Ở Việt Nam hiện nay, ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thuận tiện và thông dụng đối với mọi người. Với nhu cầu mang lại cảm giác lái xe thỏa mái về không gian thoáng mát, không khí lưu thông dễ dàng, mát mẻ thì số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòa không khí tự động được sản xuất và bán ra với số lượng ngày càng nhiều. Qua đó, nó đồng nghĩa với việc nhu cầu bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa ngày càng cao. Vì thế những người thợ, kỹ sư ô tô phải được trang bị những kiến thức chuyên môn về hệ thống điều hòa và nân cao trình độ tay nghề sửa chữa. Bài luận văn này sẽ cho ta thấy cái nhìn tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Qua đó ta có thể nắm được cấu tạo và nguyên lý của các bộ phận trên hệ thống và đồng thời hiểu biết được quá trình bảo dưỡng và sửa chữa của từng chi tiết của chúng.
KHÁI QUÁT VỀ HỆ T`HỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
Công dụng và yêu cầu của hệ thống điều hòa
Hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô là yếu tố quan trọng, giúp điều chỉnh và duy trì nhiệt độ phù hợp, mang lại sự thoải mái cho hành khách trong những ngày nắng nóng và giá lạnh Nó không chỉ kiểm soát lưu thông không khí mà còn hút ẩm, cân bằng độ ẩm và lọc sạch không khí bên trong xe Hệ thống này còn có khả năng khử mùi hôi và loại bỏ các chất bám trên kính xe, đảm bảo tầm nhìn rõ ràng cho người lái.
Hình 1.1 Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí
1.1.1 Công dụng của hệ thống điều hòa không khí
1.1.1.1 Sưởi ấm Để không khí ấm lưu thông trong xe, két sưởi đóng vai trò như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí Trong hệ thống sưởi, két sưởi sử dụng nhiệt độ của nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ để làm nóng không khí nhờ quạt gió thổi vào xe Do đó nhiệt độ của két sưởi là thấp cho đến khi động cơ hoạt động và nhiệt độ nước làm mát nóng lên Vì thế ngay sau khi động cơ khởi động, két sưởi không làm việc hiệu quả ngay lập tức được (Hình 1.2)
Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén sẽ đẩy môi chất (gas điều hòa) ở dạng khí có nhiệt độ và áp suất cao vào dàn nóng Tại dàn nóng, môi chất sẽ chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng.
Môi chất lỏng sau khi được lọc sẽ chảy qua van giãn nở, nơi nó chuyển thành hỗn hợp khí - lỏng với áp suất và nhiệt độ thấp, rồi tiếp tục đến dàn lạnh
Hình 1.2 Chế độ sưởi ấm
Hình 1.3 Chế độ làm mát không khí
1.1.2 Yêu cầu đối với hệ thống điều hòa
- Quạt gió có thể điều chỉnh được ở nhiều tốc độ quay khác nhau (nhanh, trung bình, chậm)
- Luồng gió phải được phân bố đều tương đối khắp không gian trong xe
- Không khí thổi vào trong xe phải là không khí sạch, khô ( không có độ ẩm ), lạnh/ấm và phải được lan truyền khắp cabin người ngồi
- Hệ thống điều hòa không khí phải điều chỉnh được các mức nhiệt độ (từ nóng
→lạnh) và phải tạo được cảm giác thoải mái cho người lái và người ngồi trong xe
- Phải đảm bảo tầm nhìn cho tài xế khi xe gặp phải tình trạng sương mù hoặc hơi nước bám trên kính trong thời tiết xấu
Hệ thống cần tự động ngắt máy nén khi nhiệt độ trong xe đạt mức mong muốn và tự khởi động lại khi nhiệt độ thay đổi vượt quá 20°C so với mức đã được điều chỉnh.
Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trên xe Hyundai Santa
Môi chất trong hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc truyền nhiệt và làm lạnh không khí Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí thông thường bao gồm các bước cơ bản như sau.
+ Máy nén: Sau khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu hoạt động
Nó nén môi chất lạnh từ trạng thái khí sang trạng thái khí có áp suất và nhiệt độ cao hơn, sau đó môi chất khí này được đẩy vào bộ ngưng tự (dàn nóng).
Tại dàn nóng, môi chất khí chuyển từ trạng thái khí sang lỏng thông qua quá trình làm mát, trong đó nhiệt độ và áp suất giảm nhờ vào lá tản nhiệt và quạt tản nhiệt Môi chất ở trạng thái hơi tỏa nhiệt và sau đó ngưng tụ thành lỏng Cuối cùng, môi chất lỏng đã được làm lạnh chảy vào bình chứa.
Môi chất lạnh ở thể lỏng chảy vào bình lọc môi chất, nơi nó được làm sạch và tinh khiết hơn bằng cách loại bỏ hơi ẩm, cặn bẩn và tạp chất Sau đó, môi chất lạnh được đẩy đến van tiết lưu.
Van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng và áp suất của môi chất lỏng trước khi vào dàn lạnh, giúp chuyển đổi môi chất lạnh từ áp suất cao sang áp suất thấp Sự giảm áp suất đột ngột này khiến môi chất ở trạng thái lỏng biến thành hơi-lỏng, chuẩn bị cho quá trình làm lạnh hiệu quả.
Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa
1 Dàn nóng 5 Quạt dàn lạnh
2 Quạt dàn nóng 6 Van tiết lưu
3 Môi chất lạnh đi về máy nén 7 Máy nén
4 Không khí lạnh đi vào 8 Bình lọc môi chất
Tại dàn lạnh, hỗn hợp khí-lỏng từ van giãn nở chảy vào và bắt đầu quá trình bay hơi, chuyển từ trạng thái lỏng sang khí Quá trình này hấp thụ nhiệt từ không khí xung quanh, làm mát không khí và tạo ra không khí lạnh được thổi vào cabin Khi môi chất lỏng có áp suất và nhiệt độ cao chuyển thành khí có áp suất và nhiệt độ thấp, không khí xung quanh dàn lạnh mất năng lượng, dẫn đến giảm nhiệt độ và ngưng tụ hơi ẩm Sau khi hoàn thành quá trình bay hơi, môi chất chỉ còn ở trạng thái khí và được hút vào máy nén để bắt đầu chu trình làm lạnh mới, lặp lại liên tục để duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong không gian.
