Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển cho máy sạc gas tự động Werther Fr20003

Đồ án tốt nghiệp này, nhóm thực hiện dựa vào các kiến thức đã học về hệ thống điều hòa không khí cũng như cách vận hành, sử dụng các dòng máy sạc gas tự động trong môn học Thực tập điện

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

S K L 0 1 0 7 3 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Khoá : 2019 - 2023 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: Th.S LÊ QUANG VŨ

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Gia Đạt MSSV: 19145068

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Đức MSSV: 19145196

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

Khóa: 2019 Lớp: 19145CL1A Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Quang Vũ SĐT: 0973 777 077

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Tài liệu tổng quan về hệ thống điều hòa không khí

- Tài liệu sổ tay sử dụng máy sạc gas Werther FR2003

- Tài liệu hướng dẫn lập trình Arduino

- Tài liệu lý thuyết về quy trình sạc gas thủ công

- Tài liệu quy trình sạc gas tự động một số dòng máy sạc gas tự động

3 Nội dung đề tài:

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí máy sạc gas tự động Werther FR2003

- Tìm hiểu, thiết kế mạch điều khiển máy sạc gas tự động Werther FR2003

- Nâng cấp, cải tiến, máy sạc gas Werther FR2003

4 Sản phẩm:

- 1 quyển thuyết minh đề tài

- Mạch điều khiển tự động được lăp đặt và vận hành cho máy sạc gas Werther FR2003

sẵn sàng cho việc học tập và giảng dạy

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: Lê Gia Đạt MSSV: 19145068

Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Minh Đức MSSV: 19145196

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

Tên đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển cho máy sạc gas tự động Werther FR20003”

Họ và tên GV hướng dẫn: Th.S Lê Quang Vũ

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: Lê Gia Đạt MSSV: 19145068

Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Minh Đức MSSV: 19145196

Ngành: Công nghệ kỹ thuật Ô tô

Tên đề tài: “ Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển cho máy sạc gas tự động FR20003”

Họ và tên GV phản biện: Th.S Nguyễn Trung Hiếu

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023

Giáo viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Sau thì hoàn thành tốt nghiệp này thì cũng đồng nghĩa với việc chúng em sắp rời xa mái trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM sau 4 năm học tập và gắn bó, chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm kỹ Thuật TP.HCM nói chung, quý thầy cô trong Khoa Cơ khí động lực nói riêng đã nhiệt tình trong quá trình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức hết sức quý báu cũng như bổ ích cho chúng em suốt thời gian học tập tại trường Đặc biệt với sự giúp đỡ của thầy Th.S Lê Quang Vũ đã giúp cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn quy định, thầy đã tận tình nhắc nhở, chỉ bảo chúng em trong những lúc khó khăn, đã hỗ trợ kiến thức, tư vấn kỹ thuật

và hỗ trợ sử dụng các thiết bị trên xưởng thực hành

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, gia đình đã là niềm cổ vũ tinh thần, động viên nhau trong lúc gặp khó khăn, để cùng nhau hoàn thành đồ án Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô Trường Đại học Sư Phạm kỹ Thuật TP

Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Cơ khí động lực dồi dào sức khỏe, niềm vui và luôn nhiệt huyết với sự nghiệp trồng người, đào tạo nên các thế hệ kỹ sư tài năng trong tương lai, đóng góp vào công cuộc phát triển của đất nước

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2023

Lê Gia Đạt - Nguyễn Minh Đức

tự động, cùng với các kiến thức về thiết kế mạch điện cũng như lập trình điều khiểu trên phần mềm Arduino IDE để nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển cho máy sạc gas tự động Werther FR2003 tại Xưởng thực tập điện ô tô – Khoa Cơ khí động lực Mục tiêu thực hiện của đề tài bao gồm:

- Nghiên cứu tổng quan về máy sạc ga tự động Werther FR2003

- Thiết kế mạch điều khiển bằng phần mềm Proteus

- Lập trình điều khiển bằng phần mềm Arduino IDE

- Cải tiến và nâng cấp một số bộ phận của máy sạc gas Werther FR2003, tối ưu hơn cho khả năng điều khiển tự động

Kết quả đạt được:

- Vận hành được máy sạc gas Werther FR2003 dựa trên mạch điều khiển tự động điều khiển thực hiện các chức năng cơ bản của máy sạc gas: thu hồi gas, hút chân không, sạc dầu, và sạc lại ga mới

Nội dung của đề tài được thể hiện qua 6 chương:

- Chương 1: Tổng quan về đề tài

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết

- Chương 3: Cơ sở lý thuyết về thiết kế mạch điện và lập trình điều khiển

- Chương 4: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển

- Chương 5: Thực nghiệm, phân tích, đánh giá

- Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU xiii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiv

Chương 1 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Lí do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 1

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi ứng dụng 2

Chương 2 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Lý thuyết tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 3

2.2 Vai trò của môi chất làm lạnh trong hệ thống điều hòa không khí 4

2.3 Phương pháp sạc gas lạnh thủ công 4

2.4 Máy sạc gas tự động là gì? Tổng quan về máy sạc gas tự động Werther FR2003 9

2.4.1 Máy sạc gas tự động là gì? 9

2.4.2 Tổng quan về máy sạc gas Werther FR2003 10

2.4.3 Giới thiệu một số dòng máy sạc gas điều hòa tự động trên thị trường 25

Chương 3 29

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU

KHIỂN 29

3.1 Giới thiệu về Arduino 29

3.2 Phần mềm lập trình Arduino IDE 30

3.3 Giao tiếp I2C (Inter – Intergrated Circuit) 31

3.4 Hàm millis trong Arduino 33

3.5 Phần mềm thiết kế mô phỏng mạch điện Proteus 34

Chương 4 36

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN 36

4.1 Thiết mạch điều khiển trên phần mềm Proteus 36

4.1.1 Khảo sát, tìm hiểu về các linh kiện, mạch tích hợp sử dụng cho mạch điện 36 4.1.2 Thiết kế mạch nguyên lí trên phần mềm Proteus 45

