Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp ô tô nước ta đang trong đà phát triển mạnh mẽ. Những năm gần đây, lượng ô tô tham gia giao thông ngày càng nhiều. Ngày nay, ô tô đã trở thành phương tiện di chuyển quen thuộc của người dân Việt Nam. Nhiều hãng xe nổi tiếng trên thế giới đã nhận thấy nhu cầu này và đầu tư vào Việt Nam. Vì vậy, nhà nước cũng đẩy mạnh phát triển ngành công nghiệp ô tô. Trong những năm gần đây, nhiều hãng xe nước ngoài đã đầu tư vào thị trường Việt Nam như: Huyndai, Mercedes, Mazda, Kia. Ngoài ra chúng ta cũng đã có hãng xe riêng mang thương hiệu của người Việt đó chính là hãng xe Vinfast. Là một sinh viên Đại học sắp kết thúc quá trình học đã được đào tạo chính quy trong suốt 4,5 năm, qua thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM. Để khẳng định hệ thống chất lượng đào tạo của Nhà trường em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Hệ thống điều hòa không khí xe tải KIA. Mô hình điều hòa nhiệt độ trên xe ô tô”. Luận văn này tập trung đánh giá về các vấn đề kỹ thuật, bảo dưỡng, sửa chữa của hệ thống điều hòa trên ô tô tải KIA. Việc xây dựng mô hình sẽ giúp cho chúng em hiểu sâu hơn về hệ thống điều hòa đang được sử dụng trên các phương tiện ô tô hiện nay. Đồng thời mô hình sẽ mang lại kiến thức thực tế nhất cho các bạn trong ngành ô tô. Nội dung đề tài của em gồm có: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài. Chương 2: Lý thuyết và các thành phần trong hệ thống điều hòa không khí. Chương 3: Hệ thống điều hòa không khí trên xe tải KIA. Chương 4: Thiết lập mô hình điều hòa không khí. Em đã cố gắng tìm hiểu và nghiên cứu kỹ đề tài, vì đề tài rộng lớn do đó không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn để bài làm của em được hoàn thiện hơn. Hi vọng rằng đề tài của em sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên sau này và là những bài giảng hữu ích trong các lớp học của nhà trường.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Giới thiệu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Trong vận tải ô tô, hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ thoải mái cho hành khách, giảm thiểu mệt mỏi cho người lái và cải thiện an toàn Luồng không khí liên tục giúp giảm nồng độ carbon dioxide, khử mùi và ngăn ngừa sự phát triển của mùi hôi, điều này rất cần thiết vì nồng độ carbon dioxide cao có thể làm giảm khả năng phản ứng của người lái Hệ thống điều hòa không khí cho phép người ngồi trong xe lựa chọn nhiệt độ phù hợp trong các điều kiện thời tiết khó khăn Hiện nay, điều hòa ô tô có thể được điều khiển tự động thông qua cảm biến và hệ thống điện tử, đồng thời giúp loại bỏ sương mù và băng trên kính chắn gió Để làm nóng không khí, hệ thống sử dụng bình chứa nước như két sưởi ấm và bộ tản nhiệt, trong khi để làm mát, nó hoạt động theo kiểu khép kín với máy nén và dàn ngưng, chuyển đổi chất làm lạnh từ thể khí sang thể lỏng và ngược lại, hấp thụ nhiệt từ không khí bên trong xe.
Để kiểm soát nhiệt độ bên trong xe, hệ thống điều hòa kết hợp giữa hộp sưởi và giàn lạnh, điều chỉnh cánh trộn và van nước Hệ thống điều hòa cũng hút không khí bên ngoài vào xe thông qua thông gió tự nhiên, tạo ra chênh lệch áp suất do chuyển động của xe Khi xe di chuyển, áp suất không khí phân bố không đồng đều, với cửa hút gió ở áp suất dương và cửa thoát khí ở áp suất âm Ngoài ra, hệ thống thông gió cưỡng bức sử dụng quạt điện để hút không khí vào xe, với vị trí cửa hút và thoát khí tương tự như hệ thống thông gió tự nhiên Hệ thống thông gió này thường kết hợp với các hệ thống khác như điều hòa không khí và sưởi ấm.
Tính cấp thiết của đề tài
Xe ô tô ngày nay là phương tiện thiết yếu, mang lại sự thoải mái và an toàn cho người sử dụng Các thiết bị hỗ trợ trên ô tô hiện đại ngày càng được cải tiến, đáp ứng nhu cầu giải trí như nghe nhạc và xem truyền hình Hệ thống điều hòa trong xe là một trong những tiện nghi được ưa chuộng nhất, góp phần nâng cao trải nghiệm lái xe.
Ngày nay, hệ thống làm mát ô tô ngày càng được cải tiến để mang lại sự thoải mái cho người sử dụng trong mọi điều kiện thời tiết, đặc biệt là trong bối cảnh khí hậu Việt Nam với thời tiết xấu và ô nhiễm không khí Tuy nhiên, sự hiện đại của các hệ thống này cũng khiến việc truy cập và sửa chữa khi gặp sự cố trở nên khó khăn hơn Vì vậy, sinh viên kỹ thuật ô tô cần nắm vững kiến thức cơ bản về tất cả các hệ thống ô tô hiện có.
Điều hòa ô tô hiện nay là một hệ thống quan trọng, được trang bị trên tất cả các loại xe, nhờ vào sự phát triển công nghệ và giảm chi phí sản xuất Việc dễ dàng tiếp cận hệ thống điều hòa không khí đã thúc đẩy sự lựa chọn đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống điều hòa xe tải KIA Xây dựng mô hình điều hòa nhiệt độ” Đề tài này sẽ là cơ sở cho việc áp dụng các hệ thống điện lạnh trên ô tô hiện đại trong tương lai, đồng thời đóng góp vào công tác giảng dạy và là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành ô tô và kỹ thuật ô tô.
Phương pháp nghiên cứu
1.3.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Qua 3 tháng thực tập tại các cơ sở sửa chữa ô tô, chúng em đã có cơ hội quan sát và nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí Mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhưng chúng em đã tích lũy được nhiều kiến thức quý giá trong chuyên ngành.
Bước 1: Quan sát và tìm hiểu các hệ thống xe thực tế và tìm hiểu các chi tiết thực trên thị trường
Bước 2: Xây dựng phương án thiết kế mô hình
Bước 3: Lập phương án lắp đặt, kiểm tra, chấn đoán hư hỏng của hệ thống điều hòa không khí
Bước 4: Từ kết quả kiểm tra, xây dựng các phương án bảo dưỡng, sửa chữa
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Một phương pháp nghiên cứu khoa học hiệu quả là thu thập và phân tích toàn diện các tài liệu hiện có, từ đó rút ra những kết luận khoa học cần thiết thông qua tư duy logic.
Bước 1: Thu thập, tìm kiếm các tài liệu về hệ thống điều hòa không khí
Bước 2: Tổ chức các tài liệu tham khảo theo một hệ thống logic, sắp xếp theo từng bước, từng kiến thức và từng vấn đề trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, phân loại theo từng loại cụ thể.
Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích một cách khoa học các tài liệu về điều hòa không khí, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Bước 4: Tích hợp và hệ thống hóa tất cả các kết quả phân tích để xây dựng một hệ thống lý thuyết hoàn chỉnh và hợp lý.
1.3.3 Phương pháp thống kê mô tả
Sự định nghĩa là quá trình tổng hợp các kết quả nghiên cứu hiện tại cùng với tài liệu nghiên cứu để rút ra những kết luận chính xác và khoa học.
Dựa trên nghiên cứu thực tiễn trên xe thật và tài liệu lý thuyết, bài viết đề xuất mô hình hệ thống cho việc bảo dưỡng, sửa chữa và khắc phục sự cố trên ô tô.
Nội dung chính của đề tài
Nội dung chính của đề tài gồm có ba phần chính:
Chương 2: Lý thuyết và các thành phần trong hệ thống điều hòa ô tô
− Lý thuyết về điều hòa, chức năng của điều hòa ô tô
− Cấu tạo của hệ thống điều hòa trên ô tô
− Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa ô tô
− Bộ điều khiển và thiết bị bảo vệ cho hệ thống
− Môi chất làm lạnh và dầu bôi trơn
Chương 3: Hệ thống điều hòa không khí trên xe tải KIA
− Khái quát cơ bản về hệ thống điều hòa trên xe tải KIA
− Các thành phần trong hệ thống điều hòa không khí của xe tải KIA
− Các bộ phận điều khiển hệ thống
− Chẩn đoán, bảo trì, sửa chữa hệ thống
− Những điều cần biết khi sửa chữa hệ thống
Chương 4: Xây dựng mô hình hệ thống điều hòa
− Đưa ra các phương án xây dựng mô hình
− Lựa chọn phương án thiết kế sao cho đảm bảo yêu cầu về tính thẩm mỹ, kinh tế và dễ dàng sử dụng
− Gia công, chế tạo các chi tiết đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống
− Quy trình lắp đặt mô hình và quy trình nạp khí ga
− Hướng dẫn sử dụng mô hình.
