khiển bù không tải 37 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí tơ 39 Hình 3.2 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí ô tô 40 Hình 3.3 Thiết kết khung mơ hình 3D 40 Hình Sơ đồ hệ thống 41 Hình 3.5 Thiết kế khung mơ hình 42 Hình 3.6 mơ tơ điện 43 Hình Giàn nóng quạt gió 44 Hình 3.8 Máy nén 44 Hình 3.9 phin lọc 45 Hình 3.10 Lắp đặt giàn nóng, giàn lạnh 45 Hình 3.11 Lắp đặt mô tơ máy nén 46 Hình 3.12 Lắp đặt ống đẫn 47 Hình 3.13 Đo số vịng quay máy nén 47 Hình 3.14 Đo số vịng quay mơ tơ 48 ix CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 3.1 Thông số kỹ thuật cần thiết kế - Với cáp điện bọc lõi đồng J = 4.5-7A/mm2chọn J= 6A/mm2 tương đương 1,3kW/mm2 - Motor 1.5kw Ta chọn Dây 3x2.5mm – 15A - Quạt nóng 100w, Quạt lạnh 100w, hệ thống dây điều khiển, hộp đánh pan ta chọn Dây 0.5mm – 6A 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế Từ mục đích u cầu mơ hình cần xây dựng nên chúng em đưa phương án lựa chọn Phương án 1: Xây dựng theo mơ hình cũ Nhược điểm - Tất phận hệ thống lắp đặt phía mơ hình Do gặp khó khăn giảng dạy việc quan sát thiết bị, tìm hiểu nguyên lý hoạt động, cấu tạo phận xác định nguyên nhân hỏng hóc hóc hệ thống - Khi quan sát mơ hình khó hiểu ngun lý hoạt động, sơ đồ điện hệ thống điều hịa khơng khí tơ - Trên mơ hình khơng có đồng hồ đo áp suất phía áp suất thấp phía áp suất cao Do khơng thể xác định tình trạng hoạt động hệ thống, đồng thời không xác định hư hỏng xảy hệ thống hoạt động tình trạng khơng bình thường 38 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí tơ Phương án 2: Mơ hình xây dựng Ưu điểm - Các thiết bị bố trí thuận tiện cho việc giảng dạy, việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động, bảo dưỡng sửa chữa khắc phục cố, đồng thời xác định áp suất đầu đẩy đầu hút - Giàn nóng bố trí để thổi khí nóng cịn giàn lạnh bố trí phía thổi khí mát vào mặt thân hành khách - Mơ hình thiết kế sử dụng van tiết lưu nên thay đổi lượng mơi chất vào giàn lạnh - Mơ tơ thiết kế đặt phía tránh rung động gây hỏng, rơi phận chi tiết hệ thống - Khi quan sát mơ hình người học dễ dàng hiểu nguyên lý làm lạnh, sơ đồ điện hệ thống, thuận lợi trình giảng dạy nghiên cứu Nhược điểm - Do thiết bị sử dụng lâu ngày, tình trạng hoạt động khơng cịn đảm bảo Vì hệ thống hoạt động khơng thể cho độ lạnh sâu 39 - Mơ hình hồn tồn điều khiển khí khơng liên quan đến tự động sở để giảng dạy hệ thống điều hịa khơng khí tơ Hình 3.2 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí tơ 3.3 Tính tốn thiết kết mơ hình giá đỡ 3.3.1 Thiết kế vẽ chế tạo Hình 3.3 Thiết kết khung mơ hình 3D 40 Hình Sơ đồ hệ thống - Chú thích: Mơ tơ Dây đai Máy nén Giàn lạnh Họng gió Lọc ga Núm điều chỉnh tốc độ lạnh Giàn nóng 3.3.2 Thiết kế khung mơ hình Chuẩn bị vật liệu