4.1.3 Thiết kế mạch in (PCB) trên phần mềm mô phỏng Proteus 8 51

4.2 Lập trình điều khiển 52

4.2.1 Lưu đồ 52

4.2.2 Nguyên lí điều khiển 54

4.2.3 Mô phỏng trên phần mềm 65

4.3 Thi công 68

4.3.1 Thiết kế bảng điều khiển 68

4.3.2 Thi công lắp đặt mạch điều khiển và các bộ phận của máy 69

Chương 5 74

THỰC NGHIỆM, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ 74

5.1 Tổng quan 74

5.2 Kiểm tra khả năng vận hành 74

5.3 Sạc thử nghiệm trên mô hình 76

5.4 Phân tích đánh giá 82

Chương 6 84

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 84

6.1 Kết luận 84

6.2 Hạn chế 84

6.3 Hướng phát triển 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC 88

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 2 1: Các bộ phận và sơ đồ hoạt động của hệ thống điều hòa không khí 4

Hình 2 2: Bộ sạc gas thủ công 5

Hình 2 3: Kết nối ống vào hệ thống 5

Hình 2 4: Kết nối bộ sạc với máy hút chân không 6

Hình 2 5: Các bước đóng mở van khi sạc gas vào hệ thống 7

Hình 2 6: Kết nối bộ sạc gas ào bình gas R134a 7

Hình 2 7: Sạc gas từ phía áp cao 8

Hình 2 8: Máy sạc gas tự động Werther FR2003 và cấu tạo 11

Hình 2 9: Máy nén pít tông GL 90TB 13

Hình 2 10: Sơ đồ các chân kết nối của máy nén GL 90TB 13

Hình 2 11: Máy hút chân không 14

Hình 2 12: Bình chứa gas của máy sạc gas Werther FR2003 15

Hình 2 13: Bình chứa gas sạc điều hòa R134a (lỏng) 16

Hình 2 14: Bảng táp – lô điều khiển của máy sạc gas Werther 17

Hình 2 15: Cấu tạo của công tắc áp suất Danfoss KP15 19

Hình 2 16: Các bộ phận của công tắc áp suất KP15 19

Hình 2 17: Sơ đồ mạch đấu dây toàn bộ hệ thống 21

Hình 2 18: Sơ đồ quy trình hoạt động của các hệ thống 22

Hình 2 19: Máy sạc gas Bosch ACS600 26

Hình 2 20: Máy sạc gas Robinair ACM300 27

Hình 2 21: Máy sạc gas SPIN – KC 1000 Italia 28

Hình 3 1 Sơ đồ thể hiện chức năng các chân của Arduino Nano 30

Hình 3 2: Giao diện phần mềm Arduino IDE 31

Hình 3 4: Minh họa giao thức truyền dữ liệu I2C 32

Hình 3 5: Ví dụ minh họa đơn giản cho chương trình sử dụng hàm Millis 34

Hình 3 6: Giao diện phần mềm thiết kế Proteus 35

Hình 3 7: Giao diện thiết kế mạch in phần mềm Proteus 35

Hình 4 1: Sơ đồ chức năng của Arduino Nano (datasheet) 37

Hình 4 2: Sơ đồ chân của IC đệm ULN2003A 38

Hình 4 3: Cấu tạo của cảm biến cân nặng Loadcell 41

Hình 4 4: Mạch chuyển đổi 220V/AC sang 12V/DC – 4A 43

Hình 4 5: Mạch chuyển đổi DC-DC Buck Converter 12VDC-5VDC 43

Hình 4 6: Diode 1n4007 44

Hình 4 7: Màn hình LCD 16x2 45

Hình 4 8: Sơ đồ khối 45

Hình 4 9: Thiết kế sơ đồ nguyên lí trên phần mềm Proteus 47

Hình 4 10: Thiết kế sơ đồ nguyên lí trên phần mềm Proteus 48

Hình 4 11: Thiết kế sơ đồ nguyên lí trên phần mềm Proteus 49

Hình 4 12: Thiết kế sơ đồ nguyên lí trên phần mềm Proteus 50

Hình 4 13: Thiết kế mạch in cho mạch điều khiển 51

Hình 4 14: Thiết kế mạch in cho mạch điều khiển 52

Hình 4 15: Thiết kế mạch in cho khối màn hình và nút nhấn 52

Hình 4 16: Lưu đồ điều khiển 53

Hình 4 17: Quy trình điều khiển và hiển thị 54

Hình 4 18: Khai báo các thư viện sử dụng 54

Hình 4 19: Thiết lập các chân tín hiệu 55

Hình 4 20: Thiết lập các biến thời gian 55

Hình 4 21: Lưu trạng thái và đọc trạng thái của nút nhấn 55

Hình 4 22: Thiết lập trạng thái các chân tín hiệu đầu ta 56

Hình 4 23: Hàm millis đếm thời gian thực 56

Hình 4 24: Lưu thời gian cho từng chế độ 56

Hình 4 25: Bố trí sơ đồ hệ thống 57

Hình 4 26: Phần code điều khiển chương trình thu hồi gas 59

Hình 4 27: Quy trình thu hồi ga 59

Hình 4 28: Phần code điều khiển cho quá trình hút chân không 60

Hình 4 29: Quy trình hút chân không 61

Hình 4 30: Phần code thực hiện cho quy trình kiểm tra độ kín 62

Hình 4 31: Phần code thực hiện cho quy trình sạc dầu 62

Hình 4 32: Quy trình sạc dầu 63

Hình 4 33: Phần code thực hiện cho quy trình sạc gas 64

Hình 4 34: Quy trình sạc ga 64

Hình 4 35: Màn hình mô phỏng 65

Hình 4 36: Menu điều khiển trong mô phỏng 66

Hình 4 37: Thiết lập thời gian cho từng chế độ 66

Hình 4 38: Mô phỏng quá trình thu hồi gas 67

Hình 4 39: Mô phỏng quy trình hút chân không 67

Hình 4 40: Thiết lập khối lượng gas cho quá trình sạc gas 68

Hình 4 41: Mô phỏng quá trình sạc gas 68

Hình 5 1: Bảng thiết kế bảng điều khiển táp - lô 69

Hình 5 2: Các thành phần chính của mạch điều khiển 69

Hình 5 3: Sơ đồ kết nối giây giữa mạch điều khiển và các bộ phận 70

Hình 5 4: Lắp đặt mạch điều khiển vào máy 70

Hình 5 5: Thi công lắp đạt các van điện từ và các bộ phận của máy 71

Hình 5 6: Bố trí các van điện từ điều khiển 72

Hình 5 7: Thi công mạch hiển thị lên màn hình LCD 72

Hình 5 8: Lắp đặt mạch hiển thị 73

Hình 5 9: Hình ảnh máy khi thi công hoàn thiện 73

Hình 5 10: Khởi động mạch điều khiển 74

Hình 5 11: Hiển thị táp lô 75

Hình 5 12: Đồ hồ thể hiện áp suất trong quá trình kiểm tra độ kín 75

Hình 5 13: Mô hình hệ thống điều hòa không khí 76

Hình 5 14: Kết nối ống sạc vào đường áp thấp và áp cao 77

Hình 5 15: Cài đặt thời gian cũng như khối lượng cần thiết để sạc gas 77

Hình 5 16: Quy trình thu hồi gas 78

Hình 5 17: Quy trình hút chân không 79

Hình 5 18: Áp suất đo được sau quá trình hút chân không 79

Hình 5 19: Quy trình sạc gas 80

Hình 5 20: Giá trị hiển thị đồng hồ đo áp suất trong quá trình sạc gas 81

Hình 5 21: Quy trình sạc gas 81

Hình 5 22: Đồng hồ đường áp cao sau khi sạc gas 82

Hình 5 23: Tháo kết nối dây thúc quy trình sạc thử nghiệm 82

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Thông số kỹ thuật của máy sạc gas Werther 12

