THIẾT BỊ LẠNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ

THIẾT BỊ LẠNH VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ

CHƯƠNG 1

THIẾT BỊ LẠNH

VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ

Thiết bị lạnh nói chung v à thiết bị lạnh Ôtô nói riêng là bao gồm những thiết

bị nhằm thực hiện một chu tr ình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải nhiệt

ra môi trường bên ngoài Thiết bị lạnh Ôtô bao gổm: Máy nén, thiết bị ng ưng tụ,bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở, thiết bị bay hơi, và một số thiết bị khác nhằmđảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt động hiệu quả nhất Hình 1.1 giới thiệu các thànhphần của hệ thống lạnh trên Ôtô và vị trí của nó trong hệ thống

H.1.1 Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí ôtô điển hình

1.2 THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ

1.2.1 Máy nén

1.2.1.1 Công dụng, vị trí lắp đặt của máy nén v à phân loại máy nén

* Công dụng:

Máy nén trong kỹ thuật lạnh hoạt động như một cái bơm để hút hơi môi chất ở

áp suất thấp nhiệt độ thấp sinh ra ở gi àn bay hơi rồi nén lên áp suất cao (100PSI; 17,5 kg/cm2) và nhiệt độ cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm sự tuần hòa của môi chấtlạnh một cách hợp lý và tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất trong hệ thống

7-Máy nén là một bộ phận quan trọng nhất của hệ thống lạnh Công suất, chấtlượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén lạnh quyếtđịnh Trong quá trình làm việc, tỉ số của máy nén vào khoảng 5÷8,1 Tỉ số nén nàyphụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi tr ường xung quanh và loại môi chất lạnh

H.1.2 Hình dạng bên ngoài của một loại máy nén

* Vị trí lắp đặt:

Máy nén được gắn bên

hông động cơ, nhận truyền động

đai từ động cơ ôtô sang đầu trục

máy nén qua một ly hợp từ Tốc

độ vòng quay của máy nén lớn

hơn tốc độ quay của động c ơ

Hình bên là vị trí lắp đặt

của máy nén trên động cơ

H.1.3 Vị trí lắp đặt của máy nén ở động c ơ

* Phân loại

Nhiều loại máy nén khác nhau đ ược dùng trong hệ thống lạnh trên ôtô, mỗiloại máy nén đều có đặc điểm cấu tạo v à làm việc theo nguyên tắc khác nhau.Nhưng tất cả các loại máy nén đều thực hiện nh iệm vụ như nhau: nhận hơi có ápsuất thấp từ bộ bốc hơi và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngưng tụ

Thời gian trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại 2 piston v à một trụckhuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh n ên gọi là máy nén piston tayquay, loại này hiện nay không còn được sử dụng Hiện nay đang dùng phổ biến nhất

là loại máy nén piston dọc trục v à máy nén quay dùng cánh trượt

1.2.1.2 Máy nén loại piston tay quay

Loại này chỉ sử dụng cho môi chất lạnh R12, có thể đ ược thiết kế nhiềuxylanh bố trí thẳng hàng, hoặc bố trí hình chữ V

Trong loại máy nén kiểu piston, th ường sử dụng các van l ưỡi gà để điềukhiển dòng môi chất lạnh đi vào và đi ra xylanh Lư ỡi gà là một tấm kim loại mỏng,mềm dẻo, gắn kín một phía của lỗ ở khuôn l ưỡi gà Áp suất ở phía dưới lưỡi gà sẽ

ép lưỡi gà tựa chặt vào khuôn và đóng kín l ỗ thông lại Áp suất ở phía đối diện sẽđẩy lưỡi gà mở ra và cho lưu thông dòng chất làm lạnh

* Nguyên lý hoạt động

Khi piston di chuyển xuống phía dưới, môi chất ở bộ bốc hơi sẽ được điền đầyvào xi lạnh thông qua van lưỡi gà hút - kỳ này gọi là kỳ hút, van lưỡi gà xả sẽ ngăn chấtlàm lạnh ở phía áp suất, nhiệt độ cao không cho vào xi lanh Khi piston di chuyển lênphía trên – kỳ này gọi là kỳ xả, lúc này van lưỡi gà hút đóng kín, piston chạy lên nénchặt môi chất lạnh đang ở thể khí, l àm tăng nhanh chóng áp suất và nhiệt độ của môichất, khi van lưỡi gà xả mở, môi chất lạnh được đẩy đến bộ ngưng tụ

H.1.5 Nguyên lý hoạt động của máy nén piston tay quay

* Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

Với loại máy nén này, do tốc độ của động cơ luôn thay đổi trong quá trìnhlàm việc mà máy nén không tự khống chế được lưu lượng của môi chất lưu thông,van lưỡi gà được chế tạo bằng lá thép l ò xo mỏng nên dễ bị gẫy và làm việc kémchính xác khi bị mài mòn hoặc giảm lực đàn hồi qua quá trình làm việc, lúc đó sẽ

ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất v à chất lượng làm việc của hệ thống điều hòakhông khí ôtô.

Kiểu máy nén này khó thực hiện việc điều khiển tự động trong quá tr ình làmviệc khi tốc độ của động c ơ luôn thay đổi Nên hiện nay trong kỹ thuật điện lạnh ôtôkhông còn dùng loại máy nén piston loại trục khuỷu tay quay n ày

1.2.1.3 Máy nén piston kiểu cam nghiêng

* Cấu tạo:

Loại này có ký hiệu là 10PAn, đây là loại máy nén khí với 10 x ylanh được

bố trí ở hai đầu máy nén (5 ở phía tr ước và 5 ở phía sau); có 5 piston tác động haichiều được dẫn động nhờ một trục có tấm cam nghi êng (đĩa lắc) khi xoay sẽ tạo ralực đẩy piston Các piston đ ược đặt lên tấm cam nghiêng với khoảng cách từng cặppiston là 720- đối với loại máy nén có 10 xilanh; hoặc có khoảng cách 1200- đối vớiloại máy nén có 6 xylanh

H.1.6 Kết cấu của loại máy nén kiểu cam nghiêng

14 Nửa xy lanh trước

15 Nửa xy lanh sau

16 Caste dầu nhờn

17 Ống hút dầu

18 Đầu sau

19 Bơm bánh răng

* Nguyên lý hoạt động:

Hoạt động của máy nén cam nghi êng được chia làm hai hành trình sau:

- Hành trình hút: Khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự

chênh lệch áp suất trong khoảng không gian phía b ên phải của piston; lúc này vanhút mở ra cho hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ bộ bay h ơi nạp vàotrong máy nén qua van hút Và van x ả phía bên phải của piston đang chịu lực néncủa bản thân van lò xo lá, nên được đóng kín Van hút mở ra cho tới khi hết h ànhtrình hút của piston thì được đóng lại, kết thúc h ành trình nạp

H.1.7 Nguyên lý hoạt động của loại máy nén piston cam nghi êng

- Hành trình xả: Khi piston chuyển động về phía bên trái thì tạo ra hành trình

hút phía bên phải, đồng thời phía bên trái của piston cũng thực hiện cả h ành trình xảhay hành trình bơm của máy nén Đầu của piston phía b ên trái sẽ nén khối hơi môichất lạnh đã được nạp vào, nén lên áp suất cao cho đến khi đủ áp lực để thắng đ ượclực tỳ của van xả thì van xả mở ra và hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ caođược đẩy đi tới bộ ngưng tụ Van hút phía bên trái lúc này được đóng kín bởi áp lựcnén của hơi môi chất Van xả mở ra cho đến hết h ành trình bơm, thì đóng lại bằnglực đàn hồi của van lò xo lá, kết thúc hành trình xả (hình 1.7) Và cứ thế tiếp tục cáchành trình mới