LÝ THUYẾT VÀ CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Lý thuyết về điều hòa không khí trong ô tô
2.1.1 Mục đích về điều hòa không khí Điều hòa không khí (air conditioning) trong ô tô để đạt được những điều sau:
- Lọc không khí sạch và tinh khiết trước khi vào cabin xe
- Rút sạch chất ẩm ướt trong khối không khí này
- Làm mát lạnh không khí và giữ mát trong cabin xe ở nhiệt độ thích hợp
Xe hiện đại được trang bị điều hòa nhiệt độ, mang lại sự thoải mái và mát mẻ cho cả người lái và hành khách, đặc biệt là trong những chuyến đi dài dưới thời tiết khắc nghiệt Vì vậy, hệ thống lạnh đã trở thành trang bị tiêu chuẩn trên các mẫu xe mới.
2.1.2 Lý thuyết về hệ thống điều hòa không khí trong ô tô
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một phần quan trọng của hệ thống HVAC, giúp điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và hướng gió Nó không chỉ cải thiện chất lượng không khí mà còn mang lại lợi ích cho những người có vấn đề sức khỏe bằng cách hút ẩm và làm sạch không khí trong quá trình làm mát.
Nhiệt được định nghĩa đơn giản là năng lượng, và việc ăn khớp các bánh răng hoặc quay bánh xe tạo ra ma sát dẫn đến sinh nhiệt Sự đốt cháy cũng tỏa nhiệt, như quá trình đốt cháy của mặt trời chiếu xuống bề mặt trái đất Nhiệt độ hợp lý mang lại sự thoải mái cho cơ thể, trong khi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe Kiểm soát nhiệt độ đồng nghĩa với việc kiểm soát sự thoải mái của cơ thể, và điều hòa không khí là một phương pháp hiệu quả để thực hiện điều này.
Tất cả các chất đều chứa nhiệt, và theo khoa học, "Không độ tuyệt đối" (khoảng -273C) là điểm mà toàn bộ nhiệt lượng được loại bỏ khỏi một vật thể Bất kỳ chất nào có nhiệt độ cao hơn không độ tuyệt đối đều giữ lại một lượng nhiệt nhất định.
Một người bình thường cảm thấy thoải mái nhất ở nhiệt độ từ 21C đến 26C và độ ẩm tương đối từ 45% đến 50% Trong khoảng nhiệt độ và độ ẩm này, mọi vật thể đều mang lại cảm giác dễ chịu khi sử dụng Khi nhiệt độ vượt ra ngoài phạm vi này, chúng ta sẽ cảm nhận được sự nóng hoặc lạnh.
2.1.2.2 Nhiệt độ bên trong xe
Khi lái xe hoặc đỗ xe dưới trời nắng, nhiều nguồn nhiệt như không khí xung quanh, ánh sáng mặt trời, nhiệt từ động cơ, mặt đường và khí thải làm tăng nhiệt độ không khí trong xe Vào những ngày có nhiệt độ môi trường cao, chẳng hạn như 37C, nhiệt độ bên trong xe có thể đạt tới 65-70C nếu các cửa sổ đóng kín.
Nhiệt được truyền dẫn từ vật này sang vật khác chủ yếu theo ba cách:
Hình 2.1: Nhiệt bên trong xe hấp thụ
2.1.2.3 Môi chất lạnh trong hệ thống điều hòa ô tô
Môi chất làm lạnh, hay gas lạnh, là chất lỏng có khả năng thay đổi trạng thái ở nhiệt độ thấp Khi được giải phóng ở áp suất khí quyển, các chất làm lạnh trong ngành công nghiệp ô tô có nhiệt độ khoảng 26C và chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí (bay hơi) Trong quá trình bay hơi, chúng hấp thụ một lượng nhiệt lớn từ môi trường xung quanh, đặc biệt là nhiệt từ bên trong xe.
Trong giai đoạn từ những năm 1930 đến đầu những năm 90, FREON (R12) đã trở thành chất làm lạnh chủ yếu trong các hệ thống điều hòa không khí của xe hơi Tuy nhiên, vào giữa những năm 90, việc sử dụng FREON bắt đầu bị hạn chế do tác động tiêu cực của nó đến môi trường.
Chất làm lạnh R-12 đã bị loại bỏ do ảnh hưởng tiêu cực đến tầng ozone, và đã được thay thế bằng R-134a Gần 30 năm sau khi R-134a được giới thiệu, chất làm lạnh này đang dần được thay thế bởi R-1234YF, bắt đầu từ năm 2018.
Hình 2.2: Tầng ozon bị xuyên thủng bởi môi chất lạnh R-12
Môi chất lạnh dùng trong hệ thống điều hòa không khí ô tô phải đạt các yêu cầu sau đây:
− Dễ bốc hơi, có điểm sôi thấp
− Phải trộn lẫn, hòa tan được với dầu bôi trơn
− Có tính hóa trơ, nghĩa là không làm hỏng ống cao su dẫn ga điều hòa, nhựa dẽo, không gây sét gỉ cho kim loại
− Không dễ cháy nổ và độc hại
Bảng 2.1: So sánh thông số kỹ thuật với các loại môi chất khác
Tên môi chất lạnh R-12 R-134a R-1234YF
Công thức phân tử CCL2F2 CHFCF3 CH2F3
Khối lượng phân tử (g/mol) 120.91 102.03 114.04 Điểm sôi (1 atm, C) -28.9 -26.3 -30.0 Điểm dòng đặc (C) -155.0 -108.0 ~
Nhiệt độ giới hạn (C) 118.8 101.29 94.7 Áp suất hơi bão hòa
Thời gian tồn tại trong môi trường tự nhiên 95 – 150 năm 8 – 11 năm 1 năm
Hòa tan khoáng chất Tốt Không Không
2.1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa
Các thành phần cơ bản của hệ thống điều hòa không khí trên xe gồm máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, bình lọc và van tiết lưu, mỗi bộ phận có nhiệm vụ riêng Hệ thống được kết nối bằng ống cứng và ống mềm, cho phép chất làm lạnh di chuyển ở cả hai trạng thái khí và lỏng Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của năm bộ phận này, cần lưu ý rằng hệ thống điều hòa không khí được chia thành hai phần chính.
Phần cao áp nhiệt trong hệ thống bao gồm các bộ phận chịu áp suất và nhiệt độ cao, được nhận diện qua ống có đường kính nhỏ và các bộ phận rất nóng khi chạm vào.
Phần hạ áp nhiệt trong hệ thống bao gồm các bộ phận áp suất thấp với đường kính lớn hơn, đi kèm với ống mềm và bộ điều chỉnh Khi chạm vào, các bộ phận này sẽ lạnh như băng, điều này tạo thuận lợi cho quá trình chẩn đoán.
Hình 2.3: Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Hệ thống lạnh hoạt động qua các bước cơ bản nhằm loại bỏ nhiệt, làm mát không khí và phân phối luồng không khí trong khoang hành khách.
1 Hơi môi chất lạnh được bơm từ máy nén (1) dưới áp suất cao và nhiệt độ cao ra giàn nóng (2)
2 Tại giàn nóng (bộ ngưng tụ) (2), nhiệt độ môi chất lạnh rất cao, quạt gió thổi làm mát dàn nóng, môi chất lạnh ở trạng thái hơi giảm áp nên hơi ngưng tụ thành lỏng áp suất và nhiệt độ thấp
3 Môi chất lạnh lỏng tiếp tục chảy đến bình lọc (4), tại đây môi chất lạnh được tinh chế tiếp bằng cách hấp thụ độ ẩm và loại bỏ tạp chất
Các thành phần trong hệ thống điều hòa ô tô
2.2.1 Máy nén Để hệ thống điều hòa không khí hoạt động, một bên phải ở áp suất cao, trong khi phía đối diện phải ở áp suất thấp hơn Sự khác biệt áp suất này là chìa khóa cho hệ thống làm mát Máy nén được gắn giữa hai phía, nén khí lạnh áp suất thấp (nhiệt độ thấp), thành chất làm lạnh khí áp suất cao (nhiệt độ cao) Bên trong máy bơm nén, một rotor quay ở tốc độ cao Rotor xe kéo khí lạnh (từ máy bay hơi) vào đầu vào và đẩy chúng ra phía bên kia (vào giàn nóng) Ở máy nén cơ khí, bộ phát sóng bên trong máy nén được kết nối với động cơ của xe bằng thắt lưng Kết nối đai cho phép điều hòa không khí hoạt động khi động cơ đang chạy nhưng không phải khi nó được tắt Máy nén điện mới trên xe hybrid và xe điện mới, cung cấp điều hòa không khí ngay cả khi động cơ tắt để tiết kiệm nhiên liệu và khí thải (không được mở trên động cơ)
Máy nén có nhiều kiểu thiết kế nhưng đều thực hiện hai chức năng chính: bơm môi chất làm lạnh qua hệ thống và tăng nhiệt độ, áp suất của môi chất để ngưng tụ thành chất lỏng, đồng thời giải phóng nhiệt Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về nguyên lý hoạt động của hai chức năng cơ bản này.