Bảng 2 2 Thông số kỹ thuật máy nén GL 90TB 14

Bảng 2 3: Bảng áp suất tiêu chuẩn đối với dòng gas R134 trong quá trình sạc [3] 25

Bảng 4 1: Chức năng của các chân IC ULN2003a 39

Bảng 4 2: Sơ đồ kết nối chân giữa Arduino Nano và IC ULN2003 48

Bảng 4 3: Sơ đồ kết nối giữa Arduino Nano và HX711 48

Bảng 4 4: Sơ đồ kết nối giữa Arduino Nano và LCD 16x2 48

Bảng 4 5: Sơ đồ kết nối giữa Arduino Nano và công tắc áp suất 49

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DC: Direct Current

LED: Light Emitting Diode

PCB: Printed Circuit Board

SDA: Serial Data Line

SCL: Serial Clock Line

ECU: Electronic Control Unit

LCD: Liquid Crystal Display

I2C: Inter-Integrated Circuit

ADC: Analog to Digital Converter

PWM: Pulse – Width Modulation

USB: Universal Serial Bus

UART: Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

HP: High Pressure

LP: Low Pressure

ACK: Acknowledge

NACK: Non – Acknowledge

SPI: Serial Peripheral Interface

OLED : Orgasnic Light Emitting Diode

EMI: Electromanegtic Interference

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lí do chọn đề tài

Trong thời đại phát triển rất mạnh mẽ các công nghệ hiện đại như hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng các kỹ thuật hiện đại lên trên ô tô ngày càng nhiều và không ngừng được cải tiến Các hệ thống an toàn tiện nghi trên xe cũng ngày càng được phát triển, nâng cấp, cải tiến theo hướng tối ưu nhất Nắm được tình hình đó, Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh nói chung và khoa Cơ khí động lực nói riêng đã không ngừng nâng cao chất lượng dạy các môn học thực hành cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thật ô tô, học kết hợp với thực hành, bằng cách nắm vững lý thuyết và tiếp cận nhiều mô hình thực

tế các hệ thống trên ô tô Điều đó giúp cho sinh viên nắm bắt dễ dàng và hiểu được nguyên

lý làm việc của các hệ thống quan trọng trong đó có hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Và một trong những thành phần quan trọng nhất của hệ thống điều hòa ô tô là khí gas Khí gas cần được nạp thêm vào sau một thời gian sử dụng đảm bảo hiệu quả làm việc cho hệ thống điều hòa Các phương pháp nạp gas và quy trình nạp gas cần được thực hiện một các tỉ mỉ và chuẩn xác, phương pháp nạp gas cũng quy trình nạp cũng đã được đưa vào chương trình học tập Chính vì thế, dựa trên nền tảng kiến thức đã được học qua các môn học tại xưởng điện ô tô, thông qua tham khảo, khảo sát các mô hình, nhóm chúng

em quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển cho máy sạc gas tự động Werther FR2003” với mục đích chính là thiết kế một mạch điều khiển hoàn chỉnh, giúp cho sinh viên có cái nhín tổng quát về hệ thống làm lạnh và cách thức nạp gas vào hệ thống điều hòa ô tô

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Trong quá trình học tập các môn học thực hành tại xưởng điện ô tô như môn học Thực tập điện – điện tử ô tô, Thực tập điện thân xe, chúng em nhận thấy ở xưởng có trang bị một

số máy sạc gas phục vụ cho quá trình học tập, tìm hiểu về quy trình sạc gas cũng như vận hành máy sạc gas, tuy nhiên hiện nay các máy này đều đã cũ và có một số hư hỏng nên không thể hoạt động bình thường, và dựa trên các kiến thức đã học và quá trình nghiên cứu thì nhóm sẽ thực hiên các vấn đề:

- Vệ sinh, tu sửa máy sạc gas Werther FR2003

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy sạc gas

- Thiết kế, mô phỏng một mạch điều khiển sạc gas tự động sử dụng phần mềm mô phỏng Proteus, thiết kế ra mạch in kết nối các linh kiện thành một mạch điện tử hoàn chỉnh

- Lập trình điều khiển

- Nâng cấp, tinh gọn máy sạc gas, phù hợp phục vụ cho quá trình giảng dạy

Phạm vi nghiên cứu: Đây là một nghiên cứu trên máy sạc ga tự động Werther FR2003 một dòng máy sạc tự động của Werther đã cũ, không còn hoạt động, chính vì thế nhóm thực hiện nghiên cứu, thiết kế mạch điều khiển thực hiện các chức năng cơ bản của máy sạc tự động như: thu hồi gas, hút chân không, kiểm tra độ kín, sạc dầu và sạc gas

1.3 Phương pháp nghiên cứu

- Ôn lại các kiến thức về hệ thống điều hòa không khí, quy trình sạc gas tự thủ công

- Nghiên cứu tài liệu vận hành của một số dòng máy sạc gas tự động

- Nghiên cứu tài liệu, số tay hướng dẫn sử dụng của máy sạc gas tự động Werther FR2003

- Tìm hiểu các tài liệu có liên quan đến đề tài để hoàn thiện cơ sở lý thuyết

- Lắp đặt, thử nghiệm khả năng vận hành, điều khiển của mạch điều khiển trên máy sạc gas Wether FR2003

1.4 Phạm vi ứng dụng

Mô hình được ứng dụng trong việc dạy và học Sinh viên các lớp thực tập có thể tìm hiểu về máy sạc gas, kết hợp với hướng dẫn của giảng viên có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt động của máy sạc gas tự động, hiểu được chức năng các bộ phận chính và hoạt động của

nó

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Lý thuyết tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Điều hòa không khí là một hệ thống quan trọng trên xe Nó điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe, không những giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong những ngày nắng nóng mà còn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch không khí Ngày nay, điều hòa không khí trên ô tô còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển Điều hoà không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe

Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí ô tô hoạt động theo một chu trình khép kín Đầu tiên, máy nén đẩy môi chất ở thể khí có nhiệt độ cao, áp suất cao

đi vào giàn ngưng Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng Môi chất ở dạng lỏng này chảy vào bình chứa Bình này chứa 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 và nhiệt độ thấp Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ thấp này chảy tới giàn lạnh Quá trình bay hơi chất khí - lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua giàn lạnh Tất cả môi chất khí - 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

Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp được tạo ra do chuyển động của xe được gọi là sự thông gió tự nhiên Sự phân bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, một số nơi có áp suất dương, còn một số nơi khác có áp suất âm Như vậy cửa hút được bố trí ở những nơi có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào trong

xe Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thông gió

tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí,…)

Hình 2 1: Các bộ phận và sơ đồ hoạt động của hệ thống điều hòa không khí

2.2 Vai trò của môi chất làm lạnh trong hệ thống điều hòa không khí

Môi chất lạnh mang nhiệt từ nơi này đến nơi khác mà trong hệ thống làm lạnh thì môi chất lạnh hấp thụ nhiệt từ dàn lạnh vận chuyển tới dàn ngưng tụ, thông qua quạt thổi và dàn lá nhôm tản nhiệt để tản nhiệt ra môi trường bên ngoài Trong phần nội dung về nguyên

lý làm việc của điều hòa sẽ trình bày rõ quy trình hoạt động của hệ thống lạnh và sự thay đổi về trạng thái, nhiệt độ và áp suất của môi chất lạnh:

- Môi chất lạnh sau khi được đi qua van tiết lưu sẽ chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí khi có nhiệt độ rất thấp, tiếp tục đi đến dàn lạnh để hấp thụ nhiệt trong phòng (thường được biết đến như cấp khí mát vào phòng)

- Môi chất chứa nhiệt sau khi hấp thụ sẽ được hút tới máy nén để chuyển qua dạng lỏng có nhiệt độ cao, tiếp tục đi đến dàn nóng để xả nhiệt ra ngoài thông qua quạt thổi và dàn là nhằm tàn nhiệt

- Môi chất lạnh sau khi được xả nhiệt sẽ quay trở lại van tiết lưu và tiếp tục vòng

tuần hoàn để làm mát không khí

Khi hệ thống điều hòa trên xe bất ngờ giảm mát hay không còn khả năng làm mát, một trong những nguyên nhân phổ biến đó là do môi chất làm lạnh không đủ, đó là thời điểm cần kiểm tra toàn bộ hệ thống điều hoà để có những khắc phục kịp thời Ta cần thực hiện các công việc như vệ sinh, thay mới lọc gió điều hòa, kiểm tra gas điều hòa, bổ sung thay mới nếu cần thiết [2]

2.3 Phương pháp sạc gas lạnh thủ công

Phương pháp sạc gas thông thường và vẫn hay thường dùng ở bên ngoài các gas-ra ô

tô đó chính là phương pháp sạc gas bằng thủ công

Các bước cần thiết để thực hiện sạc gas cho hệ thống điều hòa không khí trên ô tô gồm có:

Hình 2 2: Bộ sạc gas thủ công

• Bước 1 Kiểm tra xem hệ thống có còn gas lạnh hay không

Bước đầu tiên cần trang bị đồ bảo hộ trước khi thực hiện quy trình sạc gas an toàn Dụng cụ bảo hộ bao gồm: găng tay, đồ bảo hộ mắt Dụng cụ cần có là bộ sạc gas thủ công Và sau đó tiến hành thực hiện các bước theo quy trình sau:

Đầu tiên, gắn ống nạp gas vào van xả phía thấp áp, van xả này thường nằm gần bộ lọc không khí ẩm Cần đảm bảo trang phục bảo hộ khi bắt đầu thực hiện công việc Nếu hệ thống bị rò rỉ gas lạnh thì có thể không khí ẩm đã đi vào hệ thống và làm cho việc nạp gas mới không đạt kết quả tốt Vì vậy ta nên tìm vị trí rò rỉ và sửa chữa nó, kiểm tra, thay thế

bộ lọc không khí ẩm nếu cần thiết và nạp thêm dầu cho máy nén Vì khi hệ thống bị rò rỉ gas lạnh, thì dầu máy nén cũng theo gas lạnh đi ra ngoài môi trường dẫn đến việc thiếu hụt dầu cho máy nén

• Bước 2 Hút chân không trong hệ thống

Đầu tiên ta lắp bơm chân không, bộ đồng hồ vào hệ thống theo hình vẽ sau Tiếp theo,

mở cả hai van cao áp và thấp áp rồi bật bơm chân không Đồng hồ phía thấp áp độ chân không phải đạt 760mmHg (nếu không đạt cần kiểm tra rò rỉ, khắc phục sau đó mới thực hiện tiếp quá trình) Phải duy trì độ chân không 760mmHg và hút tiếp trong khoảng 10 phút

Hình 2 4: Kết nối bộ sạc với máy hút chân không

Tiếp theo sau đó đóng cả hai van cao áp và thấp áp, tắt bơm chân không và giữ nguyên trạng thái đó trong 3 phút để kiểm tra rò rỉ Việc này giúp kiểm tra đường ống có bị rò rỉ hay không Nếu hệ thống bị rò thì phải dừng lại kiểm tra ngay trong hệ thống có bộ phận nào bị rò rỉ hay không, vì khi rò rỉ thì hoạt động sạc lại gas mới sẽ không thể thực hiện một cách hiệu quả và sẽ rò rỉ gas ra ngoài

Chuyển sang bước 3 khi hệ thống hoàn toàn không có vấn đề gì

• Bước 3 Sạc gas vào hệ thống

Hình 2 5: Các bước đóng mở van khi sạc gas vào hệ thống

Trước khi sạc gas vào hệ thống, ta tháo ống dây nối từ bơm hút chân không sang nối vào bình chứa gas để sạc (thường là ống màu vàng hoặc xanh lá nằm giữa hai van thấp