Hiện nay, trong hệ thống lạnh ôtô loại máy nén n ày được sử dụng rộng rãinhất Bởi các đặc tính: Nhỏ gọn và nhẹ nhờ giảm kích cỡ của piston, xilanh v à vỏ

khớp nối điện từ; độ ồn thấp nhờ v ào sự làm việc êm dịu của các van hút và van xảloại lò xo lá Với cấu tạo nhỏ gọn nên dễ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa Máy nénnày có ký hiệu 10PAn, trong đó: 10P thể hiện số xilanh có trong máy nén; A thểhiện máy nén thuộc thế hệ mới; n thể hiện giá trị công suất của máy nén (khi n = 15thì công suất của máy nén là 155cm3/rev; n = 17 thì công suất của máy nén là 178

cm3/rev) Tương ứng với các ký hiệu tr ên, tùy theo loại máy nén được sử dụng trêncác xe có công suất của động cơ được quy định như sau: động cơ có công suất từ

1500 ÷ 2000 (cm3) thì dùng loại máy nén 10PA15 hay 10PA17; với động cơ cócông suất từ 2100 (cm3) trở lên thì dùng loại 10PA17 hoặc 10PA20

1.2.1.4 Máy nén piston mâm dao đ ộng

Máy nén này có nguyên lý ho ạt động giống như loại máy nén píton kiểu camnghiêng, tuy nhiên về mặt cấu tạo cũng có v ài điểm khác nhau Máy né n kiểu nàycũng dẫn động píton bằng mâm dao động, píton ở đây chỉ l àm việc ở một phía, và

có 1 xecmăng; piston đư ợc nối vào các đĩa lắc bằng các tay quay Gồm có 6 píton,cùng đặt trên mâm dao động, mỗi cái cách nhau một góc 600

H.1.8 Cấu tạo của máy nén piston mâm dao động

Máy nén này cũng có vài điểm thuận lợi hơn so với loại máy nén trình bàytrên, làm việc êm dịu hơn, bộ bốc hơi có nhiệt độ không đổi 320F (00C) vì máy nénnày có cơ cấu giảm thể tích làm việc và dung tích bơm của máy nén để cân xứngvới yêu cầu làm lạnh của bộ bốc hơi trong hệ thống

Máy nén có thể tích làm việc biến đổi là do hành trình của píton thay đổi dựavào góc nghiêng (so v ới trục) của mâm dao động, thay đổi t ùy theo lượng môi chấtcần thiết cung cấp cho hệ thống Góc nghi êng của mâm dao động lớn th ì hành trìnhcủa píton dài hơn, môi chất lạnh sẽ được bơm đi nhiều hơn Khi góc nghiêng nh ỏ,hành trình của píton sẽ ngắn, môi chất lạnh sẽ đ ược bơm đi ít hơn Điều này chophép máy nén có thể chạy liên tục nhưng chỉ bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết.

Góc nghiêng của mâm dao động được điều khiển bởi một van điều khiển.Hộp xếp bi sẽ giãn ra hoặc co lại tùy theo áp lực đưa vào tăng hay giảm, sẽ làmchuyển dịch viên bi trong van điều khiển để đóng mở van, từ đó điều khiển đ ược áplực trong vỏ máy nén Sự khác nhau giữa áp lực mặt d ưới và áp lực vỏ máy nén sẽxác định vị trí của mâm dao động Góc nghi êng của mâm dao động sẽ lớn nhất - sựlàm mát đạt tối đa khi 2 phần của áp lực bằng nhau (h ình 1.9)

H.1.9 Van điều khiển hành trình dao động của máy nén 1.2.1.5 Máy nén quay loại cánh gạt

* Cấu tạo:

Loại máy nén này không dùng piston (hình 1.10) Mà được cấu tạo gồm 1roto với 4 cánh gạt đặt lồng v ào roto và một vỏ bơm có vách trong tinh ch ế Khichụp bơm và các cánh gạt quay, vách vỏ bơm và các cánh gạt sẽ hình thành nhữngbuồng bơm, các buồng này có thể thay đổi thể tích rộng ra hay co thắt lại khi trụcbơm quay- nở rộng thể tích ra để hút môi chất lạnh ở phía có áp lực, nhiệt độ thấp

vào buồng bơm; co thể tích lại để ép chất l àm lạnh đi đến phía có áp lực, nhiệt độcao Lỗ van xả của bơm bố trí tại một điểm trên vỏ bơm mà ở đó hơi môi chất lạnhđược nén đến áp suất cao nhất.

H.1.10 Cấu tạo máy nén cánh tr ượt

* Nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt đ ược trình bày như sau:

H.1.11 Nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt

- Hành trình hút: Khi roto quay, lực li tâm bắn các cánh gạt tỳ kín v ào vách

máy nén, giữa 2 cánh van (a), (b) và vách trong của vỏ máy nén sẽ tạo ra một thể tíchlớn Chuyển động này hút hơi môi chất lạnh vào phần thể tích vừa tạo ra khi phần tíchnày quay ngang qua lỗ nạp môi chất được bố trí trên thân vỏ máy nén (hình 1.11a).Kết thúc hành trình hút là khi cánh van (b) quay qua kh ỏi lỗ nạp (hình 1.11b)

- Hành trình nén: Sau khi hoàn thành quá trình hút kh ối thể tích giữa van

(a), (b) và vách vỏ bơm có chứa hơi môi chất lạnh sẽ giảm xuống, bắt đầu h ànhtrình nén (hình 1.11c) Hành trình nén được thực hiện ở phía mặt trong của vỏ b ơm,

áp suất hơi môi chất lạnh tăng lên khi thể tích buồng bơm co lại (hình 1.11d)

- Hành trình xả: Khi cánh van (a) quay qua kh ỏi lỗ xả thì máy nén bắt đầu

hành trình xả Lúc này hơi môi chất lạnh đã được nén lên áp suất cao, nên tạo ra áplực cao mở van xả và tuôn dòng hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao ra khỏimáy nén đi đến giàn ngưng tụ (hình 1.11e, f) Lúc này dầu bôi trơn đã được tách rakhỏi hơi môi chất lạnh và lắng xuống buồng chứa

Với loại máy nén này, không cần dùng các vòng bạc xecmăng bao kín h ơinhư loại máy nén pitton cam nghi êng có thể tích thay đổi Ngoài ra, dầu bôi trơntrong máy nén cũng góp phần cải tiến năng suất v à ảnh hưởng nhiều đến chất lượnglàm việc của máy nén Trong quá tr ình máy nén làm việc dầu bôi trơn được tách rakhỏi môi chất lạnh cao áp tr ước khi đi đến giàn ngưng tụ nhờ một thiết bị tách dầulắp trên máy nén Thiết bị tách dầu này lúc nào cũng ở trong trạng thái có áp suấtcao bất cứ lúc nào mỗi khi máy nén hoạt động

Khi hỗn hợp hơi môi chất lạnh và dầu bôi trơn được tuôn ra từ ống xả, chảyqua một cổ uốn và chứa trong bầu tách lỏng của thiết b ị, vì hơi môi chất lạnh nhẹhơn dầu bôi trơn máy nén nên bay lên phía trên và theo đư ờng ống dẫn đến giànngưng tụ Còn dầu trong hỗn hợp bị ch ìm sâu xuống phía tận cùng bình chứa củathiết bị bởi do trọng lượng bản thân dầu bôi tr ơn Trên thiết bị còn được bố trí lỗ hồidầu về lại phía trong b ơm, lượng dầu bôi trơn đang tích trữ ở bầu chứa sẽ được hồivào trong bơm khi có s ự chênh lệch áp suất giữa áp suất xả trong thiết bị tách dầuvới áp suất phía bên trong của máy nén

Kiểu máy nén này được kí hiệu là TVn (trong đó, TV: ki ểu máy nén cánhvan quay; n: thể hiện giá trị công suất của máy nén, với n=10 t ương đương với côngsuất của máy nén là 108 cm3/rev, n=12 tương đương v ới công suất của máy nén l à

127 cm3/rev, n=14 tương đương v ới công suất của máy nén l à 142 cm3/rev) Tuynhiên, máy nén loại này chỉ lắp trên hệ thống điều hòa không khí của các xe cỡ nhỏ

Môi chất lạnh R-12 và R-134a đều được sử dụng trên máy nén kiểu này, tuynhiên cũng có vài sự khác biệt nhỏ khi dùng tương ứng với từng loại môi chất lạnhnhư các đầu nối ống dẫn mềm đến các gi àn ngưng và bay hơi, d ầu bôi trơn sử dụngcho máy nén phải tương ứng với loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống …trongthực tế, hiện nay loại máy nén kiểu TV ít đ ược sử dụng hơn kiểu máy nén 10TA (2sản phẩm này đều do nhà sản xuất máy điều hòa ôtô lớn nhất thế giới DENSO sảnxuất), vì khi máy nén kiểu TV bị sự cố hư hỏng thì thường là phải thay máy nénmới chứ không phục hồi, sửa chữa đ ược bởi yêu cầu về độ chính xác lắp ghép cao,khó có thể lắp lẫn được đối với máy nén kiểu TV

1.2.1.6 Bộ ly hợp điện từ

Trên tất cả các loại máy nén sử dụng trong hệ thống điều h òa không khí ôtôđều được trang bị bộ ly hợp nhờ hoạt động từ tr ường Bộ ly hợp này được xem nhưmột phần của puly máy nén

Ly hợp điện từ làm việc theo nguyên lý điện từ (hình 1.13a), có hai loại cơbản: loại cực từ tĩnh (cực từ đ ược bố trí trên thân của máy nén) (hình 1.13b) và loạicực từ quay (các cực từ đ ược được lắp trên roto và cùng quay v ới roto, cấp điệnthông qua các chổi than đặt trên thân máy nén)

H.1.13 Nguyên lý cấu tạo của bộ ly hợp từ trong puly máy nén

Đĩa bị động (2) liên kết với trục máy nén (4) n ên lúc này cả puly lẫn trụcmáy nén được khớp nối cứng một kh ối và cùng quay với nhau Lúc ta ngắt d òngđiện, lực hút từ trường mất, một lò xo phẳng sẽ đẩy đĩa bị động (2) tách rời mặtngoài puly; lúc này, trục khuỷu động cơ quay, puly máy nén quay trơn trên v òng bi

(5), nhưng trục máy nén đứng yên Đây là loại khớp nối kiểu cực từ tĩnh, n ên trongquá trình hoạt động, cuộn dây nam châm điện không quay, lực hút từ tr ường của nóđược truyền dẫn xuyên qua puly đến đĩa bị động (2) Đĩa bị động (2) v à mayor của

nó liên kết vào đầu trục máy nén nhờ chốt clavet, đồng thời c ó thể trượt dọc trêntrục để đảm bảo khoảng cách của ly hợp l à 0,022÷0,057 inch (0,56÷1,47mm)

Với loại ly hợp có cực từ tĩnh, hiệu suất cắt v à nối cao; ít bị mài mòn và đỡcông kiểm tra, bảo trì thường xuyên Nên loại này được sử dụng rộng rãi hơn so vớiloại ly hợp từ có cực từ di động, v ì phải thường xuyên kiểm tra sự tiếp xúc giữachổi than với roto của ly hợp

Tùy theo cách thiết kế, bộ ly hợp từ tr ường thường được điều khiển cắt nốinhờ bộ cảm biến nhiệt điện, bộ cảm biến nhiệt n ày hoạt động dựa theo áp suất haynhiệt độ của hệ thống điều h òa không khí Trong m ột vài kiểu bộ ly hợp được thiết

kế cho nối khớp liên tục mỗi khi đóng nối mạch công tắc máy lạnh

1.2.2 Thiết bị ngưng tụ

1.2.2.1 Công dụng và vị trí lắp đặt

Thiết bị ngưng tụ của hệ thống điều hòa không khí ôtô (hay còn g ọi là giànnóng) là thiết bị trao đổi nhiệt để biến h ơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ caosau quá trình nén thành tr ạng thái lỏng trong chu tr ình làm lạnh Đây là một thiết bị

cơ bản trong hệ thống điều không khí, có ản h hưởng rất lớn đến các đặc tính nănglượng của hệ thống

Công dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh đang ở thể h ơi áp suất

và nhiệt độ cao từ máy nén b ơm đến, ngưng tụ biến thành lỏng Quá trình môi chấtlạnh ngưng tụ thành thể lỏng được mô tả như sau: Trong quá trình ho ạt động bộngưng tụ tiếp nhận hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ rất cao do máy nénbơm vào, qua lỗ nạp được bố trí phía trên giàn nóng Dòng khí này ti ếp tục lưuthông trong ống dẫn đi dần xuống phía d ưới, nhiệt của khí môi chất lạnh truyền quacác cánh tỏa nhiệt và được luồng gió mát thổi đi Quá tr ình trao đổi khí này làm tỏamột lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí; do b ị mất nhiệt, hơi môi chất giảmnhiệt độ,đến nhiệt độ bằng nhiệt độ b ão hòa (hay nhiệt độ sôi) ở áp suất ngưng tụ thì

bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng Môi chất lạnh thể lỏng, áp suất cao n ày tiếp tụcchảy đến bộ bốc hơi (giàn lạnh).

Sự trao đổi nhiệt ở gi àn nóng nếu xảy ra không đầy đủ sẽ l àm tăng áp suấttrong hệ thống và gây ra sự ngưng tụ không hoàn toàn của môi chất lạnh Đồngthời, nếu không ngưng tụ hoàn toàn thì lúc này trong môi ch ất lạnh còn ở thể hơi,làm cho thể tích của môi chất lạnh lớn sẽ không qua hết đ ược thiết bị tiết lưu để vàogiàn lạnh Do đó, điều này sẽ làm giảm đáng kể công suất của hệ thống vì không đủmôi chất lạnh quy định tuần ho àn trong một chu trình làm lạnh

Trên ôtô, bộ ngưng tụ được ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước làmmát của động cơ, ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát thổixuyên qua khi xe đang lao tới và do quạt gió tạo ra Trong hệ thống bộ ng ưng tụđược lắp sau máy nén, tr ước bình lọc và tách ẩm

H.1.14 Bộ ngưng tụ và kích thước của nó H.1.15 Cấu tạo của bộ ngưng tụ

Cấu tạo của thiết bị ng ưng tụ gồm những ống thẳng hoặc ống chữ U nốithông với nhau, mỗi giàn có thể có hai hay nhiều dãy (cụm) nối song song qua ốnggóp Vật liệu ống thường là thép hay đồng còn các cánh tản nhiệt bằng thép haybằng nhôm (hình 1.15) Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệttối đa đồng thời chiếm một khoảng không gian tối thiểu

- Lá tỏa nhiệt: Lá tỏa nhiệt được chế tạo bởi các lá nhôm mỏng v à được

xếp song song với nhau Với cách thiết kế nh ư vậy sẽ tạo được diện tích lớn nhất đểtỏa nhiệt tốt nhất

- Ống xoắn chữ U: Ống xoắn chữ U chủ yếu d ùng để truyền môi chất và tỏa

nhiệt Vật liệu thường dùng là ống đồng, nó vừa tỏa nhiệt tốt vừa có độ bền cao

Trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, phin s ấy lọc đặt sau thiết bị ng ưng tụtrước thiết bị giãn nở Có nhiều loại bình lọc hút ẩm được sử dụng trong hệ thống,tuy nhiên chức năng và vị trí lắp đặt không thay đổi

1.2.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Là một bình kim loại bên trong có lưới lọc và túi đựng chất khử ẩm(desiccant) Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chấtlạnh, cụ thể như ôxit nhôm (sillica alumina), và ch ất sillicagel Trên một số bình sấylọc còn được trang bị thêm van an toàn, van này s ẽ mở cho môi chất lạnh thoát rangoài khi áp suất trong hệ thống tăng vượt quá giới hạn quy định trong hệ thống.Phía trên bình lọc và hút ẩm còn được bố trí một cửa sổ kính để theo d õi dòng chảycủa môi chất (hình 1.16)

Môi chất lạnh đang ở thể lỏng chảy từ bộ ng ưng tụ theo lỗ nạp vào bình chứa(hình 1.16) xuyên qua lớp lưới lọc và bọc khử ẩm, tại đây các chất ẩm ướt tồn tạitrong hệ thống được chất khử ấm hấp thụ v à các bụi bẩn cơ khí bị chặn lại bởi lớplưới lọc Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống l à do chúng xâm nhập vào trong quátrình lắp ráp, sửa chữa

1 Vỏ bình lọc

2 Đường ra

3 Kính xem gas

4 Van xả áp suất cao

5 Công tắc áp suất cao

6 Đường vào của môi chất lạnh

7 Màng lọc

8 Chất khử ẩm

9 Phin lọc

H.1.16 Cấu tạo của bình lọc và hút ẩm

Việc chọn loại bình chứa để sử dụng trong hệ thống điều h òa không khí trênôtô phụ thuộc nhiều vào loại môi chất lạnh được sử dụng trong hệ thống Về cấu tạo

và nguyên lý của mỗi loại vẫn không đổi, nh ưng vật liệu sử dụng để lọc v à hút ẩmcho môi chất lạnh thì khác nhau, ở hệ thống dùng môi chất lạnh R12 thì dùng đáthạch anh định hình (sillicagel) để hút ẩm; còn trong hệ thống sử dụng môi chấtlạnh R134a thì dùng chất khoáng (zeolite) để hút ẩm (v ì khi dòng môi chất lạnhR134a đi qua chất khoáng chứa trong b ình hút ẩm thì nước sẽ được tách áp suấtkhỏi R134a và được chất khoáng hấp thu hoàn toàn)

1.2.5 Thiết bị giãn nở

1.2.5.1 Công dụng, vị trí lắp đặt và phân loại

Môi chất lạnh ở thể lỏng áp suất cao, sau khi ra khỏi b ình lọc hút ẩm và theoống dẫn môi chất đến thiết bị gi ãn nở (hay còn gọi là thiết bị định lượng dòng chảy;van tiết lưu hay van giãn nở) Tại thiết bị này, môi chất lạnh ở thể lỏng được phunthành một lớp sương mù có nhiệt độ thấp, áp suất thấp nạp v ào giàn bay hơi

Thiết bị dãn nở hay van giãn nở nhiệt là một loại van biến đổi, nó có thể thayđổi độ mở của van để đáp ứng được với các chế độ tải trọng l àm lạnh của bộ bốchơi Thiết bị giãn nở được điều khiển bằng áp suất v ào của bộ bốc hơi, van này sẽ

mở để lưu thông nhiều môi chất lạnh hơn khi trong cabin ôtô yêu c ầu độ lạnh nhiềuhơn Hoặc khi chế độ tải lạnh y êu cầu ít hơn, thì van giãn nở sẽ giảm dòng chảy của

môi chất lạnh xuống Trên ôtô, thiết bị giãn nở nhiệt được lắp đặt tại ống vào của bộbốc hơi, sau giàn ngưng tụ.

Có hai kiểu van giãn nở được sử dụng trong hệ thống điều h òa không khíôtô; kiểu van giãn nở có áp suất không đổi (hay c òn gọi là ống mao dẫn; ống định

cỡ OT) và kiểu van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt độ, kiểu này có hai loại:Loại van giãn nở nhiệt có bầu cảm biến nhiệt cân bằng trong và loại van giãn nở cóống cân bằng ngoài (hay còn gọi là van tiết lưu cụm) Trong đó kiểu van gi ãn nởtrang bị bầu cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi hơn trong hệ thống điềukhông khí ôtô

1.2.5.2 Ống định cỡ OT

Đối với thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT l à ống có lỗ định cỡ đường kính

cố định, chất làm lạnh phải lưu thông qua ống này Loại này chế tạo đơn giản và rẻhơn so với loại van giãn nở cảm biến nhiệt Nhưng khi dùng loại ống OT thì khôngthể điều khiển được lưu lượng môi chất lạnh nạp v ào bộ bôc hơi theo yêu cầu tảilạnh được, vì nó không phản ứng được với nhiệt độ của bộ bốc h ơi Nên tại thờiđiểm chế độ tải làm lạnh yêu cầu thấp, nhưng lưu lượng môi chất lạnh cấp v ào bộbốc hơi vẫn không đổi (nhiều h ơn yêu cầu), dẫn đến tình trạng “ngập lỏng” trong bộbốc hơi

H.1.17 Thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT

Trong hệ thống sử dụng ống định cỡ OT phải th êm vào một bộ tích trữ ở phía

áp suất nhiệt độ thấp, nằm giữa bộ bốc h ơi và máy nén thể khí để giữ lại và lưu trữmôi chất lạnh ở thể lỏng (nếu không có bộ tích trữ n ày, khi môi chất lạnh hút vềmáy nén sẽ có có lẫn môi chất lạnh ở trạng thái lỏng, điều n ày ảnh hưởng rất lớnđến chất lượng làm việc và tuổi thọ của máy nén trong hệ thống) Bộ tích trữ th ườngđược gắn ở phía cửa ra của bộ bốc h ơi và được nối với máy nén bằng một ống mềm.Ngoài ra, trong hệ thống dụng thiết bị gi ãn nở kiểu này dễ bị sự cố nơi ốngđịnh cỡ nếu như bình lọc sạch cặn, tạp chất v à hút ẩm làm việc không đạt yêu cầu.Hiện nay, thiết bị giãn nở kiểu này ít còn được sử dụng trên các xe đời mới, bởi tính

tự động hóa và hiệu suất làm việc của hệ thống điều h òa không khí trên ôtô ít đượcthỏa mãn

H.1.18 Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí ôtô sử dụng ống định cỡ OT 1.2.5.3 Van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt độ

Trên hệ thống điều hòa không khí ôtô đời mới, thường sử dụng thiết bị giãn

nở loại van giãn nở nhiệt có kí hiệu là ZFC Lưu lượng môi chất lạnh đi qua vangiãn nở được xác định bằng sự chuyển động dọc của kim van Hoạt động của vangiãn nở được điều khiển bằng sự ch ênh lệch giữa áp suất hơi Pf (áp suất phía trongbầu cảm biến nhiệt độ) với tổng áp suất Ps (áp lực của lò xo đóng van) và Pe (áp suấtcủa hơi môi chất lạnh nạp vào bộ bốc hơi)

9 Đường dung dịch đi ra

H.1.19 Cấu tạo van giãn nở có ống cân

bằng ngoài

Chế độ ngừng hoạt động, áp suất mặt d ưới màng cân bằng mạnh hơn mặt trênmàng nên van đóng lại Khi hệ thống hoạt động, t ùy theo sự chênh lệch giữa các ápsuất điều khiển van và nhiệt độ của môi chất lạnh ở các bộ phận trong hệ thống m àvan giãn nở sẽ cho lưu lượng môi chất lạnh phun nhiều hay ít v ào bộ bốc hơi để phùhợp với các chế độ tải lạnh tr ên ôtô

Loại van giãn nở nhiệt này có nhiều kiểu khác nhau: kiểu van gi ãn nở có bộcân bằng (bầu cảm biến nhiệt độ) b ên trong; kiểu van giãn nở nhiệt có bộ cân bằngbên ngoài và kiểu van giãn nở hộp (khối)

1.2.5 Thiết bị bay hơi

1.2.5.1 Công dụng và vị trí lắp đặt

Thiết bị bay hơi (hay còn gọi là giàn lạnh) là thiết bị trao đổi nhiệt trong đómôi chất lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ môi tr ường cần làm lạnh sôi và hóa hơi Do vậy,cùng với thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi cũng là thiệt bị trao đổi nhiệt quan trọng

và không thể thiếu được trong hệ thống lạnh

Trong thiết bị bay hơi xảy ra sự chuyển pha từ lỏng sang h ơi, đây là quá trìnhsôi ở áp suất và nhiệt độ không đổi Nhiệt lấy đi từ môi tr ường lạnh chính là nhiệt

làm hóa hơi môi chất lạnh Trong quá trình bốc hơi môi chất lạnh sinh hàn, hấp thunhiệt làm mát khối không khí thổi xuy ên qua thiết bị.

Trên ôtô thiết bị bay hơi được bố trí bên dưới bảng taplo điều khiển trongcabin Trong giàn lạnh, không khí thường có truyền động c ưỡng bức dưới tác dụngcủa một quạt điện kiểu lồng sóc tạo luồng không khí đối l ưu trong cabin ôtô

Ngoài tác dụng làm lạnh, thiết bị bay hơi còn có tác dụng hút ẩm trong cabin:khi luồng không khí thổi xuy ên qua bộ bốc hơi, không khí được làm lạnh, đồng thờichất ẩm ướt trong không khí khi tiếp xúc với gi àn lạnh sẽ ngưng tụ thành nướcquanh các ống của giàn lạnh Nước ngưng tụ này được hứng và đưa ra ngoài xe quaống xả bố trí bên dưới giàn lạnh Đặc tính hút ẩm n ày giúp cho khối không khítrong cabin được tinh khiết, tạo thoải mái cho h ành khách, đồng thời các kính cửa

sổ không bị che mờ do h ơi nước

1.2.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Thiết bị này thuộc loại thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt Ở đây không khí l ưuđộng ngoài chùm ống có cánh và truyền nhiệt cho môi chất lạnh sôi trong ống – còngọi là giàn lạnh không khí bay hơi trực tiếp Bộ bốc hơi được chế tạo ở dạng chùmống thẳng, nhẵn hay ch ùm ống xoắn bằng đồng xuy ên qua các lá mỏng hút nhiệtbằng nhôm

H.1.20 Quá trình trao đổi nhiệt ở giàn lạnh

Cửa vào của môi chất bố trí bên dưới và cửa ra bố trí bên trên bộ bốc hơi.Với kiểu thiết kế này, bộ bốc hơi có được diện tích thu hút nhiệt tối đa trong lúc thể

tích của nó được thu gọn tối thiểu Một bộ bốc h ơi thiết kế đạt yêu cầu, sẽ có diệntích bề mặt lớn đủ tiếp xúc với chất l àm lạnh và không khí ở khoang hành khách.

H.1.21 Cấu tạo thiết bị bay hơi

Môi chất lạnh ở thể lỏng, được thiết bị giãn nở (van tiết lưu) phun tơi sươngvào bộ bốc hơi (hình 1.22) Luồng không khí do quạt điện thổi xuy ên qua bộ bốchơi, trao đổi nhiệt cho bộ này và làm sôi môi chất lạnh Trong lúc chảy xuy ên quacác ống của bộ bốc hơi, môi chất lạnh hấp thu một l ượng nhiệt rất lớn và bốc hơihoàn toàn

H.1.22 Quá trình làm việc trong thiết bị bốc h ơi

Khi môi chất lạnh sôi, hấp thu nhiệt, bộ bốc h ơi trở lên lạnh; quạt điện hútkhông khí nóng trong cabin và c ả không khí từ ngoài vào thổi xuyên qua giàn lạnh,

cho ra luồng không khí mới đã được làm lạnh và hút ẩm đi vào cabin ôtô thông quacác cửa khí được bố trí trong hệ thống Cứ nh ư thế tạo ra một sự đối lưu không khítrong ôtô, tạo cảm giác thoải mái mát mẻ cho con ng ười.

Ngoài ra, qua quá trình hoạt động lâu dài, có nhiều bụi bẩn bám vào các cánhtản nhiệt, hoặc lượng dầu bôi trơn lẫn vào môi chất lạnh nhiều,… sẽ làm cho năngsuất lạnh của hệ thống lạnh giảm Cần phải kiểm tra v à vệ sinh thường xuyên đểđảm bảo chất lượng làm việc của hệ thống

Thông thường, nhiệt độ của hơi môi chất lạnh tại cửa ra giàn lạnh cao hơn4÷6 (oF) so với nhiệt độ của môi chất lạnh ở thể lỏng tại cửa v ào Chênh lệch nhiệt

độ này gọi là sự tăng nhiệt, nó đảm bảo môi chất lạnh đ ã được bốc hơi hoàn toàn.Quạt giàn lạnh là quạt kiểu hướng tâm có 2 cổng hút v ào 2 phía, dùng động cơnhiều tốc độ, quay nhanh, l àm việc êm

Nhưng cũng tùy theo công suất yêu cầu của giàn lạnh, diện tích của khoảngkhông gian cần điều hòa mà chọn loại quạt và kích cỡ quạt cho thích ứng với từng

hệ thống Nói chung, tốc độ khí h ướng về phía đầu người không được quá 0,3÷0,5(m/s), lên ngực có điều chỉnh tốc độ 0,5÷2,2 (m/s) v à cần có độ rộng 0,6÷0,8 (m); ởvùng đùi, ống chân, bàn chân thì tốc độ khí không được quá 0,1÷0,3 (m/s)

có thêm một hoặc hai lớp không thấm ở b ên trong và bên ngoài còn gia c ố thêm mộtlớp nilon không thấm tạo ra một lớp m àng chắn không bị rò rỉ

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

để nối những thiết bị cố định nh ư từ giàn ngưng tụ đến van tiết lưu, từ van đến bộ

bốc hơi…Mặc dù ống kim loại không bị thấm qua nh ưng nước hoặc dung dịch accutràn ra có thể ăn mòn và làm thủng ống và gây ra rò rỉ.

H.1.23 Các loại ống mềm thường dùng

Đường ống dẫn trong hệ thống điều h òa không khí được đặt tên theo côngviệc của chúng hoặc theo trạng thái của chất l àm lạnh chứa bên trong Đường ốngthoát nối từ máy nén đến bộ ng ưng tụ được gọi là ống ga nóng Đường ống dẫnchứa dung dịch chất làm lạnh nối từ bộ ngưng tụ đến phin sấy lọc và đến thiết bịgiãn nở Đường ống hút nối bộ bốc h ơi đến máy nén thường có đường kính lớn nhất

vì nó truyền dẫn hơi môi chất lạnh ở áp suất thấp Đ ường ống hút thường có đườngkính bên trong (ID) là 1/2 inch hoặc 5/8 inch (12,7mm đến 15,9) Đường ống dẫndung dịch làm lạnh có đường kính nhỏ nhất, thông th ường đường kính trong (ID)của nó là5/16 inch (7,9mm) Đường kính thoát có đường kính trong (ID) là13/32 inchhoặc1/2 inch (10,3mm hoặc 12,7mm)

1.2.7 Kính xem gas

Trên đường ống cấp dịch của hệ thống lạnh có lắp đ ặt kính xem gas, mục đích

là báo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một cách định tính Cụ thể nh ư sau:

- Báo hiệu lượng gas chảy qua đường ống có đủ không Trong tr ường hợplỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của d òngmôi chất lỏng, ngược lại nếu thiếu môi chất, tr ên mắt kính sẽ thấy sủi bọt Khi thiếugas trầm trọng trên mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua h ình gợn sóng

- Báo hiệu độ ẩm của môi chất Khi trong môi chất lỏng có lẫn ẩm th ì màusắc của nó bị biến đổi Màu xanh: Khô; Màu vàng: Có l ọt ẩm cần thận trọng; M àunâu: Lọt ẩm nhiều, cần sử lý Để tiện so sánh, tr ên vòng tròn chu vi của mắt kínhngười ta có an sẵn các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh

- Ngoài ra khi trong lỏng có lẫn các tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắtkính Ví dụ: Trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ h àn trên đường ống

H.1.24 Cấu tạo bên ngoài kính xem gas.

Cấu tạo của kính xem gas bao gồm phần thân h ình trụ tròn, phía trên có lắp 1kính tròn có khả năng chịu áp lực tốt v à trong suốt để quan sát lỏng Kính đ ược ápchặt lên phía trên nhờ 1 lò xo đặt bên trong

1.2.8 Bộ ổn nhiệt

1.2.8.1 Dùng chất bán dẫn

Thermistor là một chất bán dẫn có thể thay đổi với bất cứ một giá trị điện trởnào, phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ Khi nhiệt độ giảm xuống, giá trị củađiện trở tăng lên và ngược lại - khi nhiệt độ tăng thì giá trị của điện trở sẽ giảmtương ứng (hình 1.25)

Thermistor được đặt trên các lá tản nhiệt của bộ bốc h ơi và cảm biến nhiệt độdòng môi chất lưu thông trong bộ bốc hơi (hình 1.26)

H.1.25 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên giá trị điện trở theo nhiệt độ

H.1.26 Vị trí đặt Thermistor H.1.27 Sơ đồ bộ điều khiển nhiệt độ

Nhiệt độ trong bộ bốc hơi được điều khiển bằng sự so sánh giữa tín hiệunhận được từ thermistor và tín hiệu từ bộ điện trở điều khiển nhiệt độ, v à đượctruyền đến bộ khuyếch đại điện tử Cuối c ùng, sẽ điều khiển hoạt động của bộ lyhợp điện từ với tiếp điểm chọn đặt v ào vị trí ON hoặc OFF tùy theo nhiệt độ trong

bộ bốc hơi Tiếp điểm của bộ ly hợp điện từ ở vị trí ON hay OFF tức l à sẽ điềukhiển dòng môi chất lạnh lưu thông hoặc không lưu thông trong hệ thống điều hòakhông khí Lúc nhiệt độ ở bộ bốc hơi tăng lên đến mức quy định, thì tiếp điểm sẽđóng mạch để khớp ly hợp kéo máy nén vận h ành

1.2.8.2 Bộ ổn nhiệt dùng hơi áp lực

Bộ ổn nhiệt loại này gồm có một ống mao dẫn, màng ngăn và một công tắc vimạch Trong ống mao dẫn có chứa đầy một loại h ơi đặc biệt Ống mao dẫn được lắp

trên đường ống ra của bộ bốc hơi Áp suất của hơi chứa trong ống mao dẫn này thayđổi phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ của hơi môi chất lạnh.

H.1.28 Hình ảnh bên ngoài của bộ ổn nhiệt dùng hơi áp lực

Khi nhiệt độ của hơi môi chất lạnh ở tại đường ống ra của bộ bốc hơi tăng lên,thì áp suất bên trong của ống mao dẫn cũng tăng lên, kéo theo áp suất phía dưới màngngăn cũng tăng lên làm đóng tiếp điểm của công tắc vi mạch (ở vị trí ON), bộ ly hợp từ

có điện kéo máy nén làm việc, nhiệt độ của bộ bốc hơi cũng sẽ giảm xuống (hình 1.29)

H.1.29 Sơ đồ làm việc của thiết bị ổn nhiệt

5 Bầu cảm biến nhiệt độ

6 Bầu cảm biến van giãn nở

7 Giàn lạnh

Ngược lại, khi nhiệt độ của h ơi môi chất lạnh giảm xuống, th ì áp suất trongống mao dẫn giảm xuống v à ngắt tiếp điểm của công tắc vi mạch (chuyển sang vị tríOFF), làm cho bộ ly hợp từ mất điện, máy nén ng ưng hoạt động đến khi nhiệt độcủa bộ bốc hơi tăng lên đến nhiệt độ quy định Tóm lại, sự l àm việc của bộ ly hợp

từ với nhiệm vụ điều khiển nhiệt độ đóng băng ở bộ bốc h ơi phụ thuộc vào nhiệt độhơi môi chất lạnh ở đầu ra của bộ bốc h ơi

1.2.9 Bộ điều áp

Thiết bị điều hòa áp suất loại này thường được viết tắt là EPR (EvaporatorPressure Regulator) và đư ợc sử dụng trên hệ thống điều hòa không khí ôtô dùngmôi chất lạnh R12 Để hệ thống l àm việc ổn định và đúng theo yêu cầu của người

sử dụng thì lưu lượng của hơi môi chất lạnh chảy từ bộ bốc h ơi đến máy nén đượcquy định ở một mức độ thích hợp Áp suất trong bộ luôn đ ược giữ đúng ở mức 1.9kg/cm2G (0,19 Mpa) hoặc cao hơn tùy theo nhiệt độ của bộ bốc hơi nhưng khôngđược giảm xuống thấp hơn 00C (320F)

Van EPR được bố trí trên đường ống nối hơi môi chất lạnh từ bộ bốc hơi đếnmáy nén, trước máy nén sau bộ bốc h ơi (hình 1.30), để giữ cho áp suất trong bộ bốchơi không giảm xuống mức quy định Hoạt động của van EPR đ ược mô tả ở (hình1.31) và trình bày như sau:

H.1.30 Vị trí đặt van EPR H.1.31 Hoạt động của van EPR

Khi máy nén đang hoạt động ở tốc độ quay cao và nhiệt độ tải của bộ bốc h ơigiảm xuống (nhiệt độ giảm) Van đóng xuống nhờ v ào áp lực của lò xo chặn, hạnchế lưu lượng của dòng hơi môi chất lạnh hồi về máy nén Giữ cho áp suất trong bộbốc hơi tự điều chỉnh ở mức có áp suất cao h ơn 1,9 kg/cm2 (0,19Mpa)

Khi máy nén hoạt động ở tốc độ quay thấp v à nhiệt độ của bộ bốc hơi tănglên Áp suất trong bộ bốc hơi sẽ cao hơn mức quy định, lúc đó van mở ra cho l ưulượng dòng chảy hồi về máy nén nhiều h ơn và được điều chỉnh ở mức áp suất ph ùhợp với chế độ tải hiện tại, giúp hệ thống l àm việc hiệu quả hơn

1.2.10 Thiết bị an toàn hệ thống

1.2.10.1 Công tắc áp suất kép

Công tắc áp suất kép hay c òn gọi là dù áp suất (hình 1.32), được đặt trênđường ống dẫn môi chất lạnh ở thể lỏng, giữa b ình sấy lọc với van tiết lưu (hình1.33) Thiết bị này cảm biến sự thay đổi áp suất trong hệ thống từ đó điều khiển sựđóng mở ly hợp điện từ của máy nén để đảm bảo áp suất trong hệ thống luôn ở mộtgiá trị thích hợp

Khi áp suất trong chu trình làm việc của hệ thống tăng cao khác thường, làmcho năng suất lạnh thay đổi đột ngột Trạng thái n ày thí sẽ dẫn đến nhưng hỏng hóccho các thiết bị khác trong hệ thống Khi áp suất tăng khoảng 32 kg/cm2 (3.14Mpa), thì công tắc sẽ chuyển sang vị trí OFF, ngắt điện bộ ly hợp từ l àm cho máynén ngưng hoạt động

H.1.32 Cấu tạo công tắc áp suất kép H.1.33 Vị trí đặt công tắc áp suất

Khi môi chất lạnh trong hệ thống v ì một lý do nào đó bị thiếu hụt, không đủcho chu trình làm việc của hệ thống và áp suất giảm xuống còn khoảng 2.0 kg/cm2(0.20 MPa) hoặc thấp hơn nữa, thì công tắc sẽ chuyển sang vị trí OFF Bộ ly hợp từ

bị ngắt điện và máy nén cũng ngưng hoạt động (đối với môi chất lạnh R12 th ì ápsuất để ngắt mạch là 2.1 kg/cm2)

H.1.34 Hoạt động của công tắc áp suất kép 1.2.10.2 Van xả áp suất cao

Công tắc được đặt ở ngõ ra của máy nén, van sẽ mở nếu phía áp lực cao của

hệ thống tăng quá cao Điều n ày có thể xảy ra nếu bộ ngưng tụ bi ngẹt hoặc trongquá trình sửa chữa đã nạp vào hệ thống một lượng chất lạnh quá yêu cầu (thừa)

H.1.35 Van xả áp suất cao và cách bố trí trên máy nén

Nguyên lý hoạt động:

Khi áp suất trên đường đẩy của máy nén tăng cao l ên đến một giá trị nào đóthắng được áp lực của lò xo, lúc đó piston bị đẩy về phía phải và môi chât thoát rangoài qua lỗ ở đáy van

- Tránh tác động của áp lực cao thường xuyên lên Clapae của máy nén

* Kết cấu của van một chiều

Trên hình 1.36 là cấu tạo của van một chiều Khi lắp van một chiều phải chú

ý lắp đúng chiều chuyển động của môi chất Chiều đã được chỉ rỏ trên thân củavan Đối với người có kinh nghiệm nhìn cấu tạo bên ngoài có thể biết được chiềuchuyển động của môi chất

H.1.36 Kết cấu của van một chiều

1.2.11 Van nạp ga

Đối với các hệ thống lạnh nhỏ và trung bình người ta thường lắp các vannạp gas trên hệ thống để nạp gas một cách thuận lợi Van nạp gas được lắp đặttrên đường lỏng từ thiết bị ngưng tụ đến bình chứa hoặc trên đường lỏng từ bìnhchứa đi ra cấp dịch cho các dàn lạnh

Khi cần nạp gas nối đầu nạp với bình gas, sau đó mở chụp bảo vệ đầu van Phíatrong chụp bảo vệ là trục quay đóng mở van Dùng clê hoặc mỏ lết quay trục theo chiềungược kim đồng hồ để mở van Sau k hi nạp xong quay chốt theo chiều kim đồng hồ đểđóng van lại Khi xiết van không nên xiết quá sức làm hỏng van

H.1.38 Bộ tiêu âm

Ống tiêu âm thường được lắp trên đường nằm ngang, nếu phải lắp tr ên đườngthẳng đứng thì bên trong phải có đường ống để hút dầu bôi tr ơn đọng lại trong ống

1.3 HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ

Điều hòa không khí là thuật ngữ chung để chỉ những thiết bị đảm bảo khôngkhí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp Khi nhiệt độ trong ph òng cao, nhiệtđược lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi l à “làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt độ trongphòng thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi l à “sưởi”) Mặt khác, hơinước được thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong ph òng ởmức thích hợp

Do vậy, trong hệ thống điều h òa không khí trên ô tô nói chung bao g ồm: Bộthông gió, bộ hút ẩm, bộ sưởi ấm và bộ làm lạnh Các bộ phận này làm việc độc lập

hoặc phối hợp, liên kết với nhau tạo ra một không gian đ ược điều hòa không khí vớinhững thông số điều hòa thích ứng với các yêu cầu đặt ra của con ng ười, tạo nên sựthoải mái, dễ chịu và một bầu không khí trong l ành ở cabin ô tô.

1.3.1 Bộ thông gió

Không khí trong xe phải được lưu thông, thay đổi nhằm tạo ra sự trong l ành,

dễ chịu cho những ng ười ngồi trong xe V ì vậy, trên ô tô phải có hệ thống thônggió, đó là một thiết bị để thổi khí sạch từ môt tr ường bên ngoài vào bên trong xe, vàcũng có tác dụng làm thông thoáng xe Có hai cách thông gió: thông gió không đi ềukhiển và thông gió có điều khiển (còn gọi là thông gió cưỡng bức)

H.1.39 Bộ thông gió trên xe ôtô.

Sự thông gió không điều khiển xảy ra khi các cửa sổ đ ược mở; còn sự thônggió có điều khiển thông qua một hệ thống thông gió gồm quạt thổi gió v à các đườngống dẫn không khí để tạo ra sự tuần ho àn của không khí trong xe, không phụ thuộcvào tốc độ của xe Quạt thổi gió cũng l à một bộ phận của hệ thống s ưởi ấm và điềuhòa không khí

Trên một số ôtô con hiện đại, c òn có kiểu hệ thống thông gió d ùng nănglượng mặt trời Khi bên trong của một xe đang đậu trở n ên quá nóng, cảm biến nhiệt

độ môi trường sẽ tự đóng mạch cho một quạt thông gió nhỏ Nguồn cung cấp choquạt được lấy từ bin mặt trời đặt tr ên nóc xe Quạt hoạt động sẽ đẩy không khí nóng

trong xe ra ngoài và hút không khí mát hơn vào trong xe Khi qu ạt thông gió ngưnghoạt động hoặc những ng ày thời tiết mát, không cần sự thông gió, năng l ượng từ pinmặt trời sẽ nạp vào Accu.

1.3.2 Bộ sưởi ấm

Là một thiết bị sấy nóng không khí sạch lấy từ ngo ài vào trong cabin ôtô đ ểsưởi ấm gian hành khách, đồng thời làm tan băng kính chắn gió của ôtô Có nhiềukiểu thiết bị sưởi ấm như: bộ sưởi dùng nước làm mát, dùng nhiệt khí cháy và dùngkhí xả, tuy nhiên kiểu thiết bị sưởi sử dụng nước làm mát thường được sử dụngrộng rãi trên các ôtô Trong đó, nước làm mát tuần hoàn qua két sưởi để làm cácống sưởi nóng lên và quạt thổi gió sẽ thổi không khí qua két s ưởi để sấy nóngkhông khí Tuy nhiên, do nư ớc làm mát đóng vai trò nguồn nhiệt nên két sưởi sẽkhông được nóng lên khi động cơ vẫn còn nguội vì vậy nhiệt độ khí thổi qua gi ànsưởi sẽ không tăng

H.1.40 Hệ thống sưởi ấm không khí trên ôtô

1 Bảng điều khiển; 2 Cảm biến nh iệt độ trong xe; 3 Cặp van; 4 Cảm biến nhiệt độ bộ sưởi ấm; 5 Lõi bộ suởi ấm; 6 Van cân bằng nhiệt; 7 Két n ước làm mát

động cơ; 8 Bơm.

Bộ sưởi ấm được điều khiển bởi các cần gạt hoặc núm xoay trong bảng điềukhiển của hệ thống Th ường có 3 sự điều khiển cơ bản: điều khiển chức năng, điều

khiển nhiệt độ và điều khiển tốc độ thổi gió Điều khiển chức năng xác định ng õ ranào sẽ phát khí nóng Điều khiển nhiệt độ l à điều tiết nhiệt độ của không khí v à điềukhiển tốc độ thổi gió là điều khiển tốc độ quạt thổi.

1.3.3 Sự làm lạnh và làm mát không khí trong ôtô

Không khí được làm lạnh bởi hệ thống lạnh Một chu trình làm lạnh cơ bảnbao gồm các bước sau đây nhằm lấy nhiệt, l àm lạnh khối không khí:

- Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén dưới áp suất cao và nhiệt độ cao,giai đoạn này môi chất lạnh được bơm đến bộ ngưng tụ ở thể hơi

H.1.41 Chu trình làm lạnh cơ bản trên ôtô

- Tại bộ ngưng tụ nhiệt độ của môi chất rất cao, đ ược quạt gió thổi mát gi ànnóng, môi chất đang ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành lỏng dưới áp suất caonhiệt độ thấp

- Môi chất lạnh ở dạng thể lỏng tiếp tục l ưu thông đến bình lọc/hút ẩm, tạiđây môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất nhờ

Môi chất lạnh thể hơi, nhiệt độ và áp suất caoMôi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ v à áp suất cao

Môi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ v à áp suất thấpMôi chất lạnh thể hơi, nhiệt độ và áp suất thấp

- Van giãn nở hay van tiết lưu điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng phun v ào

bộ bốc hơi hay giàn lạnh, làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh Do giảm áp n ênnhiệt độ sôi của môi chất giảm xuống, c ùng với sự tác động của nhiệt độ không khíbên trong cabin xe đã làm cho môi chất sôi lên, nên trạng thái của môi chất lúc n ày

là từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi

- Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thu nhiệt rất mạnh l àm cho toàn

bộ giàn lạnh giảm nhiệt độ xuống, rồi nhờ quạt gió giàn lạnh hút khối không khíbên trong cabin ôtô th ổi qua bộ bốc hơi và ra lại cabin nhờ các của sổ dẫn gió – làmlạnh khối không khí bên trong cabin ôtô

- Bước kế tiếp là môi chất lạnh ở trạng thái hơi áp suất thấp được hồi về máynén nhờ chu trình hút của máy nén, và lại được bơm đi Kết thúc một chu trình làmlạnh và bắt đầu chu trình mới

1.3.4 Điều khiển dòng không khí trong h ệ thống điều hòa

Điều khiển dòng không khí tức là điều khiển nhiệt độ của không khí trong xe

và điều khiển phân phối không khí trong không gian xe

Hệ thống điều khiển d òng không khí bao g ồm: Bảng điều khiển, c ơ cấu điềukhiển, các cửa chức năng v à hệ thống kết nối

Các cần gạt hoặc nút bấm tr ên bảng điều khiển thông qua hệ thống dây cáp(đối với kiểu cơ khí) hoặc ống chân không (đối với điều khiển chân không) hoặc tínhiệu điện (điều khiển tự động) điều khiển các c ơ cấu điều khiển là các cánh tay đòn(kiểu cơ khí), bầu chân không (kiểu chân không) hoặc các motor servo (điều khiển

tự động) Để từ đó điều khiển sự đóng mở các cửa chức năng, thực hiện điều khiểnnhiệt độ và phân phối dòng không khí

Cửa nạp không khí hay c òn gọi là của lấy không khí sạch, điều khiển sự tuầnhoàn của không khí trong ôtô hoặc đ ưa không khí sạch từ bên ngoài vào không giancủa ôtô

Hầu hết các hệ thống làm lạnh định vị bộ bốc hơi (hay lõi của bộ sưởi ấm)sao cho toàn bộ dòng không khí phải đi qua nó Điều này đã loại bỏ được một phầnnhỏ hơi nước và chất bẩn nhờ vào nhiệt độ lạnh của bộ bốc h ơi Lõi của bộ sưởi ấm

được đặt phía hạ lưu của dòng khí sao cho không khí có th ể đi xuyên qua nó hoặcbao quanh nó, có một hoặc hai cửa được sử dụng để điều khiển d òng không khí này.Những cửa này gọi là cửa hỗn hợp nhiệt độ, cửa nhiệt độ.

H.1.42 Các cửa chức năng điều khiển d òng không khí

1 Motor quạt lồng sóc; 6 Cửa nạp không khí;

2 Quạt lồng sóc; 7 Lõi sưởi ấm;

3 Cửa điều khiển nhiệt độ (cửa hỗn hợp); 8 Cửa phân phối không khí;

4 Giàn lạnh; 9 Cửa làm tan băng kính;

5 Lưới lọc không khí;

H.1.43 Một dạng của cửa hỗn hợp khô ng khí

Với việc điều chỉnh tiết diện l ưu thông của dòng không khí nóng (đi qua lõisưởi ấm) và dòng không khí lạnh (đi qua giàn lạnh) trước khi hai dòng không khínày hòa trộn là nguyên lý điều khiển của cửa điều khiển nhiệt độ (hay cửa hỗn hợp).

1.3.5 Điều khiển hệ thống điều h òa không khí kiểu cơ khí

Hệ thống điều khiển điều h òa không khí kiểu cơ khí bao gồm bảng điều khiểnvới các cần gạt, các cánh tay đ òn và hệ thống dây cáp Khi thay đổi vị trí của cáccần gạt trên bảng điều khiển, thông qua hệ thống dây cáp tác động đến các cánh tayđòn để điều khiển sự đóng mở của các cửa chức năng

Sơ đồ hệ thống được trình bày trên hình 1.44

H.1.44 Hệ thống điều khiển điều h òa không khí kiểu cơ khí

1 Bảng điều khiển với các núm chỉnh; 2 Công tắc quạt lồng sóc nhiều vận tốc; 3 Dây cáp điều khiển cổng chức năng thổi tan s ương; 4 Dây cáp điều khiển cổng chức năng lấy không khí; 5 Đèn chiếu sáng bảng điều khiển; 6 Dây cáp điều

khiển cổng chức năng hỗn hợp.

Hình 1.45 giới thiệu một dạng bảng điều khiển điều h òa không khí kiểu cơkhí thông dụng

H.1.45 Bảng điều khiển kiểu c ơ khí

1 Núm điều khiển tốc độ quạt lồng sóc.

2 Núm điều khiển nhiệt độ

3 Núm điều khiển chế độ điều hòa

Ý nghĩa của các chế độ trên bảng điều khiển như sau:

OFF – Tắt máy lạnh, máy nén và quạt lồng sóc không hoạt động MAX – Hệ thống hoạt động tối đa

+ MAX COLD: Máy nén ho ạt động tối đa, cửa nạp đóng nhậnkhông khí từ ngoài vào, không khí tuần hoàn trong xe

+ MAX HOT: Máy nén ngưng ho ạt động, van bộ sưởi ấm mở đểnhận nước nóng từ động cơ vào lõi sưởi ấm, không khí tuần ho àn

NORM – Hệ thống hoạt động bình thường, máy nén hoạt động, không

khí được lấy từ ngoài vào được làm lạnh và được thoát ra từ bảng taplo điều khiển

BI – LEVEL – Luồng không khí đã được điều hòa thổi ra từ cửa chớp

của bảng điều khiển và xuống sàn xe

VENT - Ở chế độ này không khí không đư ợc điều hòa Luồng không

khí đuợc lấy từ ngoài vào và được thoát ra từ bảng đồng hồ hoặc s àn xe

HEATER – Ở chế độ này, máy nén không hoạt động, không khí được

lấy bên ngoài vào và được phân phối 80% đến s àn xe và 20% đến các cửa kính

DEFROST - Không khí lấy từ bên ngoài xe vào được sưởi ấm Có

80% được phân phối đến kính chắn gió v à cửa sổ xe, 20% còn lại thổi đến sàn xe

Kỹ thuật đóng mở các cổng chức năng bằng tay nhờ d ây cáp tương đối đơngiản, tuy nhiên vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm như: Dây cáp dể bị bó kẹt trong vỏcủa nó; phải tác động một lực khá lớn để dẫn động; phải điều chỉnh độ căng dây cápthường xuyên để đóng mở chính xác các cửa chức năng.

Bởi vậy trong các hệ thống điều hòa không khí trên ôtô ngày nay không còndùng kiểu điều khiển này

1.3.6 Điều khiển hệ thống điều h òa không khí kiểu chân không.

1.3.6.1 Sơ đồ hệ thống

Hệ thống điều khiển chân không bao gồm các c ơ cấu được giới thiệu trênhình 1.46 Mạch điều khiển chân không bắt đầu từ động c ơ, đi qua các ống nhỏđược điều khiển bằng các van v à kết thúc ở một hay nhiều c ơ cấu chân không Bìnhtích lũy chân không được cung cấp chân không từ cửa hút của động cơ

H.1.46 Sơ đồ hệ thống điều khiển kiểu chân không

Các ống dẫn chân không bằng nhựa dẻo, đ ường kính trong khoảng 3,1mm.Mỗi một màu sắc quy định một chức năng của ống chân không

- Màu trắng: Tác động đến cổng chức năng lấy không khí từ ngo ài vào

- Màu đỏ: Tác động đến cổng hỗn hợp

- Màu xanh dương: Tác động đến cổng chức năng phân phối khí

- Màu vàng: Tác động đến cổng làm tan băng kính chắn gió

1.3.6.2 Cơ cấu chân không

Cấu tạo của cơ cấu chân không được thể hiện trên hình sau:

H.1.48 Kết cấu bầu chân không

1 Cần tác động

2 Màng tác động

3 Lò xo hồi vị

4 Đến nguồn chân không

Khi có nguồn chân không tác động, do ch ênh lệch áp suất màng chân không

sẽ di chuyển về bên trái kéo theo cần tác động di chuyển theo v à do đó điều khiểncác cửa Khi thôi tác động l ò xo hồi vị đẩy màng tác động về vị trí ban đầu

1.3.6.3 Nguyên lý điều khiển

Sơ đồ nguyên lý điều khiển chân không:

H.1.47 Nguyên lý điều khiển điều hòa không khí kiểu chân không

1 Ống dẫn chân không; 5 Van điều khiển; 2 Động cơ; 6 Cơ cấu chân không; 3.

Bảng điều khiển; 7 Cửa chức năng; 4 Bình tích lũy chân không.

Khi ta dịch chuyển các núm điều khiển tr ên bảng điều khiển, các tiếp điểm