làm khung chi tiết cần thiết Khung mơ hình có kích thước sau: 41 - Chiều cao: 1400 - Chiều ngang: 1100 - Chiều cao chân khung: 700 Các bước làm khung: - Đo đạc tiến hành cắt sắt theo thiết kế Hình 3.5 Thiết kế khung mơ hình Chuận bị dụng cụ để lắp ráp: - Mỏ lết - Khóa 10, khóa 13 - Bu long, ốc vít - Thước đo - Kìm chết, tua vít - Máy khoan, máy cắt 42 Tính tốn, lựa chọn cá phận kết cấu mơ hình 3.4 Mơ tơ điện Thơng số motor: - Động cơ: pha - Công suất: hp - Tốc độ quay: 1400 – 1470 (vòng/phút) - Dùng khóa để cố định bu lơng bốn góc (vặn vừa vừa để căng dây cuaroa) Hình 3.6 mô tơ điện Chú ý: mô tơ hoạt động rung mạnh cần xiết chặt đai ốc tránh trường hợp mô tơ bị di chuyển gây đùn căng dây cuaro Giàn nóng quạt gió - Thơng số quạt gió: sử dụng nguồn DC - 12V - Xác định, đánh dấu vị trí lỗ đai ốc cần lắp khung treo - Dùng khóa để cố định bu lơng góc vặn chặt để cố định giàn nóng lắp để ý chiều dàn nóng quạt gió 43 Hình Giàn nóng quạt gió Máy nén Thơng số kĩ thuật: - Hiệu sanden A508 - Loại piston - Đo đạc, đánh dấu vị trí gắn ốc chân máy nén, sau tiến hành khoan lổ để cố định máy nén hai treo - Dùng khóa để cố định bulông, xiết thật chặt tránh trường hợp máy bị di chuyển hoạt động - Lắp căng dây cuaro, sau cố định bulơng motor Hình 3.8 Máy nén 44 Chú ý: trước lắp ta phải thay nhớt cho máy nén Vì lâu ngày khơng sử dụng nhớt biến chất khơng cịn hiệu Phin lọc - Sau xác định vị trí ta tiến hành khoan lỗ cố định keo silicon cho phin lọc mắt ga với đầu ống lên Hình 3.9 phin lọc - Khi lắp để ý chiều chiều vào phin để lắp đường ống gas cho phù hợp (Có ghi chữ “IN” bên đầu vào) 3.5 Thi cơng lắp ráp mơ hình Lắp đặt giàn nóng giàn lạnh Hình 3.10 Lắp đặt giàn nóng, giàn lạnh 45 - Xác định, đánh dấu vị trí lỗ đai ốc cần lắp khung treo - Dùng khóa để cố định bu lơng góc vặn chặt để cố định giàn nóng - Khi lắp để ý chiều dàn nóng quạt gió Hình 3.11 Lắp đặt mơ tơ máy nén Đo đạc, đánh dấu vị trí gắn ốc chân máy nén, sau tiến hành khoan lổ để cố - định máy nén hai treo Dùng khóa để cố định bulông, xiết thật chặt tránh trường hợp máy bị di - chuyển hoạt động - Lắp căng dây cuaro, sau cố định bulơng motor Chú ý: trước lắp ta phải thay nhớt cho máy nén Vì lâu ngày khơng sử dụng nhớt biến chất khơng cịn hiệu 46 Hình 3.12 Lắp đặt ống đẫn - Dùng khóa để cố định bu lông ống cao áp từ máy nén đến dàn nóng, từ dàn nóng đến phin lọc, từ phin lọc đến dàn lạnh - Dùng khóa mỏ lếch để vặn bu long ống thấp áp từ dàn lạnh máy nén 3.6 Kiểm tra ,thực nghiệm đánh giá mơ hình Đo số vịng quay máy nén Hình 3.13 Đo số vịng quay máy nén Đo số vịng quay mơ tơ 47 Hình 3.14 Đo số vịng quay mơ tơ Đo áp suất máy nén Hình 15 Đo áp suất máy nén 1: Áp suất cao đo 200psi, 2: Áp suất thấp đo 40psi 48 - Đồng hồ đo áp suất nén dùng để kiểm tra tình trạng