2.2.1.1 Máy nén kiểu đĩa chéo
Cặp pít-tông được lắp đặt trên đĩa ngang, với khoảng cách 720 mm cho máy nén 10 xi-lanh và 1200 mm cho máy nén 6 xi-lanh Khi một bên của pít-tông thực hiện kỳ nén, bên còn lại sẽ ở trong kỳ hút.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là sự di chuyển đồng bộ của pít-tông trái, phải với chuyển động quay của đĩa ngang, tạo thành một cơ cấu thống nhất để nén môi chất lạnh Khi pít-tông di chuyển vào trong, van hút mở ra nhờ chênh lệch áp suất, hút chất lỏng vào xi-lanh Ngược lại, khi pít-tông di chuyển ra ngoài, van hút đóng lại, giúp nén môi chất lạnh Áp suất của chất làm lạnh mở van giảm áp, đẩy chất làm lạnh ra ngoài, trong khi van hút và xả ngăn không cho chất làm lạnh chảy ngược chiều.
Hình 2.4: Cấu tạo của máy nén loại đĩa chéo
2.2.1.2 Máy nén khí dạng đĩa lắc
Khi trục quay hoạt động, chốt dẫn hướng sẽ quay đĩa chéo, kết nối trực tiếp với trục Chuyển động quay của đĩa nằm ngang sẽ được chuyển hóa thành chuyển động tịnh tiến của pít-tông trong xi-lanh, tạo ra tác dụng hút, nén và xả vào môi chất Để điều chỉnh công suất của máy nén, có hai phương pháp hiệu quả.
Một là sử dụng van điều khiển hoặc sử dụng van điện từ điều khiển
Hình 2.5: Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc
Van điều khiển điều chỉnh áp suất trong khoang đĩa chéo dựa vào độ lạnh, thay đổi góc nghiêng của đĩa thông qua chốt dẫn hướng và trục làm khớp bản lề Khi độ lạnh giảm, áp suất trong buồng áp suất thấp giảm theo, khiến van mở do áp suất ống xếp lớn hơn áp suất buồng áp suất thấp Áp suất từ buồng áp suất cao tác động vào buồng đĩa chéo, dẫn đến áp suất bên phải thấp hơn bên trái, làm giảm hành trình pít-tông do nó dịch chuyển sang bên phải.
2.2.1.3 Van giảm áp và phớt làm kín trục
Nếu giàn nóng không được giải nhiệt hoặc bị tắc nghẽn, áp suất giàn ngưng và phin lọc sẽ tăng cao bất thường, gây nguy hiểm cho đường ống dẫn Để ngăn chặn tình trạng này, khi áp suất ở phía áp suất cao tăng từ 3,43MPa (35kgf/cm2) đến 4,14MPa (42kgf/cm2), van giảm áp sẽ tự động mở ra để giảm áp suất.
Hình 2.6: Van giảm áp và phớt làm kín trục
Máy nén cánh gạt truyền động được trang bị công tắc nhiệt độ ở đầu máy để theo dõi nhiệt độ chất làm lạnh Khi nhiệt độ nước làm mát vượt quá mức cho phép, thanh lưỡng kim trong công tắc sẽ biến dạng, dẫn đến việc ngắt tiếp điểm và ngừng dòng điện qua bộ ly hợp từ, làm cho máy nén tắt Điều này giúp ngăn chặn tình trạng máy nén bị kẹt.
Dầu máy nén là yếu tố quan trọng trong việc bôi trơn các bộ phận chuyển động của máy nén, hoạt động bằng cách hòa trộn với chất làm lạnh và lưu thông qua hệ thống điều hòa không khí Việc lựa chọn đúng loại dầu là cần thiết, vì dầu máy nén sử dụng cho hệ thống R-134a không thể thay thế cho dầu máy nén của R12 Sử dụng sai chất bôi trơn có thể dẫn đến tình trạng máy nén bị kẹt, gây hư hỏng nghiêm trọng.
Ly hợp từ là thiết bị kết nối động cơ với máy nén, được dẫn động bằng đai Chức năng chính của ly hợp từ là điều khiển hoạt động của máy nén, cho phép dẫn động và dừng máy nén khi cần thiết.
Ly hợp từ bao gồm các thành phần chính như stator (nam châm điện), puli định tâm và các bộ phận khác Bộ phận định tâm được gắn với trục máy nén, trong khi stato được lắp đặt ở phía trước thân máy nén.
Ly hợp từ được phân loại theo hình dạng như sau:
− Kiểu F, kiểu G: Cho máy nén kiểu trục khuỷu
− Kiểu R, kiểu P: Đối với máy nén kiểu đĩa chéo hay kiểu cánh gạt xuyên
Hình 2.7: Cấu tạo các kiểu ly hợp
Chức năng của dàn ngưng là tạo ra hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén, sau đó ngưng tụ thành chất lỏng bằng cách giải phóng nhiệt vào không khí Khi hoạt động, dàn ngưng nhận hơi môi chất lạnh nóng từ máy nén, đi vào qua ống góp khí ở đỉnh và di chuyển xuống theo ống, nơi hơi nóng truyền qua các cánh tản nhiệt và bị gió mát thổi ra ngoài Quá trình này giải phóng một lượng nhiệt lớn vào không khí, và lượng nhiệt được trích ra từ chất làm lạnh dạng hơi để ngưng tụ thành chất lỏng tương đương với lượng nhiệt mà chất làm lạnh hấp thụ trong thiết bị bay hơi để chuyển từ dạng lỏng sang hơi.
Giàn nóng được lắp đặt ở phía trước xe để tối ưu hóa luồng không khí khi xe di chuyển Để tăng cường khả năng tản nhiệt khi xe dừng hoặc di chuyển chậm, dàn ngưng thường đi kèm với hệ thống quạt đơn hoặc quạt kép Ngoài ra, các tấm che được sử dụng để điều hướng luồng không khí hiệu quả trên bề mặt của bình ngưng.
Hình 2.8: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ)
3 Khí nóng 4 Đầu từ máy nén đến
5 Cửa ra 6 Môi chất giàn nóng ra
7 Không khí lạnh 8 Quạt giàn nóng
9 Ống dẫn chữ U 10 Cánh tản nhiệt
Dòng chảy môi chất lạnh có hai dạng chính: dòng chảy lượn khúc và dòng chảy song song Dòng chảy lượn khúc chảy đều qua các ống và ngưng tụ lại khi đi theo cùng một con đường, trong khi dòng chảy song song cho phép chất làm lạnh di chuyển theo cả chiều dọc và chiều ngang qua bình ngưng tụ, được coi là cách bố trí hiệu quả hơn Thiết kế tối ưu bao gồm các bình nước phụ được lắp vào các mặt của lõi, giúp chia dòng chảy thành các dòng nhỏ.
Hình 2.9: Dòng chảy môi chất lạnh của bộ ngưng tụ
2.2.3 Bình lọc (Bộ hút ẩm)
Bình lọc hay bộ hút ẩm là một thiết bị kim loại chứa bộ lọc lưới và chất hút ẩm, có khả năng hấp thụ độ ẩm từ chất làm lạnh Bên trong bầu lọc, chất hút ẩm thường được đặt giữa hai lớp lưới lọc hoặc trong túi riêng biệt, có thể cố định hoặc đặt tự do Bộ hút ẩm được sử dụng khi thiết bị đo van giãn nở tĩnh nhiệt được lắp đặt, thường nằm giữa bình ngưng và van giãn nở tĩnh nhiệt.
Chức năng của bình lọc như sau:
1 Để đảm bảo hệ thống không có bụi bẩn, ngăn ngừa sự mài mòn quá mức hoặc hư hỏng sớm của các bộ phận
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE TẢI KIA
Khái quát về xe và hệ thống điều hòa không khí trên xe
Tôi xin chọn xe tải Kia K250 với tải trọng 2 tấn 4 làm đề tài cho luận văn, vì mẫu xe này đã khẳng định chất lượng trong hơn 10 năm tại thị trường Việt Nam Xe tải nhỏ Kia được ưa chuộng để vận chuyển hàng hóa tại các thành phố lớn như Hồ Chí Minh, Hà Nội và nhiều tỉnh thành khác Với thiết kế đẹp mắt và độ bền vượt trội, xe tải Kia đã chiếm tới 80% thị trường xe tải nhỏ.
