Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ Giới thiệu chung hệ thống điều hòa không khí ô tô Điều hòa không khí hệ thống quan trọng xe Nó điều khiển nhiệt độ tuần hoàn không khí xe giúp cho hành khách xe cảm thấy dễ chịu ngày nắng nóng mà giúp giữ độ ẩm lọc không khí Ngày nay, điều hòa không khí xe hoạt động cách tự động nhờ cảm biến ECU điều khiển Điều hoà không khí giúp loại bỏ chất cản trở tầm nhìn sương mù, băng đọng mặt kính xe Để làm ấm không khí qua, hệ thống điều hòa không khí sử dụng két nước két sưởi ấm Két sưởi lấy nước làm mát động hâm nóng động dùng nhiệt để làm nóng không khí nhờ quạt thổi vào xe, nhiệt độ két sưởi thấp nước làm mát nóng lên Do sau động khởi động két sưởi không làm việc Để làm mát không khí xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo chu trình khép kín Máy nén đẩy môi chất khí có nhiệt độ cao áp suất cao vào giàn ngưng Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng Môi chất dạng lỏng chảy vào bình chứa (bình sấy khô) Bình chứa lọc môi chất Môi chất lỏng sau lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở chuyển môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất nhiệt độ thấp Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ thấp chảy tới giàn lạnh Quá trình bay chất lỏng giàn lạnh lấy nhiệt không khí chạy qua giàn lạnh Tất môi chất lỏng chuyển thành giàn lạnh có môi chất thể vừa gia nhiệt vào máy nén trình lặp lại trước Như để điều khiển nhiệt độ xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp két sưởi ấm giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí cánh hòa trộn vị trí van nước Để điều khiển thông khí xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên đưa vào xe nh chênh áp tạo chuyển động xe gọi thông gió tự nhiên.Sự phân bổ áp suất không khí bề mặt xe chuyển động, số nơi có áp suất dương, số nơi khác có áp suất âm Như cửa hút bố trí nơi có áp suất dương cửa xả khí bố trí nơi có áp suất âm Trong hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào xe Các cửa hút cửa xả không khí đặt vị trí hệ thống HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM thông gió tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió dùng chung với hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, sưởi ấm) Chức điều hòa không khí A Sưởi ấm Hình 1.1: Nguyên lý hoạt động sưởi ấm Người ta dùng két sưởi ấm trao đổi nhiệt để làm nóng không khí Két sưởi lấy nước làm mát động hâm nóng động dùng nhiệt độ để làm nóng không khí nhờ quạt thổi vào xe, nhiệt độ két sưởi thấp nước làm mát nóng lên Do sau động khởi động két sưởi không làm việc sưởi ấm B Làm mát không khí Giàn lạnh làm việc trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước đưa vào xe Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh Giàn lạnh làm mát nhờ chất làm lạnh sau làm mát không khí thổi vào xe từ quạt gió Việc làm nóng không khí ph ụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát động việc làm mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM C Hút ẩm Lượng nước không khí tăng lên nhiệt độ không khí cao giảm xuống nhiệt độ không khí giảm xuống Khi qua giàn lạnh, không khí làm mát Hơi nước không khí ngưng tụ lại bám vào cánh tản nhiệt giàn lạnh Kết độ ẩm xe bị giảm xuống Nước dính vào cánh tản nhiệt đọng lại thành sương chứa khay xả nước Cuối cùng, nước tháo khỏi khay xe vòi nhỏ Ngoài ba ch ức hệ thống điều hòa không khí có chức điều khiển thông gió xe Việc lấy