Hình 1.5 Nguyên lý làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống làm lạnh cơ bản bao gồm hai phần: áp suất cao và áp suất thấp Phía áp suất cao (màu đỏ) gồm máy nén, bộ ngưng tụ và bình chứa, nơi diễn ra quá trình ngưng tụ của môi chất Trong khi đó, phía áp suất thấp (màu xanh) bao gồm van tiết lưu và bộ bay hơi, nơi diễn ra quá trình bay hơi của môi chất làm lạnh.
Chất làm lạnh sau khi đạt độ cao 6 chảy đến bộ ngưng tụ (dàn nóng), nơi nhiệt được hấp thụ và truyền ra không khí bên ngoài xe nhờ quạt tản nhiệt và các lá tản nhiệt Khi nhiệt được loại bỏ, chất làm lạnh chuyển từ dạng khí sang dạng lỏng Sau đó, chất làm lạnh lỏng tiếp tục chảy đến bình chứa (bình sấy khô), hoạt động như bộ lọc và bể chứa trước khi vào van giãn nở.
Van giãn nở điều khiển lưu lượng và áp suất của chất làm lạnh lỏng vào thiết bị bay hơi, nơi chất làm lạnh áp suất thấp biến thành khí và hấp thụ nhiệt từ không khí ấm trong cabin Quá trình này làm giảm nhiệt độ không khí và ngưng tụ hơi ẩm Động cơ quạt gió giúp phân phối không khí lạnh khắp nội thất xe, trong khi chất làm lạnh ở trạng thái khí nhưng vẫn nóng sẽ quay trở lại máy nén.
Hình 1.6 Nguyên lý sưởi ấm của hệ thống điều hòa
Nguyên lý sưởi ấm trong xe hơi dựa trên sự trao đổi nhiệt của không khí, khi không khí nóng truyền nhiệt cho môi trường xung quanh, làm ấm cabin Lõi giàn sưởi sử dụng nhiệt từ nước làm mát động cơ, nước này chảy vào két sưởi và tỏa nhiệt qua các cánh tản nhiệt Quạt gió thổi không khí qua két, tạo ra luồng không khí nóng để đưa vào cabin Trước khi sưởi ấm, không khí phải đi qua bộ lọc sạch để đảm bảo sức khỏe cho tài xế và hành khách.
Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai Santa Fe 2013
Hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai Santa Fe 2013 bao gồm các thành phần chính như bộ ngưng tụ (dàn nóng), máy nén, thiết bị bay hơi (dàn lạnh), van giãn nở (van tiết lưu) và quạt gió.
Hình 1.7 Sơ đồ bố trí chung của hệ thống điều hòa trên xe Hyundai Santa Fe 2013
1 Bộ ngưng tụ (dàn nóng) 6 Van tiết lưu
2 Bộ biến thiên trên dàn nóng 7 Cụm dàn lạnh
3 Quạt tản nhiệt 8 Bộ lọc không khí
4 Máy nén 9 Đường áp suất cao
5 Cảm biên áp suất 10 Đường áp suất thấp
Máy nén được cấu tạo từ nhiều bộ phận quan trọng, bao gồm piston, xi lanh, buồng điều khiển, lò xo và đĩa lắc Ngoài ra, máy nén còn có các thành phần khác như khớp ly hợp, cuộn dây ly hợp, van điều khiển và van nạp/xả, tất cả đều đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hoạt động của máy.
Máy nén có chức năng nén môi chất lạnh từ trạng thái khí áp suất và nhiệt độ thấp sang trạng thái khí áp suất và nhiệt độ cao, đồng thời luân chuyển hơi môi chất lạnh quá nhiệt trong một hệ thống kín Việc này rất quan trọng, vì bất kỳ chất lỏng hoặc bụi bẩn nào xâm nhập vào hệ thống đều có thể gây hỏng hóc cho máy nén.
Hình 1.8 Cấu tạo của máy nén
Hình 1.9 Nguyên lý làm việc của máy nén
Máy nén hoạt động nhờ vào puly gắn trên khớp điện từ (ly hợp điện từ) Môi chất gas lạnh ở dạng khí áp thấp từ thiết bị bay hơi được hút vào qua ống dẫn áp suất thấp của máy nén Sau đó, máy nén thực hiện quá trình nén môi chất khí theo lý thuyết trong khoảng thời gian nhất định.
Khi áp suất đạt 14 ÷ 20 bar, nhiệt độ của môi chất tăng từ 0°C lên khoảng 70°C và 110°C, có thể đạt tối đa 125°C Môi chất ở thể khí nóng được bơm đến bộ ngưng tụ (dàn nóng) với áp suất cao qua đường ống nối áp suất cao Lưu ý rằng máy nén chỉ có khả năng nén chất thể khí, sự hiện diện của chất lỏng có thể gây hỏng hóc cho máy nén.
1.3.2 Khớp điện từ (ly hợp điện từ)
- Cấu tạo: gồm các bộ phận như tấm ma sát, vòng chặn, miếng đệm, pully, bạc đạn của pully, cuộn dây ly hợp
Hình 1.10 Cấu tạo của khớp điện từ
Ly hợp điện từ (khớp điện từ) có chức năng điều khiển hoạt động của máy nén trong hệ thống điều hòa Nó cho phép ngắt và nối dẫn động của máy nén, giúp điều chỉnh hoạt động của máy nén không cần liên tục Khi nhiệt độ trong cabin chưa đạt yêu cầu, ly hợp điện từ sẽ giữ máy nén hoạt động; ngược lại, khi nhiệt độ đã đạt yêu cầu, hệ thống điều khiển sẽ ngắt ly hợp để máy nén dừng hoạt động.