áp và cao áp), lắp van từ bộ đồng hồ vào bình sạc gas đúng như hình vẽ

Hình 2 6: Kết nối bộ sạc gas ào bình gas R134a

Tiếp theo, tiến hành đóng cả hai van cao áp và thấp áp trên bộ đồng hộ Thực hiện

xả toàn bộ khí trong đường ống vừa kết nối (do trong quá trình tháo kết nối thì trong ống này đã bị lọt khí bên ngoài vào, nên ta lợi dụng áp suất khi của bình chứa gas khi đã kết nối đẩy hết không khí lọt vào ra ngoài, lúc này sẽ đảm bảo hệ thống hoàn toàn ở độ chân không) Sau khi xả hết khí trong đường ống Tiến hành quy trình sạc gas thủ công sẽ có hai phương pháp: đó là sạc gas ở phía áp cao (thể lỏng) và sạc gas ở phía áp thấp (thể khí)

• Nạp gas từ phía áp cao (thể lỏng)

Hình 2 7: Sạc gas từ phía áp cao

Trạng thái động cơ: không hoạt động

Dùng tay mở hết cỡ van cao áp (chỉ được mở van áp cao), lúc này gas lỏng nó sẽ chảy vào phía cao áp của hệ thống và không vào máy nén được Khi bắt đầu mở van cao

áp thì gas sẽ chảy vào hệ thống, do ở thể lỏng nên nó sẽ vào hệ thống với một lượng rất lớn trong thời gian ngắn, quan sát trên đồng hồ đến khi áp suất trong bình gas và áp suất trong

hệ thống cân bằng thì tiến hành khóa van lại Nổ máy để kiểm tra lượng gas đã nạp và ra

sẽ cân chỉnh và nạp bổ sung

Lưu ý: Lúc này nếu muốn sạc gas nhanh có thể lật ngược bình gas lại Đảm bảo

không được nổ máy và van thấp áp phải đóng hoàn toàn

Sau khi khóa van lại thì ra tiến hành nổ máy, vào xe và kiểm tra độ lạnh cũng như lượng gas Khi kiểm tra thì ra mở hết cửa, bật chế độ điều hòa ở mức gió cao nhất (max cool) để tải nhiệt lúc này là cao nhất, giữ gas ở mức vòng tua máy 1500 vòng/phút, sau đó kiểm tra áp suất trên đồng hồ Nếu đủ áp thì phía áp thấp sẽ hiển thị từ khoảng 1,5 đến 2,5 kg/cm2, và phía áp cao sẽ rơi vào khoảng từ 14 – 16 kg/cm2

▪ Nạp gas từ phía áp thấp (thể khí

Lúc ban đầu, trạng thái động cơ không hoạt động, với cách sạc gas này thì chúng ta

sẽ mở cả hai van cao áp và thấp áp, lúc này do sự chệnh áp giữa bình gas và hệ thống nên gas sẽ vào được hệ thống rất nhanh đến khi nào đồng hồ hiển thị áp suất phía áp cao và phía áp thấp không còn lên nữa thì lúc này áp suất giữa bình gas và áp suất của hệ thống

đã cân bằng, lúc này ta tiến hành khóa cả hai van lại, lúc này trong hệ thống đã có một phần gas Tiếp theo ta tiến hành kiểm tra lượng gas

Lúc này, ta tiến hành khởi động xe, bật điều hòa ở chế độ gió lớn nhất (max cool),

mở hết cái cửa sổ và cửa kính và kiểm tra đồng hồ áp suất Nếu áp suất vẫn chưa đạt được

ở mức tiêu chuẩn (áp thấp sẽ hiển thị từ khoảng 1,5 đến 2,5 kg/cm2, và phía áp cao sẽ rơi vào khoảng từ 14 – 16 kg/cm2 ) thì cần sạc gas bổ sung

Lưu ý: Khi nạp gas bổ sung thì không được sạc vào đường áp cao mà chỉ được sạc

vào đường áp thấp.( vì khi mở van cao áp suất trên đường áp cao sẽ cao hơn áp suất trong bình, chính vì thế sẽ có nguy cơ gây trào ngược gas trở về bình)

Khi sạc gas bổ sung thì ta mở van thấp áp từ từ và khống chế không để cho đồng hồ phía áp không vượt quá 4 kg/cm2 vì khi đó gây áp lực lớn lên máy nén, quan sát đồng hồ

áp thấp và áp cao đến khi áp suất đã đạt ngưỡng tiêu chuẩn thì tiến hành khoa cả hai van lại

• Bước 4 Đóng van và tháo dụng cụ nạp gas

Sau khi sạc gas xong, tiến hành vặn chặt các van trên đồng hồ đo và bình chứa, đóng van thấp áp, tháo khớp nối của ống nạp trên đồng hồ đo và trên bình chứa

Lưu ý: Trước khi kết thúc quá trình nạp gas kiểm tra lại hai van áp thấp và áp cao

được đóng hoàn toàn và tháo dây ra khỏi xe Một lần nữa kiểm tra xem có rò rỉ gas tại các vị trí van xả thấp áp và cao áp hay không

Cách này được sử dụng khá phổ biến trong các garage hay nhưng người có kiến thức

cơ bản cũng có thể tự thực hiện sạc gas cho hệ thống lạnh ở nhà cũng như trên ô tô của mình Mặc dù cách này khá là tiên lợi và đỡ tốn kém nhưng nó cũng kèm theo những bất cập như có thể gây nguy hiểm cho người thay gas nếu như không cẩn thận, không có đầy

đủ trang bị hay những rủi ro bất ngờ Thêm vào đó trong quá trình làm cũng đạt hiệu quả không được tối ưu đối với hệ thống lanh Một số bất cập chúng ta có thể nói đến như hút chân không không được triệt để, kiểm tra rò rỉ có thể không được chính xác, hút gas lạnh

từ xe có thế sẽ không hết hay mỗi lần nạp thêm bao nhiêu gas cho hệ thống lạnh là tốt nhất thì sẽ khó ước lượng Vì vậy để giải quyết những vấn đề này thì các hãng hay những gasrage

uy tín sẽ sử dụng máy nạp gas chuyên dùng để nạp gas cho hệ thống lạnh

2.4 Máy sạc gas tự động là gì? Tổng quan về máy sạc gas tự động Werther

FR2003

2.4.1 Máy sạc gas tự động là gì?

Như tên gọi của mình, máy sạc gas cho điều hoà ô tô được dùng để sạc lại gas cho dàn điều hoà ô tô một cách hoàn toàn tự động Để thực hiện điều đó, máy được tích hợp kèm với những chức năng phức tạp để thay thế sức lao động của con người trong quá trình nạp gas dàn lạnh Trong đó bao gồm: thu hồi gas cũ, hút chân không, kiểm tra độ kín chân không, sạc dầu, sạc lại gas mới