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của xe KIA K250
Vệt bánh trước/sau mm 1470/1270
Chiều dài cơ sở mm 2810
Khoảng sáng gầm xe mm 160
Trọng lượng không tải kg 2070
Trọng lượng toàn bộ kg 4755 Động cơ
Tên động cơ HYUNDAI D4CB-CRDi
Loại động cơ Động cơ Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, làm mát bằng nước, tăng áp – làm mát khí nạp, phun nhiên liệu trực tiếp điều khiển điện tử
Ly hợp Đĩa đơn ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không
Hộp số Cơ khí, số sàn, 6 số tiến, 1 số lùi
Hệ thống lái Trục vít eecu bi, trợ lực thủy lực
Hệ thống phanh Trang bị an toàn: ABS, ESC
Trước Phụ thuộc, nhíp là, giảm chấn thủy lực, thanh cân bằng
Sau Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực Đặc tính
Tốc độ tối đa km/h 107
Dung tích thùng nhiên liệu lít 65
Trang bị tiêu chuẩn Radio, USB, Máy lạnh Cabin
3.1.2 Hệ thống điều hòa trên xe
Máy lạnh xe ô tô, hay điều hòa, là thiết bị nội thất thiết yếu giúp mang lại sự thoải mái và dễ chịu cho người sử dụng, giảm bớt cảm giác bí bách khi ngồi trong xe.
Ô tô tải là phương tiện phổ biến để vận chuyển hàng hóa tới nhiều địa điểm khác nhau, từ gần đến xa hàng trăm km Tại Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ mùa hè thường dao động từ 35-40 độ C, có thể lên tới 42 độ C Để bảo vệ sức khỏe của tài xế trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, việc trang bị hệ thống điều hòa cho ô tô tải là cần thiết Hệ thống điều hòa không chỉ giúp duy trì không khí mát mẻ, dễ chịu trong khoang lái mà còn ngăn bụi bẩn xâm nhập, đảm bảo tài xế có thể tiếp tục hành trình dài một cách an toàn và thoải mái.
Các thành phần hệ thống điều hòa không khí của xe tải KIA
3.2.1 Động cơ bơm chất làm lạnh
3.2.1.1 Những bộ phận cấu thành
Hình 3.3: Các bộ phận của động cơ bơm chất làm mát
1 Quạt làm mát 2 Puli bơm nước 3 Bơm nước
Bơm nước động cơ K250 có vai trò quan trọng trong việc luân chuyển dòng coolant trong hệ thống làm mát, giúp giải nhiệt cho động cơ và duy trì nhiệt độ ổn định Máy nén cánh quay bao gồm rotor, các cánh gạt và vỏ ngoài với hình dạng chính xác Khi trục máy nén quay, các cánh gạt và vỏ ngoài tạo thành các ngăn, cho phép môi chất làm lạnh được hút qua cổng nạp vào các ngăn này Thể tích các ngăn giảm dần khi rotor quay, và cổng xả được bố trí tại điểm mà môi chất lạnh đã được nén hoàn toàn.
Máy nén cánh quay hoạt động mà không cần vòng đệm kín nhờ vào lực ly tâm và dầu nhờn giúp các cánh gạt tiếp xúc kín với vỏ ngoài Bình chứa dầu được đặt ở phía cổng ra, tạo áp suất cao để đẩy dầu lưu thông đến các cánh gạt ở áp suất thấp, đảm bảo bôi trơn liên tục Tuy nhiên, máy nén cánh quay phụ thuộc vào chế độ cung cấp dầu ổn định, do đó dễ gặp sự cố khi thiếu dầu Để bảo vệ, có một số thiết bị được sử dụng để nhả ly hợp nếu áp suất hệ thống giảm quá thấp.
1 Xả nước làm mát động cơ
Hình 3.5: Vị trí nút xả nước làm mát
2 Tháo nắp trên của nắp bộ tản nhiệt
3 Nới lỏng độ căng của đai truyền động bằng cách xoay bộ căng đai tự động bằng cờ lê, sau đó tháo đai truyền động
Hình 3.6: Vị trí căng đai tự động
5 Tháo máy bơm nước ra khỏi khối xi lanh
1 Lắp máy bơm nước với miếng đệm mới vào khối xi lanh
Mô-men xoắn siết chặt:
• Bu lụng A (8x45) 2EA : 19,6-26,5 Nãm (2,0-2,7 kgãm, 14,5-19,5 lbãft)
• Bu lụng B (8x45) 2EA : 19,6-26,5 Nãm (2,0-2,7 kgãm, 14,5-19,5 lbãft)
Hình 3.7: Vị trí bu lông
3 Cài đặt đai truyền động
4 Lắp nắp trên của nắp bộ tản nhiệt
5 Đổ đầy nước làm mát động cơ
3.2.2.1 Những bộ phận cấu thành
Hình 3.8: Các thành phần trong bộ tản nhiệt
1 Bình chứa 2 Đường ống áp suất thấp
3 Đường ống áp suất cao 4 Bộ tản nhiệt
5 Giàn nóng 6 Quạt giàn nóng
7 Bộ làm mát 8 Inter cooler
Intercooler là thiết bị cơ học giống như bộ trao đổi nhiệt, có chức năng làm mát không khí nạp vào động cơ Hệ thống làm mát này giúp tăng hiệu suất động cơ bằng cách giảm nhiệt độ của dòng khí được tạo ra từ tăng áp hoặc siêu nạp Bên cạnh đó, intercooler còn hỗ trợ quá trình đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn, từ đó giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường.
Hình 3.9: Giàn nóng của xe
Hình 3.10: Cụm giàn lạnh của xe
Hình 3.11: Quạt giàn nóng của xe
1 Xả nước làm mát động cơ
Hình 3.12: Vị trí nút xả nước làm mát
2 Tháo cực âm của ắc quy
3 Nới lỏng độ căng của đai truyền động bằng cách xoay bộ căng đai tự động bằng cờ lê, sau đó tháo đai truyền động
4 Tháo ống trên và ống dưới của bộ tản nhiệt
5 Tháo nắp trên của nắp bộ tản nhiệt
Hình 3.13: Bố trí trên giàn nóng
7 Tháo nắp dưới của nắp đậy bộ tản nhiệt
8 Tháo bu-lông cố định dàn ngưng điều hòa không khí và bu-lông cố định giá đỡ bộ làm mát dầu ATF ra khỏi cụm tản nhiệt
Hình 3.14:Vị trí bố trí của bu lông
9 Tháo các ống dẫn dầu ATF
10 Tháo cụm tản nhiệt ra khỏi buồng máy sau khi tháo đai ốc cố định giá đỡ cụm tản nhiệt
11 Tháo bộ làm mát liên kết ra khỏi cụm bộ tản nhiệt
1 Lắp bộ làm mát liên vào cụm bộ tản nhiệt
2 Lắp cụm tản nhiệt vào buồng máy
3 Lắp ống dẫn dầu ATF
4 Lắp dàn ngưng điều hòa và bộ làm mát dầu ATF vào cụm tản nhiệt
5 Lắp nắp dưới của nắp đậy bộ tản nhiệt
7 Lắp nắp trên của nắp bộ tản nhiệt
8 Lắp ống trên và ống dưới của bộ tản nhiệt
10 Đổ nước làm mát động cơ
Hình 3.15: Các bộ phận của nắp két nước Chú thích:
Raditor cap: Nắp két nước High pressure valve: Van cao áp
Spring: Lò xo Bent valve: Van cong
Vacuum spring: Lò xo chân không
Hệ thống làm mát được thiết kế kín và có áp suất nhờ vào nắp két nước, giúp giảm thiểu sự hao hụt nước do bốc hơi và cho phép sử dụng bình giảm áp Việc tăng áp suất làm tăng nhiệt độ sôi của nước, từ đó nâng cao hiệu quả làm mát Ở áp suất khí quyển bình thường, nước sôi ở 100°C, nhưng khi áp suất tăng, điểm sôi cũng sẽ tăng theo.
Két nước làm mát là thiết bị quan trọng giúp chứa nước và truyền nhiệt từ nước ra không khí, hạ nhiệt độ nước thông qua bộ trao đổi nhiệt Chức năng chính của nó là cung cấp nước làm mát cho động cơ khi hoạt động, đảm bảo động cơ vận hành ở nhiệt độ hiệu quả khoảng 200 °F (93 °C) mà không làm sôi chất làm mát.
Hệ thống két nước làm mát bao gồm các ống nước nhỏ hẹp được sắp xếp xen kẽ với lá nhôm, giúp tối ưu hóa khả năng tản nhiệt Thiết kế này cho phép nước làm mát nhanh chóng hấp thụ và giải phóng nhiệt, nâng cao hiệu suất làm mát cho động cơ.
Nhiệt độ chất làm mát càng cao, khả năng truyền nhiệt của hệ thống làm mát càng lớn Nhiệt được truyền theo tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm mát và không khí bên ngoài, điều này thúc đẩy thiết kế các bộ tản nhiệt nhỏ gọn, áp suất cao, có khả năng xử lý lượng nhiệt lớn hiệu quả.
Nhôm là vật liệu phổ biến cho két nước nhờ vào khả năng tản nhiệt hiệu quả Két nước được thiết kế với hệ thống ống và các lá nhôm mỏng, cho phép không khí lưu thông qua bộ tản nhiệt, giúp làm mát hiệu quả hơn.
Để tăng cường công suất tản nhiệt của két nước xe, có thể tăng độ dày của lõi và lắp thêm quạt tản nhiệt, trong khi vẫn giữ nguyên diện tích phía trước.