không khí bên đưa vào xe nhờ chênh áp tạo chuyển động xe gọi thông gió tự nhiên Sự phân bổ áp suất không khí bề mặt xe chuyển động hình vẽ, số nơi có áp suất dương, số nơi khác có áp suất âm Như cửa hút bố trí nơi có áp suất dương cửa xả khí bố trí nơi có áp suất âm Trong h ệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào xe Các cửa hút cửa xả không khí đặt vị trí hệ thống thông gió tự nhiên Thông thường, hệ thống thông gió dùng chung với hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, sưởi ấm) Phân loại điều hòa không khí ô tô Hệ thống điều hòa không khí phân loại theo vị trí lắp đặt theo phương thức điều khiển A Phân loại theo vị trí lắp đặt  Kiểu phía trước Giàn lạnh kiểu phía trước gắn sau bảng đồng hồ nối với giàn sưởi Quạt giàn lạnh dẫn động mô tơ quạt Gió từ bên không khí tuần hoàn bên vào Không khí làm lạnh (hoặc sấy) đưa vào bên Hình 1.3: Kiểu phía trước  Kiểu kép Kiểu kép kiểu kết hợp kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau đặt khoang hành lý Cấu trúc không cho không khí thổi từ phía trước HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM từ phía sau Kiểu kép cho suất lạnh cao nhiệt độ đồng nơi xe Hình 1.4: Kiểu kép  Kiểu kép treo trần Kiểu sử dụng xe khách Phía trước bên xe bố trí hệ thống điều hòa kiểu phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau Kiểu kép treo trần cho suất lạnh cao nhiệt độ phân bố Hình 1.5: Kiểu kép treo trần B Phân loại theo phương pháp điều khiển  Kiểu tay Kiểu cho phép điều khiển nhiệt độ tay công tắc nhiệt độ đầu cần gạt Ngoài có cần gạt công tắc điều khiển tốc độ quạt, điềukhiển lượng gió, hướng gió HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 1.6: Kiểu tay (Khi trời nóng)  Kiểu tự động Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn, cách trang bị điều khiển điều hòa ECU động Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ không khí tốc động quạt cách tự động dựa nhiệt độ bên xe, bên xe, xạ mặt trời báo hộp điều khiển thông qua cảm biến tương ứng, nhằm điều khiển nhiệt độ bên xe theo nhiệt độ mong muốn Hình 1.7: Kiểu tay (Khi trời lạnh) Hình 1.8: Kiểu tự động (Khi trời nóng) HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 1.9: Kiểu tự động (Khi trời lạnh) Lý thuyết điều hòa không khí Để biết hiểu hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo hệ thống điều hòa không khí ô tô, ta cần phải tìm hiểu kỹ sở lý thuyết hệ thống điều hòa không khí Quy trình làm lạnh mô tả trình tách nhiệt khỏi vật thể Đây mục đích hệ thống làm lạnh điều hòa không khí Vì hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa nguyên lý sau đây:  Dòng nhiệt truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh  Khi bị nén chất khí làm tăng nhiệt độ  Sự giãn nở thể tích chất khí phân bố lượng nhiệt vùng rộng lớn nhiệt độ chất khí bị giảm xuống  Để làm lạnh vật ta phải lấy nhiệt khỏi vật thể  Một số lượng lớn nhiệt lượng hấp thụ chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành Tất hệ thống điều hòa không khí ô tô thiết kế dựa sở lý huyết ba đặc tính bản: Dòng nhiệt, hấp thụ, áp suất điểm sôi  Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao (các phần tử có chuyển động mạnh hơn) đến nơi có nhiệt độ thấp (các phần tử có chuyển động yếu hơn).Ví dụ: Một vật nóng 300F đặt cạnh vật nóng có nhiệt độ 800F vật nóng có nhiệt độ 800F truyền nhiệt cho vật 300F Sự chênh lệch nhiệt độ lớnthì dòng nhiệt lưu thông mạnh Sự truyền nhiệt truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, xạ hay kết hợp ba cách  Dẫn nhiệt: Là truyền có hướng nhiệt vật hay dẫn nhiệt xảy hai vật thể chúng tiếp xúc trực tiếp với Ví dụ ta nung nóng đầu thép đầu ấm lên dẫn nhiệt  Sự đối lưu: Là truyền nhiệt qua di chuyển chất lỏng hay chất khí làm nóng truyền nhiệt từ vật thể sang vật thể khác nhờ khối khung khí trung gian bao quanh Khi khối không khí đun nóng nguồn nhiệt, không khí nóng bốc lên phía tiếp xúc với vật thể nguội làm nóng vật thể Trong phòng không khí nóng bay lên trên, không khí lạnh di chuyển xuống tạo thành vòng luân chuyển khép kín, nhờ vật thể phòng nung nóng đều, tượng đối lưu HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM  Sự xạ: Là phát truyền nhiệt dạng tia hồng ngoại, vật không khí ho ặc không tiếp xúc với Ta cảm thấy ấm đứng ánh sáng mặt trời hay ánh sáng đèn pha ta đứng gần Đó nhiệt mặt trời hay đèn pha biến thành tia hồng ngoại tia chạm vào vật làm cho phần tử vật chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng Tác dụng truyền nhiệt gọi xạ  Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất tồn ba trạng thái: Thể lỏng, thể rắn, thể khí Muốn thay đổi trạng thái vật thể, cần phải truyền cho nhiệt lượng định Ví dụ ta hạ nhiệt độ nước xuống 320F (00C) nước đóng băng thành đá Nó thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn Nếu nước đun tới 2120F (1000C), nước sôi bốc (thể khí) Ở đặc biệt thú vị thay đổi nước đá (thể rắn) thành nước thể lỏng nước thành thể khí Trong trình thay đổi trạng thái nước ta phải tác động nhiệt vào Ví dụ: Khối nước đá nhiệt độ 320F ta nung nóng cho tan ra, nước đá tan v ẫn giữ nhiệt độ 32 0F Đun nước nóng đến 212 0F n ước sôi, ta ti ếp tục đun nước bốc nhiệt độ đo 212 0F (1000C) không nóng Lượng nhiệt hấp thụ nước sôi, nước đá để làm thay đổi trạng thái nước gọi ẩn nhiệt  Áp suất điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng hệ thống điều hòa không khí Khi tác động áp suất mặt chất lỏng làm thay đổi điểm sôi chất lỏng Áp suất lớn điểm sôi cao có nghĩa nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao so với mức bình thường Ngược lại giảm áp suất tác động lên vật chất điểm sôi vật chất bị giảm xuống Ví dụ điểm sôi nước nhiệt độ bình thường 1000C Điểm sôi tăng cao cách tăng áp suất chất lỏng đồng thời hạ thấp điểm sôi cách giảm bớt áp suất chất lỏng hay đặt chất lỏng chân không Đối với điểm ngưng tụ nước, áp suất có tác dụng Trong hệ thống điều hòa không khí, hệ thống điện lạnh ô tô áp dụng tượng áp suất bốc ngưng tụ số loại chất lỏng đặc biệt tham gia vào trình sinh lạnh điều hòa hệ thống Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh dầu bôi trơn A Đơn vị đo nhiệt lượng Để đo nhiệt lượng truyền từ vật sang vật người ta dùng đơn vị BTU Nếu cần nung Pound nước (0,454 kg) nóng đến 0F (0,550C) phải truyền cho nước BTU nhiệt Năng suất hệ thống nhiệt lạnh ô tô định rõ BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ.(1BTU= 0,252 cal = 252 kcal), (1 kcal = 4,187 kJ) B Môi chất lạnh Môi chất lạnh gọi tác nhân lạnh hay ga lạnh hệ thống điều hòa không khí phải đạt yêu cầu sau đây: + Môi chất lạnh phải có điểm sôi thấp 320F (00C) để bốc hấp thụ ẩn nhiệt nhiệt độ thấp Phải có tính chất tương đối trơ, hòa trộn với dầu bôi trơn để tạo thành hóa chất bền vững, không ăn mòn kim loại vật liệu khác cao su, nhựa Đồng thời chất làm lạnh phải chất không độc, không cháy, không gây nổ, không HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM sinh ph ản ứng phá hủy môi sinh môi trường xả vào khí Phân loại kí hiệu môi chất lạnh Các freon: Là cacbuahydro no chưa no mà nguyên tử hydro thay phần toàn nguyên tử clo, flo brom  R (refrigerant): Chất làm lạnh, môi chất lạnh  Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt Ví dụ R-134a  Các olefin có số đứng trước chữ số Ví dụ C3F6 kí hiệu R1216  Các hợp chất có cấu trúc mạch vòng thêm chữ C.Ví dụ C4H8 RC138  Các chất vô cơ: Kí hiệu R7M, với M phân tử lượng làm tròn chất đó.Ví dụ NH3 kí hiệu R717  Môi chất lạnh R-12 Môi chất lạnh R-12 hợp chất cacbon, Clo Flo có công thức hóa học CCl2F2(CFC) Nó chất khí không màu nặng không khí bốn lần 300C, có mùi thơm nhẹ, có điểm sôi 21,70C (-29,80C), áp suất bốc 30 PSI b ộ ngưng tụ 150 -300 PSI, có nhiệt lượng ẩn để bốc 70 BTU 1Pound R-12 dễ hòa tan dầu khoáng chất, không tham gia phản ứng với kim loại, ống mềm đệm kín sử dụng hệ thống Cùng với đặc tính có khả lưu thông xuyên suốt hệ thống ống dẫn không bị làm giảm hiệu suất, đặc điểm l cho R-12 môi chất lý tưởng sử dụng hệ thống điều hòa ô tô Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ôzôn gây hiệu ứng nhà kính, phân tử bay lên bầu khí trước phân giải, bầu khí quyển, nguyên tử Clo tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3 tầng ôzôn khí Do ngày môi chất lạnh R-12 bị cấm sử dụng lưu hành thị trường Hình 2.10: Sự phá hủy tầng ôzôn CFC  Môi chất lạnh R-134a Môi chất lạnh R134a có công thức hóa học CF3-CH2F (HFC) Do thành phần hợp chất chứa Clo nên lý cốt yếu mà ngành công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất lạnh R134a Các đặc tính, mối quan hệ áp suất nhiệt độ môi chất HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM R134a có ểm sôi -15,2 F (26,90C), có lượng nhiệt ẩn để bốc 77,74 BTU/Pound Điểm sôi cao so với môi chất R-12 nên hiệu suất có phần không so với R-12 Vì hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi ch ất lạnh R 134a thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn không khí giải nhiệt thổi xuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ) R134a có nhược điểm không kết hợp với dầu khoáng dùng để bôi trơn hệ thống Đồ thị mô tả mối quan hệ áp suất nhiệt độ Đồ thị điểm sôi R134a cặp giá trị nhiệt độ áp suất Phần diện tích đường cong áp suất biểu diễn R134a trạng thái khí phần diện tích đường cong áp suất biểu diễn R134a trạng thái lỏng Ga lạnh thể khí chuyển sang thể lỏng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất Ngược lại ga lỏng chuyển sang ga khí cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất Hình 2.11: Đường cong áp suất môi chất lạnh R-134a Khi thay môi chất lạnh R-12 hệ thống điều hòa không khí môi chất R134a phải thay đổi phận hệ thống không phù hợp với R134a, phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm hệ thống Dầu bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R134a chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE) Hai chất không hòa trộn với môi chất lạnh R-12 Ta phân biệt hai môi chất ạnh R-12 R134a thông thường ghi rõ dán phận hệ thống C Dầu bôi trơn  Tùy theo quy định nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 ml nạp vào máy nén nhằm đảm bảo chức sau đây: Bôi trơn chi tiết máy nén tránh mòn két cứng, phần dầu nhờn h òa trộn với môi chất lạnh lưu thông khắp nơi hệ thống, giúp van giãn nở hoạt động xác, bôi trơn cổ trục máy nén  Dầu bôi trơn máy nén phải tinh khiết không sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh  Dầu bôi trơn máy nén kh ông có mùi, suốt màu vàng nhạt Khi bị lẫn tạp chất có màu nâu đen Vì phát dầu bôi trơn hệ thống điện HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM lạnh đổi sang màu nâu đen, dầu bị nhiễm bẩn Nó cần xả thay dầu theo chủng loại dung lượng quy định  Chủng loại độ nhớt dầu bôi trơn máy nén tùy thuộc vào quy định nhà chế tạo máy nén tùy thuộc vào lượng môi chất lạnh sử dụng hệ thống Dầu nhờn hò a ta với môi chất lạnh lưu thông xuyên suốt hệ thống, bên phận có dầu bôi trơn tháo rời phận khỏi hệ thống Lượng dầu bôi trơn phải cho thêm sau thay phận quy định nhà chế tạo HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.6: Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh cao) II Bộ điều khiển tốc độ quạt Lưu lượng gió điều chỉnh thay đổi tốc độ quay mô tơ quạt Tốc độ quay mô tơ quạt phụ thuộc vào điện áp hai đầu mô tơ Trong hệ thống điều hòa ô tô, công t ắc quạt thay đổi giá trị điện trở mắc nối tiếp với động Bằng cách điều chỉnh tốc độ quay mô tơ Hình 3.7: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió Khi công tắc quạt cài đặt vị trí vị trí Low, dòng điện chạy qua cuộn dây rơ le sưởi làm cho rơ le vị trí ON Điện áp qua tiếp điểm rơ le sưởi sưởi ấm HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 38 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.8: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Low) Khi bật công tắc vị trí Me, rơle sưởi vị trí ON giống ta cài đặt chế độ Low Điều cho phép gửi điện áp tới động quạt Sau qua động quạt, dòng điện qua phần qua điện trở quạt mát So với chế độ Low, hiệu diện hai đầu động quạt lớn Điều cho phép động làm việc chế độ trung bình Hình 3.9: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Medium) Khi công t ắc quạt vị trí High rơ le vị trí giống chế độ thấp có điện áp đưa tới quạt Tuy nhiên dòng điện chạy qua động mà không qua điện trở nào, mát theo công tắc quạt Điều cho phép điện áp nguồn cấp trực tiếp cho động nên mô tơ quạt quay tốc độ cao HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 39 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.10: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí High) III Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga) Khi động chạy không tải, công suất động nhỏ Bật máy nén làm tải động Điều gây chết máy động nóng, máy điều hòa hoạt động xe dừng, tốc độ động phải tăng lên cách tự động, gọi điều khiển tốc độ bù ga không tải Bù ga kiểu điện ECU điều khiển động nhận tín hiệu công tắc A/C ON từ khuếch đại A/C mở van điều chỉnh tốc độ không tải Cả lượng không khí nhiên liệu tăng lên, giúp tăng tốc độ động tới nhiệt độ thích hợp Có hai ki ểu bù ga kiểu điện là: Kiểu cho không khí tắt kiểu dùng van điều chỉnh không tải ISCV (rpm- Revolution per minute: Số vòng quay phút) Hình 3.11: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu điện) HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 40 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Bù ga kiểu Loại dùng động điesel loại hộp điều khiển điện từ động xăng sử dụng chế hòa khí Khi hệ thống điều hòa hoạt động, van điện từ bù ga hoạt động, áp suất chân không bầu chân không dẫn tới cấu chấp hành đẩy bướm ga Điều làm tăng tốc độ không tải động Hình 3.12: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu chưa có điện) Hình 3.13: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu A/C bật) IV Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh Loại EPR Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) van điều chỉnh áp suất gồm ống kim loại Piston Bộ phận lắp giàn lạnh máy nén để trì áp suất môi chất bên giàn lạnh 0.18 MPa, cao hơn, ngăn chặn đóng băng Máy nén hoạt động liên tục loại sử dụng van EPR, thay đổi nhiệt độ đầu thấp Loại điều hòa không khí sử dụng van EPR không gây tiếng ồn, nên dùng rộng rãi loại xe đắt tiền HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 41 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.14: Cấu tạo van EPR Khi nhiệt độ xe cao, tải nhiệt cao, áp suất bay (Pe) tăng cao áp l ực lò xo (Ps), Piston dịch chuyển sang phái trái làm mở van Môi chất bay giàn lạnh hút vào máy nén Trong trình hoạt động, Piston van EPR đóng mở Chuyển động điều chỉnh áp suất bay (Pe) cho giàn lạnh, áp suất không xuống 0,18 MPa, ngăn chặn đóng băng giàn lạnh Hình 3.15: Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ xe cao) Khi nhiệt độ xe giảm nhiệt độ tải giảm, áp suất (Pe) trở nên thấp Lúc van EPR, giá trị (Pe) nhỏ áp lực lò xo Piston bị kéo trở lại bên phải Van đóng lại ngắt dòng môi chất lạnh để điều chỉnh suất lạnh phù hợp với tải nhiệt HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 42 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.16: Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ xe thấp) Loại thermistor Khi nhiệt độ giàn lạnh tăng, nhiệt độ cảm biến nhiệt thay đổi theo Giá trị điện trở giảm, làm cho điện điểm A khuếch đại A/C giảm Khi điện điểm A giảm, khuếch đại A/C làm cho transistor chuyển trạng thái ON ly hợp từ hoạt động Máy nén hoạt động để bắt đầu trình làm lạnh Hình 3.17: Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ cao) Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C, điện trở cảm biến nhiệt tăng Điện điểm A khuếch đại tăng Khi điện điểm A tăng lên khuếch đại cho transistor khóa ly h ợp không đóng mạch làm cho máy nén ngừng hoạt động Điều ngăn chặn đóng băng giàn lạnh HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 43 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.18: Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ thấp) V Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén Tín hiệu điều khiển máy nén Trạng thái ON/OFF máy nén điều khiển nhờ rơ le điện từ Có ba loại gửi tín hiệu đến rơ le Kiểu A: Tín hiệu điều khiển truyền từ điều khiển, với tín hiệu điều khiển khác cung cấp từ ECU động Kiểu B: Nhận tín hiệu điều khiển từ máy nén từ điều khiển A/C Đưa tín hiệu tới ECU động Kiểu C: Nhận tín hiệu độc lập từ điều khiển A/C Hình 3.19: Các kiểu điều khiển máy nén HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 44 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.20: Điều khiển máy nén kiểu A Bộ điều khiển truyền tín hiệu sau: Cho phép b ật máy nén hoạt động, bắt đầu bù ga ECU truyền tín hiệu trở lại phụ thuộc vào trạng thái động lúc Công tắc điều khiển A/C ECON Công tắc điều khiển A/C ECON phân làm hai m ức cảm nhận nhiệt độ không khí sau đ ã làm l ạnh , để điều khiển hoạt động máy nén ON/OFF Công tắc hệ thống điều hòa không khí dùng để chọn chế độ A/C hay ECON Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh cảm nhận nhiệt độ khí lạnh sau chúng qua khỏi giàn lạnh Việc điều khiển dựa vào nhiệt độ khí lạnh Hình 3.21: Công tắc điều khiển A/C ECON HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 45 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Để làm lạnh nhanh không khí bên xe ta bật công tắc điều hòa A/C vị trí ON Khi nhiệt độ giàn lạnh nhỏ 30C, máy nén đư ợc ngắt Khi nhiệt độ giàn lạnh lớn 40C, máy nén bật hệ thống bắt đầu làm việc Hình 3.22: Công tắc điều khiển A/C (ở vị trí OFF) Khi muốn điều hòa không khí hoạt động chế độ tiết kiệm làm khô không khí, bật công tắc ECON vị trí ON Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 100C thấp máy nén d ừng hoạt động Khi nhiệt độ xấp xỉ 110C cao máy nén máy nén hoạt động trở lại So với công tắc A/C vị trí ON, việc làm lạnh yếu Thời gian làm việc máy nén giảm tiết kiệm nhiên liệu xe chạy bốc Hình 3.23: Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí ON) HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 46 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.24: Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí OFF) Điều khiển theo tốc độ động Khi máy nén hoạt động lúc động trạng thái không tải, công suất động nhỏ nên động bị chết máy Khi máy nén hoạt động, việc điều khiển tốc độ động giúp bù ga đ ể trì tốc độ động tốc độ quay định Khi tốc độ động giảm, máy nén ngắt Những chức giúp ngăn ngừa động chết máy nhờ việc điều khiển máy nén ON/OFF phụ thuộc vào tốc độ động (rpmRevolution per minute: Số vòng quay phút) Hình 3.25: Điều khiển máy nén theo tốc độ động HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 47 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Điều khiển ngắt A/C để tăng tốc độ động Hình 3.26: Điều khiển ngắt A/C (qua ECU điều khiển A/C) Kiểu điều khiển sử dụng hiệu việc kiểm soát công suất động xe có công suất động nhỏ Máy nén ngắt tức thời trình tăng tốc để giảm tải cho động Quá trình tăng tốc nhận biết ECU động cơ, dựa vào loạt tín hiệu Khi tăng tốc nhận biết gửi tín hiệu đến điều khiển A/C Bộ điều khiển điều khiển ngắt máy nén vài giây Hình 3.27: Điều khiển ngắt A/C (bằng công tắc) Loại gồm công tắc đặt phía chân ga Khi đạp chân ga, máy nén ngừng hoạt động thời gian ngắn đủ để tăng tốc độ động HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 48 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Điều khiển ngắt máy nén trường hợp khẩn cấp Công tắc áp suất kép lắp phần cao áp hệ thống lạnh Khi áp suất cao phát hệ thống lạnh, máy nén dừng hoạt động Điều ngăn chặn hư hỏng bảo vệ phận quan trọng hệ thống điều hòa không khí Hình 3.28: Cấu tạo vị trí lắp đặt công tắc áp suất kép Khi môi chất lạnh hệ thống bị dò rỉ nguyên nhân khác dẫn đến thiếu dầu tuần hoàn để bôi trơn máy nén Điều làm cháy máy nén Khi áp su ất thấp (áp suất môi chất 0,2MPa thấp hơn) công tắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt Nguồn điện tới điều khiển A/C không cấp ly hợp từ bị ngắt dẫn đến nén ngừng hoạt động Điều đảm bảo an toàn cho phận hệ thống điều hòa không khí ô tô Hình 3.29: Công tắc áp suất kép (khi có cố xảy ra) HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 49 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khi áp suất môi chất lạnh cao việc giải nhiệt giàn nóng dẫn đến tải môi chất, phận hệ thống điều hòa bị phá hỏng Khi áp suất môi chất cao (áp suất môi chất khoảng 3,1MPa cao hơn), công t ắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt Nguồn điện tới khuếch đại A/C không cấp ly hợp từ bị ngắt dẫn đến nén ngừng hoạt động Điều đảm bảo an toàn cho phận hệ thống điều hòa không khí ô tô Điều khiển A/C nhiệt độ nước cao Cảm biến nhiệt độ nước làm cảm nhận nhiệt độ nước làm mát động cơ, để ngăn nhi ệt động Khi đạt nhiệt độ quy định (xấp xỉ 1000C) ly hợp từ ngừng hoạt động máy nén bị ngắt Điều làm giảm tải cho động Trong vài loại xe, điều thực máy nén loại thay đổi lưu lượng Khi nhiệt độ nước lên tới 1000C cao công suất máy nén giảm 50% Khi nhiệt độ nước từ 950C thấp hơn, công su ất máy nén đạt 100% Điều làm giảm tải cho động Hình 3.30: Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến nhiệt độ nước làm cảm nhận nhiệt độ nước làm mát động cơ, để ngăn nhi ệt động Khi đạt nhiệt độ quy định (xấp xỉ 1000C) ly hợp từ ngừng hoạt động máy nén bị ngắt Điều làm giảm tải cho động Trong vài loại xe, điều thực máy nén loại thay đổi lưu lượng Khi nhiệt độ nước lên tới 1000C cao công suất máy nén giảm 50% Khi nhiệt độ nước từ 950C thấp hơn, công suất máy nén đạt 100% Điều làm giảm tải cho động VI Điều chỉnh tốc độ quạt HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 50 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khi máy nén ho ạt động, áp suất môi chất lạnh nhiệt độ nước làm mát thấp, quạt giàn nóng quạt két nước làm mát động mắc nối tiếp với quay tốc độ thấp Hình 3.31: Quạt giàn nóng quạt két nước mắc nối tiếp Khi máy nén ho ạt động, áp suất môi chất lạnh nhiệt độ nước làm mát cao, quạt giàn nóng quạt két nước làm mát động mắc song song vớinhau quay tốc độ cao Khi máy nén ng ừng hoạt động quạt giàn nóng không quay Hình 3.32: Quạt giàn nóng quạt két nước mắc song song Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng quạt két nước  Chế độ 1: Nhiệt độ nước thấp, điều hòa không bật Khi công t ắc áp suất trạng thái OFF tức trạng thái đóng (áp suất ga lớn 15kg/cm2 ), công tắc nhiệt độ nước làm mát trạng thái OFF nhiệt độ nước lớn 900C Quạt giàn nóng quạt két nước không hoạt động HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 51 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Hình 3.33: Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng quạt két nước  Chế độ 2: Nhiệt độ nước thấp, bật điều hòa, áp suất ga lớn 15 kg/cm2 (hai quạt mắc nối tiếp chạy tốc độ thấp)  Chế độ 3: Không bật điều hòa, nhiệt độ nước cao (ví dụ leo dốc) Quạt giàn nóng không ho ạt động, quạt két nước quay tốc độ cao Bởi công t ắc nhiệt độ nước mở cuộn dây Rơ le số điện qua tiếp điểm đóng, dòng điện thẳng từ công tắc máy tới thẳng quạt két nước làm mát động Do quạt két nước quay tốc độ cao  Chế độ 4: Bật điều hòa, nhiệt độ nước thấp, áp suất ga lớn 15 kg/cm2 Khi công t ắc áp suất mở rơ le đóng Khi qu ạt giàn nóng quạt két nước làm mát mắc song song với Do dòng điện tăng lên hai quạt chạy tốc độ cao  Chế độ 5: Bật điều hòa, nhiệt độ nước cao, áp suất ga cao Khi hai quạt đấu song song chạy tốc độ cao HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG 52 ... nhiên Thông thường, hệ thống thông gió dùng chung với hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, sưởi ấm) Phân loại điều hòa không khí ô tô Hệ thống điều hòa không khí phân loại theo... Công tắc áp suất cao I Bộ tiêu âm E Van xả phía cao áp Nguyên lý hoạt động chung hệ thống điều hòa không khí ô tô Hệ thống điều hòa không khí tô hoạt động theo bước sau HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG... trí phận hệ thống điều hòa xe du lịch Hình 2.3: Sơ đồ bố trí phận hệ thống điều hòa xe khách II Cấu tạo hệ thống điều hòa không khí Máy nén a Chức HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ - ThS NGUYỄN