khảo sát hệ thống điều hòa không khí xe ford transit

Loại này cũng có thể chia thành loại điều khiển nhiệt độ thường, lái xe phải điềukhiển nhiệt độ bằng tay khi cần, và loại điều khiển nhiệt độ tự động, nhiệt độ bên ngoàivà trong xe luôn

LỜI NÓI ĐẦUSản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ngay ở nước ta số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng cao.

Ngay từ khi ra đời, ô tô đã chứng tỏ được tầm quan trọng của mình trong cuộcsống của con người Từ đó đến nay ngành công nghiệp ô tô không ngừng phát triển vềsố lượng cũng như chất lượng nhằm đáp ứng yêu cầu ngày nột cao và khắt khe hơn củangười sử dụng Ngành công nghiệp ô tô đóng vai trò rất quan trọng trong sự tăngtrưởng của nền kinh tế ở các quốc gia, đặc biệt ở một số nước phát triển đã chọn ngànhcông nghiệp ô tô là ngành mũi nhọn

Ở nước ta, từ khi du nhập những chiếc ô tô dầu tiên của nước ngoài cho đến naysố lượng ô tô không ngừng tăng lên mạnh mẽ mỗi năm, các hãng sản xuất ô tô nổitiếng của nước ngoài đã có nhà máy lắp ráp ô tô ở nước ta, đó là những dấu hiệu cho sựphát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô vốn đang còn non kém của nước ta

cô góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn Em xinchân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài đã hết sức tận tình giúpđỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dunề tài đồ án tốt nghiệĐà nẵng, ngày 01

Vũ Thành Nguyên

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đã mang lại nhiều lợi ích choxã hội, trong đó có cả ngành công nghiệp ôtô chúng ta Cùng với những yêu cầu khắtkhe về chất lượng sản phẩm, xe ôtô ngày càng được cải tiến về công nghệ nhưng phảiđem lại sự thoải mái cho khách hàng khi sử dung Trong đó phải kể đến hệ thống điềuhòa không khí của xe là một bộ phận không thể thiếu trong các xe đời mới và nó có thểxem là một tiêu chuẩn Khảo sát hệ thống điều hòa không khí trên ôtô là việc tìm hiểurõ về chức năng hoạt động của hệ thống điều hòa, tìm hiểu về kỹ thuật điện lạnh vànhững chi tiết cấu thành một hệ thống điều hòa hoàn chỉnh của hệ thống điều hoà

Vì vậy việûc tìm hiểu hệ thống điều hòa giúp cho ta hểu rõ hơn về tính năng kỹthuật của hệ thống, cũng như để sử dụng hệ thống hiệu quả hơn Và có thể chuẩn đoánđược một số bệnh của hệ thống khi tiếp xúc Thông qua đề tài khảo sát này em có đượclượng kiến thức về điều hòa không khí trên ôtô

Trong phạm vi đồ án này, em chỉ giới hạn trong phạm vi tìm hiểu, giới thiệumột cách khái quát về hệ thống điều hoà không khí lắp trên xe du lịch FORDTRANSIT 75.2001 của hãng FORD Do những hạn chế về kiến thức thực tế cũngnhư tài liệu tham khảo nên trong phạm vi đồ án này em không thể nào trình bày hết tấtcả những vấn đề liên quan với nhau cũng như tất cả các kết cấu của các chi tiết tronghệ thống điều hoà Vì vậy sẽ không tránh khỏi các thiếu sót trong quá trình thực hiệnvà trình bày Em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trongkhoa cùng các bạn sinh viên và các anh phòng kỹ thuật hãng FORD Đà Nẵng

2 GIỚI THIỆU THIỆU VỀ XE FORD TRANSIT VÀ ĐIỀU HOÀKHÔNG KHÍ TRÊN MỘT SỐ XE DU LỊCH

2.1 GIỚI THIỆU XE FORD TRANSIT

Từ khi ra đời vào năm 1965, khái niệm về sản phẩm Ford Transit đã phát triểnkhông ngừng về chỉ tiêu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế, tạo cho xe Transit trở thành loại

xe thương mại hạng nhẹ dẫn đầu ở Châu âu

Sản phẩm Ford Transit được mở rộng hơn nữa bởi những loại tải trọng 1 tấn, 2 tấnvới ba cỡ chiều dài cơ sở và chiều cao khác nhau kết hợp với những đặc điển kỹ thuậtvề hệ thống cửa, hệ thống dẫn đường và hệ thống cảnh báo khi đỗ xe

Xe Ford Transit đời mới ra đời được phân làm hai giai đoạn: Giai đoạn đầu tiên lànhững xe Transit hai tấn,trang bị động cơ Diesel 2.4L có turbo nạp khí với cầu sau làcầu chủ động, giai đoạn hai là từ đời xe 2001 trở đi xe Ford Transit trang bị loại động

cơ 2.3L DOHC 16 xupáp công suất 107 (Kw), ngoài ra còn có thể trang bị hệ thốngtreo sau bằng khí Trong cùng thời gian đó loại xe Transit một tấn cũng ra đời với cầutrước là cầu chủ động, hộp số nằm ngang và động cơ là loại Diesel turbo Duratorq2.0L

FORD TRANSIT 75.2001 là một trong ba kiểu xe của giòng xe FORDTRANSIT trong đó “ 2001” là ký hiệu đời xe, được trang bị động cơ Diesel turboDuratorq 2.4L 16 supáp với turbo nạp khí có công suất 88 (KW), cầu sau là cầu chủđộng Sơ đồ tổng thể hình 2.2

Động cơ với kết cấu 4 xi lanh được bố trí thành một hàng, cùng với cơcấu phối khí dẫn động gián tiếp xupáp thông qua cò mổ, đủa đẩy và con đội.Để dẫn động được cơ cấu này trục cam của động cơ được dẫn động trực tiếp từtrục khuỷu nhờ một cặp bánh răng ăn khớp được lắp trên đầu trục khuỷu vàtrục cam

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 2

Xe FORD TRANSIT có thể dùng động cơ Diesel hoặc động cơ Xăng mạnh mẽvà kinh tế, trên xe còn trang bị hệ thống điều hoà không khí gồm: máy lạnh, sưởi vàthông gió, bộ điều khiển đặt ở phía trước sau cho phép lái xe điều khiển chung chocả khoang hành khách Ghế và băng phía sau có thể xếp gọn hoặc tháo ra, dễ dàngbảo trì thường kỳ qua nắp ca-pô trước, mui cao với bộ phận nắn gió để giữ cho cửasổ sau sạch, nội thất trải thảm toàn bộ, kính nhuộm màu toàn bộ, kính cửa trướcđiều khiển bằng điện, đèn nội thất trước và sau

Bảng 2.1 Một số thống số kỹ thuật chính của xe FORD TRANSIT 75.2001

Công suất cực đại của động

cơ/ứng với số vòng quay

10 Mômen xoắn cực đại /ứng với số

Hình 2.2 Sơ đồ tổng thể của xe FORD TRANSIT 75.2001.

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 4

2.2 HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN MỘT SỐ XE DU LỊCH

2.2.1 Hệ thống điều hòa lắp trên xe FORD TRANSIT

Hình 2.3 Hệ thống điều hoà không khí trên xe FORD TRANSIT 75.2001

1 Giàn ngưng; 2 Máy nén; 3 Giàn lạnh.;

4 Bình hút ẩm; 5 Van giãn nở; 6 Giàn lạnh sau

Hệ thống điều hoà nhiệt độ chủ yếu có tác dụng đưa không khí đã được làmlạnh vào trong xe khoảng 19-25oC (tuỳ theo mức độ hoạt động) để tăng tiện nghi chohành khách đi đường xa, trời nóng (khi nhiệt bên ngoài trời lên trên 35-40oC) Ngoài

ra, hệ thống điều hoà nhiệt độ trên xe còn có bộ sưởi đưa không khí đã sưởi nóng vàotrong xe khi trời lạnh khoảng dưới 18oC Xe FORD TRANSIT 75.2001 giảm bớt ônhiễm môi trường là do dùng ga lạnh R-134a không gây phá huỷ tầng ôzôn mà trên thếgiới đã ra sức bảo vệ qua nhiều thập kỷ So với những loại xe cũ thông thường haydùng ga lạnh R-12, freon, vì có Clo xã ra từ các chất này phá huỷ tầng ôzôn của khíquyển Việc bố trí hệ thống điều hoà không khí trên xe được dễ dàng và tiết kiệm đượckhoảng không gian cho xe

2.2.2 Hệ thống điều hòa lắp trên xe MB 140D 2.9

Xe MB 140D 2.9 là loại xe được lắp đặt hệ thống điều hoà nhiệt độ (gồm máylạnh và sưởi) do hãng Mercedes-Benz sản xuất Trong những năm gần đây với chínhsách mở cửa rộng rãi của nhà nước ta nên các loại xe của hãng Mercedes được nhậpvào Việt Nam ngày một nhiều Các loại xe nhập vào Việt Nam có thể là nguyên chiếchoặc bao gồm các phụ tùng và lắp ráp tại Việt Nam Các chủng loại xe của hãngMercedes đã có mặt tại thị trường Việt Nam chủ yếu là xe du lịch

Hình 2.4 Hệ thống điều hoà không khí trên xe MB 140D 2.9.

1 Bình sấy; 2 Giàn ngưng; 3 Giàn lạnh trước;

4 Máy nén; 5 Giàn điều hoà nhiệt; 6 Điều hoà không khí kép

Hệ thống điều hoà không khí được trang bị trên xe du lịch đời mới của hãngMercedes-Benz Với trình độ kỹ thuật sản xuất tiên tiến của hãng Mercedes-Benz đãcho ra đời loại MB 140D có thể tích toàn bộ không gian của xe không nhỏ nhưng hệthống điều hoà không khí trên xe phát ra đủ lớn sẽ giúp cho hành khách trên xe có cảmgiác thoả mái khi đi xe MB 140D Với hệ thống điều hoà gần giống như xe FORDTRANSIT, với giàn lạnh phía sau được bố trí trên trần nên dễ dàng lắp đặt và sửa chữahơn

2.2.3 Hệ thống điều hòa lắp trên xe CAMRY 3.0V

Xe CAMRY 3.0V được Toyota sản xuất vào năm 2002 loại 5 chỗ ngồi này đượcchính thức ra mắt trên thị trường Việt Nam Hiện tại Toyota đã có mặt đủ tại Việt Namtrong tất cả các dòng xe chính: minibus, pick-up, xe du lịch hạng trung và hạng sang Hãng hy vọng, chiếc xe CAMRY 3.0V mới này sẽ đại diện ưu tú tại thị trường ViệtNam

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 6

Hình 2.5 Hệ thống điều hoà không khí trên xe CAMRY 3.0

1 Bình lọc, hút ẩm; 2 giàn ngưng; 3 Két nước làm mát; 4 Máy nén;

5 Động cơ; 6 Giàn lạnh; 7 Van tiết lưu; 8 Quạt gió; 9 Ống dẫn lạnhsau

Các chức năng khác cho một chiếc xe du lịch cao cấp đều có mặt ở CAMRY3.0V: ghế bọc da, nút điều chỉnh ghế ngồi, cửa sổ trời với hai chế độ: mở toàn phần vàmở chếch lên, cảm biến lùi, đèn pha cảm biến ánh sáng tự động, Đặc biệt xe có thểnhớ 3 vi trí ngồi của người lái, giúp bạn có thể chỉnh vị trí ngồi CAMRY 3.0V đượctrang bị hệ thống chống trộm, chống khởi động khi dùng sai chìa khoá, mặc dù ở ViệtNam hiện tượng trộm cắp xe hơi chưa phổ biến Hệ thống điều hoà được thiết kế gọngàng cho tài xế và hành khách ngồi phía sau tự điều chỉnh được, tăng thêm tính tiệnnghi và hài hoà trong xe Hệ số cản gió Cd 0.29 là thiết kế khí động học như xe thểthao thể hiện qua hình dáng và đường nét thanh thoát, giúp xe vận hành êm và tăng tốcrất nhanh CAMRY 3.0V có hệ thống điều hoà nhiệt độ tự động duy trì mức nhiệt độđịnh trước cho nội thất phân bố hơi mát đều cho cả hành khách ngồi ghế sau qua ốngdẫn sau

Tóm lại, công nghệ tiên phong kết hợp với kinh nghiệm của Toyota tạo choCAMRY khả năng lái và ổn định tối đa, cho cảm giác lái xe thú vị tuyệt vời

2.2.4 Hệ thống điều hòa lắp trên xe Fiat Siena

Fiat là một nhà chế tạo ôtô nổi tiếng của Italy với lịch sử hơn 100 năm Xe mang nhãnhiệu Fiat đã xuất hiện trên thị trường Việt Nam từ rất lâu, nhưng Fiat chỉ trở nên thựcsự quen thuộc với người sử dụng từ khi liên doanh ôtô Mêkong đưa vào lắp ráp loại xeTempra và gần đây là Siena Hệ thống điều hoà trên xe Fiat Siena với kết cấu nhỏ gọndễ dàng điều chỉnh nhưng vẫn có khả năg mang lại sự thoải mái khi sử dụng Ưu điểmlớn nhất của loại này là giá thành rẻ, dễ sử dụng nhưng thời gian làm mát chậm, độlạnh không sâu và sự phân bố không khí không đồng đều hơn so với các loại trên

Hình 2.6 Hệ thống điều hoà không khí trên xe Siena.

1 Giàn ngưng; 2 Máy nén; 3 Bình sấy (bình hút ẩm);

4 Van giãn nở; 5 Giàn lạnh

3 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍVÀ ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LẮP TRÊN XE DU LỊCH.3.1 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

3.1.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt điều hoà

3.1.1.1 Kiểu táp lô

Kiều này, điều hoà không khí thường được gắn với bảng táp lô

Đặc điểm của kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hoà được thổi thẳng đếnmặt trước người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so với công suất điềuhoà, có các lưới cửa ra của không khí lạnh có thể được điều chỉnh bởi bản thânngười lái nên người lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh

Hình 3.1 Lắp đặt kiểu táp lô

3.1.1.2 Kiểu khoang hành lý

Ở kiểu khoang hành lý, điều hoà không khí được đặt ở cốp sau xe Cửa ra vàcửa vào của khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau Do cụm điều hoà gắn ở cốp sau nơicó sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hoà kiểu này có thể thiết kế 1 hệ thốngđiều hoà công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ cao

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 8

Hình 3.2 Lắp đặt kiểu khoang hành lý.

Mô tả đường đi của khí lạnh Khí lạnh được thổi ra từ phía trước và phía saubên trong xe Đặc tính làm lạnh bên trong xe rất tốt, sự phân bố nhiệt độ trong xeđồng đều, có thể đạt được một môi trường rất dể chịu trong xe Phụ thuộc vào kết cấucủa mỗi xe mà ta có thể chọn một trong hai kiểu lắp trên hình để bố trí cho phù hợp

Hình 3.3 Lắp đặt kiểu kép

3.1.2 Phân loại theo chức năng

Do chức năng và tính năng cần có của hệ thống điều hoà khác nhau tuỳ theo môitrường tự nhiên và quốc gia sử dụng, điều hoà có thể chia thành 2 loại tuỳ theo tínhnăng của nó

3.1.2.1.Cho một mùa

Loại này bao gồm một bộ thông gió được nối hoặc là với bộ sưởi hoặc là hệ thốnglàm lạnh, chỉ dùng để sưởi ấm hay làm lạnh trên hình 3.4

Hình 3.4 Bố trí hệ thống điều hoà cho một mùa.

3.1.2.2 Loại cho tất cả các mùa

Loại này kết hợp với một bộ thông gió thoáng với một bộ sưởi ấm và hệ thốnglàm lạnh Hệ thống điều hoà này có thể sử dụng trong những ngày lạnh, ẩm để làm khôkhông khí tuy nhiên, điều đó cũng hạ thấp nhiệt độ không khí, làm cho nó trở nên lạnhđối với hành khách Để tránh điều đó, nó cũng cho khí đi qua két sưởi để sấy nóng

Cửa ra thông gió

Cửa ra sấy kính

QuạtVan điều khiển nhiệt độ

E Giàn lạnhVan điều khiển luồng khí

Van nạp khíB

C

A

H

ECửa vào khí

Hình 3.5 Bố trí hệ thống điều hoà cho tất cả các mùa

Điều này cho phép điều hoà không khí đảm bảo được không khí có nhiệt độ và độẩm thích hợp Đây là một ưu điểm chính của điều hoà không khí loại 4 mùa

Loại này cũng có thể chia thành loại điều khiển nhiệt độ thường, lái xe phải điềukhiển nhiệt độ bằng tay khi cần, và loại điều khiển nhiệt độ tự động, nhiệt độ bên ngoàivà trong xe luôn được máy tính nhận biết và bộ sưởi hay và điều hoà không khí tựđộng hoạt động theo nhiệt độ do lái xe đặt ra, vì vậy duy trì được nhiệt độ trong xekhông đổi

3.2 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG

Điều hoà không khí thông thường luôn hoạt động tại một nhiệt độ khí thổi vào vàtốc độ thổi khí do lái xe đặt trước Tuy nhiên, những yếu tố như sự toả nhiệt của mặttrời, nhiệt động cơ, nhiệt từ ống xả, nhiệt do hành khách tạo ra sẽ ảnh hưởng đến nhiệtđộ trong xe theo thời gian

Vì vậy, với hệ thống điều hoà loại này cần phải điều chỉnh lại nhiệt độ, tốc độthổi khí hay cả hai khi cần thiết, hay nói cách khác thì hệ thống điều hoà thông thường

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 10

A Nạp khí sạch

Nạp khí tuần hoàn Quạt

B

Cửa ra sấy kính

Cửa ra thông gió

E or H

Van nạp khí Van điều khiển luồng khí ra Giàn lạnh

Giàn sưởi

A B E H

không có khả năng tự điều chỉnh nhiệt độ trong xe về nhiệt độ cài đặt như ta mongmuốn ban đầu.

Hệ thống điều hoà không khí tự động đã được phát triển để loại bỏ các thao tácđiều chỉnh không thuận tiện này

Điều hoà không khí tự động phát hiện nhiệt độ bên trong xe và môi trường, sự toảnhiệt của mặt trời và điều chỉnh nhiệt độ khí thổi cũng như tốc độ một cách tự độngtheo nhiệt độ đặt trước bởi lái xe, do vậy duy trì được nhiệt độ bên trong xe tại nhiệt độđặt trước

Hệ thống điều hoà không khí tự động ngày nay là hệ thống điêu hoà được kíchhoạt bằng cách đặt nhiệt độ mong muốn bằng núm chọn nhiệt độ và ấn vào nút AUTO.Hệ thống sẽ điều chỉnh ngay lập tức và duy trì ở mức đã thiết lập nhờ chức năng điềukhiển tự động của ECU (trên hình 3.6)

Hình 3.6 Sơ đồ điều khiển điều hoà không khí tự động

ECU tính toán nhiệt độ và lượng không khí được hút vào rồi quyết định đóngmở cửa thông gió cho phù với các thông số dựa trên nhiệt độ được xác định bởi mỗicảm biến và nhiệt độ cài đặt ban đầu

Những giá trị này được sử dung để điều khiển vị trí cánh trộn khí, tốc độ motorquạt gió và vị trí điều tiết thổi khí

3.2.1 Các bộ phận chức năng chính

Điều hoà không khí tự động là một điều hoà thường có lắp thêm các cảm biếnđể phát hiện sự thay đổi nhiệt và sự toả nhiệt của mặt trời các bộ điều khiển để xácđịnh các chế độ làm việc dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến và bộ chấp hành đượcdẫn động bởi các bộ điều khiển làm dịch chuyển các cánh gió và các bộ phận khác

- Cảm biến nhiệt độ không khí môi trường: cảm biến này được đặt kín trong mộtvỏ nhựa đúc được thiết kế để không không phản ứng với những thay đổi đột ngột vềnhiệt độ, nó cho phép nhận biết chính xác nhiệt độ môi trường

- Cảm biến giàn lạnh: cảm biến giàn lạnh phát hiện nhiệt độ của khí đi qua giànlạnh, đặc biệt nó chỉ dùng cho điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử lý

- Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến này được đặt dưới két sưởi để phát hiện nhiệtđộ nước làm mát.

-Cảm biến mặt trời dùng để nhận biết sự thay đổi về sự toả nhiệt của mặt trời

- Một cảm biến mặt trời dùng diod quang học để nhập vào bộ điều khiển nhữngthay đổi về sự toả nhiệt của mặt trời (bức xạ mặt trời) dưới dạng thay đổi về dòng điện

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 12

Các cảm biến chính dùng trong điều hoà không khí tự động là các chất bán dẫn sau:

Hình 3.7 Tổng quan điều khiển hệ thống lạnh

1 Công tắc áp suất kép; 2 Công tắc áp suất máy nén; 3 Quạt tản nhiệt và làm mátgiàn ngưng; 4 Rơ le quạt; 5 Rơ le quạt (ở tốc độ cao); 6 Cảm biến không khí; 7 Cảmbiến trục khuỷu; 8 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ; 9 Cảm biến tốc độ xe;

10 Cảm biến vị trí bướm ga; 11 Van điều khiển tốc độ chạy không tải; 12 EEC điềukhiển; 13 Ngắt điều hoà khi mở hết bướm ga; 14 Ly hợp điện từ

3.2.1.2 Các bộ điều khiển

Bộ điều khiển có thể chia thành hai loại: một số dùng IC, một số dùng vi xử lý.Chúng được gọi là “bộ khuếch đại hệ thống”, “bộ khuếch đại điều hoà tự động”, hay

“ECU điều hoà không khí” Điều hoà không khí tự động được điều khiển bằngbộ khuếch đại dùng IC gọi là “điều hoà không khí tự động được điều khiển bằng bộkhuếch đại” còn loại điều khiển bằng ECU hay bộ khuếch đại dùng một bộ vi xử lýđược gọi là “điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử lý”.

+ Loại điều khiển bằng bộ khuếch đại

Trong điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại, cảm biếnnhiệt độ không khí trong xe và cảm biến biến nhiệt độ môi trường được mắc nốitiếp vào bộ khuếch đại Từ đây các tín hiệu gửi đến bộ chấp hành để điều khiểnnhiệt độ khí thổi, tốc độ khí thổi

Môtơ servo điều khiển hoà trộn khí được lắp bên dưới bộ sưởi ấm Nó dẫnđộng cánh điều khiển hoà trộn khí và công tắc điều khiển tốc độ quạt thổi quathanh nối Nó có một bộ giới hạn biến trở, công tắc điều khiển van nước, vàcông tắc điều khiển chế độ thổi khí

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 14

Buồng khí

Van nước

Cảm biến nhiệt độ bên trong

Kết sưởi

Dàn lạnh

Cánh điều khiển chế độ dòng khí Cánh điều khiển trộn khí

Công tắc điều kgiển van nước

Công tắc điều

khiển chế độ

thổi khí

chế độ thổi Môtor servo điều khiển

M

M

+B

Cảm biến nhiệt độ bên ngoài Cảm biến bức xạ mặt trời

Khuếch đại hệ thống

Hình 3.8 Sơ đồ điều khiển bằng bộ khuếch đại

Trong sơ đồ hệ thống hình 3.8, công tắc điều khiển tốc độ thổi khí, công tắcđiều khiển chế độ thổi và công tắc điều khiển van nước hoạt động cùng với cánh điềukhiển hoà trộn khí bằng motor servo điều khiển hoà trộn khí, do vậy cho phép điềukhiển được nhiệt độ, tốc độ quạt thổi khí và chế độ thổi khí

Ở hình này mô tả kết cấu và hoạt động của hệ thống điều khiển tự động tậptrung vào điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại dùng cho xeSupra MA70 Điều hoà không khí tự động lắp trong xe này bao gồm các hệ thống điềukhiển tự động như:

•Điều khiển nhiệt độ

•Điều khiển tốc độ quạt thổi

•Điều khiển chế độ thổi (điều khiển khí ra)

Các hệ thống điều khiển này hoạt động bằng cách gạt các cần điều khiển và bậtcác công tắc đặt trên bản điều khiển điều hoà.

+ Loại điều khiển bằng bộ vi xử lý

Điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ vi sử lý, từng cảm biến gửitín hiệu đến bộ khuếch đại điều hoà không khí tự động (hay còn gọi là ECUđiều hoà ) một cách độc lập, sau đó hệ thống sẽ phát hiện dựa vào chương trìnhcó sẵn trong bộ vi xử lý của khuếch đại điều hoà tự động, do đó điều khiển độclập các bộ chấp hành

Hình 3.9 Sơ đồ điều khiển bằng bộ vi xử lý

Hình 3.9, mô tả kết cấu và hoạt động của điều hoà không khí tự động điều khiểnbằng bộ vi xử lý dựa trên hệ thống lắp trên xe Celica ST180 và Land Cruiser 80.Điều hoà không khí tự động lắp trên các xe này bao gồm các hệ thống điềukhiển tự động sau:

• Điều khiển nhiệt độ

• Điều khiển tốc độ quạt thổi

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 16

• Điều khiển khí vào (tuỳ chọn, chỉ có ở các xe hay thị trường đặc biệt)

• Điều khiển chế độ dòng khí (điều khiển khí ra)

• Điều khiển máy nén

Ngoài các hệ thống kể trên, còn có một chức năng tự chẩn đoán được lắp ở mộtsố xe, bao gồm cả Leus LS400

Các hệ thống điều khiển này hoạt động bằng cần gạt hay công tắc trên bảngđiều khiển như trong điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại

3.2.1.3 Bộ chấp hành

Bộ chấp hành bao gồm motor bộ thổi khí, máy nén và các motor servo (dùng đểdịch chuyển các cánh gió) Mặc dù motor servo được sử dụng chủ yếu để điều khiểnchế độ thổi khí và hoà trộn khí, một số kiểu xe dùng motor bước để cho các mục đíchnày Motor servo được kích hoạt bởi tín hiệu từ bộ khuếch đại và tiếp điểm bên trongmotor bật để làm cho motor dừng lại Ngược lại, motor bước hoạt động và dừng hoàntoàn điều khiển bởi ECU

3.2.2 Kết nối với ECU động cơ

Nhằm mục đích điều khiển các loại điều hoà không khí hay động cơ khác nhau,những xe có lắp hệ thống TCCS trao đổi giữa ECU động cơ và bộ khuếch đại điều hoàkhông khí

+Tín hiệu A/C

Tín hiệu này được gửi từ bộ khuếch đại điều hoà không khí đến ECU động cơkhi ly hợp từ đang hoạt động hay công tắc A/C bật

Tín hiều này được dùng để điều khiển hệ thống ICS, tốc độ cắt nhiên liệu và cácchức năng khác

Hình 3.10 Sơ đồ ECU điều khiển A/Cï.

+Tín hiệu ACT (cắt điều hoà khôngkhí)

ECU động cơ gửi một tín hiệu (ACT) đến bộ khuếch đại điều hoà không khíđể nhả ly hợp từ của máy nén điều hoà nhằm ngừng hoạt động của điều hoàkhông khí tại một tốc độ xe, áp suất đường ống nạp (hay lượng khí nạp), tốc độđộng cơ hay góc mở bướm ga nhất định

Điều hoà không khí bị cắt hay tăng tốc đột ngột từ tốc độ thổi khí thấp (tuỳtheo tốc độ xe, độ mở bướm ga và áp suất hay lượng khí nạp) nhằm đảm bảotính năng tăng tốc tốt

Điều hoà không khí cũng tắt khi động cơ đang chạy không tải ở tốc độ thấphơn một tốc độ định trước, tránh cho động cơ khỏi chết máy

Trong một số kiểu động cơ, hoạt động của ly hợp từ cũng bị trễ trong mộtkhoảng thời gian nhất định sau khi bật công tắc điều hoà không khí Trong thờigian này, ECU động cơ mở van ISC để bù lại sự suy giảm tốc độ động cơ dohoạt động của máy nén điều hoà không khí

Chức năng sau được gọi là “Điều khiển làm trễ máy nén điều hoà không khí”

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 18

Hình 3.11 Mạch điều khiển làm trễ máy nén.

4 KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TRÊN XE FORDTRANSIT 75.2001

Hệ thống điều hoà không khí làm nhiệm vụ duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp,cung cấp lượng không khí được lọc sạch lưu thông trong khoang hành khách của ôtô.Khi thời tiết nóng, hệ thống điều hoà không khí có nhiệm vụ làm mát, giảm nhiệt độ(gọi là “làm lạnh”)ü, còn khi thời tiết lạnh, hệ thống sẽ cung cấp khí nóng để sưởi ấm,tăng nhiệt độ trong khoang hành khách (gọi là “sưởi”) Trong khoang hành khách khi

xe chuyển động không khí cần luôn được lưu thông và không có bụi cũng như các mùiphát xạ từ động cơ, hệ truyền lực, hệ thống khí xả của động cơ

Điều hoà không khí là thiết bị để :

- Điều khiển nhiệt độ và thay đổi độ ẩm trong xe

- Điều khiển lưu thông không khí

- Lọc và làm sạch không khí

Vì những lý do này, thiết bị thực hiện việc điều hoà không khí sẽ gồm tối thiểumột bộ làm lạnh, một bộ sưởi ấm, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió

Bộ điều hoà không khí trong ôtô nói chung bao gồm một bộ làm lạnh (hay hệthống làm lạnh), một bộ sưởi ấm, một bộ hút ẩm, máy nén, van tiết lưu và một bộthông gió

không khí bên ngoài xe khi nó

chuyển động được chỉ ra như

phải đặt ở vùng có áp suất

không khí (+) còn các cửa

dụng để đẩy không khí vào trong xe Cửa nạp và cửa thoát được đặt ở những vùnggiống như hệ thống gió tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió này được dùngkèm với hệ thống khác (chẳng hạn như hệ thống sưởi hay hệ thống làm lạnh)

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 20

Hình 4.1 Thông gió tự nhiên

Hình 4.2 Thông gió cưỡng bức

4.1.2 Các chi tiết chính trong bộ thông gió

4.1.2.1 Máy lọc khí

Là thiết bị để lọc không khí trong ôtô bằng cách tách bụi và các hạt có mùi rakhỏi không khí Về cơ bản máy lọc khí bao gồm một quạt gió để hút và thổi không khí,một bộ phận lọc để tách bụi Vật liệu lọc là sợi thuỷ tinh tẩm một loại dầu đặc biệt.Một số xe dùng bộ lọc than hoạt tính hoặc bộ lọc tĩnh điện, ngoài việc lọc và tách bụi

ra nó còn để khử mùi Một vài máy lọc khí còn có cả đèn diệt trùng và thiết bị kiểmsoát ion

4.1.2.2 Bộ làm sạch không khí

Bộ làm sạch không khí là một thiết bị loại bỏ khói thuốc lá, bụi để làm sạchkhông khí trong xe

Bộ làm sạch không khí bao gồm một quạt gió, cảm biến khói, bộ khuyết đại,điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính

Bộ làm sạch không khí dùng một mô tơ quạt để lấy không khí trong xe và làmsạch đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bầu lọc Ngoài ra một số xe còn cócảm biến khói và tự động khởi động mô tơ quạt gió

Hình 4.4 Sơ đồ bộ làm sạch không khí.

dụng nước làm mát, nước làm

được tuần hoàn qua két sưởi để

làm các ống sưởi nóng lên Sau

đó một quạt sẽ thổi thông khí qua

két nước sưởi để sấy nóng không

khí

Tất nhiên, do nước làm mát đóng vai trò nguồn nhiệt nên két sưởi sẽ không thểnóng lên được khi động cơ vẫn còn nguội vì vậy nhiệt độ khí thổi qua giàn sưởi sẽkhông tăng

Có hai kiểu bộ sưởi dùng nước làm mát phụ thuộc vào hệ thống được dùng đểđiều khiển nhiệt độ Kiểu thứ nhất là kiểu trộn khí và kiểu thứ hai là kiểu điều khiểnlưu lượng nước

+ Kiểu trộn khí

Kiểu này dùng một van

điều khiển trộn khí để thay

đổi nhiệt độ không khí bằng

cách điều khiển tỷ lệ khí

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 22

Van điều khiển trộn khí

Giàn sưởi

Hình 4.6 Kiểu trộn khí

Khí lạnh Nước nóng toả nhiệt cho không khí Khí ấm

Nước làm mát (nước nóng)

Giàn sưởi

Hình 4.5 Nguyên lý hệ thống sưởi trên ôtô

lạnh đi qua két sưởi và tỷ lệ

không khí đi qua két sưởi

Ngày nay kiểu này được sử

dụng rất phổ biến trên ôtô

+ Kiểu điều khiển lưu lượng nước

Kiểu này điều khiển nhiệt độ

bằng cách điều chỉnh lượng nước

chạy qua két sưởi nhờ một van

nước, vì vậy thay đổi nhiệt độ của

chính két sưởi và điều chỉnh được

nhiệt độ của không khí thổi qua

két sưởi Kiểu này được sử dụng ở

các bộ sưởi sau của xe thùng

4.2.3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khi động cơ hoạt động, nước nóng từ hệ thống làm mát động cơ được đưa quagiàn sưởi, ở đây cánh tản nhiệt làm nhiệm vụ truyền nhiệt cho không khí bao quanhống làm chúng nóng lên Một quạt gió kiểu ly tâm được sử dụng để đẩy cưỡng bứcluồng không khí qua bộ sấy, sưởi nóng chúng trước khí đưa vào khoang hành kháchnước làm mát được đưa về lại động cơ

Xe FORD TRANSIT có hai giàn sưởi cho khoang lái và khoang hành khách Cácgiàn sưởi này được bố trí chung cùng với các cụm giàn lạnh của xe

Giàn sưởi

Van nước

Hình 4.7 Kiểu điều khiển lưu lượng nước

4.2.3.2 Van nước.

Van nước được lắp trong mạch nước làm mát của động cơ và điều khiển nướclàm mát đi qua kết sưởi Người lái điều khiển van nước bằng cách dịch chuyển cầnđiều khiển trên bảng táp lô Tuy nhiên một vài kiểu xe không có van nước Ở nhữngkiểu xe này, nước làm mát động cơ liên tục đi qua kết sưởi Nhiệt độ của hệ thống sưởiđược điều khiển bởi người lái bằng cách đóng hay mở van điều tiết trên vỏ két sưởi.Van tiết lưu được lắp trong mạch nước làm mát của động cơ và dùng để điều khiểnlượng nước làm mát động cơ tới kết sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt)

4.1.3.3 Két sưởi

Két sưởi có kết cấu giống như một két làm mát nhỏ trong đó có các ống gắncánh tản nhiệt được làm từ các lá kim loại Lá kim loại này trao đổi nhiệt với khôngkhí bên ngoài đưa hơi nóng vào khoang hành khách

Hình 4.10 Kết cấu két sưởi

1 Ống nước vào; 2 Ống nước ra; 3 Cánh làm mát; 4 Ống nước

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 24

Nước làm mát động cơ (khoảng 800C) chảy vào kết sưởi và không khí khi đi qua két sưởi nhận nhiệt từ nước làm mát này.