Việc sạc gas cho dàn lạnh ô tô có thể hoàn toàn được thực hiện mà không cần dùng đến máy nạp gas dàn lạnh ô tô Tuy nhiên với máy sạc gas tự động vẫn tạo nên được những ưu điểm nổi bật nhờ vào những đặc điểm sau:

- Tích hợp nhiều chức năng tiện dụng giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và công sức cho việc nạp gas

- Có thể hút hơi ẩm triệt để hạn chế việc hơi ẩm bị đóng băng tại van tiết lưu (hút chân không)

- Máy rất dễ điều khiển và sử dụng

- Tích hợp các hệ thống đo lường áp suất chuẩn và hiện đại, chính xác, đảm bảo an toàn

2.4.2 Tổng quan về máy sạc gas Werther FR2003

Máy sạc gas Werther FR2003 là một thiết bị chuyên dụng được sử dụng để sạc gas cho

hệ thống điều hòa của ô tô Thiết bị này được thiết kế với công suất 220V/50Hz và có thể sạc các loại gas R134A, R404A và R407C Máy sạc gas Werther FR2003 được trang bị bộ màn hình hiển thị LCD giúp người dùng có thể dễ dàng theo dõi quá trình sạc gas và kiểm tra áp suất gas trong hệ thống Thiết bị cũng được trang bị hệ thống bảo vệ quá tải và bảo

vệ quá áp, giúp bảo vệ máy khỏi các sự cố không mong muốn

Máy sạc gas Werther FR2003 được sản xuất tại Ý với chất lượng cao và được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô Tuy nhiên, việc sử dụng máy sạc gas cần phải tuân thủ đúng quy trình và hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điều hòa của ô tô Hiện nay thì dòng máy Werther FR2003 đã ngừng sản xuất từ lâu

• Cấu tạo của máy sạc gas Werther

Hình 2 8: Máy sạc gas tự động Werther FR2003 và cấu tạo

Cấu tạo chính của máy sạc gas tự động Werther FR2003 gồm có: máy nén, máy hút chân không, bình chứa gas R134a, lọc ẩm, cảm biến cân nặng loadcell, quạt làm mát, bình chứa dầu thu hồi, bình chứa dầu mới, bảng điều khiển – táp lô (bao gồm màn hình LCD hiển thị, các nút nhấn điều khiển, đồng hồ đo áp suất), bộ tách dầu, lọc khô, bảng mạch điều khiển điện tử, công tắc áp suất bảo vệ quá áp, các van điện từ, van một chiều [3]

Thông số kỹ thuật Giá trị

Máy hút chân không 9,6 m3/h

Bình chứa gas 13 kg

Độ chính xác của cân +/- 10g Lưu lượng thu hồi gas 375 g/phút Mức điện áp sử dụng 220V/50 – 60 Hz

Chiều dài của ống sạc 180 cm Kích thước tổng quan 40x49x120 cm

hệ thống làm mát, hệ thống dầu bôi trơn, hệ thống điều khiển

Chu trình làm việc của máy nén GL90TB gồm có:

- Quá trình hút: Ban đầu, máy nén GL90TB sẽ tiến hành quá trình hút gas lạnh không mở cửa xả Piston di chuyển xuống trong xi lanh, tạo ra một không gian rỗng và hút gas lạnh từ môi trường xung quanh vào bên trong xi lanh

- Quá trình nén: Sau khi không gian xi lanh được lấp đầy gas, cửa hút sẽ đóng và quá trình nén bắt đầu Piston sẽ di chuyển lên trong xi lanh, tạo ra một áp lực cao và nén gas lại

- Quá trình xả: Khi áp lực nén đạt đến mức áp lực yêu cầu, cửa xả sẽ mở và gas được nén sẽ được xả ra khỏi máy nén Piston sẽ tiếp tục di chuyển xuống trong

xi lanh và áp lực trong xi lanh giảm

- Chu kỳ tái lập: Sau khi xả khí hoàn tất, quá trình này sẽ lặp lại Piston sẽ tiếp tục di chuyển lên và xuống trong xi lanh để tiếp tục quá trình hút và nén

❖ Chức năng của máy nén:

- Hút gas dư còn lại trong xe

- Nén đủ áp suất khí để sạc gas

Dòng điện 1 pha Điện áp sử dụng 220-230V/AV-50HZ Loại máy nén Piston

Dung tích 8,85 cm3

Chiều dài (L1) 240 mm Chiều dài (L2) 192 mm

Bảng 2 2 Thông số kỹ thuật máy nén GL 90TB

2 Máy hút chân không

Cấu tạo của máy hút chân không trên máy sạc gas Werther FR2003: Bộ hút chân không, bình chứa, van điều khiển, hệ thống làm mát, hệ thống điều khiển

Chức năng của máy hút chân không: Việc hút chân không là vô cùng quan trọng trong việc sạc gas cho hệ thống vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động và độ bền của hệ thống Việc hút chân không nhằm đảm bảo trong đường ống của hệ thống làm mát sạch không khí và tạp chất có bên trong đường ống trước khi nạp gas mới vào giúp hệ thống hoạt động thông suốt, không bị kết tủa hoặc nghẽn Nếu không hút sạch không khí có trong đường ống sẽ khiến giảm hiệu suất của hệ thống, giảm độ lạnh, tiêu tốn nhiên liệu, hoạt động lâu ngày sẽ xảy ra hiện tượng bị kết tủa hoặc nghẽn cáp do lượng không khí bị sót lại trong đường ống hòa quyện với gas tạo thành nhớt gây nên kết tủa

Hình 2 11: Máy hút chân không

3 Bình chứa gas R134a:

Bình chứa gas là một bộ phận không thể thiếu trong máy sạc gas Werther FR2003,

nó là một phận dùng để lưu trữ lượng gas thu hồi về từ hệ thống bên ngoài và cũng đảm nhiệm chức năng trữ gas để sạc gas lại cho hệ thống cần thiết được sạc Dòng gas sử dụng trên máy sạc gas này là dòng gas R134A, dòng gas R134A là sản phẩm ra được ra đời để thay thế cho gas R12 Gas R134A được ứng dụng rộng rãi trong máy lạnh xe hơi, hệ máy lạnh trong nhà máy, công nghiệp, máy lạnh container, máy lạnh trong máy bay vv , không gây độc hại cho môi trường và ảnh hưởng tần ôzôn Gas R134A đã phát triển để trở thành

sự lựa chọn làm lạnh tiêu chuẩn cho các ứng dụng dân dụng gia đình và thiết bị máy móc công nghiệp, nó cũng là một thành phần chính trong nhiều hỗn hợp môi chất làm lạnh trên thị trường

