Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô

MỤC LỤCTrangLỜI NÓI ĐẦU3MỞ ĐẦU6Phần I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ81.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.8 1.1.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.8 1.1.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió…………………………………………………9 1.1.3. Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn.101.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.10 1.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt.10 1.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển.121.3. LÝ THUYẾT LÀM LẠNH13 1.3.1. Cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí.13 1.3.2. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.141.4. CHU TRÌNH LÀM LẠNH CƠ BẢN…………………………………………..17 1.4.1. Chu trình làm lạnh cơ bản .17 1.4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các chu trình làm lạnh.181.5. CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH.19 1.5.1. Máy nén (Block lạnh).19 1.5.2. Ly hợp điện từ.24 1.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng).25 1.5.4. Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc).27 1.5.5. Van bốc hơi ( Van tiết lưu, van giãn nở).29 1.5.6. Giàn lạnh31 1.5.7. Bình tích lũy.331.6. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ.34 1.6.1. Ống dẫn môi chất lạnh.34 1.6.2. Van giảm áp35 1.6.3. Công tắc nhiệt.35 1.6.4. Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR.36 1.6.5. Công tắc áp suất kép.37Phần II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ382.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG.382.1.1. Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động.382.1.2. Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động.382.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống.392.1.4. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động.392.2. CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.402.2.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe.402.2.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường402.2.3. Cảm biến bức xạ mặt trời.402.2.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh412.2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.412.2.6. Cảm biến tốc độ máy nén.422.2.7. Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo)422.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ.432.3.1. Mô tơ trộn gió.432.3.2. Mô tơ dẫn gió vào.442.3.3. Mô tơ chia gió.442.4. CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.452.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).452.4.2. Điều khiển trộn gió.452.4.3. Điều khiển chia gió.462.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh.47 2.4.5. Điều khiển hâm nóng……………………………………………………….482.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ.492.4.7. Điều khiển dẫn gió vào.502.4.8. Điều khiển tốc độ không tải.502.4.9. Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng.512.4.10. Điều khiển tan băng.532.4.11. Điều khiển đóng ngắt máy nén.562.4.12. Điều khiển theo mạng lưới thần kinh (tham khảo)59PHẦN III: PHÂN TÍCH MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TIÊU BIỂU CỦA MỘT SỐ HÃNG XE Ô TÔ.613.1. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 TOYOTA CAMRY LE 2.2L613.1.1. Ký hiệu màu dây.613.1.2. Ký hiệu các chân giắc.613.1.3. Các điều khiển cơ bản trong hệ thống.623.1.4. Sơ đồ mạch điện điều hòa.633.2. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 DAEWOO NUBIRA SE.653.2.1. Ký hiệu màu dây.653.2.2. Ký hiệu các chân giắc.663.2.3. Các điều khiển chính trong mạch.673.2.4. Mạch điện điều hòa.683.3. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2001 HONDA ACCORD DX.703.3.1. Ký hiệu màu dây.703.3.2. Ký hiệu các giắc cắm703.3.3. Các điều khiển chính.723.3.4. Sơ đồ mạch điện.733.4. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA XE 2000 LEXUS ES 300763.4.1. Ký hiệu màu dây.763.4.2. Ký hiệu chân giắc cắm.763.4.3. Các điều khiển cơ bản.773.4.4. Sơ đồ mạch điện78PHẦN IV: KIỂM TRA, SỬA CHỮA MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA.814.1. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA THÔNG THƯỜNG.814.1.1. Kiểm tra, sửa chữa một số hư hỏng thường gặp trên xe.814.1.2. Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga.824.2. CHẨN ĐOÁN BẰNG HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN.844.2.1. Mô tả.844.2.2. Ví dụ quy trình đọc mã lỗi và xóa mã lỗi trên xe Toyota.854.2.3. Một số ví dụ về mã tự chẩn đoán trên một số hãng xe tiêu biểu86KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ89TÀI LIỆU THAM KHẢO.90PHỤ LỤC …..............................................................................................................91

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 3

MỞ ĐẦU 6

Phần I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ

8

1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 8

1.1.1 Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe 8

1.1.2 Chức năng hút ẩm và lọc gió………9

1.1.3 Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn 10

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 10

1.2.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt 11

1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển 12

1.3 LÝ THUYẾT LÀM LẠNH 13

1.3.1 Cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí 13

1.3.2 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn 14

1.4 CHU TRÌNH LÀM LẠNH CƠ BẢN……… 17

1.4.1 Chu trình làm lạnh cơ bản 17

1.4.2 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các chu trình làm lạnh 18

1.5 CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH 19

1.5.1 Máy nén (Block lạnh) 19

1.5.2 Ly hợp điện từ 24

1.5.3 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) 25

1.5.4 Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc) 27

1.5.5 Van bốc hơi ( Van tiết lưu, van giãn nở) 29

1.5.6 Giàn lạnh 32

1.5.7 Bình tích lũy 33

1.6 MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ 35

1.6.1 Ống dẫn môi chất lạnh 35

1.6.2 Van giảm áp 35

1.6.3 Công tắc nhiệt 36

1.6.4 Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR 36

1.6.5 Công tắc áp suất kép 37

Phần II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 38

2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG 38

2.1.1 Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động 38

2.1.2 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động 39

2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống 39

2.2 CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 40

2.2.1 Cảm biến nhiệt độ trong xe 40

2.2.2 Cảm biến nhiệt độ môi trường 40

2.2.3 Cảm biến bức xạ mặt trời 40

2.2.4 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 41

2.2.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 41

2.2.6 Cảm biến tốc độ máy nén 42

2.2.7 Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo) 42

2.3 CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 43

2.3.1 Mô tơ trộn gió 43

2.3.2 Mô tơ dẫn gió vào 44

2.3.3 Mô tơ chia gió 44

2.4 CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 45

2.4.1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) 45

2.4.2 Điều khiển trộn gió 45

2.4.3 Điều khiển chia gió 46

2.4.4 Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh 47

2.4.5 Điều khiển hâm nóng……….48

2.4.6 Điều khiển gió trong thời gian quá độ 49

2.4.7 Điều khiển dẫn gió vào 50

2.4.8 Điều khiển tốc độ không tải 50

2.4.9 Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng 51

2.4.10 Điều khiển tan băng 53

2.4.11 Điều khiển đóng ngắt máy nén 56

2.4.12 Điều khiển theo mạng lưới thần kinh (tham khảo) 59

PHẦN III: PHÂN TÍCH MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TIÊU BIỂU CỦA MỘT SỐ HÃNG XE Ô TÔ 61

3.1 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 TOYOTA CAMRY LE 2.2L 61