Hình 3.17: Vị trí két nước và bình ngưng tụ trong xe
Khi áp suất trong hệ thống làm mát tăng lên, điểm sôi của nước cũng tăng, vượt quá 100°C, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn hơn giữa nước làm mát và môi trường bên ngoài Điều này giúp tăng cường khả năng truyền nhiệt, từ đó cải thiện hiệu suất của bộ tản nhiệt và máy bơm nước Động cơ được trang bị hai van: van hơi và van khí Van hơi kiểm soát áp suất dư trong hệ thống, giữ ở mức 0,28+1KG/cm2, giúp nâng nhiệt độ sôi của nước lên khoảng 119°C và giảm thiểu thất thoát nước do bay hơi Khi áp suất tăng, van sẽ mở ra để xả hơi nước qua ống thoát, trong khi van khí kết nối hệ thống làm mát với không khí bên ngoài sau khi động cơ nguội, nhằm ngăn ngừa nổ két nước do giảm áp suất.
Van hằng nhiệt là một bộ phận quan trọng trong hệ thống làm mát của động cơ ô tô, mặc dù kích thước của nó nhỏ Chi tiết này ảnh hưởng lớn đến việc duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ, từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu và gia tăng tuổi thọ cũng như độ bền cho xe.
Van hằng nhiệt ô tô thường được lắp trên đường ống dẫn từ động cơ đến két nước
Bộ phận này điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát của động cơ, giữ cho nó ổn định bằng cách kiểm soát lượng chất lỏng đi qua két làm mát.
Hình 3.18: Các chi tiết của van hằng nhiệt
1 Cửa vào 2 Van hằng nhiệt
3 Vòng đệm 4 Vỏ van hằng nhiệt
Nguyên lý hoạt động của van hằng nhiệt trong xe ô tô bắt đầu khi động cơ mới khởi động và chưa được làm nóng, khiến van đóng lại và nước làm mát không được lưu thông Khi nhiệt độ dầu động cơ vượt quá 87 - 102 độ C, van sẽ mở ra để cho phép nước làm mát lưu thông Nếu nhiệt độ nước làm mát dưới 87 độ C, lò xo sẽ giữ van đóng, ngăn cản nước làm mát di chuyển Khi động cơ đạt nhiệt độ từ 87 - 95 độ C, Parafin sẽ giãn nở, làm giảm sức cản của lò xo và mở van, cho phép nước từ động cơ chảy ra két làm mát.
Van hằng nhiệt là bộ phận quan trọng trong hệ thống làm mát của ô tô, có nhiệm vụ điều hòa nhiệt độ và kiểm soát sự quá nhiệt của động cơ Lò xo trong van hằng nhiệt điều tiết lượng nước làm mát từ lốc máy vào bộ tản nhiệt, giúp động cơ hoạt động hiệu quả Khi van hằng nhiệt đóng, quá trình luân chuyển nước làm mát ngừng lại, dẫn đến việc tăng nhiệt độ động cơ Ngược lại, khi van mở, nước làm mát sẽ chảy đến bộ tản nhiệt, giúp hạ nhiệt động cơ.
Các bộ phận điều khiển hệ thống
Hệ thống điều hòa trên xe ô tô KIA K250 được điều khiển bằng tay thông qua các nút vặn, cho phép người dùng chọn chế độ lạnh và tốc độ thổi của quạt gió Các vị trí khác nhau của nút điều khiển sẽ ảnh hưởng đến chức năng hướng dẫn luồng khí, đồng thời cho phép lựa chọn giữa chế độ sưởi ấm và làm lạnh Việc điều chỉnh các nút nhiệt độ trên bảng điều khiển giúp người lái tùy chỉnh nhiệt độ luồng không khí vào ca bin theo ý muốn, trong khi các nút điều khiển quạt giàn lạnh cho phép thay đổi tốc độ quạt lồng sốc.
Sau đây sẽ là các hướng dẫn về hệ thống điều hòa dành cho người sử dụng xe tải KIA K250:
Hình 3.19: Bảng điều khiển hệ thống lạnh trên xe ô tô
1 Nút điều gió thổi 2 Nút điều chỉnh quạt 3 Nút điều chỉnh nhiệt độ
4 Nút điều khiển lượng không khí 5 Nút bật/tắt điều hòa
Vận hành quạt gió khi công tắc đánh lửa bật có thể dẫn đến tiêu hao bình ắc quy Do đó, cần chú ý không sử dụng quạt gió khi khóa điện ở vị trí bật để tránh tình trạng này.
Hình 3.20: Nút điều chỉnh quạt gió
Xe được trang bị 4 chế độ quạt, với tốc độ quạt tăng dần theo số lượng chế độ được chọn Để quạt hoạt động, công tắc đánh lửa cần phải ở vị trí BẬT.
Tốc độ tối đa của hệ thống điều hòa không khí được chia thành các chế độ khác nhau Ở chế độ 0, quạt lồng sốc không hoạt động, trong khi ở các vị trí 1, 2, 3, hệ thống điện lạnh hoạt động ở mức lạnh bình thường với máy nén bơm môi chất lạnh, không khí từ bên ngoài được thổi qua giàn lạnh và thoát ra qua cửa chớp bảng đồng hồ Khi chuyển sang vị trí 4, hệ thống lạnh hoạt động tối đa, máy nén bơm không khí từ bên ngoài và không khí tái luân lưu từ bên trong xe được thổi qua giàn lạnh, thoát ra qua cửa chớp bảng đồng hồ và các khe hở mát trên xe.
Hình 3.21: Nút điều khiển nhiệt độ
Nút điều chỉnh nhiệt độ cho phép bạn kiểm soát nhiệt độ không khí từ hệ thống thông gió Để tăng nhiệt độ không khí trong khoang hành khách, hãy xoay nút sang phải; để giảm nhiệt độ và có không khí mát hơn, hãy xoay sang trái.
Hình 3.22: Luồng khí đi vào cabin xe Bảng 3.2: Luồng khí của chức năng điều chỉnh hướng gió thổi ra cabin
Ký hiệu Vị trí thổi Hướng luồng khí Đối diện
Luồng khí được điều chỉnh để hướng vào phần thân trên và mặt, với khả năng kiểm soát từng đầu ra để điều chỉnh luồng khí thổi ra từ hệ thống lạnh, bao gồm cả hướng ra và đối diện với sàn.
Luồng không khí trong xe được hướng thẳng vào mặt và sàn, với không khí xuống sàn thường ấm hơn không khí thổi vào mặt, trừ khi chế độ điều khiển nhiệt độ được đặt ở mức cực lạnh.
Hầu hết luồng không khí được hướng xuống sàn, với một lượng nhỏ không khí được hướng đến kính chắn gió và bộ làm tan băng bên cửa sổ
Hầu hết luồng không khí được hướng xuống sàn và kính chắn gió, trong khi một lượng nhỏ được dẫn đến bộ làm khô của cửa sổ bên Hệ thống tự động lựa chọn không khí bên ngoài và không khí điều hòa.
Hầu hết luồng không khí được dẫn đến kính chắn gió, trong khi một lượng nhỏ không khí được dẫn đến bộ làm khô ở cửa sổ bên Hệ thống sẽ tự động chọn giữa không khí bên ngoài và điều hòa không khí.
Nút điều chỉnh lượng không khí được sử dụng để chọn vị trí không khí bên ngoài hoặc vị trí không khí tuần hoàn
Hình 3.23: Nút điều chỉnh không khí
Ký hiệu Vị trí không khí
Khi vị trí không khí tuần hoàn được chọn, đèn báo trên nút sẽ sáng, cho thấy không khí trong khoang hành khách sẽ được hút qua hệ thống sưởi Không khí này sau đó sẽ được làm nóng hoặc làm mát tùy theo chức năng đã chọn.
Khi chọn vị trí không khí bên ngoài, đèn chỉ báo trên nút sẽ không sáng Lúc này, không khí từ bên ngoài sẽ được đưa vào xe và được điều chỉnh nhiệt độ theo chức năng đã chọn, giúp tạo ra không gian thoải mái cho người sử dụng.
Hình 3.24: Công tắc mở điều hòa
Nhấn nút A/C để bật hệ thống điều hòa (đèn báo sẽ sáng) Nhấn nút một lần nữa để tắt hệ thống điều hòa không khí.
Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống
Trong quá trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lạnh ô tô, việc tuân thủ các kỹ thuật an toàn và hướng dẫn của nhà sản xuất là vô cùng quan trọng Người thực hiện cần chú ý đến một số quy tắc an toàn lao động để đảm bảo an toàn cho bản thân và hiệu quả công việc.