Hình 2 12: Bình chứa gas của máy sạc gas Werther FR2003

❖ Ưu điểm của môi chất làm lạnh R134a:

- Không gây cháy nổ, không độc hại, không ảnh hưởng xấu đến cơ thể sống

- Tương đối bền vững về mặt hoá học và nhiệt

- Không ăn mòn các kim loại chế tạo máy, có các tính chất vật lý phù hợp

Hình 2 13: Bình chứa gas sạc điều hòa R134a (lỏng)

4 Lọc ẩm

Chức năng của lọc ẩm: lọc ẩm có cấu tạo gồm 3 thành phần đó là: vỏ, lò xò và lõi lọc alumina hoạt hóa, có chức năng là lọc sạch bụi bẩn, hơi ẩm và hấp thụ axit Chất làm lạnh đi vào đầu vào, nó đi qua lò xo, sau đó bao quanh bên ngoài lõi rắn Chất làm lạnh sau

đó đi qua lõi rắn và được thấm xuyên qua lõi lọc, bụi bẩn, hơi ẩm và axit được hấp thụ, chất làm lạnh sau đó thu thập trong rãnh ở trung tâm của lõi và sau đó đi qua tấm chắn Sau

đó nó đi qua tấm chắn đục lỗ và thoát ra khỏi thiết bị đã được lọc và sấy khô, sau đó nó tiếp tục đến van tiết lưu

5 Bộ tách dầu

Đặc điểm và chức năng:

Trong quá trình hoạt động của máy nén làm lạnh, chất làm lạnh của máy nén thường chứa 1 lượng lớn dầu làm lạnh, để đảm bảo máy nén không bị tiêu hao đi một lượng lớn dầu làm lạnh, và để ngăn dầu chảy vào hệ thống làm mát, khi nhiệt độ cao dầu có thể ngưng

tụ và bay hơi, do đó các hệ thống làm lạnh phải có một lõi tách dầu, dầu lạnh và chất làm lạnh để đưa dầu tự động trở lại vào hệ thống máy nén Thiết bị tách dầu sử dụng áp suất cao và thấp để trả dầu trở lại Để đảm bảo máy nén không bị thiếu dầu, và đạt được hiệu quả làm mát tốt nhất Bất kỳ hệ thống làm lạnh thì môi chất lạnh và dầu sẽ không thể thiếu khi sử dụng: chất làm lạnh để làm mát, dầu được sử dụng để bôi trơn máy nén Trong quá trình hoạt động 1 lượng dầu sẽ bị hao hụt khỏi máy nén với chất làm lạnh Chức năng chính của bộ tách dầu là tách dầu ra khỏi dung môi chất làm lạnh Lõi tách dầu đạt hiệu suất lọc khoảng 99% Thiết bị tách dầu có thể hoạt động cho 1 hoặc nhiều máy nén để đưa dầu trở

về bình chứa và sẽ phân phối dầu cho các bộ điều chỉnh trên các máy nén

6 Bảng điều khiển

Bảng điều khiển bao gồm màn hình LCD và các nút nhấn đảm nhiệm chức năng hiển thị các thông số lượng gas, các thông tin cho người sử dụng lựa chọn, điều khiển thông qua nút nhấn rất thuận tiện và dễ dàng

Ngoài ra còn các bộ phận khách như quạt làm mát, bình chứa dầu thu hồi, bình chứa dầu mới

Hình 2 14: Bảng táp – lô điều khiển của máy sạc gas Werther Chú thích

A: Đồng hồ trên đường áp thấp (LP)

B: Đồng hồ đo áp suất trong bình gas

C: Đồng hồ trên đường áp cao (HP)

D, E, F, G, H: Lần lượt là cái nút nhấn R (thu hồi), V(hút chân không), C (sạc gas), KG & OK (cài đặt thời gian và nút lệnh OK)

7 Cơ cấu an toàn, bảo vệ quá áp

Trên máy sạc gas Werther FR2003 sử dụng một công tắc áp suất, sẽ kiểm tra hai đầu của đường áp suất thấp và đường áp suất cao trong máy, khi áp suất tăng cao thì công tắc

sẽ kích hoạt, thay đổi tín hiệu để báo hiệu nhằm bảo vệ ngăn chặn không cho hệ thống bị quá áp, đảm bảo an toàn cho người sử dụng Có khá nhiều loại công tắc áp suất, mỗi loại công tắc áp suất đều có một chức năng và hoạt động khác nhau Trên máy sạc gas Werther FR2003, công tắc áp suất Danfoss KP15 được sử dụng trên máy này có một đặc điểm riêng biệt

Công tắc áp suất KP15 có chức năng giám sát áp suất trong một hệ thống và có khả năng kích hoạt các thiết bị bảo vệ hoặc điều khiển dựa trên ngưỡng áp suất đã định trước

Nó cung cấp các chức năng cơ bản và đáng tin cậy, với khả năng đáp ứng nhanh chóng đối với các thay đổi áp suất và độ chính xác cao trong việc duy trì áp suất mong muốn Công tắc áp suất Danfoss KP15 là một công tắc ba chân (three-pin switch) có hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học Dưới đây là cách hoạt động và chức năng của các chân của công tắc áp suất KP15:

- Chân C (Common): Chân này được kết nối đến nguồn điện và được sử dụng để cung cấp nguồn cho công tắc áp suất

- Chân NO (Normally Open): Chân NO mở khi áp suất được giám sát đạt đến hoặc vượt qua ngưỡng áp suất đã được cài đặt Khi áp suất đạt đến mức cài đặt, chân NO sẽ đóng mạch và tín hiệu sẽ được truyền đi

- Chân NC (Normally Closed): Chân NC đóng mạch khi áp suất được giám sát dưới ngưỡng áp suất đã được cài đặt Khi áp suất giảm xuống dưới mức cài đặt, chân NC sẽ mở mạch và tín hiệu sẽ ngừng được truyền đi

- Khi áp suất đạt đến hoặc vượt qua ngưỡng áp suất đã được cài đặt, công tắc áp suất KP15 sẽ chuyển trạng thái từ NO sang NC hoặc ngược lại, tùy thuộc vào cài đặt của hệ thống Chân NO và NC có thể được sử dụng để kích hoạt hoặc ngắt các thiết bị bảo vệ hoặc điều khiển, chẳng hạn như bơm, quạt, van, hay bộ điều khiển

