Trong thời gian 3 tháng em thực tập tại gara ô tô Sao Việt, em xin chân thành cảm ơn anh chủ gara (anh Nam) đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập trong xưởng, cảm ơn anh em thợ trong gara đã chỉ bảo tận tình cho em để em có được những kinh nghiệm thực tế trong việc bảo dưỡng sửa chữa ô tô. Từ kinh nghiệm thực tiễn đó đã giúp em tìm ra đề tài luận văn của mình.
Trang 1BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM
VIỆN CƠ KHÍ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA Ô TÔ HYUNDAI SATAFE THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU
HÒA NHIỆT ĐỘ TRÊN XE Ô TÔ
Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn : ThS Dương Minh Thái Sinh viên thực hiện : Đặng Hoàng Thủ
MSSV: 1851080063 Lớp: CO18A
TP Hồ Chí Minh, năm 2023
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian 3 tháng em thực tập tại gara ô tô Sao Việt, em xin chân thành cảm
ơn anh chủ gara (anh Nam) đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập trong xưởng, cảm ơn anh em thợ trong gara đã chỉ bảo tận tình cho em để em có được những kinh nghiệm thực tế trong việc bảo dưỡng sửa chữa ô tô Từ kinh nghiệm thực tiễn đó đã giúp
em tìm ra đề tài luận văn của mình
Đồng thời, em cũng cảm ơn các thầy cô trong viện cơ khí trường Đại học Giao Thông Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh đã đồng ý cho em thực tập 3 tháng tại gara Sao Việt
Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Dương Minh Thái đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn sau vài lần duyệt đã giúp em hoàn thành bài luận lý thuyết và cả mô hình mà nhóm em đang làm
Em xin chân thành cảm ơn!
TP Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2023
Sinh viên thực hiện
Đặng Hoàng Thủ
Trang 3TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay việc nghiên cứu hệ thống điều hòa nhiệt độ trên xe ô tô rất cần thiết đối
với sinh viên ngành cơ khí ô tô Luận văn này tập chung phân tích vấn đề “Khai thác
hệ thống điều hòa ô tô Hyundai Satafe Thiết kế mô hình điều hòa nhiệt độ trên xe
ô tô.” Tính cấp thiết của đề tài sẽ được làm rõ trong từng chương mà em sắp trình bày
sau đây Gồm có 5 chương:
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG
Trang 4MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô 3
1.2 Tính cấp thiết của đề tài 3
1.3 Phương pháp nghiên cứu 4
1.3.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 4
1.4 Nội dung chính của đề tài 5
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 6
2.1 Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 6
2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí trên ô tô 6
2.1.2 Lý thuyết về điều hòa không khí 10
2.1.3 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn: 11
2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trên ô tô 12
2.2.1 Cấu tạo 12
2.2.2 Nguyên lý hoạt động 13
2.2.3 Vị trí lắp đặt trên xe 14
2.3 Các thành phần chính của hệ thống điều hòa 15
2.3.1 Máy nén (lốc lạnh) 15
2.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) 24
2.3.3 Bình lọc (hút ẩm môi chất) 27
2.3.4 Van tiết lưu hay van giãn nở 29
2.3.5 Bộ bốc hơi (Giàn lạnh) 34
2.4 Các phần phụ khác trong hệ thống điện lạnh ô tô 36
2.4.1 Quạt giàn lạnh 36
2.4.2 Quạt tản nhiệt giàn nóng 37
2.4.3 Bộ lọc không khí 37
2.4.4 Ống dẫn môi chất lạnh 38
2.4.5 Cửa sổ kính (mắt gas): 38
CHƯƠNG 3: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE HUYNDAI SATAFE 40
Trang 53.1 Bảo dưỡng thường xuyên 40
3.1.1 Kiểm tra sơ bộ 40
3.1.2 Kiểm tra máy nén: 40
3.1.3 Cửa sổ kính (mắt gas) 41
3.1.4 Nhiệt độ cửa gió lạnh 43
3.1.5 Kiểm tra sự rũ rỉ mụi chất lạnh 43
3.2 Bảo dưỡng định kỳ 44
3.2.1 Công tác chuẩn bị 44
3.2.2 Quy trình bảo dưỡng định kỳ 44
3.2.3 Quy trình hướng dẫn an toàn khi sữa chữa, bảo dưỡng điều hòa không khí 45 3.3 Quy trình nạp gas cho hệ thống điều hòa 46
3.3.1 Xả gas hệ thống điều hòa 46
3.3.2 Nén không khí vào hệ thống 48
3.3.3 Hút chân không 48
3.3.4 Nạp môi chất lạnh vào hệ thống 49
CHƯƠNG 4: CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 51
4.1 Kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất 51
4.1.1 Hệ thống làm việc bình thường 51
4.1.2 Lượng môi chất không đủ 51