hữu piston xéc- măng-xy lanh, độ kín joint nắp máy độ kín xu pap Mơ hình ứng dụng để mơ hệ thống điều hịa khơng khí tơ, phục vụ - cho việc giảng dạy học tập Hình 3.16 Hồn thành mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí tơ Ý nghĩa mơ hình 3.7 Sau hồn thành đồ án tốt nghiệp đề tài Các kết đạt - giúp cho chúng em có thêm nhiều kiến thức Trong q trình hồn thiện mơ hình giúp chúng em nâng cao tay nghề, nhanh nhẹn nhạy bén lúc làm việc - Việc thiết kế mơ hình cần trải qua nhiều giai đoạn Cần nghiên cứu hiểu q trình làm đỡ tốn thời gian sức lực - Cần có bảng vẽ tính tốn kiểm nghiệm bền trước bắt tay làm vừa giảm kinh phí vừa tiết kiệm thời gian - Cần quản lý giao nhiệm vụ cụ thể để lúc tiến hành vào làm người phối hợp với nhiều 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1 Kết luận Sau hoàn thành báo cáo đề tài, chúng em thu nhiều kết tốt Các kết mà chúng em đạt sau: Kết quả: Giới thiệu hệ thống điều hịa khơng khí tơ Nắm vững kiến thức hệ thống điều hịa khơng khí tơ Khung mơ hình nhóm thỏa bền kiểm nghiệm phần mềm khí catia Biết cách vẽ phần mềm catia Học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm làm việc nhóm từ bạn Nhận xét: Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp đề tài Các kết đạt giúp cho chúng em có thêm nhiều kiến thức Trong q trình hồn thiện mơ hình giúp chúng em nâng cao tay nghề, nhanh nhẹn nhạy bén lúc làm việc Việc thiết kế mơ hình cần trải qua nhiều giai đoạn Cần nghiên cứu hiểu q trình làm đỡ tốn thời gian sức lực Cần có bảng vẽ tính tốn kiểm nghiệm bền trước bắt tay làm vừa giảm kinh phí vừa tiết kiệm thời gian Cần quản lý giao nhiệm vụ cụ thể để lúc tiến hành vào làm người phối hợp với nhiều 4.2 Hướng phát triển đề tài Hướng phát triển đề tài Đây đồ án tính tốn cải tạo hệ thống có sẵn cho hệ thống khác đưa vào lắp ráp thực tế cần : - Hiểu rõ kết cấu, ngun lý hệ thống điều hịa khơng khí ô tô - Cải tạo, hoàn chỉnh lại thông số cho phù hợp thiết kế - Xử lý vấn để phần mềm : Sử dụng thành thạo phần mềm hỗ trợ cho đồ án 50 - Phát triển thành mơ hình thực tế thúc đẩy q trình nghiên cứu phát triển cho ngành công nghệ ô tô 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Nhật Trường ,Nguyễn Đỗ Minh Triết ,”Thực Hành Chuẩn Đoán ,Bảo Dưỡng Và Sửa Chữa Ơ Tơ” HUTECH [2] Nguyễn Oanh “ÔTÔ THẾ HỆ MỚI – ĐIỆN LẠNH ÔTÔ” Nhà Xuất Bản Đồng Nai – 1999 [3] Nguyễn Văn Chất – Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Bổng “CẤU TẠO VÀ SỬA CHỮA ĐIỆN ÔTÔ” Nhà Xuất Bản Giáo Dục – 1993 [4] Trần Tuấn Vũ “CẤU TẠO HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ” – 2018 [6] https://www.oto-hui.com/diendan/ [7] https://tailieuoto.vn/he-thong-dieu-hoa-khong-khi-tren-o-to [8] https://www.mechanicalbooster.com/2017/12/car-air-conditioningsystem.html 52