Hình 2 15: Cấu tạo của công tắc áp suất Danfoss KP15

Trên công tắc áp suất sẽ có hai dãy điều chỉnh áp suất, một phía áp thấp và một phía

áp cao, ta có thể điều chỉnh thay đổi mức áp suất yêu cầu bằng cách xoay vít chỉnh ở mặt sau của công tắc áp suất Ngoài ra còn có dãy điều chỉnh dung sai (Diff) điều chỉnh sai số

Hình 2 16: Các bộ phận của công tắc áp suất KP15

Trên đây là các bộ phần chính đảm nhiệm các chức năng quan trong máy, bên cạnh đó còn có các bộ phận nhằm đảm nhiệm các chức năng bổ trợ trong quá trình thu hồi cũng như sạc lại gas mới như: Cảm biến cân nặng (loadcell) được đặt dưới đế của bình gas, đo được chỉ số cân nặng kèm với mô – đun khuếch đại tín hiệu HX711 đọc tín hiệu từ cảm biến cân nặng đặt trên mạch điều khiển

• Nguyên lí và các chế độ hoạt động của máy sạc gas Werther

- Chế độ thu hồi gas cũ

- Chế độ hút chân không

- Kiểm tra rò rỉ

- Sạc gas mới

• Sơ đồ kết nối dây của máy sạc gas Werther FR2003

Nguồn điện 220V/AC sẽ được cấp cho máy qua nguồn (5) đến cầu chì 8A (có nhiệm bảo vệ ngắn mạch), sẽ thẳng vào board trong bộ điều khiển trung tâm và qua van điện từ, còn đường dây truyền đến giắc kết nối trên bộ điều khiển trung tâm và sẽ được kết nối tới các cơ cấu chấp hành (máy nén, máy hút chân không), cơ cấu chấp hành sẽ được điều khiển khi relay thực hiện đóng/cắt Nguồn 220V/AC còn lại sẽ đi qua bộ chuyển đổi điện áp AC-

DC với mức điện áp đầu ra là 12V, nguồn này được cấp cho cuộn dây của relay, và tiếp tục được chuyển qua một bộ chuyển đổi điện áp, ổn áp DC – DC đầu ra 5V, nguồn này sẽ kết nối để nuôi vi điều khiển cũng như các mạch tích hợp (IC) trên bộ điều khiển trung tâm, Loadcell (9), và màn hình hiển thị trên táp – lô (1) Công tắc áp suất (10) sẽ được kết nối trực tiếp vào vi điều khiển qua ba cổng, khi có áp suất vượt ngưỡng đã cài đặt cho phép thì công tắc áp suất sẽ thay đổi trang thái, điều này được nhận biết bởi vi điều khiển và ngasy toàn bộ hệ thống sẽ dừng Đây chính là cơ cấu bảo đảm an toàn như đã trình bày ở trên

Hình 2 17: Sơ đồ mạch đấu dây toàn bộ hệ thống

Chú thích:

1 Tapbleu (Táp – lô)

2 Phần điều khiển trung tâm (bao gồm mạch điều khiển và các giắc kết nối)

3 Máy in (trên máy Werther thực tế thì người ta đã tinh giản máy in)

4 Công tắc máy hút chân không

Hình 2 18: Sơ đồ quy trình hoạt động của các hệ thống

• Quy trình vận hành của máy sạc gas Werther FR2003

1 Ở chế độ thu hồi gas:

Ở chế độ này lúc này khi được kết nối hai đường ống áp thấp (LP) và đường áp cao (HP) vào tương ứng với đường âp thấp (LP) và đường áp cao (HP) của hệ thống điều hòa trên xe lúc này chúng ta tiến hành mở van HP và LP trên máy sạc gas để đường ống trên xe và máy được thông với nhau Bắt đầu quá trình thu hồi gas cũ về máy sạc gas

Bước 1 : Nhấn nút “R” trên màn hình hiễn thị của máy sạc gas, lúc này ta tiến hành cài đặt thời gian thu hồi gas cho máy

Bước 2: Nhấn nút “OK” trên màn hình và chờ máy thu hồi gas cũ, khi hoàn hình máy

sẽ phát ra vài tiếng bíp và hiễn thị thông báo đã hoàn thành:

Các thành phần tham gia vào quá trình này gốm:

2 Quá trình hút chân không:

Bước 1: Nhấn nút “V” trên bảng điều khiển

Bước 2: Set up thời gian để tiến hành hút chân không, khi hoàn thành máy sẽ phát

ra vài tiếng bíp rồi màn hình hiễn thị đã hoành thành

Các thành phần tham gia vào quá trình hút chân không:

− Van tay (5), (6), (7)

− Máy hút chân không (22)

3 Quá trình kiểm tra rò rĩ khí

Đóng tất cả các van và kiểm tra rò rĩ khí trên hệ thống bằng cách quan sát sự thay đổi

áp suất trên đồng hồ ở bẳng điều khiển

Các thành phần tham gia quá trình kiểm tra rò rĩ khí:

− Đồng hồ (1), (2)

4 Quá trình thu hồi dầu cũ từ bồ tách dầu

Cách thành phần tham gia vào quá trình thu hồi dầu:

− Van tay (3)

− Bình đựng dâu (12)

5 Qua trình sạc dầu mới cho hệ thống

Các thành phân tham gia vào quá trình sạc dầu mới cho hệ thống:

− Van tay (5), (6), (8)

− Bình đựng dầu mới (13)

6 Qua trình sạc gas cho hệ thống

Bước 1: Nhấn vào nút “C” trên bảng điều khiển

Bước 2: Thiết lập khối lượng nạp cho hệ thống điều hòa, nhấn nút “OK” để tiến hành nạp gas mới cho hệ thống, khi hoàn thành máy sẻ phát ra vài tiếng bíp và màn hình hiễn thị đã hoàn thành

Các thành phân tham gian vào quá trình sạc gas mới:

− Van tay (5), (6), (26)

− Van điện từ (18)

− Bình gas (28)

− Cân (24)

7 Quá trình nạp gas vào bình gas trên máy sạc gas

Bước 1: Nhấn nút “KG” trên bảng điều khiển

Bước 2: Cài đặt khối lượng cần nạp thêm vào bình, nhấn nút “OK” để tiến hành nạp, khi hoàn thành máy sẻ trở lại giao diện ban đầu

Các thành phần tham gian quá trình này: