Đồ án hệ thống điều hòa không khí trên ô tô

Chương 1. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển vượt bậc, nhu cầu sử dụng các loại phương tiện giao thông đi lại của con người cũng ngày càng tăng cao khi nó phục vụ những nhu cầu thiết yếu mà con người cần1. Một chiếc xe ô tô bây giờ có vô số những tiện nghi khác nhau nó được ví như không khác gì so với một ngôi nhà di độn. Chiếc xe không chỉ nhằm mục đích đi lại di chuyển, vận chuyển hàng hóa mà khi ngồi trên đó nó đem lại cho chúng ta một cảm giác rất an toàn, tính hiệu quả cao và còn được trang bị đầy đủ nhưng tiện nghi mà con người cần tới, thỏa mãn nhu cầu cần thiết của người sử dụng nó. Vì thế những nhà thiết kế cần phải rất chú ý tới các tiện nghi, các hệ thống, được thiết kế bên trong và bên ngoài của một chiếc ô tô. Có thể thấy có rất nhiều các hệ thống thông minh, tiện nghi, ưu việt được lắp đặt trên xe trong đó không thể thiếu được mà phải kể đến đó là hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Hệ thống điều hòa không khí là một hệ thống vô cùng quan trọng trên xe và cũng không thể thiếu được trên các loại ô tô hiện nay. Nó chịu trách nhiệm điều hòa nhiệt độ không khí và tuần hoàn không khí bên trong của xe giúp cho những người đang ngồi bên trong xe sẽ thấy thỏa mái dễ chịu trong những ngày hè oi bức hay những ngày đông lạnh giá. Vì vậy e chọn đề tài nghiên cứu đồ án là nghiên cứu hệ thống điều khí vì nó có tính thực tế cao và nó cũng là hệ thống vô cùng quan trọng trên xe nó giúp ta khi ngồi trên xe có cảm giác thỏa mái. Em nghiên cứu đề tài này mang mục đích hiểu rõ về kết cấu , cách thức và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa để qua đó có thể áp dụng được vào trong thực tế hiện nay giúp hệ thống điều hòa có thể hoạt động và vận hành một cách trơn tru không gặp trở ngại và cũng có thể giúp đỡ nâng cấp hệ thống điều hòa lên hoàn thiện hơn, có thể phục vụ cho nhu cầu của người tiêu dùng tốt hơn khi lái xe và khi ngồi bên trong xe sẽ có một cảm giác thỏa mái, dễ chịu trong những ngày thời tiết khắc nghiệt. 2. Tình hình nghiên cứu hệ thống điều hòa hiện nay Hiện nay hệ thống điều hòa đang ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại hơn hoạt động tốt hơn, hiệu quả được nâng cao. Trước đây hệ thống điều hệ thống điều hòa không khí thường chỉ có hệ thống sưởi hoặc chỉ có hệ thống làm mát và điều được điểu khiển trực tiếp bằng tay bằng cách tác động vào công tắc và cần gạt điều khiển nhiệt độ. Còn bây giờ hệ thống điều hòa phát triển rất hiện đại, hệ thống điều hòa là điều hòa 4 mùa có cả hệ thống làm lạnh kết hợp với cả hệ thống sưởi. Ngoài ra hệ thống điều hòa còn được điều khiển một cách tự động thông qua cá loại cảm biến như cảm biến nhệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, … Các loại cảm biến này sẽ cảm nhân nhiệt độ môi trường, nhiệt độ bên trong xe,… để điều chỉnh nhiệt độ sao cho thích hợp. Ngoài những ưu điểm hệ thống điều hòa trên ô tô cũng có nhược điểm như là có thể gây phá hủy tầng ozone do loại ga điều hòa khi hệ thống điều hòa xả ra môi trường. Loại ga trước đây thường dùng là loại ga R12 nó xả ra lượng lớn khí Clo gây ra phá hủy tần ozone. Sau này đã được thay thế bằng khí R134a, loại khí này có đặc tính gần giống với R12 và ít gây hại đến tầng ozone ở tầng bình lưu hơn khí R12 đến 95% tuy nhiên nó vẫn có xu hướng làm cho trái đất ấm lên và nó truyền nhiệt kém hơn so với R12 một chút. Hiện nay khí ga R134a vẫn là loại khí ga ưu việt nhất hiện tại và được dùng phổ biến nhưng có vẫn một phần có hại tới môi trường vẫn có thể làm cho trái đất nóng lên và chưa có loại một loại ga nào có thể làm tốt thay thế được ga R134a ở thời điểm hiện tại. Vì vậy trong tương lai hi vọng sẽ tìm ra một loại ga lạnh khác có thể thay thế vào trong hệ thống điều hòa không khí có hiệu quả làm lạnh tốt hơn và thân thiện với môi trường hơn, không làm phá hủy tầng ozone và không là tác nhân làm nóng lên của trái đất. Khoa học kỹ thật trên thế giới ngày càng phát triển hơn và hệ thống điều hòa không khí trong ô tô cũng sẽ ngày càng được cải thiện, hoàn thiện hơn, hiện đại hơn nữa để phục vụ những nhu cầu thiết yếu của người sử dụng. Chương 2. Cấu tạo hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Điều hòa không khí là một trong những hệ thống vô cùng quan trọng trong xe. Nó chịu trách nhiệm điều hòa nhiệt độ không khí và tuần hoàn không khí bên trong của xe giúp cho những người đang ngồi bên trong xe sẽ thấy thỏa mái dễ chịu trong những ngày hè oi bức hay những ngày đông lạnh giá, không những thế nó còn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch không khí2. Ngày nay, các hoạt động của điều hòa không khí có thể hoạt động được một cách tự động nhờ vào sự giúp đỡ các cảm biến và điều khiển ECU được lắp đặt trong xe. Điều hòa trên ô tô cũng có thể giúp loại bỏ các yếu tố cản trở tầm nhìn như sương mù, nước và băng bị giữ lại trên mặt kính của xe khi xe di chuyển. Để có thể làm ấm được không khí bên trong ô tô, hệ thống điều hòa đã sử dụng một két sưởi ấm. Két sưởi ấm này sẽ lấy nước làm mát cơ được làm nóng lên bởi động cơ và sử dụng một quạt gió để đưa nhiệt này vào để làm ấm không khí đưa vào khoang xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởi sẽ thấp cho tới khi nước làm mát của động cơ được làm nóng lên. Do đó ngay sau khởi động động cơ thì bộ phận sưởi ấm không làm việc. Để không khí trong ô tô được làm mát thì hệ thống làm lạnh của ôtô sẽ hoạt động theo một chu trình làm việc kín. Máy nén sẽ nén lại và đẩy môi chất làm lạnh ở thể khí có áp suất cao đi vào giàn ngưng. Khi môi chất làm lạnh ở giàn ngưng sẽ từ khí được chuyển đổi sang dạng lỏng. Chất làm lạnh thể lỏng sẽ được đưa vào một bình chứa ( hay còn gọi bình sấy khô). Môi chất làm lạnh sau khi chảy qua lưới lọc sẽ chảy qua một van gọi là van tiết lưu nhiệt, van này sẽ làm chuyển chất làm lạnh ở thể lỏng thành khí (áp suất và nhiệt độ thấp). Môi chất làm lạnh ở dạng khí có nhiệt độ thấp sẽ làm nguội lạnh không khí. Quá trình bay hơi trong máy lạnh sẽ lấy nhiệt độ của không khí chạy qua máy lạnh. Tất cả các không khí trong môi trường đều được chuyển thành hơi lạnh và chỉ có môi chất làm lạnh sau khi được lấy nhiệt độ sẽ được máy nén hút đi quay trở lại máy nén khí và quá trình lặp lại như trước. 