4.1.3 Thừa môi chất hoặc việc làm mát giàn nóng không đủ 52
4.1.4 Hơi ẩm trong hệ thống làm lạnh 52
4.1.5 Sụt áp trong máy nén 52
4.1.6 Tắc nghẽn trong chu trình làm lạnh 53
4.1.7 Không khí ở trong hệ thống làm lạnh 53
4.2 Kiểm tra bằng cách quan sát bên ngoài 54
4.2.1 Puly tăng đai bị mòn 54
4.2.2 Van tiết lưu bị hú, kêu 55
4.2.3 Ly hợp điện từ của máy nén bị yếu, không sát với puly 55
4.2.4 Hệ thống điều hòa bị xì, hết gas 56
CHƯƠNG 5: THIẾT LẬP MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 58
5.1 Mục đích và yêu cầu của mô hình 58
Trang 65.1.1 Mục đích 58
5.1.2 Yêu cầu của mô hình 58
5.2 Chọn phương án, phân tích ưu điểm và nhược điểm của hệ thống 58
5.3 Lựa chọn thiết bị 59
5.4 Gia công các chi tiết 62
5.5 Quy trình lắp hệ thống điều hòa trên mô hình 65
5.6 Quy trình nạp ga điều hòa 68
KẾT LUẬN 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
Trang 7DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2 1 Vị trí lắp đặt thực tế của điều hòa trên xe 6
Hình 2 2 Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí 6
Hình 2 3 Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi 8
Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát 9
Hình 2 5 Cơ chế hút ẩm của dàn lạnh 9
Hình 2 6 Cơ chế lọc khí qua tấm lọc 10
Hình 2 7 Môi chất lạnh R134a 12
Hình 2 8 Dầu con gấu 12
Hình 2 9 Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm lạnh trên ô tô 13
Hình 2 10 Vị trí giàn lạnh đặt phía 14
Hình 2 11 Vị trí giàn lạnh phía sau 15
Hình 2 12 Vị trí của máy nén trên xe 15
Hình 2 13 Các loại máy nén trong hệ thống điều hòa 16
Hình 2 14 Cấu tạo máy nén loại piston 17
Hình 2 15Cấu tạo máy nén loại cánh quạt quay 18
Hình 2 16 Cấu tạo máy nén loại kiểu cuộn 19
Hình 2 17 Máy nén trên Huyndai Satafe 20
Hình 2 18 Các điểm cần tháo của máy nén 21
Hình 2 19 Tháo 4 bu long của máy nén 21
Hình 2 20 Bu long phải đúng kích thước ban đầu 22
Hình 2 21 Cấu tạo của ly hợp điện từ 23
Hình 2 22 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ 23
Hình 2 23 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ 24
Hình 2 24 Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ) 25
Hình 2 25 Lắp ráp giàn ngưng 26
Hình 2 26 Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng 27
Hình 2 27 Sơ đồ cấu tạo của bình lọc 28
Hình 2 28 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu 29
Hình 2 29 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao) 30
Hình 2 30 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp) 31
Hình 2 31 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu loại thường 31
Hình 2 32 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường (tải nhiệt cao) 32
Hình 2 33 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường (tải nhiệt thấp) 32
Hình 2 34 Cấu tạo của bình tích lũy 33
Hình 2 35 Hình dạng của bộ bốc hơi 34
Hình 2 36 Cấu tạo (bộ bốc hơi) giàn lạnh 35
Hình 2 37 Giàn lạnh bị đóng bụi bẩn bên ngoài 36
Hình 2 38 Quạt giàn lạnh 37
Hình 2 39 Quạt tản nhiệt giàn nóng 37
Hình 2 40 Lọc không khí 38
Hình 2 41 Ống dẫn môi chất 38
Trang 8Hình 2 43 Trạng thái môi chất qua cửa sổ kính 39
Hình 3 1 Kiểm tra ly hợp 40
Hình 3 2 Đo khe hở puly 41
Hình 3 3 Thử hoạt động của máy nén 41
Hình 3 4 Ảnh mắt gas thực tế 42
Hình 3 5 Các tình trạng khác nhau của dòng môi chất 42
Hình 3 6 Vị trí rò rỉ môi chất thường gặp 43
Hình 3 7 Đồng hồ đo áp suất gas 46
Hình 3 8 Xả gas hệ thống 47
Hình 3 9 Hút chân không hệ thống 48
Hình 3 10 Nạp môi chất gas vào hệ thống 49
Hình 4 1 Áp suất làm việc bình thường 51
Hình 4 2 Lượng môi chất không đủ 51
Hình 4 3 Thừa môi chất hoặc việc làm mát giàn nóng không đủ 52
Hình 4 4 Hơi ẩm trong hệ thống lạnh 52
Hình 4 5 Sụt áp trong máy nén 53
Hình 4 6 Tắc nghẽn trong chu trình làm lạnh 53
Hình 4 7 Áp suất cao ở cả 2 mặt đồng hồ 54
Hình 4 8 Puly bị mòn 54
Hình 4 9 Van tiết lưu loại thường 55
Hình 4 10 Ly hợp điện từ 55
Hình 4 11 Giàn nóng bị xì gas, nổi bọt 56
Hình 4 12 Dàn lạnh bị xì ga nhẹ, bụi bẩn 57
Hình 5 1 Máy nén 59
Hình 5 2 Giàn nóng 60
Hình 5 3 Giàn lạnh 60
Hình 5 4 Phin lọc 61
Hình 5 5 Quạt giàn lạnh 61
Hình 5 6 Quạt giàn nóng 62
Hình 5 7 Van tiết lưu 62
Hình 5 8 Bánh xe đa năng 63
Hình 5 9 Khung sau khi hoàn thành 64