3.1.1 Ký hiệu màu dây 61

3.1.2 Ký hiệu các chân giắc 61

3.1.3 Các điều khiển cơ bản trong hệ thống 62

3.1.4 Sơ đồ mạch điện điều hòa 63

3.2 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 DAEWOO NUBIRA SE 65

3.2.1 Ký hiệu màu dây 65

3.2.2 Ký hiệu các chân giắc 66

3.2.3 Các điều khiển chính trong mạch 67

3.2.4 Mạch điện điều hòa 68

3.3 MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2001 HONDA ACCORD DX 70

3.3.1 Ký hiệu màu dây 70

3.3.2 Ký hiệu các giắc cắm 70

3.3.3 Các điều khiển chính 72

3.3.4 Sơ đồ mạch điện 73

3.4 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA XE 2000 LEXUS ES 300 76

3.4.1 Ký hiệu màu dây 76

3.4.2 Ký hiệu chân giắc cắm 76

3.4.3 Các điều khiển cơ bản 77

3.4.4 Sơ đồ mạch điện 78

PHẦN IV: KIỂM TRA, SỬA CHỮA MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 81

4.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA THÔNG THƯỜNG 81

4.1.1 Kiểm tra, sửa chữa một số hư hỏng thường gặp trên xe 81

4.1.2 Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga 82

4.2 CHẨN ĐOÁN BẰNG HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN 84

4.2.1 Mô tả 84

4.2.2 Ví dụ quy trình đọc mã lỗi và xóa mã lỗi trên xe Toyota 85

4.2.3 Một số ví dụ về mã tự chẩn đoán trên một số hãng xe tiêu biểu 86

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

PHỤ LỤC … 91

LỜI NÓI ĐẦU

Hòa trong bối cảnh phát triển chung của ngành công nghiệp thế giới Ngànhcông nghiệp ô tô ngày càng khẳng định hơn nữa vị thế vượt trội của mình so với cácngành công nghiệp khác Không còn đơn thuần là những chiếc xe chỉ được coi nhưmột phương tiện phục vụ đi lại, vận chuyển Những phiên bản xe mới lần lượt ra đời,kết hợp giữa những bước đột phá về công nghệ kỹ thuật và những nét sáng tạo thẩm

mỹ tạo nên những chiếc xe đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng

Ngày nay, một chiếc xe ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàncho người sử dụng mà nó còn phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghinhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Một trong số đó là hệthống điều hòa không khí tự động trên ô tô Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ

mà hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và phát triển Đem lại sự thoải mái, dễchịu cho người ngồi trong xe dưới mọi điều kiện thời tiết

Ở Việt Nam ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thông dụng củangười dân Các hãng xe lớn như: Toyota, Ford, Mecerdes, Honda, Daewoo, Huyndai,Nissan, Isuzu…đều đã có mặt trên thị trường Số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòakhông khí tự động được sản xuất và bán ra với số lượng ngày càng nhiều Đồng nghĩavới việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa ngày càng lớn Từ nhu cầu đó mà yêucầu cần đặt ra đối với người thợ, người kỹ sư ô tô đó là phải được trang bị những kiếnthức chuyên môn về điều hòa tự động và rèn luyện nâng cao trình độ tay nghề sửachữa

Tại khoa Cơ Khí- Động Lực trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên, việc học tập

và nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô còn hạn chế Tài liệutham khảo cũng như các trang thiết bị thực hành sửa chữa chưa đáp ứng được nhu cầuhọc tập Vì thế các học sinh, sinh viên chưa tiếp cận được nhiều với mảng đề tài này

Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đề tài tốt nghiệp:

“Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô”

Nội dung của đề tài gồm:

Phần I: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Phần II: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô

Phần III: Phân tích một số mạch điều hòa không khí tự động tiêu biểu của một

của thầy Đinh Ngọc Ân và thầy Lê Anh Vũ cùng các thầy cô trong khoa và các bạn

học em đã từng bước hoàn thiện được đề tài của mình Đến nay đồ án tốt nghiệp của

em đã hoàn thành các mục tiêu đề ra theo đúng thời gian quy định

Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đề tài nghiên cứu có phạm vi rộng.Nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng đề tài của em vẫn không tránh khỏi khiếmkhuyết và hạn chế Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô

và các bạn để đề tài của em hoàn thiện hơn Em hy vọng đề tài có thể được sử dụnglàm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên yêu thích nghiên cứu tìm hiểu về hệthống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng trên ô tô

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, ngày… tháng… năm 2010

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hoa

đó là một trong những yêu cầu hàng đầu mà buộc các nhà thiết kế, chế tạo ô tô phảiđặc biệt quan tâm.

Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến Các xe đượctrang bị hệ thống điều hòa tự động chiếm một số lượng ngày càng nhiều Điều đóđồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa tự động trên ô tô ngày cànglớn Vì vậy yêu cầu đặt ra đối với những người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó

là phải có được những kiến thức về hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa

tự động nói riêng để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả

Tại khoa Cơ khí- Động lực trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên, việc học tập vànghiên cứu mảng hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô còn hạn chế, cơ sởvật chất kỹ thuật cho việc dạy và học còn thiếu thốn Vì vậy các học sinh, sinh viênchưa tiếp cận được nhiều với mảng đề tài này Điều này sẽ là hạn chế về mặt kiếnthức cũng như gặp khó khăn hơn khi ra trường làm việc trong môi trường nghiên cứu,sửa chữa hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng

Xuất phát từ những lý do trên đây, em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Nghiên cứu

hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô”

2 Mục đích nghiên cứu.

Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô” được thựchiện nhằm mục đích:

 Tìm hiểu chung về hệ thống điều hòa trên ô tô nhằm cung cấp kiến thức

cơ bản về hệ thống điều hòa cho người học

 Tìm hiểu về hệ thống điều hòa tự động trên ô tô với nội dung tìm hiểu

về các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều hòa tự động, cấutạo và nguyên lý hoạt động của các cụm thiết bị chính, phương phápđiều khiển điều hòa

một số hãng xe tiêu biểu

hòa không khí ô tô theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thôngthường và theo phương pháp sử dụng hệ thống tự chẩn đoán

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu là: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô.Khách thể nghiên cứu là: Trên ô tô

4 Phạm vi nghiên cứu.

Hệ thống điều hòa tự động của một số hãng xe tiêu biểu: Daewoo, Honda,Lexus, Toyota, Nissan, Suzuki…

5 Phương pháp nghiên cứu.

5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, các sách hướng dẫn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô.Nghiên cứu trên các phần mềm: phần mềm Mitchell Ondemand 5, phần mềmđào tạo kỹ thuật viên Toyota

Tra cứu trên internet

5.2 Phương pháp quan sát

Quan sát, thực tập sửa chữa tại xưởng điều hòa

6 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.

Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa trên ô tô nói chung và hệthống điều hòa tự động nói riêng nhằm xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu chongười học

Thực hiện phân tích các mạch điện điều khiển chính trong hệ thống điều hòagiúp cho người học làm quen với việc phân tích các mạch điện trên sơ đồ

7 Giới hạn đề tài.

Do điều kiện và thời gian có hạn, cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tàicủa em mới chỉ nghiên cứu và phân tích đặc điểm hệ thống điều hòa tự động trên bốnhãng xe tiêu biểu: Toyota, Honda, Lexus, Daewoo

Đề tài tập trung nghiên cứu về mặt lý thuyết cơ bản Phần nghiên cứu các điềukhiển và các cụm thiết bị chính trong hệ thống điều hòa tự động còn hạn chế

Phần I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN

Ô TÔ

1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô.

Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô Nó có cácchức năng sau:

+ Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe

+ Duy trì độ ẩm và lọc gió

+ Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính.1.1.1 Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe

a Chức năng sưởi ấm

Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của két sưởi

Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong

xe Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóngkhông khí trong xe nhờ quạt gió Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khinước làm mát nóng lên Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làmviệc như một bộ sưởi ấm

b Chức năng làm mát

Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh.

Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưavào khoang xe Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩymôi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh.Khi đó không khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trongxe

Như vậy,việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mátđộng cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh Hai chức năngnày hoàn toàn độc lập với nhau.

1.1.2 Chức năng hút ẩm và lọc gió

a Chức năng hút ẩm

Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí

sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh Kết quả là không khí sẽđược làm khô trước khi đi vào trong khoang xe Nước đọng lại thành sương trên cáccánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông quavòi dẫn

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.

Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theophương thức điều khiển

1.2.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt

a Kiểu giàn lạnh đặt phía trước

Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ Gió từ bên ngoài hoặckhông khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vàotrong khoang xe

Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải

Hình 1.6: Kiểu giàn lạnh đặt phía trước.

b 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 sauđược 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 nơitrong xe

Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ

Hình 1.7 : Kiểu giàn lạnh kép.

c Kiểu kép treo trần

Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp vớigiàn lạnh treo trên trần xe Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xenên thích hợp với các loại xe khách

Hình 1.8: Kiểu kép treo trần.

1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển

a Phương pháp điều khiển bằng tay.

Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vàocác công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe Ví dụ: công tắc điều khiểntốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời

Hình 1.9: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford

b.Phương pháp điều khiển tự động

Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiểnđiều hòa ( ECU A/C) Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vàotín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt

độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời…

Hình 1.10: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry

1.3 LÝ THUYẾT LÀM LẠNH

1.3.1 Cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí

Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể.Đây cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh

Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sauđây:

+ Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp.+ Khi chất khí bị nén nhiệt độ của nó sẽ tăng

+ Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ làm phân bố nhiệt ra vùng xung quanh vànhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống

+ Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó

+ Một lượng nhiệt sẽ được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành

Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lýthuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sôi.

+ Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến những nơi có nhiệt

độ thấp hơn

Ví dụ: Một vật nóng 300 F được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 800F thì vậtnóng 800F sẽ truyền nhiệt cho vật 300F Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì dòngnhiệt lưu thông càng mạnh

Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kếthợp giữa ba cách trên

- Dẫn nhiệt: Là sự truyền nhiệt có hướng trong một vật hay giữa hai vật thể khichúng tiếp xúc trực tiếp với nhau Ví dụ khi ta nung nóng một đầu thanh thép thì đầukia dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt

- Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt thông qua sự di chuyển của dòng chất khí(chất lỏng) được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khácnhờ khối không khí trung gian bao quanh nó (Khi khối không khí được nung nóngbởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguộihơn và làm nóng vật thể này) Khí nóng luôn di chuyển lên trên và khí lạnh chìmxuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín Quy trình này được gọi là đối lưu

tự nhiên Đối lưu nhiệt cũng có thể bị tác động cưỡng bức bởi gió hoặc dùng quạt

- Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dùgiữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau Ta cảm thấy ấm khiđứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn sợi đốt khi ta đứng gần nó Đó

là bởi nhiệt của mặt trời hay của đèn sợi đốt được biến thành các tia hồng ngoại vàkhi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó chuyển động,gây cho ta cảm giác nóng Tác dụng truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ

+ Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể lỏng,thể rắn, thể khí Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền cho nó mộtlượng nhiệt nhất định Ví dụ: Khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 320F (00C) thì nướcđóng băng thành đá Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn Nếu nướcđược đun tới 2120F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi chuyển từ thể lỏng sang thể khí

Ví dụ: Khối nước đá đang ở nhiệt độ 320F ta đun nóng cho nó tan ra, nhưngnước đá đang tan vẫn giữ nhiệt độ là 320F Đun nước nóng đến 2120F thì nước sôi,nhưng khi ta tiếp tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn là 2120F(1000C) chứ không nóng hơn nữa Lượng nhiệt được hấp thu trong nước sôi, trongnước đá để làm thay đổi trạng thái của nước được gọi là nhiệt ẩn

- Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòakhông khí Khi tác động áp suất lên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi củachất lỏng này Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏngsôi cao hơn so với mức bình thường Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vậtchất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống Ví dụ điểm sôi của nước ở nhiệt

độ bình thường là 1000C Điểm sôi này có thể tăng cao hơn bằng cách tăng áp suấttrên chất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi bằng cách giảm bớt áp suất trênchất lỏng hay đặt chất lỏng trong chân không Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước,

áp suất cũng có tác dụng như thế

1.3.2 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.

a Đơn vị đo nhiệt lượng:

Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU.Nếu cần đun nóng một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 10F (0,550C) thì phải truyềncho nước 1 BTU nhiệt Năng suất của một hệ thống lạnh ô tô được định rõ bằngBTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ (1 BTU = 0,252 kcal = 252 cal),(1kcal =4,187 kJ)

+ Môi chất lạnh phải đảm bảo không gây độc hại, không cháy nổ và không gây

ô nhiễm môi trường khi nó xả vào khí quyển

* Môi chất lạnh R-12

Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học

là CCl2F2(CFC) Nó là một chất khí không màu, nặng hơn không khí bốn lần ở 300C,

có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là -21,64 0F (-29,80C), áp suất hơi trong bộ bốc hơi

là 30 (PSI) và trong bộ ngưng tụ là 150 ÷ 300 (PSI), có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là

70 BTU/ 1Pound

R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất, và không tham gia phản ứng vớicác kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống Cùng với đặc tính cókhả năng lưu thông xuyên suốt trong hệ thống ống dẫn nhưng không bị giảm thiểuhiệu suất Chính những đặc điểm này đã làm cho R-12 được xem là chất làm lạnh lýtưởng để sử dụng trong hệ thống điều hòa ô tô

Tuy nhiên, khi người ta nghiên cứu đã phát hiện ra rằng R-12 có đặc tính pháhủy tầng ôzon và gây nên hiệu ứng nhà kính, do các phân tử R-12 có thể bay lên khíquyển trước khi phân giải Tại đây, nguyên tử clo tham gia phản ứng hóa học vớinguyên tử 03 trong tầng ôzon khí quyển Chính điều này đã làm phá hủy tầng ozoncủa khí quyển Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hànhtrên thị trường

Hình 1.11: Sự phá hủy tầng ozon của R-12

* Môi chất lạnh R- 134a

Môi chất lạnh R-134a có công thức hóa học là CF3-CH2F (HFC) Do trongthành phần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành côngnghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất lạnhR-134a

Môi chất R-134a có điểm sôi là -15,20F (-26,90C), và có lượng nhiệt ẩn đểbốc hơi là 77,74 BTU/Pound Điểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên hiệusuất của R-134a không bằng R-12 Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môichất lạnh R-134a phải được thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tănglượng không khí giải nhiệt qua giàn nóng Ngoài ra R-134a còn có nhược điểm nữa

đó là không kết hợp được với dầu bôi trơn ở hệ thống R-12

Hình 1.12: Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a.

Đồ thị đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a mô tả mối quan hệgiữa áp suất và nhiệt độ của môi chất lạnh R-134a Đồ thị chỉ ra điểm sôi của R-134a

ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất Phần diện tích trên đường cong áp suất biểu diễnR-134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất biểu diễn R-134a

ở trạng thái lỏng Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng bằng cách tăng ápsuất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp

suất Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách giảm áp suất mà khôngcần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất.

Như vậy, khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khíbằng môi chất lạnh R-134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống điều hòa nếu

nó không phù hợp với R-134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của

hệ thống Dầu bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R-134a là các chất bôi trơntổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE) Ta có thể phân biệt đượcgiữa hai môi chất lạnh R-12 và R-134a vì thông thường nó được ghi rõ và dán trêncác bộ phận chính của hệ thống

Hình1.13: Ga lạnh R134a của hệ thống điều hòa

c Dầu bôi trơn.

Chức năng: Dầu bôi trơn trong hệ thống điều hòa được hòa trộn với môi chấtlạnh sẽ lưu thông khắp nơi trong hệ thống nhằm bôi trơn, tránh mài mòn và két cứngcác chi tiết

Yêu cầu: Dầu bôi trơn phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưuhuỳnh, không mùi, trong suốt màu vàng nhạt Khi bị lẫn tạp chất nó có màu nâu đen

Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống đổi sang màu nâu đen thì dầu đã bịnhiễm bẩn Cần phải xả sạch và thay dầu mới theo đúng chủng loại và dung lượngquy định VD: Dầu Clavus (32, 46, 68, 100); Dầu Emkarate…

1.4 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆNLẠNH TRÊN Ô TÔ.

1.4.1 Chu trình làm lạnh cơ bản

Hình 1.15: Sơ đồ chu trình làm lạnh cơ bản.

Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây:

nhiệt độ bốc hơi cao đến giàn nóng (condenser)

 Tại giàn nóng, nhờ quạt giàn nóng thổi mát, môi chất thể hơi ngưng tụ thànhthể lỏng dưới áp suất cao, nhiệt độ cao

 Môi chất lạnh thể lỏng tiếp tục lưu thông đến phin lọc (Receiver - driver), tạiđây môi chất lạnh được lọc sạch nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất

đây một lượng môi chất dạng sương có nhiệt độ thấp và áp suất thấp được điềutiết để đưa vào giàn lạnh

 Tại giàn lạnh (Evaporator), quá trình bốc hơi của môi chất đã hấp thụ nhiệt củagiàn lạnh để làm lạnh giàn lạnh Vì vậy, khi gió được thổi qua giàn lạnh nó sẽđược làm mát trước khi đi vào trong xe

chuyển về máy nén kết thúc một chu trình làm lạnh

1.4.2 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các chu trình làm lạnh

a Chu trình làm lạnh kiểu 1

Hình 1.16: Sơ đồ minh họa hệ thống điện lạnh có một giàn lạnh

Đặc điểm:

Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1 có một giàn lạnh, một phin lọc

và một van bốc hơi Trong đó van bốc hơi có khả năng điều tiết lượng ga cấp vào giàn lạnh theo nhiệt độ cửa ra của giàn lạnh (do có ống cảm nhận nhiệt)

Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3

Đặc điểm:

Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3 có đặc điểm giống với chu hệthống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1 Chỉ khác là sử dụng hai hoặc nhiềugiàn lạnh trong hệ thống Với cách thiết kế này đảm bảo tối ưu việc điều khiển nhiệt

độ ở khu vực phía trước và phía sau trong cabin, đồng thời giảm tải được cho máynén

Ở hệ thống này để điều khiển hai mạch môi chất cần phải bố trí thêm các vanđiện từ cho giàn lạnh phía trước và phía sau

Nguyên tắc hoạt động:

Khi bật công tắc điều hòa trước (Front A/C), dòng điện đi qua van điện từ phíatrước và van này mở trong khi đó dòng điện không đi qua van điện từ phía sau nên nóvẫn đóng do đó môi chất chỉ tuần hoàn trong mạch phía trước

Khi công tắc điều hòa phía sau (Rear A/C) được bật dòng điện đi qua cả vanđiện từ phía trước và phía sau nên cả hai van này cùng mở Do vậy môi chất tuầnhoàn trong cả hai mạch trước và sau

Ở một số mẫu xe mạch điều khiển hai van điện từ độc lập với nhau

1.5 CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH.

1.5.1 Máy nén (Block lạnh)

a Chức năng:

Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống điện lạnh, nó nhận môichất lạnh ở trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp từ giàn lạnh chuyển tới Tại đâydòng khí này được nén lại, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao vàđược đưa tới giàn nóng

Công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều domáy nén quyết định Trong quá trình làm việc tỷ số nén vào khoảng 5÷ 8,1 Tỷ số nàyphụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh

b Phân loại:

Hệ thống điện lạnh ô tô sử dụng nhiều loại máy nén, tuy mỗi loại máy nén cóđặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau nhưng tất cả đều thực hiện cùng

1 chức năng

Trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại piston-trục khuỷu nhưng loại nàyhiện nay không còn được sử dụng nữa Thay vào đó là loại máy nén piston dọc trục

và máy nén cánh trượt được sử dụng rộng rãi

Hình 1.19: Các loại máy nén.

* Máy nén loại piston

+ Máy nén piston làm việc hai phía

Hình 1.20: Cấu tạo máy nén loại piston

Cấu tạo:

Máy nén piston loại làm việc hai phía cấu tạo gồm 3 hoặc 5 cặp piston đặt đốinhau Một đĩa vát được gắn trên trục máy nén và đặt nghiêng một góc so với trục máynén Tại các cửa môi chất ra và vào trong xylanh được bố trí một van hút và một vanđẩy đặt ngược chiều nhau

đầy vào trong xylanh Đồng thời, áp suất ở ống áp suất cao sẽ đẩy cho van hút đónglại không cho môi chất quay trở lại xylanh.

Trong khi đó ở phía khoang bên trái, piston dịch chuyển nén môi chất lại làmcho áp suất trong khoang bên trái cao Lúc này van hút bị đóng lại ngắt đường cungcấp môi chất vào trong xylanh, van đẩy mở ra đưa môi chất bị nén có suất cao vànhiệt độ cao tới giàn nóng

Khi piston dịch chuyển sang phải nguyên tắc hoạt động tương tự nhưng ngượclại

Hình 1.21: Sơ đồ nguyên lý hoạt động

+ Máy nén piston có lưu lượng thay đổi

Hình 1.22: Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc.

Cấu tạo:

Cấu tạo của loại máy nén này gồm có các piston dịch chuyển tịnh tiến trongxylanh Một đĩa chéo được liên kết với trục của máy nén và một van điều khiển lưulượng môi chất

Nguyên lý hoạt động:

Khi trục quay, chốt dẫn hướng quay đĩa chéo thông qua đĩa có vấu được nốitrực tiếp với trục Chuyển động quay này của đĩa chéo được chuyển thành chuyển

động tịnh tiến của piston trong xylanh để thực hiện việc hút, nén và xả trong môichất.

Van điều khiển thay đổi áp suất trong buồng đĩa chéo tùy theo mức độ lạnh

Nó làm thay đổi góc nghiêng của đĩa chéo dẫn tới thay đổi hành trình của piston đểđiều khiển máy nén hoạt động một cách phù hợp

Hình 1.23: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén loại đĩa lắc.

Khi độ lạnh thấp, áp suất trong buồng áp suất thấp giảm xuống Van mở ra vì

áp suất của ống xếp lớn hơn áp suất trong buồng áp suất thấp Áp suất của buồng ápsuất cao tác dụng vào buồng đĩa chéo Kết quả là áp suất tác dụng sang bên phải thấphơn áp suất tác dụng sang bên trái Do vậy hành trình piston trở nên nhỏ hơn do đượcdịch sang phải Khi độ lạnh cao thì hoạt động ngược lại

+ Máy nén loại cánh gạt

Hình 1.24: Hình ảnh loại máy nén cánh gạt.

Hình1.25: Máy nén hai cánh gạt.

Hình 1.26: Máy nén nhiều cánh gạt.

Máy nén loại cánh gạt có dạng các cánh gạt xuyên hoặc dạng chùm cánh gạtđược gắn với roto máy nén Khi roto quay các cánh sẽ quyét tạo ra trong thân máynén những khoang có áp suất thay đổi Môi chất lạnh sẽ được đẩy từ khoang hút vàokhoang đẩy để đi ra giàn nóng

+Máy nén loại xoắn ốc

Hình 1.27: Hình ảnh loại máy nén loại xoắn ốc

Hình 1.28: Cấu tạo của máy nén loại xoắn ốc.

Cấu tạo: Máy nén này gồm có một đường xoắn ốc cố định và một đường xoắn

ốc quay tròn

Nguyên lý hoạt động: Khi máy nén hoạt động, vòng xoắn ốc di động sẽ quay.Chuyển động quay này sẽ tạo ra giữa đường xoắn ốc cố định và đường xoắn ốcnhững khoảng không gian trống dịch chuyển từ to tới nhỏ Khi môi chất lạnh đượclấy từ khoang hút sẽ theo các khoảng trống đó để tới khoang đẩy để tới giàn nóng.Mỗi lần vòng xoắn ốc di động thực hiện quay ba vòng thì môi chất được xả ra từ cửa

xả Trong thực tế môi chất được xả ngay sau mỗi vòng

+ Máy nén loại trục khuỷu (Tham khảo)

Hình 1.29: Cấu tạo máy nén loại trục khuỷu.

Ở loại máy nén trục khuỷu này chuyển động quay của trục khuỷu sẽ đượcchuyển thành chuyển động tịnh tiến của piston Loại này ngày nay ít được sử dụngtrên xe

1.5.2 Ly hợp điện từ

a Chức năng:

Ly hợp từ là một thiết bị được dẫn động bằng đai để nối động cơ với máy nén

Nó thực hiện chức năng dẫn động hoặc dừng máy nén khi cần thiết

Hình 1.30: Hình ảnh của ly hợp điện từ.

b.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puli, 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

Khi ly hợp hoạt động, cuộn dây Stato được cấp điện Stator trở thành namchâm điện và hút đĩa ép để quay máy nén cùng với puli.

a) b)

Hình 1.31: Nguyên lý hoạt động của ly hợp máy nén.

a) Ly hợp máy nén ngắt b) Ly hợp máy nén hoạt động

+ Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ không được cấp điện, tiếp điểm rơ le mởkhông cấp điện cho cuộn dây của ly hợp Lúc này đĩa ép không được ép quay cùngvới puly máy nén (puly máy nén quay trơn trên trục) Vì vậy máy nén không hoạtđộng

+ Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ được cấp điện, hút tiếp điểm đóng lại cấpđiện cho cuộn dây ly hợp Đĩa ép được hút ép vào và chuyển động quay cùng vớipuly máy nén Trục máy nén quay, máy nén làm việc

1 Giàn nóng 6 Môi chất giàn nóng ra

c Nguyên lý hoạt động:

Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ nhận được hơi môi chất lạnh dưới ápsuất và nhiệt độ rất cao do máy nén chuyển tới Dòng hơi môi chất này được lưuthông trong ống dẫn đi dần từ phía trên xuống phía dưới Nhiệt độ của môi chấttruyền qua các cánh tản nhiệt và được luồng gió mát thổi đi Quá trình trao đổi nàylàm tỏa một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí Nhờ đó môi chất lạnh thể hơiđược ngưng tụ trở thành môi chất lạnh ở thể lỏng

Dưới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này chảythoát ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bình chứa và tách ẩm.Giàn nóng chỉ được làm mát ở mức trung bình nên hai phần ba phía trên bộ ngưng tụvẫn là môi chất ở thể khí, chỉ một phần ba phía dưới chứa môi chất lạnh thể lỏng

Ngày nay, trên xe người ta trang bị giàn nóng kép hay còn gọi là giàn nóngtích hợp để hóa lỏng ga tốt hơn nhằm tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh

Trong hệ thống giàn lạnh tích hợp, môi chất lỏng được tích lũy trong bộ điềubiến (bộ chia hơi- lỏng), nên không cần bình tích lũy hoặc lọc ga

Hình 1.33: Hệ thống điều hòa sử dụng giàn nóng tích hợp

Ở chu trình làm lạnh của giàn nóng tích hợp, bộ điều biến (bộ chia hơi-lỏng)hoạt động như phin lọc, nó lưu trữ môi chất dạng lỏng ở bên trong Trong bộ chia có

bộ phận lọc và chất hút ẩm để loại trừ hơi ẩm cũng như vật thể lạ trong môi chất

Hình 1.34: Cấu tạo của bộ chia hơi- lỏng.

1.5.4 Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc)

a.Chức năng:

Phin lọc là một thiết bị trung gian chứa môi chất được hóa lỏng từ giàn nóngchuyển tới và từ đó đưa tới giàn lạnh Trong phin lọc có chất hút ẩm và lưới lọc dùng

để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong môi chất lạnh

Nếu có hơi ẩm trong hệ thống thì các chi tiết sẽ bị ăn mòn hoặc gây nên hiệntượng đóng băng trong van giãn nở và trong giàn lạnh, làm ảnh hưởng tới chất lượnglàm mát của hệ thống

Hình 1.35: Sơ đồ cấu tạo của bình lọc.

1 Cửa vào 2 Lưới lọc 3 Chất khử ẩm

4 Ống tiếp nhận 5 Cửa ra 6 Kính quan sát

c.Nguyên lý hoạt động:

Môi chất lạnh thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ qua đường ống (1) vào bình chứa

và tách ẩm Môi chất lạnh đi xuyên qua lớp lưới lọc (2) và bộ khử ẩm (3) Chất ẩmướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâm nhập vào trong quá trình lắp ráp, sửa chữahoặc do hút chân không không đạt yêu cầu Nếu môi chất lạnh không được lọc sạchbụi bẩn và chất ẩm thì các van trong hệ thống cũng như máy nén sẽ chóng hỏng

Sau khi được hút ẩm và lọc sạch, môi chất lỏng đi vào ống tiếp nhận (4) vàthoát ra cửa (5) theo ống dẫn đến van giãn nở

*Mắt ga (kính xem ga): Cấu tạo của kính xem ga bao gồm phần thân hình trụtròn, phía trên có lắp một kính tròn có khả năng chịu áp lực tốt và trong suốt để quansát chất lỏng Kính được áp chặt lên phía trên nhờ một lò xo đặt bên trong Trênđường ống cấp môi chất của hệ thống lạnh có lắp đặt kính ga xem ga Mục đích làbáo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một cách định tính

Hình 1.36: Hình dạng của cửa sổ kính ga.

Cụ thể như sau:

+ Báo hiệu lượng ga chảy qua đường ống có đủ không Trong trường hợp chấtlỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của dòngmôi chất lỏng, ngược lại nếu thiếu môi chất, trên mắt kính sẽ thấy sủi bọt Khi thiếu

ga trầm trọng trên mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua hình gợn sóng

+ Báo hiệu độ ẩm của môi chất Khi trong chất lỏng có lẫn ẩm thì màu sắc của

nó bị biến đổi Màu xanh: Khô; Màu vàng: Có lọt ẩm cần thận trọng; Màu nâu: Lọtnhiều ẩm, cần sử lý Để tiện so sánh, trên vòng tròn chu vi của mắt kính người ta có

in sẵn các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh

+ Ngoài ra khi trong chất lỏng có lẫn tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắtkính Trong trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ hàn trên đường ống

Hình 1.37: Hình ảnh dòng môi chất lạnh nhìn qua mắt ga.

1.5.5 Van bốc hơi ( Van tiết lưu, van giãn nở)

a.Chức năng

Khi môi chất lỏng từ bình lọc tới van bốc hơi, có nhiệt độ cao, áp suất cao nóđược được phun ra từ lỗ tiết lưu vào giàn lạnh Kết quả làm môi chất giãn nở nhanh

và biến môi chất thành hơi sương có áp suất thấp và nhiệt độ thấp

Nhờ hoạt động của van bốc hơi, lưu lượng môi chất phun vào giàn lạnh đượcđiều tiết để có được độ mát thích ứng với mọi chế độ tải Trong quá trình tiết lưu này,nếu lượng môi chất chảy vào bộ bốc hơi quá lớn, nó sẽ bị tràn ngập, hậu quả là độlạnh kém vì áp suất và nhiệt độ trong bộ bốc hơi cao Môi chất không thể sôi cũngnhư không bốc hơi hoàn toàn được, tình trạng này có thể gây hỏng hóc cho máy nén.Ngược lại, nếu môi chất lạnh nạp vào không đủ, độ lạnh sẽ rất kém do lượng môi chất

ít sẽ bốc hơi rất nhanh khi chưa kịp chạy qua khắp bộ bốc hơi

b Cấu tạo và hoạt động:

+ Van tiết lưu loại hộp

Hình 1.38: Van tiết lưu loại hộp

Van tiết lưu loại hộp gồm thanh cảm ứng nhiệt được thiết kế để tiếp xúc trựctiếp với môi chất.Thanh cảm ứng nhiệt nhận biết nhiệt độ của môi chất tại cửa ra củagiàn lạnh và truyền đến màng ngăn Lưu lượng của môi chất được điều chỉnh khi kimvan di chuyển Điều này xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất ở hai phía màng ngăn vàtác dụng của lò xo làm màng ngăn giãn ra hoặc co lại

Hình 1.39 : Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (Khi tải cao)

Hình 1.40: Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (Khi tải thấp)

+ Van bốc hơi loại râu (1 râu và 2 râu):

Van bốc hơi loại râu có bộ một đầu cảm ứng nhiệt được gắn tiếp xúc vớiđường ống ra của giàn lạnh Ở phía màng dẫn tới ống cảm nhận nhiệt, có chứa khí He

là loại khí trơ có khả năng thay đổi áp suất tùy theo nhiệt độ bên ngoài của giàn lạnh

Hình 1.41: Hình ảnh van tiết lưu loại râu

Chức năng và nguyên lý hoạt động của loại van này giống như van giãn nởdạng hộp

Hình1.42: Sơ đồ nguyên lý làm việc của van tiết lưu râu

Nhiệt độ xung quanh cửa ra của giàn lạnh thay đổi theo đầu ra của giàn lạnh.Khi độ lạnh xung quanh đầu ra của giàn lạnh tăng cao thì độ lạnh được truyền từthanh cảm nhận nhiệt tới môi chất ở bên trong màng ngăn cũng tăng làm cho khí colại Kết quả là van kim bị đẩy bởi áp lực môi chất ở cửa ra của giàn lạnh và áp lực của

lò xo nén chuyển động sang phải Van đóng bớt lại làm giảm dòng môi chất và làmgiảm khả năng làm lạnh

Khi độ lạnh giảm, nhiệt độ xung quanh cửa ra của dòng môi chất lạnh tăng lên

và khí giãn nở Kết quả là van kim dịch chuyển sang trái đẩy vào lò xo Độ mở củavan tăng lên làm tăng lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống và làm cho khả nănglàm lạnh tăng lên

b Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Giàn lạnh được cấu tạo gồm ống dẫn môi chất lạnh (5) dài uốn cong xuyên qua

vô số các lá mỏng hút nhiệt, các lá mỏng hút nhiệt được bám sát tiếp xúc hoàn toàn

quanh ống dẫn môi chất lạnh Cửa vào của môi chất bố trí bên dưới và cửa ra bố trí bên trên bộ bốc hơi .

Trong xe ô tô bộ bốc hơi được bố trí dưới bảng đồng hồ Một quạt điện kiểulồng sóc thổi một lượng lớn không khí xuyên qua bộ này đưa khí mát vào cabin ô tô

Hình 1.44: Cấu tạo giàn lạnh.

Trong quá trình hoạt động, bên trong giàn lạnh xảy ra hiện tượng sôi và bốchơi của môi chất lạnh Quạt gió sẽ thổi luồng không khí qua giàn lạnh, khối khôngkhí đó được làm mát và được đưa vào trong xe Trong thiết kế chế tạo, một số yếu tố

kỹ thuật sau đây quyết định năng suất của bộ bốc hơi

+ Đường kính và chiều dài ống dẫn môi chất lạnh

+ Số lượng và kích thước các lá mỏng bám quanh ống kim loại

+ Số lượng các đoạn uốn cong của ống kim loại

+ Khối lượng và lưu lượng không khí thổi xuyên qua bộ bốc hơi

+ Tốc độ quạt gió

Bộ bốc hơi còn có chức năng tách ẩm, không khí gặp lạnh sẽ ngưng tụ thànhnước và được hứng đưa ra bên ngoài ô tô nhờ ống xả bố trí dưới giàn lạnh Đặc tínhtách ẩm này giúp cho khối lượng không khí mát trong cabin được khô ráo

1.5.7 Bình tích lũy

a Chức năng: Bộ tích trữ phục vụ cho ba mục đích chính:

+ Ngăn chặn chất làm lạnh ở thể lỏng đi vào máy nén

+ Chứa các chất khử ẩm để tách hơi ẩm ra khỏi hệ thống

+ Dùng để dự trữ chất làm lạnh

Bình tích lũy trang bị trên hệ thống điện lạnh được đặt giữa bộ bốc hơi và máynén Cấu tạo của bình tích luỹ được mô tả như hình vẽ dưới đây.

Hình 1.45: Cấu tạo của bình tích lũy.

Bình tích lũy có dung tích khoảng 0,95 (lít) Một đường ống dẫn môi chất lạnh

từ giàn lạnh đi qua bình tích lũy đi về máy nén Một lỗ nhỏ để dẫn dầu bôi trơn đặt tạiđiểm thấp nhất của bình chứa Tại lỗ này thường có lọc để không cho cặn bẩn làmnghẹt lỗ Một lượng nhỏ môi chất làm lạnh thể lỏng và dầu bôi trơn sẽ đi xuyên qua

lỗ nhỏ ở đáy bình vào bôi trơn máy nén Chất khử ẩm là một hóa chất có tác nhân sấykhô, được sử dụng để loại bỏ toàn bộ hơi nước có trong hệ thống Nước có thể tácdụng với chất làm lạnh để tạo thành axit, làm gỉ sắt và ăn mòn các chi tiết bằng kimloại trong hệ thống Khi ô tô không hoạt động, bộ tích trữ cần phải được giữ thật kínkhông để hơi ẩm len lỏi vào Thiết bị này thông thường được thay thế khi sửa chữa hệthống nếu nghi ngờ chất khử ẩm có chứa hơi nước bên trong

Sự dự trữ chất làm lạnh rất cần thiết vì hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

có phạm vi thay đổi nhiệt độ rất rộng lớn Chính điều này sẽ làm cho chất làm lạnh ởthể lỏng thay đổi thể tích khi nhiệt độ thay đổi Ngoài ra chất làm lạnh trong hệ thốngđiều hòa không khí trên ô tô còn bị rò rỉ tại các ống mềm và tại phớt chắn dầu Nhờthể tích của bộ tích trữ chúng ta có thể nạp lượng môi chất làm lạnh vào hệ thốngnhiều hơn mức bình thường, khi đó dung dịch lưu trữ có thể bù vào khi dung dịchlàm lạnh bị thiếu hay khi thay đổi thể tích Những hệ thống điều hòa không khí trướcđây sử dụng bình tích trữ khá lớn bởi vì chất làm lạnh rẻ và hệ thống bị rò rỉ khánhiều Những bình tích trữ ngày nay có thể tích nhỏ hơn nhiều vì các ống mềm cómàng ngăn đã giảm được tỷ lệ rò rỉ và chất làm lạnh có giá thành đắt hơn

Trong quá trình hoạt động của hệ thống điện lạnh,ở một vài chế độ tiết lưu,ống tiết lưu cố định có thể cung cấp một lượng dư môi chất lạnh thể lỏng cho bộ bốchơi Nếu để cho lượng môi chất lạnh này trở về máy nén sẽ làm hỏng máy nén

Để giải quyết vấn đề này, bình tích lũy được thiết kế để tích lũy môi chất lạnhthể hơi lẫn thể lỏng cũng như dầu nhờn bôi trơn từ bộ bốc hơi thoát ra, sau đó giữ lạimôi chất lạnh thể lỏng và dầu nhờn, chỉ cho phép môi chất lạnh thể hơi trở về máynén

1.6 MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ

ra một lớp màng chắn không bị rò rỉ

Các loại ống làm bằng kim loại được sử dụng nhiều trong hệ thống làm lạnh,

để nối những thiết bị cố định từ giàn nóng đến van tiết lưu, từ van đến giàn lạnh Mặc

dù ống kim loại không bị thấm qua nhưng theo thời gian có thể bị rò rỉ

Đường ống dẫn trong hệ thống điều hòa không khí được đặt tên theo côngviệc của chúng hoặc theo trạng thái của chất làm lạnh chứa bên trong Đường ống nối

từ máy nén đến bộ ngưng tụ được gọi là đường ống đẩy Đường ống nối từ giàn lạnhtới máy nén gọi là đường ống hút Nó có đường kính lớn nhất vì nó truyền dẫn hơimôi chất lạnh ở áp suất thấp

1.6.2 Van giảm áp

Hình 1.46: Van giảm áp

Chức năng: Trong quá trình làm việc nếu giàn nóng không được thông hơibình thường hoặc độ lạnh vượt quá mức độ cho phép thì áp suất ở phía có áp suất caocủa giàn nóng và bình chứa-tách ẩm sẽ trở nên cao bất thường tạo nên sự nguy hiểmcho đường ống dẫn Để ngăn không cho hiện tượng này xảy ra, nếu áp suất ở phía ápsuất cao tăng lên khoảng từ 3,43 Mpa (35kgf/cm2) đến 4,14 Mpa (42kgf/cm2), thì vangiảm áp mở để giảm áp suất

Thông thường, nếu áp suất trong mạch của hệ thống làm lạnh tăng lên cao bấtthường thì công tắc áp suất sẽ ngắt ly hợp từ Vì vậy van giảm áp rất hiếm khi cầnphải hoạt động.

1.6.3 Công tắc nhiệt

Hình 1.47: Công tắc nhiệt

Chức năng: Máy nén khí loại cánh gạt xuyên có một công tắc nhiệt độ đặt ởđỉnh của máy nén để phát hiện nhiệt độ của môi chất Nếu nhiệt độ môi chất cao quámức, thanh lưỡng kim ở công tắc sẽ biến dạng và đẩy thanh đẩy lên phía trên để ngắttiếp điểm của công tắc Kết quả là dòng điện không đi qua ly hợp từ và làm cho máynén dừng lại Do đó ngăn chặn được máy nén bị kẹt

1.6.4 Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR

Hình 1.48: Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR

Chức năng

Khi giàn lạnh bị phủ băng, thì không khí không thể qua các cánh của giànlạnh Ở trạng thái này thì khả năng trao đổi nhiệt giảm xuống làm cho khả năng làmlạnh giảm Để ngăn cho giàn lạnh không bị phủ băng thì nhiệt độ của môi chất khôngthể thấp hơn 00C khi áp suất lớn hơn 0,18 Mpa (2kgf/cm2)

Cấu tạo

Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh là một van điều tiết áp suất được lắp giữa giànlạnh và máy nén Gồm có các màng xếp bằng kim loại và piston

Nguyên lý hoạt động

Khi áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong giàn lạnh nhỏ hơn áp lực của lò xo(Ps) trong màng xếp thì piston bị ép sang bên phải, van chuyển động theo hướngđóng để giảm lượng môi chất tuần hoàn trở về máy nén do đó làm tăng áp suất bayhơi Pe của giàn lạnh do đó chống được hiện tượng đóng băng giàn lạnh.

Khi áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong giàn lạnh tăng lên Ở thời điểmnày áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong bộ điều chỉnh áp suất bay hơi lớn hơn áplực của lò xo (Ps) trong màng xếp Kết quả là piston chuyển động sang bên trái, van

mở và lượng môi chất trong giàn lạnh được hút vào máy nén tăng lên

do sự giãn nở do đó bảo vệ được các bộ phận trong chu trình làm lạnh

* Phát hiện áp suất thấp không bình thường:

Cho máy nén làm việc khi môi chất trong chu trình làm lạnh thiếu hoặc khikhông có môi chất trong chu trình làm lạnh do rò rỉ hoặc do nguyên nhân khác sẽ làmcho việc bôi trơn kém gây ra sự kẹt máy nén Khi áp suất môi chất thấp hơn bình

thường (nhỏ hơn 0,2 Mpa (2kgf/cm2)), thì phải ngắt công tắc áp suất để ngắt ly hợptừ.

* Phát hiện áp suất cao không bình thường:

Áp suất môi chất trong chu trình làm lạnh có thể cao không bình thường khigiàn nóng không được làm mát đủ hoặc khi lượng môi chất được nạp quá nhiều Điềunày có thể làm hỏng các cụm chi tiết của chu trình làm lạnh Khi áp suất môi chất caokhông bình thường (Cao hơn 3,1 Mpa (31,7 kgf/cm2)), thì phải tắt công tắc áp suất đểngắt ly hợp từ

Nguyên lý hoạt động:

Để máy nén hoạt động được thì tiếp điểm thường mở của rơ le ly hợp phảiđược đóng lại để cấp điện cho máy nén Để tiếp điểm đóng cần phải có dòng điệnchạy qua cuộn dây của rơ le, việc điều khiển nối mát cho cuộn dây được thực hiệnbởi ECU A/C ECU A/C nhận tín hiệu áp suất ga được gửi từ cảm biến áp suất ga

+ Nếu áp suất ga đạt trong khoảng từ 0,2 Mpa đến 3,1 Mpa thì thông qua mộttranzistor, ECU A/C sẽ điều khiển nối mát cho cuộn dây rơ le, máy nén được cấpđiện nên hoạt động

+ Nếu áp suất ga thấp hơn 0,2Mpa hoặc lớn hơn 3,1Mpa thì các công tắc ápsuất thấp hoặc cao sẽ mở ra làm mất tín hiệu gửi về ECU A/C Khi đó ECU A/C sẽđiều khiển không cho nối mát cuộn dây rơ le, máy nén không làm việc

Phần II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG

TRÊN Ô TÔ

2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG

2.1.1 Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều hòa tự động trên ô tô.

Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào(các cảm biến), bộ xử lý tín hiệu và điều khiển (ECU) và bộ phận chấp hành (Quạtgió, van điều khiển)

2.1.2 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động.

Khi bật điều hòa, nhấn nút Auto và chọn nhiệt độ mong muốn Hệ thống điềuhòa tự động sẽ điều chỉnh nhiệt độ trong xe đến nhiệt độ đã chọn và duy trì nhiệt độ

đó nhằm mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên ô tô trong mọi điều kiệnthời tiết

Hình 2.2:Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô.

2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống

Hình 2.3: Vị trí các chi tiết trong hệ thống điều hòa tự động.

1 ECU điều khiển A/C.

2 ECU động cơ

3 Bảng điều khiển

4 Cảm biến nhiệt độ trong xe

5 Cảm biến nhiệt độ ngoài xe

6 Cảm biến bức xạ mặt trời

7 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh

8.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

9 Công tắc áp suất A/C

10 Mô tơ trộn gió

11 Mô tơ lấy gió vào

12 Mô tơ chia gió

13 Mô tơ quạt gió (quạt giàn lạnh)

14 Bộ điều khiển quạt giàn lạnh