1 Phải ngắt đấu nối cáp âm ắc quy trước khi tiến hành bảo dưỡng các bộ phận trong hệ thống lạnh ô tô trong khoang máy cũng như phía sau táp lô
2 Khi cần đo và kiểm tra các bộ phận điện cần nguồn điện ắc quy, cần hết sức cẩn thận
3 Dụng cụ và nơi làm việc phải tuyệt đối sạch sẽ
4 Trước khi tháo rời bất kỳ bộ phận nào của hệ thống lạnh, phải vệ sinh sạch sẽ bên ngoài các đường ống nối
5 Các nắp đầu ống, gioăng cửa của giàn lạnh mới sắp được thay thế cần được đậy kín cho đến khi lắp ráp vào hệ thống
6 Sau khi tháo dỡ một phần của hệ thống lạnh, các đầu ống phải được bịt kín ngay lập tức để ngăn chặn sự xâm nhập của không khí và tạp chất
7 Vặn chặt đường ống và các đầu racco đến mức quy định, nhưng không vặn quá chặt
8 Tuyệt đối không được nạp môi lỏng vào hệ thống khi máy nén đang bơm Môi chất lỏng sẽ phá hủy máy nén
9 Chất làm lạnh có đặc tính làm hỏng bề mặt sáng bóng của kim loại mạ và bề mặt sơn, vì vậy phải cẩn thận để ngăn chất làm lạnh thấm vào các bề mặt này
10 Không chạm vào đồng hồ đo và các ống dẫn đến ống xả hơi nóng và quạt quay
3.4.2 Quy trình sạc ga hệ thống điều hòa
− Lắp ráp bộ đồng hồ đo
− Xả ga (thu hồi ga) lạnh - Hút chân không
− Bổ sung dầu máy nén
− Nạp ga vào hệ thống
− Kiểm tra lượng môi chất
3.4.2.1 Lắp ráp bộ đồng hồ đo
− Dùng tấm lót hông che đậy hai bên tai xe
− Dùng cờ lê thích hợp mở các nắp đậy các đầu kiểm tra phía cao áp và thấp áp
− Khóa hai van của đồng hồ đo
− Ráp các ống nối đồng hồ đo vào máy nén
− Lắp ống nối cao áp (màu đỏ) vào đầu nối phía cao áp trên hệ thông lạnh
Hình 3.25: Nắp van đồng hồ đo
Hình 3.26: Thao tác tháo lắp đồng hồ đo
− Lắp ống nối áp suất thấp (màu xanh) vào đầu nối ở phía áp suất thấp của hệ thống lạnh
− Xả gió trong hai ống nối
− Mở từ từ van đồng hồ đo áp suất thấp trong vài giây để gas trong hệ thống đẩy hết gas ra ngoài
Thực hiện các thao tác tương tự như đã nêu bên trên cho phía cao áp
3.4.2.2 Xả ga hệ thống lạnh
− Lắp bộ đồng hồ đo vào hệ thống lạnh
− Dùng giẻ lau đặt ở đầu cuối của ống nối với bình ga
− Mở từ từ van phía áp suất cao để môi chất lạnh thoát ra ngoài theo đường ống
Hình 3.27: Thao tác xả ga
− Quan sát, lấy khăn lau nếu phát hiện dầu bôi trơn bị rò rỉ thì đóng van lại
− Khi đồng hồ đo phía áp suất cao khoảng 3,5 kg/cm2 thì mở từ từ phía áp suất thấp
− Khi tất cả khí trong hệ thống đã được sơ tán, hãy đóng hoàn toàn các van của đồng hồ đo
3.4.2.3 Thu hồi ga lạnh bằng bình ga
− Lắp bộ đồng hồ đo vào hệ thống lạnh
− Nối bình chứa môi chất lạnh rỗng với đầu nối còn lại của cụm đồng hồ đo áp suất
− Mở van áp cao cho ga thu hồi vào bình rổng
− Chạy máy nén để tăng áp suất trong hệ thống
− Để gas được thu hồi hoàn toàn ta ngâm bình gas lạnh vào nước đá
Sau khi hồi gas để kiểm tra và sửa chữa hệ thống lạnh, bước tiếp theo là hút chân không Mục đích của quá trình này là làm sạch không khí và loại bỏ độ ẩm trong hệ thống trước khi nạp lại Khi thực hiện hút chân không, áp suất trong hệ thống giảm, dẫn đến giảm nhiệt độ sôi của hơi ẩm, giúp hơi ẩm bốc hơi và được hút ra khỏi hệ thống Quá trình hút chân không bao gồm nhiều bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả.
1 Kết nối đồng hồ đo áp suất với hệ thống lạnh, chú ý khóa 2 van đồng hồ áp suất ở phía áp suất thấp và áp suất cao
2 Nối ống còn lại từ bộ đo vào đầu hút của bơm chân không
3 Khởi động bơm chân không
4 Mở van đồng hồ ở phía áp suất thấp
5 Sau khoảng 10-15 phút, tắt máy và quan sát đồng hồ, kim bên thấp áp chỉ dưới 300 mmHg và bên cao áp chỉ dưới 0
6 Nếu phía áp suất cao không chỉ dưới 0, hệ thống sẽ bị chặn Tiến hành sửa chữa
7 Nếu phía áp suất thấp không về mức yêu cầu thì hệ thống đã bị rò rỉ Tiến hành kiểm tra rò rỉ và sửa chữa
8 Để chân không được hút hoàn toàn, chúng tôi đã hút chân không nhiều lần để hút hết không khí ra khỏi hệ thống
9 Khi hệ thống đạt yêu cầu, khóa các van và tắt bơm chân không
3.4.2.5 Nạp ga từ bình lúc động cơ đang vận hành
Trong phương pháp nạp này, chất làm lạnh được nạp vào hệ thống áp suất thấp và ở trạng thái hơi
− Kết nối bộ đồng hồ đo áp suất vào trong hệ thống
− Nối bình ga vào đường nạp ga
− Mở van trên bình gas, sau đó xoay đầu nối ở phía đồng hồ để xả khí ra ngoài, sau đó vặn lại để xả khí trong ống nối
− Nhúng bình chứa chất làm lạnh vào nước ấm (40°C) để ủ áp suất hơi của chất làm lạnh trong bình chứa cao hơn áp suất trong hệ thống
− Mở van đồng hồ ở phía áp suất thấp để chất làm lạnh được nạp vào hệ thống
− Khi nạp gas lúc động cơ đang chạy, không được mở van phía cao áp vì gas áp suất cao có thể trào ngược về bình xăng
− Chỉ nạp đủ lượng gas cần thiết, không nạp quá nhiều dẫn đến làm lạnh kém hoặc quá nóng
Khi thay bình gas, hãy đảm bảo đóng van ở phía áp suất cao và van ở phía áp suất thấp Sau khi hoàn tất việc thay thế, mở van xả khí để xả khí từ ống trung tâm (màu xanh lá cây) và que thăm.
− Kiểm tra áp suất để đánh giá lượng môi chất lạnh trong hệ thống
− Tháo ống nạp ra khỏi van nạp và van nạp khí của xe
3.4.2.6 Nạp ga lúc hệ thống đã được thu hồi ga và hút chân không hoàn toàn
Lắp bình chứa chất làm lạnh vào đầu nối tương ứng trên đồng hồ
− Đóng hoàn toàn van phía áp suất thấp và van phía áp suất cao của đồng hồ đo áp suất
− Lắp bình nạp ga lên ống nạp màu xanh lá cây của đồng hồ đo
− Xoay van theo chiều kim đồng hồ cho đến khi nó cắm một lỗ vào bình nạp
− Quay van theo chiều ngược kim đồng hồ và trả kim về
Hình 3.28: Quy trình nạp ga
Nhấn van xả khí trên đồng hồ đo và xả khí cho đến khi ga điều hòa thoát ra khỏi van
Mở van đồng hồ phía áp cao để ga lạnh đi vào hệ thống
− Chỉ số áp suất của máy đo có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào nhiệt độ không khí bên ngoài
− Do khó nạp gas khi nhiệt độ ngoài trời cao nên làm mát bình ngưng bằng nước hoặc không khí
− Hâm nóng bình gas trong nước ấm (dưới 40°C) khi nhiệt độ bên ngoài thấp để dễ dàng nạp thêm gas
Hình 3.29: Hâm nóng bình nạp ga
Để kiểm soát lượng môi chất lạnh nạp vào hệ thống, cần quan sát đồng hồ đo áp suất và có thể sử dụng cân để đo chính xác lượng môi chất lạnh Việc kết hợp quan sát mắt ga môi chất lạnh cũng rất quan trọng Lượng khí nạp vào hệ thống sẽ phụ thuộc vào từng loại xe cụ thể.
− Khi lượng môi chất đã được nạp đủ khóa van đồng hồ
− Tháo bình chứa chất làm mát và cụm đồng hồ ra khỏi hệ thống
− Nổ máy kiểm tra lượng môi chất.
Các hư hỏng thường gặp và sửa chữa
3.5.1 Kiểm tra, sửa chữa một số hư hỏng trên xe thường gặp Để xác định hư hỏng trong hệ thống điều hòa của xe
Để quản lý sự cố hiệu quả, cần xác định rõ ngày, thời gian và tần suất xảy ra sự cố Đồng thời, việc đánh giá tình trạng đường xá và điều kiện thời tiết là rất quan trọng Ngoài ra, cần chú ý đến các dấu hiệu hư hỏng để có biện pháp khắc phục kịp thời.
Sau đây bảng 3.3 sẽ cho chúng ta biết một số hư hỏng thường gặp
Bảng 3.3: Một số hư hỏng thường gặp trên xe
STT Chi tiết Kiểm tra Biện pháp khắc phục
- Công tắc áp suất ga
- Thay phớt chắn dầu, công tắc áp suất nếu bị hỏng
- Sửa chữa và vệ sinh máy nén
- Nếu rò rỉ ít có thể hàn lại, nếu nhiều thay thế mới
- Vệ sinh giàn nóng, giàn lạnh
3 Phin lọc - Kiểm tra cặn bẩn, hơi nước có trong hệ thống
- Nếu có bụi bẩn hoặc hơi nước trong hệ thống, hãy thay thế bộ lọc
4 Van tiết lưu - Điều chỉnh độ mở của van tiết lưu, hoặc thay thế
Các đường ống dẫn, gioăng đệm làm kín
- Rò rỉ, nứt đường ống
- Thay thế đường ống nối và các gioăng đệm
6 Tấm lọc gió - Kiểm tra bụi bẩn - Vệ sinh làm sạch hoặc thay thế
7 Quạt giàn nóng, giàn lạnh
- Kiểm tra sự nứt, vỡ, cong vênh của cánh quạt
- Kiểm tra các chổi than
- Điều chỉnh hoặc thay thế cánh quạt
- Thay thế các chổi than đã quá mòn
8 Ga lạnh - Kiểm tra áp suất ga
- Kiểm tra chất lượng ga
- Dùng đồng hồ đo áp suất để kiểm tra
- Quan sát chất lượng ga qua mắt ga
- Kiểm tra hoạt động các phím bấm, núm điều khiển
- Nếu bị chặn hoặc không có tín hiệu điện, hãy sửa chữa hoặc thay thế
- Kiểm tra sức căng dây
- Kiểm tra các vết rạn nứt trên dây
- Căng lại dây cho phù hợp
-Thay dây mới nếu dây quá lỏng hoặc xuất hiện vết nứt
11 Các giắc cắm, cầu chì, cảm biến
- Kiểm tra bị lỏng, bị oxy hóa, bị cháy, đứt không…
- Sửa chữa hoặc thay thế mới
3.5.2 Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga
Kiểm tra áp suất môi chất lạnh trong khi điều hòa không khí hoạt động giúp xác định các khu vực có vấn đề Việc chẩn đoán hệ thống điều hòa ô tô cho phép phát hiện các bất thường, từ đó tìm ra nguyên nhân và biện pháp khắc phục trước khi xảy ra hư hỏng nghiêm trọng Do đó, việc xác định chính xác để chẩn đoán sự cố là rất quan trọng đối với các kỹ thuật viên.
Bảng 3.4: Một số hư hỏng thường gặp được kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất
STT Hiện tượng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
Hệ thống làm việc trong tình trạng thiếu môi chất
- Áp suất ở hai bên cao và thấp áp thấp hơn mức tiêu chuẩn
- Kiểm tra rò rỉ và sửa chữa
- Nạp thêm môi chất lạnh
Giàn nóng thừa gas hoặc hệ thống giải nhiệt không tốt
- Áp suất cao ở cả phía cao áp và thấp áp
- Không có bọt ở mắt ga dù hoạt động ở tốc độ thấp
- Mức độ làm lạnh không đủ
- Giải nhiệt giàn nóng kém
- Điều chỉnh đúng lượng môi chất
- Kiểm tra hệ thống làm mát của xe
Có hơi ẩm trong hệ thống lạnh
Hệ thống hoạt động ổn định khi điều hòa không khí khởi động Sau một thời gian, đồng hồ hiển thị áp suất thấp cho thấy độ chân không tăng lên.
- Quan sát thấy hơi ẩm tại mắt ga
- Hơi ẩm lọt vào hệ thống làm lạnh
- Thay phin lọc, bình chứa
- Hút chân không triệt để trước khi nạp ga
Sụt áp trong máy nén
- Phía áp suất thấp: cao, phía áp suất cao: thấp
- Khi bạn tắt điều hòa, áp suất của bên áp suất thấp và áp suất cao ngay lập tức bằng nhau
- Khi làm việc thân máy nén không đủ nóng
- Mức độ làm lạnh không đủ
- Sụt áp ở phía máy nén - Kiểm tra sửa chữa máy nén
Tắc nghẽn trong chu trình làm lạnh
- Khi bị tắc hoàn toàn, trị số áp suất phía hạ áp lập tức hạ xuống trị số chân không
- Nếu có xu hướng tắc nghẽn, giá trị áp suất phía áp suất thấp giảm dần đến giá trị chân không
- Có sự chênh lệch nhiệt độ trước và sau chỗ tắc
- Bụi bẩn hoặc hơi ẩm gây tắc nghẽn, đóng băng ở van tiết lưu, van EPR hoặc các chỗ hở khác
- Rò rỉ ga ở thanh cảm nhận nhiệt
- Phân loại nguyên nhân gây tắc Thay thế các bộ phận, chi tiết gây ra tắc nghẽn
- Hút chân không hệ thống
6 Khí lọt vào hệ thống
- Trị số áp suất của phía cao áp và hạ áp cao
- Năng suất lạnh giảm khi tăng áp suất thấp
- Thấy bọt khí qua mắt ga dù môi chất đã nạp đủ
- Hút chân không không triệt để
- Rò rỉ trên các đường ống dẫn
- Kiểm tra các đường ống dẫn
- Hút chân không triệt để trước khi nạp ga
Van tiết lưu mở quá lớn
- Áp suất phía thấp áp tăng, hiệu suất làm lạnh giảm (áp suất phía cao áp gần như không đổi)
- Bám tuyết trên đường ống áp suất thấp
- Hỏng van tiết lưu hoặc điều chỉnh không đúng
- Kiểm tra, sửa chữa tình trạng lắp đặt của ống phát hiện nhiệt.
Phân tích mạch điều hòa không khí của xe
Ký hiệu Giải thích Màu dây
L/B Blue/Black Xanh da trời/Đen
Ký hiệu trong sơ đồ mạch điện
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
Mục đích và yêu cầu của mô hình
Quan sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu trong hệ thống điều hòa không khí ô tô là rất quan trọng Thực hiện các bài tập mô hình giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và các thành phần của hệ thống này Việc nắm vững kiến thức về mô hình hệ thống điều hòa không khí sẽ hỗ trợ trong việc bảo trì và sửa chữa ô tô hiệu quả hơn.
- Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của hệ thống
- Thực hành các bài tập tại mô hình trên xưởng
Học viên sẽ được trang bị kỹ năng thực hành thông qua việc áp dụng các phương pháp chẩn đoán, kiểm tra và sửa chữa các bộ phận của hệ thống điều hòa ô tô.
- Có thể tiến hành thí nghiệm trên mô hình, từ đó có nhận xét, đánh giá, giải thích giúp củng cố kiến thức lý thuyết cơ bản
Tài liệu giáo trình về mô hình kết hợp với hệ thống điều hòa ô tô là nguồn tham khảo quý giá cho các chuyên gia trong ngành ô tô, giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng chuyên môn.
4.1.2 Yêu cầu của mô hình
+ Hình thức nên hoạt động tốt như hệ thống điều hòa trên xe, hoạt động ổn định cao
+ Bổ sung các thiết bị đo lường và chế độ hiển thị để việc nghiên cứu và học tập trở nên sinh động và dễ hiểu hơn
+Mô hình nên có tính cơ động cao, độ cứng và an toàn
+ Mô hình phải khoa học, sáng tạo và có tính thẩm mỹ cao, phù hợp với mục đích nghiên cứu, học tập.
Chọn phương án, phân tích ưu điểm và nhược điểm của hệ thống
- Dễ dàng thực hiện lắp ráp và thiết lập
- Mô hình ít các chi tiết nên giá thành rẻ
Các bộ phận của hệ thống được lắp đặt trước và trên bệ mô hình, gây khó khăn trong việc quan sát và tìm hiểu nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo của chúng Điều này làm cho việc điều tra nguyên nhân hư hỏng của hệ thống trở nên phức tạp hơn.
- Khi xem mô hình, khó hiểu được nguyên lý hoạt động và sơ đồ đấu dây của máy lạnh ô tô
Mô hình thiếu bộ đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ tại các vị trí quan trọng như đầu ra và đầu vào của máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, cũng như không có mắt gas để theo dõi trạng thái của môi chất Điều này dẫn đến việc không thể xác định trạng thái hoạt động của hệ thống, cũng như không đánh giá được thiệt hại có thể xảy ra nếu hệ thống hoạt động trong tình trạng bất thường.
- Mặt khác các chi tiết được lắp ở trước và trên sa bàn nên không đảm bảo tính mỹ quan.
Lựa chọn thiết bị
Hình 4.1: Máy nén -Tên máy BCS2 K1.0 AT
-Môi chất sử dụng R-134a hoặc R1234yf
-Tình trạng kỹ thuật: Đã qua sử dụng
Hình 4.2: Giàn nóng Tình trạng kỹ thuật: Đã cũ các cánh tản nhiệt bị biến dạng cần vệ sinh làm sạch
Hình 4.3: Giàn lạnhTình trạng kỹ thuật: Còn hoạt động tốt, các cánh tản nhiệt bị biến dạng cần vệ sinh khắc phục lại
Hình 4.4: Phin lọc Tình trạng kỹ thuật: Còn mới hoạt động tốt
Hình 4.5: Quạt giàn lạnh Tình trạng kỹ thuật: Đã qua sử dụng nhưng vẫn hoạt động tốt
Hình 4.6: Quạt giàn nóng Tình trạng kỹ thuật: Đã qua sử dụng nhưng vẫn hoạt động tốt
Hình 4.7: Van tiết lưu Tình trạng kỹ thuật: Đã qua sử dụng nhưng vẫn hoạt động bình thường.
Gia công các chi tiết
4.4.1 Gia công chi tiết chế tạo khung mô hình
Sau khi phát triển ý tưởng cho mô hình, chúng tôi đã đưa thiết kế đến tiệm gia công cơ khí để nhận được sự hỗ trợ trong việc hàn các khung sắt và lắp đặt bánh xe đa năng, giúp việc di chuyển mô hình trở nên dễ dàng hơn.
Hình 4.8: Bánh xe đa năng
Sau khi gắn bánh xe đa năng thì tổng chiều cao của mô hình có sự thay đổi từ 65cm lên 70 cm
Hình 4.9: Khung sau khi hoàn thành
4.4.2 Gia công chế tạo cụm giàn lạnh
Lý do chế tạo quạt lồng sốc với giàn lạnh là để duy trì nhiệt độ ổn định khi thổi ra, giúp đảm bảo độ mát và luồng khí hiệu quả.
Sử dụng tôn lá mỏng và tấm cách âm 3M để bịt kín
Phía dưới đục 1 lỗ tròn vừa với kích thước của quạt lồng sốc để có thể gắn được trên mô hình
Sử dụng băng keo dán màu xám để dán cố định tấm 3M
Hình 4.10: Quạt lồng bên trong
Hình 4.11: Sản phẩm sau khi hoàn thành
Quy trình lắp hệ thống điều hòa trên mô hình
Các quy trình lắp đặt hệ thống điều hòa trên mô hình:
1 Sau khi gia công và chế tạo khung mô hình xong, sử dụng hai tấm gỗ có kích thước trùng với khung lắp đặt gắn ở phía trên để đỡ các phần của hệ thống Lắp một miếng gỗ tương tự ở phía dưới để đỡ mô tơ điện
2 Lặp đặt giàn nóng Sử dụng hai thanh sắt mỏng để lắp cố định vào khung mô hình Sau đó gắn giàn nóng lên thanh sắt đã được bắt cố định để đảm bảo quạt giàn nóng không bị lung lắc khi vận hành
3 Lắp quạt giàn nóng vào hai thanh sắt đã được lắp đặt ở quy trình 2 Sử dụng máy khoan cầm tay để khoan lỗ thanh sắt để có thể bắt được vít của quạt giàn nóng vào thanh sắt
Hình 4.12: Thành phẩm sau khi lắp
4 Lắp đặt cụm giàn lạnh đã được gia công chi tiết lên mặt bàn Sử dụng ốc vít để bắt cố định
5 Lắp đặt máy nén Sử dụng ốc vít để bắt cố định trên mặt bàn để đảm bảo khi vận hành
6 Dùng chân giá gắn máy rửa xe đầu rời bắt cố định ở phía dưới mô hình vì gắn chân giá sẽ giúp dễ điều chỉnh cho dây cu-roa được căng hơn
7 Lắp đặt mô tơ lên chân giá đã được bắt cố định trên bàn
Hình 4.14: Phần dưới của mô hình
8 Đục một lỗ ở trên mặt bàn mô hình để cỏ thể lắp đặt dây cu-ro từ máy nén xuống động cơ mô tơ
9 Lắp đặt các ống dẫn môi chất cho mô hình
10 Lắp đặt các công tắc cầu dao để vận hành mô hình
Để vận hành mô hình, cần sử dụng thêm bình ắc quy, nếu không mô hình sẽ không hoạt động Do hạn chế về kinh phí, chúng tôi đã mượn bình ắc quy và động cơ mô tơ từ gara.
Hình 4.16: Mô hình khi hoàn thành
Quy trình nạp ga điều hòa
Nạp môi chất lạnh vào hệ thống lạnh là một công việc quan trọng nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động của thiết bị Để tránh hư hỏng, kỹ thuật viên cần tuân thủ quy trình và yêu cầu kỹ thuật một cách chính xác Việc nạp chất làm lạnh yêu cầu lựa chọn đúng loại và lượng môi chất cần thiết cho từng kiểu máy.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp nạp ga lạnh là đưa chất làm lạnh vào hệ thống ở dạng hơi từ phía áp suất thấp Khi bình chứa chất làm lạnh thẳng đứng, chất làm lạnh sẽ được bơm vào hệ thống ở dạng hơi Để nạp ga lạnh vào hệ thống lạnh ô tô sau khi đã thực hiện hút chân không, cần tiến hành theo các bước tuần tự.
1 Bộ áp kế vẫn còn gắn trên hệ thống với hai van khoá kín sau khi hút chân không xong
2 Lắp đầu nối màu vàng ở giữa vào bình chứa chất làm lạnh
3 Làm theo các bước sau để làm sạch không khí trong đầu nối màu vàng: a) Mở van bình gas lạnh sẽ làm cho ống màu vàng bị căng ra do áp suất của gas gas lạnh b) Nới lỏng ống màu vàng ở đồng hồ đo áp suất trong vài giây để ga môi chất lạnh đẩy hết không khí ra ngoài c) So với sau khi hút hết không khí ra khỏi ống màu vàng, siết chặt dây đai này
4 Đặt bình chứa chất làm lạnh thẳng đứng và nhúng nó vào chậu nước nóng (tối đa 40°C) Điều này được thực hiện sao cho áp suất hơi của chất làm lạnh trong bình chứa cao hơn áp suất hơi của hệ thống nạp nhanh
5 Khởi động động cơ, tăng tốc trên ga
6 Bằng cách mở từ từ van ở phía áp suất thấp, hơi môi chất lạnh sẽ tự động đi vào hệ thống
7 Khi đồng hồ đo áp suất tăng lên xấp xỉ 2 kg/cm 2 , hãy mở công tắc lạnh A/C và xoay các nút về mức lạnh tối đa và tốc độ quạt tối đa Máy nén tiếp tục hút môi chất lạnh vào hệ thống
8 Khi lượng chất làm lạnh cần thiết đã được đổ đầy, hãy đóng van ở phía áp suất thấp
9 Đóng van bình chứa chất làm lạnh, rút ống màu vàng ra khỏi bình chứa chất làm lạnh
10 Kiểm tra xem đã nạp gas đầy chưa.
Hướng dẫn sử dụng mô hình
Sau khi hoàn tất quy trình nạp, hệ thống điều hòa ô tô có thể hoạt động bình thường, hỗ trợ cho việc nghiên cứu và học tập Dưới đây là quy trình khởi động hệ thống điều hòa:
Bước 1: Cắm phích cấm điện cho mô tơ với điện áp 220V
Bước 2: Bật cầu dao đã được gắn trên mô hình cho mô tơ hoạt động
Bước 3: Quan sát, kiểm tra dây curoa hoạt động
Bước 4: Bật công tắc cho máy nén hoạt động
Bước 5: Bật 2 công tắc quạt giàn nóng và quạt giàn lạnh cho nó hoạt động
Bước 6: Quan sát hệ thống điều hòa hoạt động, cảm nhận hơi lạnh bằng cách chạm tay vào giàn lạnh
Bộ đồng hồ đo áp suất là dụng cụ thiết yếu cho thợ điện lạnh, giúp kiểm tra hư hỏng và sửa chữa trong mô hình Nó thường được sử dụng trong các công việc như xả ga, hút chân không, nạp ga và phân tích chẩn đoán hệ thống điện lạnh Đồng hồ áp suất thấp, với mặt đồng hồ chia theo đơn vị PSI và Kg/cm², cho phép kiểm tra áp suất bên phía thấp áp, thường từ 0 đến 8 Kg/cm² và từ 0 đến 120 PSI.
Hình 4.17: Bộ đồng hồ kiểm tra áp suất hệ thống điện lạnh ô tô
Ngược chiều kim đồng hồ, vùng đo chân không không có màu xanh, với nấc chia từ 0 đến 30 inches chân không Đồng hồ bên phải là đồng hồ cao áp, dùng để đo áp suất bên phía cao áp của hệ thống điều hòa không khí, với mặt đồng hồ được chia từ 0 đến 35 kg/cm² và từ 0 đến 500 PSI.