Hình 5 10 Quạt lồng bên trong 65
Hình 5 11 Sản phẩm sau khi hoàn thành 65
Hình 5 12 Thành phẩm sau khi lắp 66
Hình 5 13 Chân giá 66
Hình 5 14 Phần dưới của mô hình 67
Hình 5 15 Công tắc 67
Hình 5 16 Mô hình khi hoàn thành 68
Trang 9CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô
Điều hòa nhiệt độ trên xe là một hệ thống tiện nghi quan trọng trên xe ô tô Nó giúp ta điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho tài xế và hành khách trên xe cảm thấy mát mẻ dù nhiệt độ môi trường bên ngoài oi bức, nóng nực Ngoài ra nó còn giúp khử độ ẩm và lọc sạch không khí Ngày nay, điều hòa nhiệt độ trên
xe còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và ECU điều khiển
Để làm mát, điều hòa không khí trong xe, hệ thống điều hòa nhiệt độ ô tô hoạt động theo một chu trình khép kín Máy nén (lốc lạnh) đẩy môi chất ở thể khí có nhiệt
độ cao áp suất cao đi vào giàn ngưng (giàn nóng) Ở đây môi chất lạnh chuyển từ thể khí sang thể lỏng Môi chất lạnh ở dạng lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khô) Bình này chứa môi chất và lọc môi chất Môi chất lỏng sau khi đã được lọc chảy qua van tiết lưu, van tiết lưu này chuyển môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất thấp và nhiệt độ thấp Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ thấp này đi tới giàn lạnh (giàn bốc hơi) Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua giàn lạnh nhờ vào quạt giàn lạnh thổi Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình được lặp lại như trước
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, một chiếc ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàn cho người sử dụng mà nó cần phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghi như: hệ thống âm thanh, hệ thống chống trộm, hệ thống chiếu sáng thông minh, định vị toàn cầu GPS, hệ thống an toàn, hệ thống điều hòa nhiệt độ, …nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà các hệ thống tiện nghi ngày càng được hoàn thiện và phát triển Đem lại sự thoải mái, dễ chịu và an toàn cho người ngồi trong xe dưới mọi điều kiện thời tiết và đường xá
Hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô ngày càng được phát triển và hoàn thiện phục
vụ nhu cầu của con người Nó tạo cho người lái một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe trong bất kỳ thời tiết nào Đặc biệt điều hòa nhiệt độ giải quyết được vấn đề khí hậu
Trang 10khắc nghiệt ở Việt Nam, không khí bụi bẩn ô nhiễm do ngành công nghiệp phát triển nhanh
Đặc biệt là hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô mà ngày nay sự tiếp cận nó gặp rất
nhiều khó khăn Chính vì vậy việc lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “Khai thác hệ thống điều
hòa ô tô Hyundai santafe Thiết kế mô hình điều hòa nhiệt độ trên xe ô tô” là rất
cần thiết Đề tài nếu được thành công sẽ là cơ sở giúp cho em sau này có thể tiếp cận với những hệ thống điện khác được trang bị trên các ô tô hiện đại Bản thân em mong rằng đề tài của em sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạy trong nhà trường của thầy
cô giáo được nâng cao Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh và sinh viên chuyên ngành ô tô và các bạn sinh viên đang theo học các chuyên ngành khác thích tìm hiểu về kỹ thuật ô tô
1.3 Phương pháp nghiên cứu
1.3.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Trong phương pháp nghiên cứu này chúng em còn gặp nhiều khó khăn, nhưng qua
đó chúng em cũng thu được nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên nghành
* Các bước thực hiện:
Bước 1: Quan sát tìm hiểu hệ thống trên xe thông qua kì thực tập tại gara ô tô vừa qua
Bước 2: Xây dựng mô phỏng mô hình trên máy
Bước 3: Lập phương án lắp đặt, kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của hệ thống điều hòa không khí
Bước 4: Từ các bước trên, đề ra phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng, thay thế
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Là phương pháp nghiên cứu thu thập các nguồn thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu tham khảo đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic
để rút ra kết luận khoa học cần thiết
Các bước thực hiện:
Trang 11Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu viết về hệ thống điều hòa không khí Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học đã thu thập thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở
Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về hệ thống điều hòa không khí, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống lại những kiến thức (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ
và sâu sắc
1.4 Nội dung chính của đề tài
Nội dung chính của đề tài gồm có hai phần chính:
+ Chương 3: Bảo dưỡng điều hòa không khí trên xe huyndai satafe
+ Chương 5: Thiết lập mô hình hệ thống điều hòa
Nêu được cơ sở lý thuyết về hệ thống điều hòa trên ô tô cụ thể
- Chức năng, phân loại hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
- Các điều khiển trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
- Môi chất làm lạnh và dầu bôi trơn
- Đưa ra các phương án thiết lập 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 phục vụ việc giảng dạy
- Gia công, chế tạo các chi tiết đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống
- Hướng dẫn sử dụng mô hình
Trang 12CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 2.1 Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí trên ô tô
Hình 2 1 Vị trí lắp đặt thực tế của điều hòa trên xe
Trang 13Hệ thống điều hòa trên ô tô gồm có các cấu tạo cơ bản như:
– Van nước
– Két sưởi ( bộ phận trao đổi nhiệt )
– Quạt gió ( quạt gió, mô tơ )
Trang 14Hình 2 3 Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi
2.1.1.2 Làm mát
Ở chế độ làm mát, hệ thống hoạt động giống như điều hòa không khí thông thường, trong đó nhiệt dư thừa được lấy từ cabin qua dàn bay hơi và thất thoát qua dàn ngưng tụ bên ngoài Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (gas điều hòa) tới giàn lạnh Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh Khi đó quạt gió sẽ thổi không khí qua giàn lạnh để làm mát không khí trong xe
Tóm lại ta thấy, việc làm nóng không khí nhờ vào nhiệt độ của nước làm mát động
cơ còn việc làm mát không khí lại nhờ vào môi chất lạnh Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau
Trang 15Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát
Hình 2 5 Cơ chế hút ẩm của dàn lạnh
2.1.1.4 Lọc gió
Một bộ lọc được đặt ở cửa hút bên trong tap lô của hệ thống điều hòa không khí
để làm sạch không khí trước khi đưa vào trong xe
Trang 16Gồm hai loại:
+ Bộ lọc chỉ lọc bụi
+ Bộ lọc lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính
Hình 2 6 Cơ chế lọc khí qua tấm lọc
2.1.2 Lý thuyết về điều hòa không khí
Để hiểu nguyên tắc làm lạnh, các thuật ngữ và định nghĩa sau đây sẽ hữu ích
• Nhiệt là một dạng năng lượng
• Nhiệt độ có nghĩa là mức độ nóng của một vật thể
• Nhiệt sẽ chỉ truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến nơi có nhiệt độ thấp hơn
• Lượng nhiệt được đo bằng ‘calo’ (thường là kcal)
• Nhiệt lượng 1 kcal, làm thay đổi nhiệt độ của 1 kg nước lỏng 1°C
• Biến đổi trạng thái là thuật ngữ dùng để mô tả sự biến đổi của chất rắn thành chất lỏng, chất lỏng thành chất khí, chất khí thành chất lỏng hoặc chất lỏng thành chất rắn
• Sự bay hơi dùng để mô tả sự thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể khí
• Sự ngưng tụ được dùng để diễn tả sự biến đổi trạng thái từ thể khí sang thể lỏng
• Ẩn nhiệt mô tả năng lượng cần thiết để làm bay hơi một chất lỏng mà không làm thay đổi nhiệt độ của nó (phá vỡ các liên kết phân tử) hoặc lượng nhiệt tỏa ra khi một
Trang 17chất khí ngưng tụ trở lại thành chất lỏng mà không thay đổi nhiệt độ (tạo ra các liên kết phân tử)
2.1.3 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn:
2.1.3.1 Đơn vị đo nhiệt lượng
Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU BTU (viết tắt của tiếng Anh British thermal unit - đơn vị nhiệt Anh) là một đơn vị năng lượng
sử dụng ở Hoa Kỳ BTU hay BTU/h được hiểu được đơn giản là lượng năng lượng cần thiết để 1 pound (454gram) nước tăng lên 1 độ F (Fahrenheit) và 143 BTU có thể làm tan chảy 1 pound băng
Ta có quy ước: 1BTU ≈ 1055 J = 0,293 Wh
2.1.3.2 Môi chất lạnh
Môi chất lạnh được sử dụng trong nhiều hệ thống điều hòa không khí hiện nay được gọi là R134a Chất này chuyển trạng thái từ lỏng sang khí ở −26,30°C R134a dựa trên HFC Các loại trước đó dựa trên CFC và gây ra vấn đề suy giảm tầng ôzôn trong khí quyển Mặc dù R134a là một trong những chất làm lạnh điều hòa không khí ô tô tiêu chuẩn toàn cầu, nhưng nó không đáp ứng luật về khí F của EU (517/2014) có hiệu lực vào tháng 1 năm 2015 Một loại khí HFO mới được gọi là R1234yf có GWP là 4 và do
đó sẽ gặp EU quy định Nó có các đặc tính vật lý giống như R134a nên có khả năng được sử dụng trong các hệ thống R134a hiện tại với các sửa đổi hệ thống hạn chế Tuy nhiên, khác nhau các loại chất làm lạnh không tương thích và không bao giờ được trộn lẫn
Trang 18Hình 2 7 Môi chất lạnh R134a
2.1.3.3 Dầu bôi trơn
Hình 2 8 Dầu con gấu
Dầu bôi trơn lốc điều hòa phải đảm bảo hiệu quả bôi trơn tốt trong phạm vi nhiệt
độ có thể từ 0oC đến 100oC, với nhiều thiết bị làm lạnh sâu thì nhiệt độ làm việc giới hạn dưới có thể phải đạt -60oC như trên các hệ thống làm lạnh của máy sấy thăng hoa, nhiệt độ làm việc của hệ thống lạnh thường từ -60oC đến 0oC
2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trên ô tô
2.2.1 Cấu tạo
Trang 19Hình 2 9 Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm lạnh trên ô tô
1 Cảm biến áp suất 2 Phần đường ống cao áp 3 Máy thu – Máy sấy
4 Van của đường áp suất
cao
5 Giàn ngưng (bộ tản nhiệt của máy điều hòa) 6 Quạt điện giàn ngưng
7 Máy nén điều hòa 8 Đoạn đường ống hạ áp 9 Van của đường hạ áp
10 Máy nén khí 11 Giàn bay hơi 12 Van hằng nhiệt
2.2.2 Nguyên lý hoạt động
Trên phần lớn các xe ô tô hiện nay, lốc lạnh hay còn gọi là máy nén khí được truyền động qua dây cu roa động cơ Từ lốc lạnh, gas lạnh được bơm ra ở trạng thái hơi, nóng, áp suất cao đi vào giàn nóng (còn gọi là giàn ngưng) Tại đây, gas lạnh dạng hơi
sẽ được làm mát rồi ngưng tụ thành dạng lỏng Khi qua phin lọc gas, các cặn bẩn cùng
Trang 20nước có trong gas lạnh sẽ bị chặn lại; sau đó, gas lạnh dạng lỏng tiếp tục đi vào van tiết lưu Khi đến đây, áp suất của gas lạnh giảm đột ngột và do đó, xảy ra hiện tượng gas lạnh “sôi“ ở nhiệt độ thấp Khi vào giàn lạnh (còn gọi là giàn bốc hơi), gas lạnh bốc hơi mạnh, hút nhiệt của giàn và làm lạnh không khí thổi qua giàn ra các cửa gió Sau khi đi qua giàn lạnh, gas lạnh ở dạng hơi, lạnh, áp suất thấp sẽ được hút về lốc lạnh và lặp lại chu trình như trên
2.2.3 Vị trí lắp đặt trên xe
2.2.3.1 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước
Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang
xe
Kiểu này được phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải …
Hình 2 10 Vị trí giàn lạnh đặt phía
2.2.3.2 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe (kiểu kép)
Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý Cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ …
Trang 21Hình 2 11 Vị trí giàn lạnh phía sau
2.3 Các thành phần chính của hệ thống điều hòa
Trang 22tới giàn nóng Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén quyết định Trong quá trình làm việc tỷ số nén vào khoảng 5÷8,1 Tỷ số này phụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh ta dùng
2.3.1.2 Phân loại
Nhiều loại máy nén được sử dụng trong hệ thống điều hòa ô tô, mỗi loại máy nén đều có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm hoạt động khác nhau Nhưng tất cả các loại máy nén đều thực hiện một chức năng như nhau: Nhận hơi có áp suất thấp từ bộ bốc hơi
và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngưng tụ
Thời gian trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại hai piston và một trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xy lanh, loại này hiện nay không còn sử dụng nữa Hiện nay loại đang sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén piston dọc trục và máy nén quay dùng cánh trượt
Hình 2 13 Các loại máy nén trong hệ thống điều hòa
2.3.1.3 Nguyên lý hoạt động của máy nén
Bước 1: Sự hút môi chất của máy nén: Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, các van hút mở, môi chất được hút vào xy lanh công tác và kết thúc khi piston xuống điểm chết dưới
Trang 23Bước 2: Sự nén của môi chất: Khi piston từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, van hút đóng van xả mở ra với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ cao hơn khi được hút vào Quá trình kết thúc khi piston lên đến điểm chết trên
Bước 3: Khi piston lên đến điểm chết trên thì quá trình được lặp lại như trên
2.3.1.4 Cấu tạo máy nén trên xe Huyndai Satafe
+ Máy nén loại piston có dung tích thay đổi:
- Cấu tạo
Hình 2 14 Cấu tạo máy nén loại piston
1 Van điều khiển chính 5 Thanh nối 9 Khớp xoay chống xoay
2 Cổng xả 6 Liên kết ổ đĩa Squish 10 Trục chống quay
3 Van điều khiển phụ 7 Trục đầu vào 11 Cacte
sử dụng một đĩa đệm có thể thay đổi góc để vận hành các piston Góc của tấm nén thường được điều khiển thông qua van điều khiển, được gắn trên máy nén, cho phép lượng chất làm lạnh áp suất cao khác nhau đi vào thùng máy nén Van điều khiển cảm nhận áp suất hút ở phía thấp của máy nén, thay đổi theo nhiệt độ thiết bị bay hơi và tốc
độ máy nén
Trang 24Van an toàn được thiết kế để hoạt động khi gặp tình huống khẩn cấp Bình thường máy nén được ngắt bởi công tắc áp suất cao trong hệ thống điều khiển
+ Máy nén loại cách quạt quay điển hình:
- Nguyên lý hoạt động của máy nén loại cánh quạt quay:
Máy nén loại cánh quay bao gồm một rôto với một số cánh và vỏ có hình dạng chính xác (xem hình minh họa) Khi trục máy nén quay, các cánh quạt và vỏ máy tạo thành các khoang Chất làm lạnh được hút qua cổng hút vào các buồng, các buồng này trở nên nhỏ hơn khi cánh quạt quay 'Cổng xả nằm ở điểm khí được nén hoàn toàn Máy nén kiểu cánh gạt không sử dụng vòng đệm kín Các cánh quạt được bịt kín vào vỏ máy bằng lực ly tâm và dầu bôi trơn Bể chứa dầu nằm ở phía xả, vì vậy áp suất cao có xu hướng ép nó xung quanh các cánh quạt vào phía áp suất thấp Hành động này đảm bảo
Trang 25bôi trơn liên tục Bởi vì nó phụ thuộc vào nguồn cung cấp dầu liên tục, máy nén kiểu cánh gạt dễ bị hư hỏng nếu hệ thống nạp bị mất Thông thường, một số loại thiết bị bảo
vệ được sử dụng để nhả ly hợp nếu áp suất hệ thống giảm xuống quá thấp
+ Máy nén loại kiểu cuộn:
- Cấu tạo
Hình 2 16 Cấu tạo máy nén loại kiểu cuộn
1 Cảm biến nhiệt độ môi
chất lạnh
5 Van áp suất thấp 9 Trục khuỷu
2 Cuộn có thể di chuyển 6 Tấm trước 10 Ống lót lệch tâm
+ Cấu tạo chi tiết của máy nén trên xe Huyndai Satafe:
Trang 26Hình 2 17 Máy nén trên Huyndai Satafe
6 Vòng giữa
+ Các bước tháo máy nén ra khỏi hệ thống:
Bước 1: Nếu máy nén hoạt động được một chút, hãy chạy động cơ ở tốc độ không tải và để điều hòa không khí hoạt động trong vài phút rồi tắt động cơ
Bước 2: Ngắt kết nối cáp âm khỏi bình
Bước 3: Thu hồi chất làm lạnh bằng trạm thu hồi/sạc
Bước 4: Nới lỏng đai truyền động
Bước 5: Tháo các bu lông, sau đó ngắt đường hút (A) và đường xả (B) khỏi máy nén Cắm (C) hoặc đậy nắp các đường dây ngay sau khi ngắt kết nối chúng để tránh nhiễm ẩm và bụi
Trang 27Hình 2 18 Các điểm cần tháo của máy nén
Bước 6: Ngắt đầu nối ly hợp máy nén (A) và sau đó tháo 4 bu lông lắp và máy nén
Hình 2 19 Tháo 4 bu long của máy nén
+ Các bước lắp máy nén vào lại hệ thống:
Bước 1: Đảm bảo chiều dài của bu lông lắp máy nén
Trang 28Hình 2 20 Bu long phải đúng kích thước ban đầu
Bước 2: Lắp theo thứ tự ngược lại với tháo và lưu ý các mục này
- Nếu bạn đang cài đặt một máy nén mới, hãy xả tất cả dầu môi chất lạnh ra khỏi máy nén đã tháo và đo thể tích của nó, Lấy 120cc (4,20 oz.) trừ đi thể tích dầu đã xả, kết quả là lượng dầu bạn nên xả từ máy nén mới (thông qua khớp nối ống hút)
- Thay các vòng chữ O bằng vòng mới ở mỗi khớp nối và bôi một lớp dầu môi chất lạnh mỏng trước khi lắp chúng Đảm bảo sử dụng đúng vòng chữ O cho R-134a để tránh
- Điều chỉnh đai truyền động
- Sạc hệ thống và kiểm tra hiệu suất của nó
2.3.1.5 Ly hợp điện từ
Ly hợp từ được động cơ dẫn động bằng đai Ly hợp từ là một thiết bị để nối động
cơ với máy nén Ly hợp từ dùng để dẫn động và dùng máy nén khi cần thiết
Trang 29- Cấu tạo:
Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puly, bộ phận định tâm và các bộ phận khác Bộ phận định tâm được lắp cùng với trục máy nén và stator được lắp ở thân trước của máy nén
Hình 2 21 Cấu tạo của ly hợp điện từ
- Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ:
Khi ly hợp mở, cuộn dây stato được cấp điện Stato trở thành nam châm điện và hút chốt trung tâm, quay máy nén cùng với puly
Hình 2 22 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ
Khi ly hợp từ tắt, cuộn dây stato không được cấp điện Bộ phận chốt không bị hút làm puli quay trơn
Trang 30Hình 2 23 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ
2.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)
2.3.2.1 Chức năng của bộ ngưng tụ
Giàn ngưng ô tô là một bộ phận của hệ thống lạnh, thuộc loại thiết bị trao đổi nhiệt
Nó có thể thay đổi khí hoặc hơi nước thành chất lỏng và truyền nhiệt trong ống ra không khí gần ống một cách nhanh chóng Chức năng của bộ ngưng tụ là làm mát nhiệt độ cao
và hơi môi chất lạnh áp suất cao thải ra từ máy nén, để nó ngưng tụ thành môi chất lạnh
áp suất cao dạng lỏng Nó có thể làm mát và hóa lỏng môi chất lạnh áp suất cao và nhiệt
độ cao (chất làm lạnh dạng khí) được gửi từ máy nén
2.3.2.2 Cấu tạo
Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành nhiều hình chữ U (như hình 2.24) nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng Các cánh tản nhiệt bám sát quanh ống kim loại để cải thiện khả năng truyền nhiệt Các bể chứa bằng nhôm, chúng được chia thành các phần theo chiều cao, do đó khi đi qua giàn ngưng, dòng môi chất sẽ thay đổi hướng nhiều lần
Trang 31Hình 2 24 Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ)
1 Giàn nóng 6 Môi chất giàn nóng ra
2 Cửa vào 7 Không khí lạnh
độ cao, làm lạnh thành áp suất cao, nhiệt độ thấp Sau đó, nó đi qua quá trình hóa hơi
lạnh thể lỏng áp suất cao này chảy thoát ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bầu lọc (hút ẩm)
2.3.2.4 Lắp ráp giàn ngưng
Các bước tiến hành lắp:
Trang 32Bước 1: Thu hồi chất làm lạnh bằng trạm thu hồi/tái chế/sạc
Bước 2: Ngắt kết nối cực âm (-) của ắc quy
Bước 3: Tháo bộ tản nhiệt
Bước 4: Tháo 2 bu lông, sau đó tháo bình ngưng (A) bằng cách nhấc nó lên Cẩn thận không làm hỏng bộ tản nhiệt và cánh tản nhiệt khi tháo bình ngưng
Hình 2 25 Lắp ráp giàn ngưng
Bước 5: Cài đặt theo thứ tự ngược lại với việc gỡ bỏ và lưu ý các mục sau:
- Nếu bạn đang lắp bình ngưng mới, hãy thêm dầu kiến lạnh ND-OIL8
- Thay mới các vòng chữ O ở mỗi lần lắp và bôi một lớp dầu môi chất lạnh mỏng trước khi lắp chúng Đảm bảo sử dụng đúng vòng chữ O cho R-134a để tránh rò rỉ
- Cẩn thận không làm hỏng bộ tản nhiệt và cánh tản nhiệt khi lắp đặt bình ngưng
- Đảm bảo lắp chắc chắn các đệm gắn dưới của bình ngưng vào các lỗ
- Sạc hệ thống, và kiểm tra hiệu suất của nó
2.3.2.5 Cấu tạo bộ chia hơi-lỏng
Trang 33Hình 2 26 Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng
Bộ phân chia hơi-lỏng bao gồm một phin lọc và chất hút ẩm để giữ hơi nước và cặn bẩn của môi chất
2.3.3 Bình lọc (hút ẩm môi chất)
2.3.3.1 Chức năng
Bình chứa là một thiết bị để chứa môi chất được hoá lỏng tạm thời bởi giàn nóng
và cung cấp một lượng môi chất theo yêu cầu tới giàn lạnh Bộ hút ẩm có chất hút ẩm
và lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong chu trình làm lạnh
Nếu có hơi ẩm trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết ở đó sẽ bị mài mòn hoặc đóng băng ở bên trong van giãn nở dẫn đến bị tắc kẹt
2.3.3.2 Cấu tạo của bình lọc
Bình lọc (hút ẩm) môi chất lạnh là một bình kim loại bên trong có lưới lọc (2) và chất khử ẩm (3) Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất lạnh Bên trong bầu lọc/hút ẩm, chất khử ẩm được đặt giữa hai lớp lưới lọc hoặc được chứa trong một túi khử ẩm riêng Túi khử ẩm được đặt cố định hay đặt tự do trong bầu lọc Khả năng hút ẩm của chất này tùy thuộc vào thể tích và loại chất hút ẩm cũng như tuỳ thuộc vào nhiệt độ
Phía trên bình lọc (hút ẩm) có gắn cửa sổ kính (6) để theo dõi dòng chảy của môi chất, cửa này còn được gọi là mắt ga Bên trong bầu lọc, ống tiếp nhận môi chất lạnh
Trang 34được lắp đặt bố trí tận phía đáy bầu lọc nhằm tiếp nhận được 100% môi chất thể lỏng cung cấp cho van giãn nở
Hình 2 27 Sơ đồ cấu tạo của bình lọc
1 Cửa vào 4 Ống tiếp nhận
Sau khi được tinh khiết và hút ẩm, môi chất lỏng chui vào ống tiếp nhận (4) và thoát ra cửa (5) theo ống dẫn đến van giãn nở
Môi chất lạnh R-12 và môi chất lạnh R-134a dùng chất hút ẩm loại khác nhau Ống tiếp nhận môi chất lạnh được bố trí phía trên bình tích luỹ Một lưới lọc tinh có công
Trang 35dụng ngăn chặn tạp chất lưu thông trong hệ thống Bên trong lưới lọc có lỗ thông nhỏ cho phép một ít dầu nhờn trở về máy nén
Kính quan sát là lỗ để kiểm tra được sử dụng để quan sát môi chất tuần hoàn trong chu trình làm lạnh cũng như để kiểm tra lượng môi chất
Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia được lắp ở giữa bình chứa và van giãn nở
2.3.4 Van tiết lưu hay van giãn nở
2.3.4.1 Chức năng
• Điều khiển lưu lượng môi chất lạnh theo yêu cầu của hệ thống
• Giảm áp suất môi chất lạnh trong thiết bị bay hơi Van tiết lưu tĩnh nhiệt là một van bi điều khiển bằng lò xo đơn giản, có màng ngăn gắn vào lò xo Một loại khí nhạy cảm với nhiệt độ như carbon dioxide tác động lên màng ngăn
2.3.4.2 Phân loại
Hình 2 28 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu
+ Van tiết lưu kiểu hộp
Van tiết lưu kiểu hộp gồm thanh cảm ứng nhiệt, phần cảm ứng nhiệt được thiết kế
để tiếp xúc trực tiếp với môi chất
Trang 36Thanh cảm ứng nhiệt nhận biết nhiệt độ của môi chất (tải nhiệt) tại cửa ra của giàn lạnh và truyền đến hơi chắn trên màn Lưu lượng của môi chất được điều chỉnh khi kim van di chuyển Điều này xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất trên màn thay đổi giãn ra hoặc co lại do nhiệt độ và tác dụng của lò xo
- Nguyên lý hoạt động:
Khi tải nhiệt tăng, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh tăng Điều này làm nhiệt truyền đến hơi chắn trên màn tăng, vì thế hơi chắn đó giãn ra Màng chắn di chuyển sang phía bên trái, làm thanh cảm biến nhiệt độ và đầu của kim van nén lò xo Lỗ tiết lưu mở ra cho một lượng lớn môi chất vào trong giàn lạnh Điều này làm tăng lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh, bằng cách đó làm tăng khả năng làm lạnh cho hệ thống
Hình 2 29 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao)
Khi tải nhiệt nhỏ, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh giảm Điều đó làm cho nhiệt truyền đến hơi chắn trên màn giảm nên hơi môi chất co lại Màng di chuyển về phía phải, làm thanh cảm ứng nhiệt và đầu của kim van đẩy sang phía phải bởi lò xo Lỗ tiết lưu đóng bớt lại, nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống giảm, bằng cách đó làm giảm mức độ lạnh của hệ thống
Trang 37Hình 2 30 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp)
+ Van tiết lưu loại thường
Trong van tiết lưu loại thường, bộ phận cảm ứng nhiệt (đầu cảm ứng) được lắp ở ống ra của giàn lạnh Có hai loại: Van tiết lưu cân bằng trong và van tiết lưu cân bằng ngoài phụ thuộc vào nơi lấy tín hiệu áp suất hơi của giàn lạnh Van tiết lưu cân bằng ngoài gồm có một ống cân bằng và một đầu cảm ứng nhiệt, nhưng có cùng hoạt động như van tiết lưu cân bằng trong
Khoang trên của màng chắn được nối với đầu cảm ứng nhiệt được điền đầy môi chất Nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh thay đổi làm cho áp suất của hơi chắn trên màng thay đổi Lưu lượng của môi chất được điều chỉnh khi kim van thay đổi Điều đó xảy ra
do sự chênh lệch lực tác dụng phía trên màng và phía dưới màng
Hình 2 31 Sơ đồ cấu tạo của van tiết lưu loại thường
- Nguyên lý hoạt động:
Trang 38Khi nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh cao (tải nhiệt lớn), môi chất nhận được một lượng nhiệt lớn từ không khí trong xe Điều đó làm cho quá trình bay hơi hoàn toàn diễn
ra sớm hơn và làm tăng nhiệt độ của môi chất tại cửa ra của giàn lạnh
Khi cả nhiệt độ và áp suất của đầu cảm ứng nhiệt tăng, màng dịch chuyển xuống phía dưới, đẩy kim van xuống Do đó kim van mở ra và cho một lượng lớn môi chất đi vào trong giàn lạnh Điều đó làm tăng lưu lượng của môi chất tuần hoàn trong hệ thống, bằng cách đó làm tăng năng suất lạnh
Hình 2 32 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường (tải nhiệt cao)
Khi nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh thấp (tải nhiệt nhỏ), môi chất nhận được một lượng nhiệt nhỏ từ không khí trong xe Quá trình bay hơi không hoàn toàn, làm giảm nhiệt độ của môi chất lạnh tại cửa ra của giàn lạnh
Hình 2 33 Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu loại thường (tải nhiệt thấp)
Khi cả nhiệt độ và áp suất của đầu cảm ứng nhiệt đều giảm, màng dịch chuyển lên