4.2.3.4 Quạt gió

Các quạt dùng trong hệ thống điều hoà không khí để thổi luồng không khí đi quacác ống của bộ ngưng tụ hoặc của bộ bốc hơi làm tăng tốc quá trình trao đổi nhiệt tạicác bộ phận này

Quạt điện gồm có động cơ điện một chiều và cánh quạt Phân loại các kiểu quạtkhác nhau theo kiểu cánh: kiểu quạt hướng trục, quạt ly tâm phụ thuộc vào hướngdòng khí

Ở kiểu hướng trục, không khí được hút vào và thổi ra song song với trục quay

Ở kiểu ly tâm, không khí được hút vào song song với trục quay nhưng thổi ravuông góc với trục quay nghĩa là theo hướng trục tâm

Quạt tuabin - Công suất lớn, tốc độ cao

Có thể giảmKiểu ly tâm Quạt Sirocco - được tốc độ

và kích thước

Có thể đổi Quạt hướng kính - hướng quay,

kết cấu đơn giản

Quạt sử dụng cho bộ ngưng tụ là loại quạt điện (điều khiển phụ thuộc vào côngtắc cao áp và các rờ-le quạt tản nhiệt) có hai chế độ tốc độ: tốc độ thấp và tốc độ cao,

vì vậy quạt Sirocco đáp ứng được yêu cầu này nên thường được sử dụng rộng rãi với tấtcả các loại xe của hãng FORD

4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG

Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ là một hệ thống làm tăng tính tiệnnghi cho ôtô bằng các cách sau:

- Làm mát không khí ở nơi có nhiệt độ cao hoặc khi trời nắng nóng

- Làm khô không khí

Hình 4.11 Kết cấu các l,oailoại quạt

QUẠT TUABIN

QUẠT HƯỚNG KÍNH QUẠT SIROCCO

QUẠT HƯỚNG TRỤC

- Làm sạch không khí.

4.3.1 Hệ thống làm lạnh

Hệ thống làm lạnh là thiết bị để làm lạnh hay làm khô không khí trong xe hoặckhông khí được hút từ ngoài vào, để tạo ra một bầu không khí dễ chụi trong xe

4.3.1.1 Lý thuyết cơ bản của làm lạnh

Có bốn khái niệm làm lạnh cơ bản được sử dụng để điều khiển sự hoạt động củahệ thống lạnh là:

- Độ ẩm không khí

- Sự trao đổi nhiệt

- Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ

- Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao

+ Độ ẩm không khí:

Không khí nóng có thể chứa nhiều hơi ẩm hơn không khí lạnh

Không khí nóng có độ ẩm lớn nhất (chứa một lượng lớn nhất hơi nước) làkhi bị làm lạnh tới một nhiệt độ xác định nào đó sẽ tạo ra các giọt nước

Lúc này, độ ẩm của không khí là 100% Độ ẩm của không khí có ảnh hưởngrất nhiều đến cơ thể của chúng ta

Chúng ta đã biết rằng khi độ ẩm của không khí thấp hơn 60% thì khô vàthích hợp vì hơi nước trong cơ thể người thoát ra dễ dàng được hấp thụ vàokhông khí

Khi độ ẩm của không khí vượt quá 75% thì ngột ngạt và không thích hợp vìlúc này không khí không thể hấp thụ thêm hơi nước

+ Sự trao đổi nhiệt:

Sự trao đổi nhiệt sẽ diễn ra tại nơi tiếp xúc giữa hai bề mặt có nhiệt độ khácnhau Sự trao đổi nhiệt này sẽ kết thúc khi nhiệt độ của hai bề mặt trên được cânbằng

Lượng nhiệt trao đổi được đo bằng Joules (J)

hoặc là kilojoules (kJ)

Lượng nhiệt cần thiết để tăng một lít nước từ

00C lên đến 1000C là 420 kJ

Ngược lại, cũng một lượng nhiệt như trên được

lấy ra khỏi nước nóng 1000C để làm lạnh nó đến

00C

Trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô thì

một lượng nhiệt nào đó được lấy ra khỏi ngăn chở

hành khách và truyền ra cho không khí bên ngoài

+ Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ:

Trong suốt quá trình hóa hơi hoặc ngưng tụ thì

lượng nhiệt cung cấp dùng để chuyển trạng thái từ

lỏng sang khí hoặc ngược lại mà nhiệt độ không

thay đổi

Ví dụ như:

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 26

Hình4.13 Đun sôi nướcHình 4.12 Sự trao đổi nhiệt

- Khi nước được đun đến điểm sôi thì chuyển sang hơi nước Lượng nhiệtcần thiết cho quá trình hóa hơi hoàn toàn lượng nước trên thì được gọi lànhiệt hóa hơi.

- Năng lượng nhiệt chứa trong hơi nước truyền ra môi trường thông quanắp vung và có các giọt nước đọng lại trên nắp vung do quá trình ngưng tụ.Lượng nhiệt tản ra môi trường trong suốt quá trình ngưng tụ thì được gọi lànhiệt ngưng tụ

+ Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao:

Với áp suất khí quyển (theo mực nước biển) thì nước sẽ hóa hơi hoặc ngưngtụ tại 1000C

Nếu ta đun sôi nước trong một

bình kín thì hơi nước sẽ được tạo

ra cho đến khi áp suất của hơi

nước bằng với áp suất của nước

Nước sẽ không tiếp tục bay

hơi cho đến khi có một lượng hơi

nước ngưng tụ vì áp suất tăng

Kết quả của trạng thái cân

bằng của nước tạo ra hơi nước và

lượng hơi nước đó (hơi nước bảo

hòa)

Ví dụ, khi áp suất của nước là 5 bar thì nước sẽ sôi ở nhiệt độ là 1520C

Nếu ta tiếp tục đun thì điểm sôi sẽ tiếp tục tăng lên cho đến khi tất cả lượngnước trong bình đều chuyển hóa thành hơi nước Hơi nước lúc này được gọi là hơinước quá nhiệt

Ngược lại, chất làm lạnh được sử dụng trong hệ thống lạnh là hơi bảo hòa,nó có thể chuyển sang trạng thái lỏng

Hình 4.15 Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao

A Không khí; B Môi chất làm lạnh R134a

Xy lanh A: Điền đầy không khí Xy lanh B: Điền đầy R134a Nếu piston nến thể tích không khí lại Nêu piston nén thể tích R134a lại còn

Hình 4.14 Nhiệt lượng cung cấp

và nhiệt độ nước

1 Nước đá; 2 Nước; 3 Hơi nước

còn một nữa thì áp suất không khí tăng

lên gấp đôi một nữa thì áp suất của R134a khôngtăng lên mà một phần khí ga đã ngưng

tụ thành chất lỏng Nêu piston đi ngượclại thì phần chất lỏng đó sẽ hóa hơi Áp suất chỉ phụ thuộc vào nhiệt độkhi thể tích không đổi

4.2.1.2 Tận dụng cơ bản việc làm lạnh

Chúng ta cảm thấy hơi lạnh sau khi bơi ngay cả trong một ngày nóng Điều đó là

do nước trên cơ thể đã lấy nhiệt khi bay hơi khỏi cơ thể Cũng tương tự như vậy chúng

ta cũng cảm thấy lạnh khi bôi cồn lên cánh tay, cồn lấy nhiệt từ cánh tay khi nó bayhơi

Vì vậy chúng ta có thể chế tạo một thiết bị lạnh sử dụng hiện tượng tự nhiên nàytức là bằng cách cho chất lỏng lấy nhiệt từ một vật khi nó bay hơi

Một bình có khoá được đặt trong một hộp cách nhiệt tốt Một chất lỏng bay hơi ởnhiệt độ thường được chứa trong bình Khi mở khoá, chất lỏng trong bình sẽ lấy đi mộtlượng nhiệt cần thiết từ không khí trong hộp để bay hơi rồi biến thành khí và thoát rangoài Lúc đó nhiệt độ không khí trong hộp sẽ giảm xuống thấp hơn lúc trước khi khoáđược mở

Hình 4.16 Mô tả cơ bản của việc làm lạnh

Chúng ta có thể làm lạnh một vật bằng cách này, Nhưng chúng ta phải thêmchất lỏng vào bình bởi vì nó sẽ bị bay hơi hơi hết Cách này rất không hợp lý Chúng tasẽ chế tạo một thiết bị làm lạnh hiệu quả hơn bằng cách sử dụng phương pháp để biếnkhí thành chất lỏng và sau đó lại làm bay hơi nó

4.2.1.3 Ga lạnh

Ga lạnh là một chất tuần hoàn qua các chi tiết chức năng của bộ làm lạnh để tạo

ra tác dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nở và bay hơi

Yêu cầu của ga lạnh phải đảm bảo:

Tuy nhiên, những nghiên cứu hiện nay cho thấy do Clo xả ra từ CFC-12 phá huỷtầng ôzôn của khí quyển Tầng ôzôn này có tác dụng như một tấm lọc hấp thụ các tia

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 28

Nhiệt kế

Nhiệt kế Ấm

cực tím (UV) từ mặt trời, bảo vệ cuộc sống của động vật và thực vật khỏi ảnh hưởngcủa tia có hại này.

Vì vậy, cần phải thay thế CFC-12 bằng một loại ga lạnh khác không phá huỷ tầngôzôn

Trong rất nhiều loại ga lạnh có vẻ như không ảnh hưởng đến tầng ôzôn, 134a có đặc tính làm lạnh rất giông với CFC-12 đã được chọn để dùng trong hệ thốngđiều hoà không khí trên ôtô

HCF-Bắt đầu từ năm 1992, hệ thống điều hoà trên xe được Toyota sản xuất đã bắt đầusử dụng ga HFC-134a quá trình này đã hoàn thành vào tháng 1 năm 1994 mặc dùHFC-134a không phá huỷ tầng ôzôn nó vẫn có xu hướng làm nhiệt độ trái đất ấm lênmột chút Vì vậy để tránh nó bay vào khí quyển chúng ta nên thu hồi và tái chế HFC-134a bằng một thiết bị đặc biệt dùng cho mục đích này

Hệ thống điều hoà không khí HCF-134a (được gọi là R-134a) và CFC-12 (đượcgọi R-12) không thể dùng lẫn nhau Vì vậy, phải dùng đúng loại ga lạnh, dầu và cácchi tiết cho từng hệ thống

Ga lạnh CFC bắt đầu bị hạn chế từ năm 1989 Hội nghị quốc tế về bảo vệ tầngôzôn đã đưa ra quyết định này nhằm cũng cố hơn nữa về việc hạn chế sản xuất các loạiCFC

Hội nghị lần thứ tư của công ước Montreal tổ chức tháng 11 năm 1992 đa đưa raquyết định giảm sản lượng CFC năm 1994 và 1995 xuống còn 25% so với năm 1986và sẽ chấm dứt hoàn toàn việc sản xuất CFC vào cuối năm 1995

Nhằm triệt để tuân theo quyết định hạn chế CFC, một bộ biến đổi có thể cần đểlắp trên các xe đang dùng ga CFC-12 Việc này liên quan đến phải thay thế một vài chitiết để cho phép hệ thống điều hoà dùng được loại ga thay thế, một khi ga không còntrên thị trường nữa Ga lạnh thay thế được dùng trên xe Toyota là HFC-134a khôngảnh hưởng đến tầng ôzôn Bộ biến đỏi đã được phát triển gấp để cho phép các hệ thốngđiều hoà cũ có thể sử dụng ga lạnh thay thế

+ Đặc điểm của R-134a

Như ta đã biết nước sôi ở 100oC dưới áp suất khí quyển nhưng R-134a sôi ở -26,9oC dưới áp suất này Nước sôi ở 121oC dưới áp suất 1kgf/cm2 nhưng R-134a sôi ở -10,6oC dưới áp suất 1kgf/cm2

Nếu R-134a bị hở và bay vào không khí ở nhiệt độ bình thường và áp suấtkhí quyển, nó sẽ hấp thụ nhiệt của không khí xung quanh và sôi ngay lập tức,rồi biến thành khí R-134a rất dễ ngưng tụ thành chất lỏng dưới điều kiện bị nénvà lấy nhiệt

Ở đồ thị dưới là đường đặc tính của R-134a, nó mô tả mối liên hệ giữa ápsuất và nhiệt độ Độ thị chỉ ra “ĐIỂM SÔI” của R-134a ở mỗi nhiệt độ và ápsuất Trên đồ thị phần phía trên đường cong là vùng trạng thái khí và phần phíadưới đường cong là vùng trạng thái lỏng Ga lạnh thể khí có thể biến sang thểlỏng chỉ bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hay bằng cáchgiảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất như ở vùng 1 và 2 Ngược lại galỏng có thể biến thành ga khí bằng cách giảm áp suất mà không cần thay đổinhiệt độ hay tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất như ở vùng 3 và 4

100 80 60 40 20 0 -20 -30

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 -30

MPa 40 30

20 10

10

lỏng

4 3

2 1

4.2.1.4 Nguyên lý làm lạnh trên ôtô

+Sự giãn nở và sự bay hơi

Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, khí lạnh được tạo ra bằng phương pháp sau:

• Ga lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao được chứa trong bình

• Sau đó ga lỏng được xả vào giàn bay hơi (giàn lạnh) qua một lỗ nhỏ gọilà van giãn nở, cùng lúc đó nhiệt độ và áp suất ga lỏng cũng giảm và một ít galỏng chuyển thành hơi

Bình chứa

Giàn bay hơi (giàn lạnh)

Bơm

Van giãn nở

Hình 4.18 Phương pháp tạo ra khí khí lạnh trên ôtô

Ga có áp suất và nhiệt độ thấp chảy vào trong bình chứa gọi là giàn bayhơi Trong giàn bay hơi, ga lỏng bay hơi, trong quá trình này nó lấy nhiệt từkhông khí xung quanh

+ Khí R-134a ngưng tụ thành ga lỏng

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 30

Nhiệt độ 0 0 C Aïp suất 2,1 kgf/cm 3

Hình 4.17 Đường cong áp suất hơi của ga điều hoà R-134a

Hệ thống không khí khi dùng hết ga lỏng Vì vậy phải cung cấp ga lỏng chobình chứa Hệ thống làm lạnh cơ khí biến đổi ga dạng khí thoát ra từ giàn lạnhthành ga lỏng.

Như đã biết, khi khí bị nén, cả áp suất và nhiệt độ của nó đều tăng Ví dụ :khi khí ga bị nén từ 2,1 kgf/cm2 lên 15 kgf/cm2, nhiệt độ của khí ga sẽ tăng từ

+ Sự ngưng tụ khí R-134a

Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, việc ngưng tụ khí ga được thực hiện bằngcách tăng áp suất sau đó giảm nhiệt độ Khí ga sau khi ra khỏi giàn lạnh bị nénbởi máy nén Trong giàn ngưng (giàn nóng) khí ga bị nén sẽ toả nhiệt vào môitrường xung quanh và nó ngưng tụ thành chất lỏng Ga lỏng sau đó trở về bìnhchứa

Máy nén

Giàn ngưng (giàn nóng)

Nhiệt

Bình chứa

Hình 4.19 Sự ngưng tụ khí R-134a

+ Chu trình làm lạnh

Sự khác biệt của chu trình làm lạnh sử dụng trên hệ thống điều hòa khôngkhí xe FORD ở hai phương pháp làm hóa hơi chất làm lạnh:

- Ống tiết lưu

- Van tiết lưu

Cả hai phương pháp này đều sử dụng trên xe FORD TRANSIT 75.2001 Hệthống làm lạnh phía trước điều khiển lượng chất đi vào két lạnh sử dụng ống tiếtlưu Hệ thống lạnh phía sau điều khiển lượng chất đi qua bằng van tiết lưu.Thiết bị làm hút ẩm, máy nén, két nóng là những thiết bị chung và có ở cả hailoại Thiết bị thu nhận và hút ẩm ở chu trình làm lạnh sử dụng van tiết lưu thìđược loại bỏ

Nhiệt độ 80 0 C Aïp suất 15 kgf/cm 3

Hình 4.20 Chu trình làm lạnh sử dụng ống tiết lưu.

