tổng quan hệ thống lạnh xe ô tô

Hình 1.1.1 Hoạt động của hệ thống lạnh trên ôtô: Khi động cơ đang hoạt động và đóng mạch điện điều khiển ly hợp điện từ, máy nén hoạtđộng và chất làm lạnh được dẫn đến bình ngưng tụ giàn

2.Mục đich nghiên cứu

3.Đối tượng và khách thể nghiên cứu

4.Phạm vi nghiên cứu

5.Phương pháp nghiên cứu

6.Ý nghĩa thực tiễn đề tài

Hình 1.1.1

Hoạt động của hệ thống lạnh trên ôtô:

Khi động cơ đang hoạt động và đóng mạch điện điều khiển ly hợp điện từ, máy nén hoạtđộng và chất làm lạnh được dẫn đến bình ngưng tụ (giàn nóng) nhờ máy nén Ở đây, chấtlàm lạnh chuyển sang thể lỏng, nhả nhiệt ra ngoài không khí và được làm mát nhờ quạtlàm mát

Sau khi qua giàn nóng, chất làm lạnh được đẩy qua van tiết lưu Chất làm lạnh qua nơi cótiết diện thu hẹp (van tiết lưu) nên gây giảm áp suất sau van tiết lưu

Chất làm lạnh lại được đưa vào giàn bốc hơi (giàn lạnh) và hấp thụ nhiệt Nhiệt di chuyển

từ khoang hành khách đến giàn lạnh và đi vào môi chất làm lạnh

Sự hấp thụ nhiệt của hành khách bởi môi chất làm lạnh khiến cho nhiệt độ giảm xuống.Môi chất làm lạnh lại được đi vào máy nén cho chu trình tiếp theo

Trong quá trình làm việc, ly hợp điện từ sẽ thường xuyên đóng ngắt nhờ bộ điều khiểnA/C control nhằm đảm bảo nhiệt độ trong xe luôn ổn định ở một trị số ấn định Như vậy,

áp suất môi chất làm lạnh được phân thành hai nhánh: nhánh có áp suất thấp và nhánh có

Hình 1.1.2

1.2 Các bộ phận chính trong hệ thống lạnh ôtô

1.2.1Máy nén:

Máy nén có tác dụng nén môi chất đã bay hơi ở giàn lạnh thành môi chất dạng hơi có nhiệt độ và áp suất cao Từ đó giàn nóng có thể dễ dàng hóa lỏng hơi môi chất, cả khi môi trường xung quanh có nhiệt độ cao Máy nén còn có tác dụng tuần hoàn môi chất trong hệ thống lạnh Máy nén name bên hông động cơ và được dẫn động bởi pulley trục khuỷu động cơ

a Máy nén kiểu piston

Máy nén kiểu piston (crank-type compressor): loại này thường được thiết kế nhiều piston (thường từ 3-5 pisron) theo kiểu thẳng hàng hoặc chữ V (inline or V type) Trong quá trình hoạt động mỗi piston thực hiện một thì hút và một thì nén Trong thì hút, máy nén hút môi chất lạnh ở phần thấp áp từ giàn lạnh vào máy nén qua van hút (van hoa mai)

Hình 1.2.1.1 Nguyên lý hoạt động máy nén kiểu piston

Quá trình nén, piston di chuyển lean trên nén môi chất lạnh với áp suất và nhiệt độ cao, van hút đóng lại, van xả mở ra môi chất được nén đến giàn nóng Van xả là điểm xuất phát của phần cao áp của hệ thống Các van thường làm bằng thép là lò xo mỏng, dễ biến dạng hoặc gãy nếu quá trình nạp môi chất lạnh sai kỹ thuật

b Máy nén kiểu piston mà trục khuỷu là một đĩa có biên dạng thay đổi (axial compressortype), khi đĩa quay tạo nên sự chuyển động tịnh tiến của piston.

Nguyên lý được mô tả như hình bên dưới

Hình1.2.1.2 Nguyên lý máy nén trục khuỷu có biên dạng cam thay đổi.

Khi trục quay kết hợp với chuyển động của đĩa có biên dạng thay đổi sẽ làm piston

chuyển động tịnh tiến qua trái hoặc qua phải Kết quả là môi chất lạnh bị nén và môi chất được hút hoặc xả thông qua các van

1.2.2 Ly hợp điện từ

Tất cả các máy nén của hệ thống lạnh trên ôtô đều được trang bị bộ ly hợp kiểu điện từ.Khi động cơ hoạt động, pulley máy nén quay theo nhưng trục máy vẫn đứng yên cho đến khi bật công tắc A/C, bộ ly hợp điện từ sẽ khớp với pulley vào trục của máy nén cho trục khuỷu động cơ dẫn động

Hình1.2.2 Cấu tạo ly hợp điện từ

Khi bật công tắc máy lạnh A/C, dòng điện chạy qua cuộn dây của bộ ly hợp điện từ và sinh ra từ trường lớn Lực điện từ kéo ly hợp vào pulley và nối chặt chúng lại với nhau vàtrục của máy nén quay cùng với pulley của máy nén

1.2.3 Bộ ngưng tụ hay giàn nóng

Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng

Hình 1.2.3 Cấu tạo giàn nóng

Công dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh đang ở thể hơi với áp suất và nhiệt

độ cao từ máy nén bơm tới biến thành thể lỏng, ở nay nó tỏa ra một lượng nhiệt lớn Hơi nóng của môi chất lạnh bơm vào bộ ngưng tụ qua ống nạp bố trí phía trên giàn ống dẫn

và đi dần xuống phía dưới, nhiệt của môi chất lạnh truyền qua cánh tản nhiệt và được làmmát bằng gió

1.2.4 Bộ bốc hơi (evaporator) hay giàn lạnh

Môi chất sau khi qua van tiết lưu làm áp suất giảm nhanh, nhiệt nhận vào trong quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí này Môi chất lạnh được dẫn đến giàn lạnh nhờ các ống xếp thành hình chữ U cùng với các cánh tản nhiệt Tại đây, nhiệt độ thấp của giàn lạnh được dẫn ra ngoài bởi quạt giàn lạnh

Hình 1.2.4.1 Cấu tạo giàn lạnh

Ở một số nước nhiệt độ thấp, giàn lạnh có hai nhiệt điện trở, một cho thiết bị chống đóng băng, một đóng vai trò là cảm biến giàn lạnh Cảm biến giàn lạnh phát hiện nhiệt độ khí

đi qua giàn lạnh và chỉ dùng cho hệ thống điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ

vi xử lý

1.2.5 Bình lọc và hút ẩm

Bình lọc và hút ẩm có vỏ làm bằng kim loại, bên trong có lưới lọc và túi chứa chất khử

ẩm (desicant) Chất khử ẩm là một vật liệu có đặc tính hút ẩm lẫn trong môi chất rất tốt như oxyt nhôm, silica alumina và chất silicagel

Một số loại có lắp cảm biến áp suất trên bình lọc Tín hiệu áp suất cao của môi chất được chuyển thành tín hiệu điện áp báo về cho ECU để điều khiển tốc độ quạt và máy nén.

1.2.6 Mắt gas

Mắt gas cho phép quan sát dòng chảy của môi chất lạnh trong hệ thống lạnh Nó dùng để kiểm tra mức độ điều đầy của môi chất lạnh

Có hai loại mắt gas: một loại đặt ở ngõ ra của bình lọc gas và một loại đặt giữa bình lọc

và van tiết lưu

Hình 1.2.6 Cấu tạo mắt gas

1.2.7 Van tiết lưu

Van tiết lưu được lắp giữa bộ bốc hơi và bình lọc có tác dụng:Phối hợp với cảm biến nhiệt độ để điều khiển lưu lượng của môi chất lạnh và nhiệt độ của giàn lạnh.Giảm áp suất môi chất sau khi đi qua van tiết lưu.Thông thường van tiết lưu có hai loại: loại hộp

và loại dạng kim (hay loại thường)

Hình1.2.7.1 Cấu tạo van tiết lưu

1.2.8 Quạt trong hệ thống lạnh

Quạt giàn lạnh có tác dụng thổi luồng không khí xuyên qua Quạt trong hệ thống lạnh cóhai loại:

Loại cánh: thường lắp trước giàn nóng để giải nhiệt cho giàn nóng.

Hình 2.1.28 Cấu tạo quạt làm mát giàn nóng Loại lồng sóc: thường được lắp ở giàn lạnh để thổi khí lạnh vào trong xe.

Hình1.2.9 1 Cấu tạo quạt làm mát giàn lạnh (kiểu lồng sóc)

1.2.10 Hệ thống đường ống áp thấp và áp cao.

Trong hệ thống lạnh trên ôtô có hai loại ống chính và cũng được phân thành hai nhánh riêng:

Nhánh có áp suất thấp được giới hạn bởi phần môi chất sau van tiết lưu và cửa vào (van nạp) của máy nén Đường ống này có đường kính lớn và trở nên lạnh khi hệ thống hoạt động

Nhánh có áp suất cao được giới hạn bởi phần môi chất ngay trước van tiết lưu và cửa ra (van xả) của máy nén Đường kính đường ống của nhánh này nhỏ hơn nhánh trên và nhiệt

độ cao hơn

Hình.1.2.10.1 Hệ thống đường ống trong hệ thống lạnh

Ở trong khoảng nhiệt độ 25-30oC, áp suất trong hai nhánh có giá trị trong khoang:

Nhánh áp suất thấp: 147.1-294.2 kPa (21.3-42.7 psi)

Nhánh áp suất cao: 1372.9-1863.3 kPa (199.1-270.2 psi)

3.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG

3.1 tai sao phải thường xuyên kiểm tra,bảo dưỡng hệ thống lạnh ô tô

-Gas lạnh có khả năng thẩm thấu qua một số chi tiết của hệ thống máy lạnh,dẫn đến hiện tượng thiếu gas làm công suất lạnh giảm;và máy nén(lốc)luôn phải làm việc ở chế độ tải giới hạn làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu của xe

-Trong quá trình làm việc,hệ thống xuất hiện một lượng nước ngưng tụ,a xít được hình thành và nó có thể gây tắc ẩm,ăn mòn làm hỏng các bộ phận,chi tiết của hệ thống lạnh.-Các chất bẩn,mạt kim loại quá nhiều trong phin lọc gas,lá tản nhiệt dẫn tới việc hệ thốnglạnh có thể bị tắc,làm giảm khả năng tỏa nhiệt,dễ gây mọt thủng dàn ngưng,đồng thời sẽ gây ồn khi sử dụng

-Dầu bôi trơn bị thất thoát hoặc biến chất sẽ làm cho máy nén(lốc)không được bôi trơn đầy đủ dẫn đến việc máy nén bị mài mòn quá mức, bó kẹt

-Thêm vào đó,dàn lạnh bẩn luôn là điền kiện tốt để nấm và vi khuẩn phát triển.Không chỉgây ra mùi khó chịu mà còn là nguyên nhân của bệnh hen suyễn,viêm phổi và các bệnh lây nhiễm

3.2 giới thiệu lịch kiểm tra bảo dưỡng định kỳ hệ thống lạnh của mộ số xe,hãng

-Hunhdaibinhduong

Kiểm tra dây đai mỗi 5.000 km một lần

Kiểm tra toàn bộ hệ thống điều hòa sau 40.000-80.000

(http://hyundaibinhduong.com/ )

-Hondagiaiphong

Kiểm tra định kỳ sâu mỗi 6 tháng

(Chất làm lạnh: Hiệu quả làm mát của điều hòa sẽ giảm nếu điều hòa hoạt động trong tìnhtrạng thiếu chất làm lạnh Hãy kiểm tra chất làm lạnh thường xuyên và bơm thêm nếu cầnthiết, đặc biệt là trước mùa mưa và trước các mùa cần sử dụng điều hòa thường xuyên) (http://www.hondagiaiphong.com.vn/chitiet.php?cat=4&pid=18)

3.3 thiết lập quy trình bảo dưỡng

3.3.1.Thời gian bảo dưỡng

-Làm sạch giàn lạnh 5.000 km/ 3 tháng

-Kiểm tra rò rỉ ở các chỗ nối 5.000 km/ 3tháng

-Kiểm tra/điều chỉnh dây đai dẫn động máy nén khí 5.000 km/ 3 tháng

-Thay thế dây đai dẫn động máy nén khí Ít nhất 40.000 km/ 2 năm

-Cứ sau 6.000 giờ hoặc sau một năm máy chạy thì phải bảo dưỡng máy một lần

-cứ sau 72 đến 100 giờ làm việc đầu tiên phải tiến hành thay dầu máy nén

3.3.2 kiểm tra sơ bộ

A.kiểm tra bằng mắt thường

-Kiểm tra xem đai dẫn động có bị lỏng không? Nếu đai dẫn động quá lỏng nó sẽ trượt và gây ra mòn

- Lượng khí thổi không đủ Kiểm tra bụi bẩn tắc nghẽn trong bộ lọc không khí

- Nghe thấy tiếng ồn gần máy nén khí Kiểm tra bu lông bắt nén khí và các bu lông bắt giá

đỡ

- Nghe tiếng ồn bên trong máy nén Tiếng ồn có thể do các chi tiết bên trong bị hỏng

- Cánh tản nhiệt của giàn nóng bị bụi bẩn Nếu các cánh tản nhiệt của giàn nóng bị bụi bẩn, thì áp suất của giàn nóng sẽ giảm mạnh Cần phải làm sạch tất cả các bụi bẩn ở giàn nóng

- Các vết dầu ở chỗ nối của hệ thống làm lạnh hoặc các điểm nối Vết dầu ở chỗ nối hoặc điểm nối cho thấy môi chất đang rò rỉ từ vị trí đó Nếu tìm thấy vết dầu như vậy thì phải xiết lại hoặc phải thay thế nếu cần thiết để ngăn chặn sự rò rỉ môi chất

- Nghe thấy tiếng ồn gần quạt gió Quay mô tơ quạt gió tới các vị trí LO, MED và HI Nếu

có tiếng ồn không bình thường hoặc sự quay của mô tơ không bình thường, thì phải thay thế mô tơ quạt gió Các vật thể lạ kẹp trong quạt gió cũng có thể tạo ra tiếng ồn và việc lắp ráp mô tơ cũng có thể làm cho mô tơ quay không đúng do đó tất cả các nguyên nhân này cần phải kiểm tra đầy đủ trước khi thay thế mô tơ quạt gió

- Kiểm tra lượng môi chất qua kính quan sát Nếu nhìn thấy lượng lớn bọt khí qua kính quan sát, thì có nghĩa là lượng môi chất không đủ do đó phải bổ sung môi chất cho đủ mức cần thiết Trong trường hợp này cũng cần phải kiểm tra vết dầu như được trình bày ởtrên để đảm bảo rằng không có sự rò rỉ môi chất Nếu không nhìn thấy các bọt khí qua lỗ quan sát ngay cả khi giàn nóng được làm mát bằng cách dội nước lên nó, thì có nghĩa là giàn nóng có quá nhiều môi chất do đó cần phải tháo bớt môi chất chỉ còn một lượng cần thiếtlưu ý : Khi hệ thống sử dụng giàn nóng loại làm mát phụ, môi chất có thể không đủ ngay cả khi không nhìn thấy bọt khí

B Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống lạnh bằng đồng hồ đo áp suất

a Điều kiện đo

Cửa: mở

Công tắc dòng khí vào: để ở vị trí gió trong

Tốc độ động cơ: 1500 v/ph

Nhiệt độ vào A/C : 25 - 35OC

Tốc độ quạt gió: ở mức HI

Cài đặt nhiệt độ: ở vị trí lạnh nhất

b Nếu hệ thống lạnh làm việc bình thường thì các đồng hồ hiển thị như sau:

Đồng hồ áp thấp: P = 0.15 – 0.25 Mpa

Đồng hồ áp cao: P = 1.6 – 1.8 Mpa

c Hệ thống lạnh không đủ lãnh chất (thiếu gas)

Nếu hệ thống lạnh không đủ lãnh chất (thiếu gas) thì giá trị báo trên các đồng hồ áp suất thấp và cao đều thấp hơn bình thường

Triệu chứng:

áp suất thấp ở cả hai vùng

Có bọt ở mắt gas

Lạnh yếu

d Hệ thống lạnh thừa gas hay giải nhiệt giàn nóng kém

Nếu hệ thống lạnh thừa gas hay giải nhiệt giàn nóng kém thì giá trị báo trên các đồng

hồ, triệu chứng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục được trình bày như sau

Thay bình chứa hoặc lọc gas.

Hút chân không triệt để trước khi lọc gas

g Máy nén của hệ thống lạnh làm việc yếu

Nếu máy nén của hệ thống lạnh làm việc yếu thì giá trị báo trên các đồng hồ, triệu chứng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục được trình bày như sau

-Triệu chứng:

áp suất phía áp thấp: cao hơn bình thường

áp suất phía áp cao: thấp hơn bình thường

Khi tắt máy lạnh thì áp suất phía áp thấp và phía áp cao bằng nhau ngay lập tức

Khi sờ thân máy nén không thấy nóng

Không đủ lạnh

Nguyên nhân:

Máy nén bị hư.

Biện pháp khắc phục:

Kiểm tra sửa chữa máy nén

h Hệ thống lạnh bị tắc nghẽn

Nếu hệ thống lạnh bị tắc nghẽn thì giá trị báo trên các đồng hồ, triệu chứng, nguyên nhân

và biện pháp khắc phục được trình bày như sau

Kiểm tra, sửa chữa bộ phân bị nghẹt

Hút hết chân không trong hệ thống

Kiểm tra, sửa chữa đầu cảm ứng nhiệt.

3.3.3 bảo dưỡng hệ thống lạnh ôtô

a Bảo dưỡng máy nén

Việc bảo dưỡng máy nén là cực kỳ quan trọng đảm bảo cho hệ thống hoạt động được tốt, bền, hiệu suất làm việc cao nhất, đặc biệt đối với các máy có công suất lớn

Máy lạnh dễ xảy ra sự cố ở trong 3 thời kỳ : Thời kỳ ban đầu khi mới chạy thử và thời kỳ

đã xảy ra các hao mòn các chi tiết máy

Cứ sau 6.000 giờ thì phải đại tu máy một lần Dù máy ít chạy thì 01 năm cũng phải đại tu

01 lần

Các máy dừng lâu ngày , trước khi chạy lại phải tiến hành kiểm tra

Công tác đại tu và kiểm tra bao gồm:

- Kiểm tra độ kín và tình trạng của các van xả van hút máy nén

- Kiểm tra bên trong máy nén, tình trạng dầu, các chi tiết máy có bị hoen rỉ, lau chùi các chi tiết Trong các kỳ đại tu cần phải tháo các chi tiết, lau chùi và thay dầu mỡ.

- Kiểm tra dầu bên trong cacte qua cửa quan sát dầu Nếu thấy có bột kim loại màu vàng, cặn bẩn thì phải kiểm tra nguyên nhân Có nhiều nguyên nhân do bẩn trên đường hút, do mài mòn các chi tiết máy

- Kiểm mức độ mài mòn của các thiết bị như trục khuỷu, các đệm kín, vòng bạc, pittông, vòng găng, thanh truyền vv so với kích thước tiêu chuẩn Mỗi chi tiết yêu cầu độ mòn tối đa khác nhau Khi độ mòn vượt qúa mức cho phép thì phải thay thế cái mới

- Thử tác động của các thiết bị điều khiển HP, OP, WP, LP và bộ phận cấp dầu

- Lau chùi vệ sinh bộ lọc hút máy nén

Đối với các máy nén lạnh các bộ lọc bao gồm: Lọc hút máy nén, bộ lọc dầu kiểu đĩa và

bộ lọc tinh

- Đối với bộ lọc tinh cần kiểm tra xem bộ lọc có xoay nhẹ nhàng không Nếu cặn bẫn bám giữa các miếng gạt thì sử dụng miếng thép mỏng như dao lam để gạt cặn bẩn Sau

đó chùi sạch bên trong Sau khi chùi xong thổi hơi nén từ trong ra để làm sạch bộ lọc

- Bảo dưỡng định kỳ : Theo quy định cứ sau 72 đến 100 giờ làm việc đầu tiên phải tiến hành thay dầu máy nén Trong 5 lần đầu tiên phải tiến hành thay dầu hoàn toàn, bằng cách mở nắp bên tháo sạch dầu, dùng giẻ sạch thấm hết dầu bên trong các te, vệ sinh sạch

sẽ và châm dầu mới vào với số lượng đầy đủ

- Kiểm tra dự phòng : Cứ sau 3 tháng phải mở và kiểm tra các chi tiết quan trọng của máynhư : xilanh, piston, tay quay thanh truyền, clắppe, nắpbít vv

- Tiến hành cân chỉnh và căng lại dây đai của động cơ khi thấy lỏng

b.bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ (giàn nóng)

Tình trạng làm việc của thiết bị ngưng tụ ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất làm việc của hệ thống, độ an toàn, độ bền của các thiết bị

Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ bao gồm các công việc chính sau đây:

- Vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt

- Xả dầu tích tụ bên trong thiết bị.

- Bảo dưỡng cân chỉnh quạt giải nhiệt

- Xả khí không ngưng ở thiết bị ngưng tụ

- Vệ sinh bể nước, xả cặn

- Sơn sửa bên ngoài

- Sửa chữa thay thế thiết bị điện, các thiết bị an toàn và điều khiển liên quan

c Bảo dưỡng thiết bị bay hơi

Xả băng dàn lạnh

Bảo dưỡng quạt dàn lạnh

Vệ sinh dàn trao đổi nhiệt: Cho ngừng hệ thống, dùng chổi quét sạch hoặc rửa bằng nước

Vệ sinh máng nước dàn lạnh

Kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị đo lường và điều khiển

d Bảo dưỡng bình ngưng

Để vệ sinh bình ngưng có thể tiến hành vệ sinh bằng thủ công hoặc có thể sử dụng hoá chất để vệ sinh

Khi cáu cặn bám vào bên trong thành lớp dày, bám chặt thì nên sử dụng hoá chất phá cáu cặn Rửa bằng dung dịch NaCO3 ấm, sau đó thổi khô bằng khí nén

Trong trường hợp cáu cặn dễ vệ sinh thì có thể tiến hành bằng phương pháp vệ sinh cơ học Khi tiến hành vệ sinh, phải tháo các nắp bình, dùng que thép có quấn vải để lau chùi bên trong đường ống Cần chú ý trong quá trình vệ sinh không được làm xây xước bên trong đường ống, các vết xước có thể làm cho đường ống hoen rỉ hoặc tích tụ bẫn dễ hơn.Đặc biệt khi sử dụng ống đồng thì phải càng cẩn thận

- Vệ sinh tháp giải nhiệt, thay nước mới

- Xả dầu : Nói chung dầu ít khi tích tụ trong bình ngưng mà chảy theo đường lỏng về bình chứa nên thực tế thường không có