Máy nén hoạt động thông qua trục khuỷu động cơ và hệ thống puli, giữ nguyên vị trí cho đến khi nút A/C được bật Khi đó, dòng điện chạy qua cuộn dây stato tạo ra từ trường điện, kéo đĩa truyền động về phía puli và ép chặt Đĩa truyền động gắn với trục của máy nén, giúp bộ ly hợp trở thành một phần cố định, đồng bộ tốc độ quay của máy nén với động cơ Khi hệ thống điều hòa đạt nhiệt độ lạnh, dòng điện tắt, làm mất lực từ trong cuộn dây trường ly hợp, và nhờ lò xo hồi vị, đĩa truyền động nhả ra, khiến máy nén dừng hoạt động.
1.3.3 Công tắc cảm biến áp suất
- Cấu tạo: gồm các bộ phận như trục ngang, ghim kích hoạt, điểm kết nối, đường nối với ly hợp máy nén và nguồn.
Hình 1.11 Cấu tạo của công tắc áp suất
Công tắc cảm biến áp suất trong chu trình làm lạnh có hai chức năng chính: phát hiện áp suất cao và áp suất thấp không bình thường Khi phát hiện áp suất không bình thường, công tắc sẽ ngắt ly hợp máy nén, giúp ngăn ngừa hỏng hóc do sự giãn nở, từ đó bảo vệ các bộ phận trong chu trình làm lạnh và đảm bảo an toàn cho hệ thống.
Khi công tắc áp suất phát hiện áp suất thấp không bình thường trong chu trình làm lạnh, điều này có thể do môi chất làm lạnh bị thiếu hoặc không có do rò rỉ Nếu áp suất môi chất thấp hơn 0,2 MPa, công tắc sẽ ngắt ly hợp từ và thông báo cho máy nén dừng hoạt động Hành động này ngăn ngừa máy nén hoạt động trong tình trạng thiếu môi chất, giúp tránh hỏng hóc và đảm bảo bôi trơn đầy đủ cho máy nén.
Khi công tắc áp suất phát hiện áp suất cao bất thường trong chu trình làm lạnh, có thể do giàn nóng không được làm mát đầy đủ hoặc lượng môi chất nạp quá nhiều Nếu áp suất vượt quá 3,1 MPa, công tắc sẽ ngắt ly hợp từ và dừng máy nén, đảm bảo áp suất không vượt quá giới hạn an toàn, bảo vệ các thành phần và hệ thống.
1.3.3 Bộ ngưng tụ (dàn nóng)
Hình 1.12 Cấu tạo của dàn nóng
Dàn nóng bao gồm một đầu ống vào và một đầu ra, với cấu trúc là các ống kim loại dài được uốn cong thành nhiều hình chữ U nối tiếp Xung quanh các ống này là các lá tản nhiệt mỏng, được bám sát và kết nối với nhau, tạo thành một hệ thống tản nhiệt hiệu quả.
Bộ ngưng tụ (dàn nóng) có chức năng làm mát môi chất gas lạnh, sử dụng lá tản nhiệt và quạt làm mát để chuyển đổi gas từ thể khí sang thể lỏng dưới áp suất cao Quá trình này diễn ra khi máy nén bơm gas lạnh đến bộ ngưng tụ, giúp giảm nhiệt độ và áp suất của môi chất.
Hình 1.13 Nguyên lý làm việc của dàn nóng
Môi chất lạnh ở trạng thái khí, dưới áp suất và nhiệt độ cao, được máy nén bơm vào bộ ngưng tụ qua ống nạp phía trên dàn nóng Sau đó, khí môi chất tiếp tục lưu thông qua các ống dẫn, di chuyển xuống phía dưới Tại đây, nhiệt độ của khí môi chất được truyền qua các lá tản nhiệt, trong khi luồng gió mát từ quạt tản nhiệt thổi vào, tạo ra quá trình trao đổi nhiệt hiệu quả.
Môi chất lạnh ở trạng thái khí sẽ một phần hóa lỏng tại khu vực trên dàn nóng Sau đó, môi chất lạnh tạm thời hóa lỏng sẽ được dẫn đến bộ điều biến (chứa lọc ga) để lọc cặn bẩn và các tạp chất có trong môi chất Cuối cùng, môi chất lạnh tiếp tục chảy và hoàn toàn hóa lỏng ở phía dưới dàn nóng.
1.3.4 Bộ điều biến trên dàn nóng
- Cấu tạo: gồm túi lọc ga và lưới lọc
Hình 1.14 Cấu tạo của bộ điều biến
Bộ điều biến trên dàn nóng hiện nay đóng vai trò quan trọng như phin lọc ga ở các đời xe cũ, với chức năng chứa môi chất lạnh hóa lỏng tạm thời và hút ẩm cho môi chất Nó giúp loại bỏ tạp chất, cặn bẩn và hơi ẩm trong quá trình làm lạnh, đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.
- Cấu tạo: Đối với van tiết lưu dạng hộp gồm các chi tiết: thanh cảm ưng nhiệt, màng ngăn, kim van (viên bi), lò xo
Hình 1.15 Cấu tạo của van tiết lưu
BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU HÓA KHÔNG KHÍ TRÊN XE HYUNDAI SANTAFE 2013
Quy trình bảo dưỡng và sữa chữa hệ thống điều hòa không khí
2.1.1 Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa không khí
Bước 1: Kiểm tra sơ bộ về hệ thống
Trước khi tiến hành bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa, hãy đọc và hiểu rõ các biện pháp phòng ngừa an toàn đã được nêu Đảm bảo rằng tất cả các mục cần thiết đã được kiểm tra kỹ lưỡng.
- Kiểm tra tình trạng của các đai ốc và bulong của các bộ phận như máy nén, dàn nóng và xem có bị thiếu hay không
- Kiểm tra độ siết chặt của các bulong và đai ốc xem có bị lỏng không
Hình 2.1 Kiểm tra đai ốc và bulong
- Kiểm tra tình trạng đường dây điện trên hệ thống điều hòa có bị đứt hay cháy chập mạch hay không
- Kiểm tra trực tiếp tình trạng bề mặt đường ống xem rạn nứt, gấp khúc không
- Kiểm tra tất cả các đường ống và các đầu khớp kết nối xem có bị rò rỉ không
Hình 2.2 Kiểm tra đường ống
18 đo dây đai biết độ căng và hư hỏng chính xác
Hình 2.3 Kiểm tra dây đai
- Kiểm tra ống thoát nước của dàn lạnh, không bị chặn hay tắt nghẽn bởi cặn bẩn hoặc tạp chất
Hình 2.4 Kiểm tra ống thoát nước dàn lạnh
- Kiểm tra trên bộ lọc không khí xem có bị bám bụi bẩn, cặn bẩn bám nhiều không
Kiểm tra công tắc điều hòa trên xe để đảm bảo hoạt động bình thường Nếu công tắc không hoạt động, cần kiểm tra mạch điện tại vị trí ON hoặc OFF để xác định nguyên nhân.
- Kiểm tra cửa hỗn hợp không khí mở và đóng bình thường và lưu thông không khí dễ dàng
Hình 2.5 Kiểm tra của thông gió
Bước 2: Xác nhận triệu chứng
Kiểm tra tổng quan các bộ phận trên hệ thống điều hòa:
Kiểm tra dàn nóng để đảm bảo các cánh tản nhiệt không bị uốn cong hoặc hư hỏng Đồng thời, cần loại bỏ các vật cản như lá cây, côn trùng, bùn hoặc rác để duy trì hiệu suất làm mát tối ưu.
Hình 2.6 Kiểm tra dàn nóng
- Kiểm tra quạt tản nhiệt và đảm bảo nó còn hoạt động bình thường và chạy đúng hướng
Kiểm tra hoạt động của máy nén để xác định có bị ồn hoặc phát ra tiếng bất thường hay không Đồng thời, cần kiểm tra đường hút và đường xả của máy nén để phát hiện xem có bị rò rỉ hay không.
Hình 2.7 Kiểm tra máy nén
- Kiểm tra phớt máy nén và van điều khiển xem có bị rò rỉ không
Để đảm bảo máy nén hoạt động hiệu quả, hãy kiểm tra khóa ly hợp và xác nhận rằng nó đang hoạt động bình thường Nếu phát hiện sự cố, cần kiểm tra dây điện và nguồn điện từ hệ thống.
Đảm bảo quạt thổi hoạt động hiệu quả ở tất cả các tốc độ khi bật điều hòa Khi chuyển sang chế độ lạnh, cần kiểm tra và tắt máy sưởi hoàn toàn để đảm bảo hiệu suất làm lạnh tối ưu.
Hình 2.8 Kiểm tra quạt gió
Kiểm tra bộ lọc không khí để xem có bụi bẩn và cặn bám nhiều hay không, sau đó vệ sinh bằng súng khí nén Nên thay thế bộ lọc sau mỗi 20.000 km hoặc khi phát hiện tình trạng lọc cũ, quá bẩn hoặc hư hỏng trong quá trình tháo lắp.
Hình 2.9 Kiểm tra bộ lọc không khí
Kiểm tra dàn lạnh bằng phương pháp nội soi giúp đánh giá tình trạng bề mặt của các ống dẫn và cánh tản nhiệt, xác định xem có bị oxy hóa hay bám nhiều cặn bẩn hay không.
Hình 2.10 Kiểm tra dàn lạnh
- Kiểm tra van tiết lưu có bị kẹt hay bị rò rỉ
- Kiểm tra rò rỉ trên hệ thống điều hòa
Quy trình kiểm tra rò rỉ bằng máy kiểm tra rò rỉ điện tử:
1 Khởi động động cơ và bật hệ thống điều hòa và để áp suất ổn định
2 Bật máy kiểm tra rò rỉ Hầu hết các máy kiểm tra rò rỉ điện tử đều có đèn báo điện áp pin, thường là đi-ốt phát sáng (LED) Đảm bảo đèn LED được chiếu sáng Nếu không, hãy thay pin trước khi tiếp tục
3 Tìm kiếm rò rỉ bằng cách di chuyển từ từ đầu cảm biến đến gần tất cả các bộ phận, đường ống, vòng đệm và các khớp nối của hệ thống
4 Thiết bị sẽ phát ra âm thanh báo động khi đầu cảm biến phát hiện khí làm lạnh rò rỉ ra Hầu hết các máy dò điện tử đều có nút xoay để điều chỉnh độ nhạy của báo động
5 Để tăng độ nhạy phát hiện của đầu cảm biến, bạn sẽ phải giảm tốc độ dòng khí của đầu bơm: a) Che các lỗ thoát khí ở phía sau vỏ đầu bơm bằng cách quấn một miếng băng dính lên chúng b) Mở lại một trong các khe thông hơi bằng cách đục lỗ hoặc cắt băng dính trên khe bằng lưỡi dao cạo hoặc móng tay
6 Khắc phục những điểm rò rỉ và kiểm tra lại hệ thống
- Kiểm tra hệ suất làm lạnh của hệ thống điều hòa tại cửa ra của không khí
Quy trình kiểm tra hiệu suất làm lạnh như sau:
1 Đỗ xe ở nơi có bóng râm, thoáng mát Lưu ý nhiệt độ môi trường xung quanh và dộ ẩm để tiến hành kiểm tra
2 Mở cả hai cửa sổ phía trước và hai cửa ở mui xe
3 Mở nắp cabo, kết nối cả hai van của đường ống áp suất cao và áp suất thấp với các cổng nạp của hệ thống
4 Mở tất cả các cửa chớp của gạch ngang và điều chỉnh về vị trí chạy thẳng
5 Chèn đầu dò nhiệt kế khoảng 50 mm vào cửa thông hơi ở giữa để kiểm tra nhiệt độ khí thoát ra
6 Cài đặt các nút điều khiển:
- Ở vị trí không khí trong lành
- Tốc độ quạt cao nhất
7 Đặt xe ở chế độ N hoặc P, kéo phanh tay và khởi động động cơ, đưa tốc độ động cơ lên 1700 RPM Sau đó cho kim đồng hồ đo áp suất ổn định
8 Chú ý đo và kiểm tra áp suất, nhiệt độ của không khí từ dàn lạnh ra Sau đó, so sánh nhiệt đọ và áp suất đã đo với thông số của biểu đồ hiệu suất
Khi đo áp suất và nhiệt độ của máy nén, cần thực hiện khi máy đang hoạt động Sử dụng nhiệt kế để kiểm tra nhiệt độ tại các lỗ thông hơi trung tâm, đảm bảo đầu dò được đặt gần lỗ thoát khí nhất có thể Sau khi đo, so sánh giá trị trung bình với bảng tham khảo dưới đây.
Bảng 3.1: Nhiệt độ tiêu chuẩn khi đo hiệu suất làm lạnh
Nhiệt độ môi trường xung quanh
Nhiệt độ tại cửa thoát khí, lỗ thông hơi (°C) Áp suất thấp (thanh) Áp suất cao (bar)
Bảo dưỡng và sữa chữa các chi tiết trên hệ thống điều hòa không khí
2.3.1 Bảo dưỡng và sửa chữa máy nén
Sau khi tháo máy nén, quá trình bảo dưỡng và sửa chữa của máy nén được tiến hành như sau
Tiến hành tháo và kiểm tra phần bên ngoài của máy nén:
- Tháo tấm ma sát của đầu máy nén và kiểm tra có bị cháy, sướt trên bề mặt không
Hình 2.24 Tháo tấm ma sát
- Tháo vòng chặn sau đó tháo pully và kiểm tra bạc đạn của pully
- Tháo vít kẹp của cuộn dây, sau đó tháo cuộn dây ly hợp điện và kiểm tra trực tiếp xem có hoạt động tốt không (Hình 2.26)
Tiến hành tháo và kiểm tra phần bên trong máy nén:
Kiểm tra ốc xả dầu máy nén để xác định lượng dầu có bị thiếu hay không Nếu phát hiện thiếu, cần thêm dầu mới vào Đồng thời, kiểm tra xem dầu có bị nhiễm bẩn, đổi màu hoặc có vật lạ như bột kim loại, cặn bẩn hay không Nếu cần thiết, hãy thay thế bằng dầu mới.
Hình 2.26 Tháo cuộn dây ly hợp
Hình 2.27 Tháo ốc xả dầu
- Tháo van điều khiển và kiểm tra van và các gioăng cao su hãm trên van
Hình 2.28 Tháo van điều khiển
Tháo ốc bulong của máy nén và gỡ phần đuôi máy nén khỏi cụm tấm van Tiến hành kiểm tra bề mặt bên trong của phần đuôi để xác định xem có bị khuyết tật hoặc lõm không (Hình 2.29)
- Tháo các tấm van và miếng đệm ra khỏi xi lanh của máy nén và kiểm tra độ mài mòn của nó (Hình 2.30)
Hình 2.29 Tháo phần đuôi máy nén
Hình 2.30 Tháo các tấm van và miếng đệm
- Kiểm tra bề mặt xi lanh có bị trầy sướt hay mòn không Kiểm tra độ mòn của piston, xem có bị nứt mẻ trên bề mặt hay không
- Kiểm tra, cân chỉnh và căng lại dây đai dẫn động máy nén khi bị lỏng
Để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho máy, việc kiểm tra định kỳ là rất quan trọng Mỗi 3 tháng, cần mở máy và kiểm tra các chi tiết thiết yếu như xilanh, piston, miếng đệm kín, cụm tấm van và vòng chặn Việc này giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn và duy trì độ bền của thiết bị.
Bảng 3.3: Bảo dưỡng và sửa chữa máy nén
Trục khuỷu, các vòng đệm kín, piston,
Kiểm tra độ mài mòn và thay thế nếu vượt quá mức cho phép
Xuất hiên cặn bẩn, bột kim loại màu vàng trong dầu máy nén
Kiểm tra đường hút, sự mài mòn các chi tiết và nên thay túi lọc ga
Dầu nhớt của máy nén bị thiếu hoặc hao hụt trong quá trình hoạt động
Thêm dầu nhớt mới vào
Lưới lọc bị tắc, rách Sử dụng các hóa chất chuyên tẩy rửa hoặc thay thế
Dầu mỡ vòng bi, bạc máy nén bị thiếu, khô
Vệ sinh và tra dầu mỡ mới
Gioăng cao su, van điều khiển bị hỏng Thay thế mới
Pully bị ồn khi quay bằng tay hoặc lực kéo bị nặng
Bôi mỡ mới hoặc thay thế nếu cần
Cuộn dây li hợp không hoạt động Kiểm tra dây điện nối cuộn dây, tháo ra và kiểm tra trực tiếp Thay thế mới nếu cần
2.3.2 Bảo dưỡng và sửa chữa dàn nóng (bộ ngưng tụ)
Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ bao gồm các công việc chính sau đây:
- Thu hồi chất làm lạnh trên hệ thống bằng máy trạm
- Tháo cản trước và vỏ bảo vệ ra khỏi dàn nóng
Để tháo dàn nóng, trước tiên bạn cần tháo 2 đai ốc và sau đó gỡ 2 ống kết nối Đừng quên đóng nắp hoặc che đậy các đầu ống để ngăn bụi bẩn xâm nhập vào bên trong.
Hình 2.31 Tháo 2 ốc của đường ống
Để tháo dàn nóng ra khỏi bộ tản nhiệt, bạn cần tháo 2 bulong Hãy cẩn thận để tránh làm hỏng các cánh tản nhiệt và đường ống trong quá trình tháo dàn nóng.
Sau khi tháo dàn nóng, cần xả hết chất làm lạnh còn lại bên trong và kiểm tra độ kín của dàn nóng để phát hiện hiện tượng rò rỉ.
Kiểm tra và thay thế định kỳ túi lọc hút ẩm trên dàn nóng là rất quan trọng để đảm bảo môi chất làm lạnh luôn sạch sẽ, không có hơi ẩm hay cặn bẩn Việc này giúp duy trì hiệu suất làm lạnh tối ưu cho hệ thống.