1 Két ngưng tụ; 2 Máy nén; 3 Két hóa hơi phía trước; 4 Nối từ chu trình lạnh trước;điều; 5.Ống tiết lưu; 6 Đi đến chu trình lạnh phía trước; 7 Bộ tích tụ và tách ẩmLượng nhiệt cần thiết cho bay hơi được lấy từ không khí bên ngoài và không khílạnh được phân phối vào trong nhờ quạt sưởi-điều hòa Môi chất làm lạnh thể khí điqua thiết bị tích tụ và hút ẩm trước khi vào lại máy nén

+ Nguyên lý:

- Chu trình làm lạnh được chia ra là một bên cao áp và một bên thấp áp.Sự hóa hơi của môi chất làm lạnh được thực hiện bên áp suất thấp và ngưngtụ bên áp suất cao

- Môi chất làm lạnh lỏng đi qua ống tiết lưu làm áp suất và nhiệt độ giảmđột ngột Do vây, môi chất làm lạnh hóa hơi

- Ống tiết lưu này được đặt trước đường ống vào của két lạnh (5) Kết cấunày làm lạnh két lạnh và không khí khi đi qua nó

- Không khí lạnh được đẩy vào trong xe thông qua hệ thống phân phốikhông khí nhờ quạt sưởi-điều hòa

- Chất làm lạnh dạng khí sau đó đi qua bộ tích lũy-hút ẩm trước khi đếngiàn lạnh rồi trở lại máy nén

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 32

Hình 4.21 Chu trình làm lạnh sử dụng van tiết lưu.

1 Két ngưng tụ; 2 Máy nén; 3 Két hóa hơi phía trước; 4 van tiết lưu; điều;

5.Quạt phụ; 6 Đi đến chu trình lạnh phía trước; 7 Bộ tích tụ và tách ẩm

+ Nguyên lý:

- Không có sự khác biệt cơ bản giữa hai kiểu làm lạnh sử dụng van mởrộng hoặc vòi phun miệng cố định Chất làm lạnh hóa hơi bên áp thấp và ngưngtụ bên cao áp

- Chỉ có một sự khác biệt quan trọng đó là van mở rộng điều khiển đượcthay thế cho vòi phun có tiết diện cố định

- Chất làm lạnh lỏng sau khi ngưng tụ được dẫn vào két hóa hơi (3) mộtlượng vô cùng chính xác nghĩa là nhiệt độ và áp suất được điều khiển bởi vangiãn nở (5’) Sự giảm áp suất đột ngột làm chất làm lạnh lỏng hóa hơi

- Lượng nhiệt cần thiết cho sự hóa hơi được lấy từ không khí thổi qua kéthóa hơi và không khí lạnh được đẩy vào hệ thống phân phối không khí bằng quạtgió đặt ở két hoá hơi

- Chất làm lạnh đi qua bộ tích tụ và hút ẩm trước khi đến giàn lạnh rồi trở lạimáy nén

Do sự bay hơi của ga lỏng trong giàn lạnh nên nhiệt của dòng khí ấm đi quathân giàn lạnh được truyền cho ga

Tóm lại, tất cả ga lỏng đều biến thành dạng khí trong giàn lạnh và chỉ có khí

ga mang nhiệt này đi vào trong máy nén Sau đó quá trình này lặp lại

* Kiểu tịnh tiến

4.2.2 Sơ đồ bố trí chung của hệ thống điều hoà không khí

Hình 4.22 trình bày sơ đồ bố trí các cụm chi tiết chính của hệ thống làm máttrên xe FORD TRANSIT 75.2001 gồm có máy nén, bộ hoá hơi, van điều khiển lưulượng, bình chứa, bộ ngưng tụ Để tăng hiệu quả của quá trình trao đổi nhệt giữa môichất công tác và không khí xung quanh, người ta đặt các quạt hút không khí lưu thôngqua bộ hoá hơi cũng như bộ ngưng tụ Van điều khiển lưu lượng kiểu ống tiết lưu cótiết diện thông qua định cữ sẵn nên lưu lượng môi chất thông qua cố định do đó khôngthể điều chỉnh được cường độ làm lạnh theo nhiệt độ hiện thời ở tại khoang hànhkhách Trong các hệ thống điều hoà nhiều xe hiện nay sử dụng kiểu van giãn nở điềukhiển được lưu lượng ga lỏng hoá hơi qua van tuỳ theo nhiệt độ hiện thời trong khoanghành khách Các đường ống dẫn phía cao áp thường làm bằng kim loại, các đường ốngdẫn phía thấp áp làm bằng cao su tổng hợp Bộ hoá hơi, quạt hút van giãn nở và lỗ xảnước thải thường được lắp trong cùng một kết cấu thường gọi là khối làm lạnh Một số

xe có khoang hành khách dài, để tăng hiệu quả làm mát, trong hệ thống bố trí hai khốilàm lạnh: một ở khoang phía trước và một ở khoang phía sau Mỗi khối có công tắcđiều khiển riêng

Hình 4.22 Sơ đồ hệ thống điều hoà không khí trên xe FORD TRANSIT 75.2001

1 Giàn ngưng; 2 Máy nén; 3 Giàn lạnh trước; 4 Bình hút ẩm;

5 Van giãn nở; 6 Giàn lạnh sau;

4.2.3 Các cụm chi tiết chính

4.2.3.1 Máy nén

Máy nén là nguồn động lực tạo ra sự lưu thông thông của môi chất làm lạnh trongchu trình Môi chất làm lạnh từ bộ hóa hơi đi ra có áp suất và nhiệt độ thấp, sau khiqua máy nén hơi được nén với áp suất và nhiệt độ cao và được đưa tới bộ ngưng tụ Cónhiều kết cấu máy nén khác nhau: kiểu cơ cấu trục khuỷu, kiểu dùng tấm lắc, kiểucánh gạt Máy nén được dẫn động quay từ puly trục khuỷu động cơ nhờ bộ truyền độngđai Trong hệ thống điều hoà không khí ôtô hiện nay thông dụng là các máy nén kiểutấm lắc và kiểu cánh gạt Các loại máy nén có ưu điểm là có khả năng thay đổi thể tíchlàm việc

Một số loại máy nén được sử dung trên các xe của hãng FORD:

* Kiểu quay - Kiểu cánh gạt xuyên

Kiểu đĩa lắc Kiểu đĩa chéoa) Kiểu cánh gạt xuyên

SVTH: Vũ Thành Nguyên - Lớp 02C4 Trang 34