Các bước kiểm tra và thay túi lọc hút ẩm của bộ biến thiển trên dàn nóng:
+ Sau khi tháo dàn nóng xuống, tháo lớp vỏ bảo vệ dàn nóng bằng cách tháo các ốc và bulong gắn cố định
+ Xác định vị trí của túi lọc Hầu hết túi lọc nằm bên cạnh của dàn nóng trong bộ điều biến
+ Dùng cờ lê L vặn nắp đáy và kiểm tra gioăng cao su, thay thế nếu cần
48 tình trạng bị tắc Nếu túi lọc bị tắc, bẩn hoặc quá cũ thì nên cần thay thế túi hút ẩm mới
Hình 2.34 Tháo túi hút ẩm
Khi cần thay thế túi hút ẩm, hãy chắc chắn rằng túi mới phù hợp về kích thước và kiểu dáng với dàn nóng của hệ thống điều hòa.
Sau khi thay túi hút ẩm mới, hãy tra dầu mới vào gioăng cao su của nắp đáy và gắn nắp đáy cùng với dàn nóng, siết chặt đủ lực Đặc biệt lưu ý rằng túi phải được đặt chính xác và khít với hệ thống để ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập vào dàn lạnh.
+ Sau khi gắn các chi tiết vào với nhau, bật nguồn điện và kiểm tra xem hệ thống điều hòa không khí hoạt động bình thường hay không
- Vệ sinh bên ngoài dàn nóng
Sử dụng chổi mềm để loại bỏ bụi bẩn trên các ống và cánh trao đổi nhiệt Nếu bụi bẩn bám quá nhiều và sâu, có thể dùng khí nén hoặc nước phun mạnh để làm sạch hiệu quả.
Hình 2.35 Vệ sinh bên ngoài dàn nóng
- Vệ sinh bên trong dàn nóng
Dùng dung dịch súc rửa chuyên dụng cho dàn nóng để đẩy hết các chất cặn bẩn tích tụ bên trong ra ngoài
Hình 2.36 Vệ sinh bên trong dàn nóng Bảng 3.4 Bảo dưỡng và sửa chữa dàn nóng
Kiểm tra Cách khắc phục, sửa chữa
Các cánh tản nhiệt bị bẩn Làm sạch bằng nước và lau khô bằng khí nén
Môi chất lạnh bị rò rỉ Duỗi thẳng bằng tuốc nơ vít hoặc kìm
Các cánh tản nhiệt bị uốn cong Hàn hoặc thay thế giàn ngưng tụ/ giàn bay hơi tùy thuộc vào tình trạng
Hiện tượng nghẹt môi chất lạnh Vệ sinh, xả cặn bể nước
Bộ điều biến không hấp thu hết chấm ẩm, hoặc túi hút ẩm bị bẩn, cũ
Lưới lọc trong bộ điều biến bị tắc nghẽn Tháo đuôi ốc, tháo túi hút ẩm và vệ sinh lại bên trong bộ điều biến
2.3.3 Bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị bay hơi (dàn lạnh)
Sau khi tháo dàn lạnh, ta tiến hành kiểm tra bảo dưỡng qua các bước:
- Xả hết gas trong dàn lạnh và kiểm tra độ kín của dàn lạnh
- Kiểm tra cánh tản nhiệt, đường ống và vệ sinh bên ngoài dàn lạnh:
Để làm sạch dàn lạnh có bụi bẩn bám ít và chưa bị oxy hóa, hãy sử dụng bàn chải và dung dịch tẩy rửa để cọ rửa các khe và rảnh của cánh tản nhiệt Sau đó, dùng vòi nước phun mạnh để rửa sạch bụi bẩn còn sót lại.
Hình 2.37 Vệ sinh dàn lạnh
Đối với dàn lạnh bị bám bụi bẩn và oxy hóa nặng, giải pháp tối ưu là thay dàn lạnh mới để đảm bảo hiệu suất tối đa cho hệ thống điều hòa.
- Vệ sinh bên trong dàn lạnh: dùng dung dịch hóa chất súc rửa chuyên dụng để loại bỏ bụi bẩn, rêu bám bên trong dàn lạnh
- Sấy và để khô dàn lạnh
- Vệ sinh máng thoát nước giàn lạnh
Bảng 3.5 Bảo dưỡng và sửa chữa dàn lạnh
Kiểm tra Cách khắc phục, sửa chữa
Các cánh tản nhiệt bị bẩn Làm sạch bằng nước và lau khô bằng khí nén
Môi chất lạnh bị rò rỉ có thể được khắc phục bằng cách duỗi thẳng các ống bằng tuốc nơ vít hoặc kìm Nếu các cánh tản nhiệt bị uốn cong, cần hàn hoặc thay thế giàn ngưng tụ hoặc giàn bay hơi tùy thuộc vào tình trạng của thiết bị.
Hiện tượng nghẹt môi chất lạnh Vệ sinh, xả cặn bể nước Ống thoát nước của dàn lạnh bị tắt nghẽn Kiểm tra và vệ sinh ống thoát nước
2.3.4 Bảo dưỡng và sửa chữa quạt tản nhiệt và quạt gió
Quy trình kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa quạt tản nhiệt theo các bước như sau:
- Kiểm tra bạc trục, bôi dầu mỡ mới vào vòng bi hoặc bạc trục
- Kiểm tra chổi than xem
- Kiểm tra độ ồn và độ rung động bất thường gây ra
- Kiểm tra độ căng dây đai, hiệu chỉnh và thay thế
- Vệ sinh cánh quạt, trong trường hợp cánh quạt chạy không êm cần tiến hành sửa chữa để cân bằng động tốt nhất còn không thì thay mới
Hình 2.38 Bảo dưỡng quạt tản nhiệt
Quy trình tháo, kiểm tra và bảo dưỡng động cơ quạt gió của dàn lạnh:
- Ngắt cực âm (-) của ắc quy
- Tháo tấm chắn va chạm phía bên phụ dưới taplo
Ngắt kết nối đầu nối của động cơ quạt gió và tháo động cơ sau khi nới lỏng các vít Kiểm tra tình trạng hoạt động của động cơ quạt gió; nếu không hoạt động tốt, hãy thay thế bằng động cơ mới và kiểm tra xem nó có hoạt động bình thường hay không.
Bảng 3.6 Bảo dưỡng và sửa chữa quạt tản nhiệt
Kiểm tra Cách khắc phục, sữa chữa
Cánh quạt bám bụi bẩn Vệ sinh bằng khí nén hoặc dùng cọ
Dầu mỡ ở bạc hoặc vòng bi bị khô Tra dầu mở vừa đủ vào bạc hoặc vòng bi
Chổi than hết Thay thế chổi than
52 thường quạt gió Thay thế động cơ mới nếu cần
2.3.5 Bảo dưỡng bộ lọc không khí
THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ
Cấu tạo của mô hình hệ thống điều hòa không khí ô tô
Máy nén Sanden 508 12V SA hàng Trung Quốc, loại sử dụng dây đai một rãnh chữ V
Hình 3.1 Máy nén của mô hình
Dàn nóng HBS 14 x 18inch, dày 32mm
Hình 3.2 Dàn nóng của mô hình
58 Ống ga và các ống co kết nối
Hình 3.3 Ống dẫn ga của mô hình
Quạt tản nhiệt 12 inch, loại 12V hàng Trung Quốc
Hình 3.4 Quạt tản nhiệt của mô hình
Bộ dàn lạnh 4 cửa 404 24V DL02, hàng Trung Quốc
Hình 3.5 Bộ dàn lạnh của mô hình
Van tiết lưu loại râu
Hình 3.6 Van tiết lưu của mô hình
Phin lọc ga hàng Trung Quốc
Hình 3.7 Phin lọc ga của mô hình
3.1.8 Một số bộ phận khác
- Bộ chuyển đổi Adapter từ 220V sang 12V
Hình 3.8 Bộ chuyển đổi Adapter
- Đồng hồ đo áp suất
- Cầu chì, rơ le, dây điện.
Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mô hình
Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện của mô hình
1 Bộ chuyển đổi 220V~12V 2 Công tắc 3 Quạt dàn lạnh
4 Rơ le nhiệt 5, 7, 10 Cầu chì 6, 9 Rơ le
8 Máy nén 11 Quạt dàn nóng 12 Công tắc áp suất
Khi bật công tắc nguồn, điện áp 220V sẽ được truyền từ cầu giao điện đến bộ adapter, nơi dòng điện này được hạ xuống còn 12V để cung cấp cho hệ thống điều hòa.
61 điện sẽ được truyền đi đến cụm công tắc quạt, nên khi điều chỉnh công tắt quạt tại vị trí
I, II, III tương ứng với từng tốc độ quạt thì quạt sẽ hoạt động nhưng lúc này máy nén chưa hoạt động nên môi chất lạnh chưa được chuyển đi để làm lạnh Để làm lạnh ta phải bật công tắc, lúc này mặt bích của máy nén sẽ được hít vào và kèm theo sự dẫn động của mô tơ, môi chất lạnh sẽ đi qua các bộ phận trên mô hình và tỏa ra hơi lạnh để làm lạnh khoang cabin Ngoài ra, trong hệ thống còn có một rơ le nhiệt, rơ le nhiệt này hoạt động bằng cách nhận một dòng điện từ nguồn cấp vào và một dòng khác từ cụm công tắc quạt đi qua, 2 dòng điện này sẽ làm giãn nở tấm kim loại bên trong rơ le nhiệt Khi tấm kim loại giãn nở tới một giới hạn nhất định, rơ le này sẽ tự động ngắt lạnh, tức là máy nén và quạt tản nhiệt sẽ ngừng hoạt động, lúc này chỉ còn quạt gió hoạt động và độ lạnh trong khoang cabin sẽ được giữ nguyên Đến khi độ lạnh trong khoang cabin tăng lên thì rơ le nhiệt sẽ hoạt động lại để cấp lại độ lạnh phù hợp cho mức độ mà ta đã chọn.
Xây dựng khung cho mô hình hệ thống
Đầu tiên, thiết kế khung sắt nằm ngang cho mô hình có kích thước 120x85 cm với
3 thanh dọc và 2 thanh ngang làm giá đỡ để chịu lực cho các thiết bị như bộ dàn lạnh, dàn nóng, máy nén và mô tơ điện
Hình 3.10 Thiết kế khung sắt cho mô hình
Khung dọc chữ U 35x45 cm được thiết kế để làm giá đỡ treo dàn nóng, trong khi khung 25x50 cm được sử dụng cho bộ dàn lạnh nhằm cố định vị trí Ngoài ra, thiết kế gồm 2 thanh đứng 25 cm cũng đóng vai trò làm giá đỡ cho máy nén, đảm bảo sự ổn định và hiệu quả cho hệ thống.
62 phải thiết kế hợp lý để lắp các thiết bị của mô hình
Vật liệu làm cho khung sắt: Sắt ống 30x30 mm, độ dày của sắt 1,8mm Ngoài ra còn dùng sắt ống 30x30 mm, độ dày 1,4mm
Phương pháp gia công khung sắt: cắt, hàn, khoan và mài thẩm mỹ
Dụng cụ gia công: Máy cắt điện, máy mài, máy hàn, máy khoan, thước xoắn,… Quy trình xây dựng khung sắt cho mô hình:
- Đo đạc và tiến hành cắt sắt theo kích thước đã thiết kế
+ Đo, đánh dấu và cắt sắt cho khung của dàn nóng, dàn lạnh và giá đỡ máy nén
Hình 3.11 Đo và đánh dấu theo kích thước
+ Đo, đánh dấu và cắt sắt theo kích thước của khung chịu lực
Hình 3.12 Cắt sắt cho khung
- Tiến hành hàn thành khung sắt cho mô hình:
+ Hàn khung chữ U để cố định giữ dàn nóng, dàn lạnh
Hình 3.13 Hàn khung cho dàn nóng, dàn lạnh
Đo và đánh dấu khoảng cách giữa các lỗ gắn ốc trên dàn nóng và quạt tản nhiệt là bước đầu tiên quan trọng Sau đó, sử dụng máy khoan để khoan lỗ nhằm gắn ốc và bulong, giúp cố định dàn nóng và quạt một cách chắc chắn.
+ Tiến hành hàn thành khung chịu lực sau đó hàn gắn với các khung chữ U, thanh giá đỡ máy nén vào
Hình 3.14 Hàn khung chịu lực cho mô hình
- Hoàn thiện khung cho mô hình
Mài những điểm lồi, xấu do quá trình hàn, khoan hoặc cắt sắt bằng máy mài để hoàn thiện khung cho mô hình
Hình 3.15 Hoàn thiện khung cho mô hình
Quy trình lắp ráp các chi tiết của mô hình hệ thống điều hòa không khí ô tô
- Đầu tiên là lắp mô tơ điện 2KW vào khung Dùng 4 bulong và ốc gá đỡ mô tơ điện vào khung
Hình 3.16 Lắp mô tơ điện
- Lắp dàn lạnh vào khung, sử dụng bulong để cố định lại (Hình 3.17)
Lắp đặt dàn nóng và quạt tản nhiệt vào khung cần sử dụng ốc và bulong để cố định chắc chắn Đảm bảo lắp đúng mặt và chiều của dàn nóng, đồng thời siết chặt để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.
- Lắp máy nén vào giá đỡ và siết chặt cố định bằng 2 bulong dài Lưu ý siết chặt tránh tình trạng bị bung ốc trong quá trình hoạt động (Hình 3.19)
Hình 3.19 Lắp máy nén và dây đai
66 tăng chỉnh mô tơ điện sao cho dây đai không được quá căng hoặc quá chùn, độ căng phải vừa phải
- Đấu đường dây điện cho mô hình
+ Xác định các chân và dường dây điện trong bộ dàn lạnh bằng đồng hồ điện tử
+ Đấu dây điện của máy nén, bộ dàn lạnh, quạt tản nhiệt và cảm biến áp suất lại với nhau
+ Đấu rơ le và cầu chì để bảo vệ các bộ phận trên khi gặp trục trặc
+ Dùng băng keo dán các điểm nổi lại với tránh gây hiện tượng chập mạch trên mô hình
+ Dùng bộ chuyển đổi Adapter thay thế như ắc quy trên xe để cung cấp nguồn vào mô hình
+ Cung cấp nguồn điện cho chạy các bộ phận trên chạy thử nghiệm
Hình 3.20 Đấu dây điện cho mô hình
- Lắp đường dây ống dẫn ga và phin lọc ga cho mô hình
+ Gắn gioăng cao su vào các đầu của ống dẫn
+ Gắn phin lọc ga vào 2 đầu của đường ống Lưu ý xác định đúng chiều ga vào và ra trên phin lọc (Hình 3.21)
Kết nối và siết chặt các ống co với máy nén, bộ dàn lạnh, phin lọc ga và dàn nóng cần được thực hiện cẩn thận Lưu ý siết lực vừa đủ để không làm hỏng gioăng và khớp nối.
Hình 3.21 Lắp phin lọc ga cho mô hình
Hình 3.22 Lắp đường ống dẫn
- Nạp ga lạnh cho mô hình và kiểm tra rò rỉ bằng dung dịch xà phòng
Gắn ống ga của đồng hồ đo áp suất vào máy nén và kết nối với bình chứa ga lạnh Mở khóa bình để xả không khí bên trong, sau đó cung cấp nguồn điện và cho mô hình chạy Mở khóa van bình chứa để bắt đầu quá trình nạp ga Sau khi hoàn tất nạp, tiến hành chạy thử nghiệm và kiểm tra rò rỉ bằng dung dịch xà phòng.
Hình 3.23 Nạp ga lạnh cho mô hình
- Mô hình hoàn thiện, kiểm nghiệm và đảm bảo độ ổn định cho mô hình
Hình 3.24 Tổng thể của mô hình
Đánh giá mô hình
Sau thời gian làm việc chăm chỉ cùng sự hướng dẫn tận tình của thầy Th S Thái Văn Nông, nhóm chúng em đã hoàn thành cơ bản mô hình hệ thống điều hòa không khí ô tô Mặc dù chưa hoàn thiện tốt nhất, mô hình đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu như vận hành êm ái, không ồn ào và có hiệu suất làm lạnh tốt Mô hình đã được thử nghiệm và đạt các tiêu chí ban đầu, đồng thời có sự liên kết chặt chẽ giữa các thành phần.
Mô hình hệ thống điều hòa không khí của chúng em được thiết kế dựa trên hệ thống thực tế trên ô tô, mặc dù còn thiếu một số chi tiết nhưng vẫn đảm bảo nguyên lý hoạt động giống như mô hình thực Mô hình này có tiềm năng phát triển để phục vụ cho việc sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống điều hòa trên xe thật Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng trong giảng dạy lý thuyết cho sinh viên, giúp họ có cái nhìn thực tế về hệ thống điều hòa không khí.
Sau một thời gian nỗ lực nghiên cứu và hoàn thiện, em đã hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp của mình Em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Thái Văn Nông đã nhiệt tình hỗ trợ và chỉ ra những sai sót trong quá trình thực hiện luận văn cũng như mô hình của em.
Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh đã hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn Đề tài của tôi là “Khai thác hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai Santa Fe.”
Năm 2013, qua việc thiết kế mô hình hệ thống điều hòa không khí ô tô, tôi đã trang bị được nhiều kiến thức mới để đáp ứng yêu cầu công việc sau này Mặc dù mô hình chưa hoàn thiện tốt nhất, nhưng đã đảm bảo các yêu cầu của giáo viên hướng dẫn Do thời gian hạn chế và kinh nghiệm còn thiếu, mô hình vẫn còn những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự thông cảm từ quý thầy cô và được hướng dẫn để hoàn thiện mô hình hơn Sau khi thực hiện đề tài, tôi đã hiểu biết hơn về hệ thống điều hòa không khí ô tô và các bộ phận của nó Nhu cầu về sự thoải mái trong hệ thống điều hòa ngày càng cao, vì vậy nghiên