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, chức năng của điều hòa hệ thống 2.1.1 Nhiệm vụ Hệ thống điều hòa trên ô tô là một hệ thống có nhiệm vụ đảm bảo chất lượng không khí ở bên trong ô tô nhằm duy trì nhiệt độ và không khí sạch thích hợp với sức khỏe con người. Ở mỗi không gian khác nhau, mức độ phức tạp của ô tô mà kết cấu của điều hòa sẽ có sự phức tạp khác nhau. Kết cấu của điều sẽ phức tạp hoặc đơn giản nhưng vẫn có đầy đủ các chức năng cơ bản của một hệ thống điều hòa không khí. Chỉ tiêu tối ưu cho môi trường bên trong ô tô: nhiệt độ 18o Cđến 22o C, độ ẩm 40% đến 60%; Tốc độ gió lưu thông 0,1 ms đến 0,4 ms, lượng khí bù nhỏ hơn 0,001 gm3 2.1.2 Yêu cầu Không khí được đưa vào trong khoang hành khách phải lạnh. Không khí đưa vào khoang phải sạch Không phải khí lạnh phải được truyền tới toàn bộ hành khách. Không khí lạnh đưa vào phải khô không ẩm. 2.1.3 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí Hình 2.1: Bố trí chung hệ thống điều hòa không khí 1.Máy nén 2.Giàn nóng 3.Tấm lọc 4.Van tiết lưu 5.Giàn lạnh 6. Bình chứa 7.Két sưởi 8.Quạt gió Hệ thống điều hòa không khí có các chức năng sau: Điều khiển nhiệt độ của không khí bên trong ô tô và thay đổi độ ẩm bên trong xe. Điều khiển lưu lượng không khí tuần hoàn bên trong xe. Lọc bụi trong không và làm sạch không khí. a) Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe • Chức năng sưởi ấm Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống sưởi Két sưởi được sử dụng giống như bộ trao đổi nhiệt độ, nó sẽ tăng nhiệt độ và làm ấm không khí và thổi vào khoang xe. Két sưởi sẽ lấy nhiệt độ của nước làm mát động cơ trong lúc động cơ đang hoạt động để làm nóng và nhờ vào quạt gió thổi không khí đã được két sưởi làm ấm thổi vào bên trong khoang xe.Khi nước làm mát nóng lên nó sẽ làm tăng nhiệt độ của két sưởi lên. Do đó trước khi động cơ của ô tô được khởi động thì két sưởi vẫn lạnh và không làm việc như bộ sưởi cho đến khi động cơ khởi động và làm nóng nước làm mát. • Chức năng làm mát Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát Giàn lạnh cũng giống như giàn nóng là một bộ phận sử dụng để trao đổi nhiệt độ, nó sẽ chịu trách nhiệm làm mát không khí trước khi nó được quạt gió thổi vào bên trong khoang hành khác và khoang người lái. Khi công tắc điều hòa không khí được bật lên, máy nén lúc này sẽ bắt đầu hoạt động và đẩy môi chất lạnh đi tới giàn lạnh để làm mát không khí 2. Giàn lạnh sau khi được đưa chất làm lạnh tới sẽ làm lạnh không khí và đưa khí lạnh vào khoang hành khách nhờ vào quạt gió. Khác với việc không khí được làm nóng thì làm lạnh không khí hoàn toàn độc lập không phụ thuộc vào việc lấy nhiệt độ của nước làm mát của động cơ. b) Chức năng hút ẩm Khi độ ẩm bên trong của không khí quá lớn, thì sau khi không khí đi qua giàn lạnh sẽ làm cho hơi nước bên trong không khí sẽ bị ngưng đọng lại và đọng lên bên trên các cánh tản nhiệt giàn lạnh3. Như thế sẽ làm khô được không khí lạnh trước khi quạt gió thổi không khí đã làm lạnh vào khoang xe. Nước sau khi đã đọng lại bên trên giàn lạnh sẽ chảy xuống một khay xả nước và thông qua vòi dẫn thải ra ngoài xe c) Chức năng lọc gió và loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn Một bộ lọc không khí sẽ lắp ở phía trước của cửa hút để lọc sạch không khí lạnh trước khí khí lạnh được đưa vào bên trong khoang xe 3. Bộ lọc bụi: Khi bụi bẩn làm tắc bộ lọc không khí khi đó không khí sẽ khó được quạt gió thổi vào trong khoang xe, việc này sẽ làm giảm hiệu suất làm lạnh của điều hòa. Khi đó cần kiểm tra làm sạch và có thể sẽ thay bộ lọc khác để nâng cao đươc hiệu suất làm việc của hệ thống điều hòa. Hình 2.4: Bộ lọc khí Bộ làm sạch không khí : Bộ làm sạch không khí sẽ loại bỏ khói thuốc lá, bụi,... để không khí bên trong xe được sạch Hình 2.5: Bộ lọc khí và khử mùi Bộ lọc không sẽ lấy không khí bên trong của xe nhờ vào một mô tơ quạt gió và làm thanh lọc không khí và loại bỏ mùi của không khí nhờ vào than hoạt tính bên trong của bộ lọc không khí. Ngoài ra, trong một số loại xe còn được lắp thêm cảm biến khói thuốc để nhận biết được có khói thuốc trong xe hay không và mô tơ quạt gió sẽ tự động bật lên ở chế độ “HI” để làm sạch không khí trong xe Loại bỏ các cản trở tầm nhìn Khi độ ẩm và nhiệt độ bên trong xe cao mà không khí bên ngoài trời có nhiệt độ thấp khi đó phía trên mặt kính của xe sẽ đọng lại hơi nước. Nó sẽ làm cản trở tầm nhìn của người lái khi lái xe. Khí đó hệ thống dẫn một luồng không khí để thổi lên phía bên trên mặt kính để làm tan đi nước đọng lại phía trên mặt kính. 2.1.4 Phân loại hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô sẽ được phân loại theo phương thức khiển điều hòa, theo vị trí lắp đặt của điều và theo chức năng. 4 2.1.4.1 Phân loại theo vị trí lắp đặt a) Kiểu giàn lạnh của điều hòa được đặt ở phía trước của xe Loại này cửa ra của điều hòa sẽ được lắp vào phía sau bảng đồng hồ, khí mát và không khí tuần hoàn sẽ được quạt gió thổi qua giàn lạnh thổi không khí lạnh vào bên trong khoang hành khách. Loại điều hòa không khí này sẽ đưa luồng khí lạnh từ hệ thống thổi đến trước mặt người lái nên làm lạnh nhanh và liên tục. Người lái có thể điều khiển được cửa ra điều hòa không khí nên sẽ điều chỉnh được nhiệt độ một cách hợp lý nên sẽ tăng hiệu quả làm lạnh hơn. b) Kiểu khoang hành lý. Kiểu điều hòa không khí này sẽ lắp đặt ở phía cốp sau xe, không khí lạnh sẽ được đưa vào khoang hành khách từ cửa ra được đặt ở lưng ghế sau.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ  ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ GVHD: Sinh viên thực hiện: MSV: 2018605510 Lớp : 20203AT6009001 Khóa : 13 Hà Nội , tháng 07/2021 Mục lục Danh mục hình ảnh LỜI MỞ ĐẦU Ngành cơng nghệ ô tô ngày phát triển mạnh mẽ ngày trở nên vượt trội so với nghành khác[1] Một ô tô không phục vụ cho việc di chuyển hay đơn để chở hàng hóa mà ngồi xe lại di chuyển tạo cảm giác thật thỏa mái, dễ chịu cho người lái hành khách ngồi xe Những xe ô tô ngày di chuyển đường cần phải bảo đảm cho người ngồi xe an tồn mà cịn đưa tới nhiều tiện nghi khác nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng tăng lên người sử dụng Một tiện ích lắp đặt quan trọng xe hệ thống điều hịa khơng khí Điều hịa tơ giúp điều hịa khơng khí bên xe lưu thơng khí xe giúp cho khơng khí xe hơn, thống mát làm người ngồi xe có cảm giác thật thỏa mái, dễ chịu điều kiện thời tiết khắc nghiệt Như thời tiết nắng nóng, oi khó chịu điều hịa xe chịu trách nhiệm làm mát khơng khí bên xe lọc bụi lưu thơng khơng khí xe, cịn vào mua đơng giá rét có hệ thống sưởi hệ thống điều hịa khơng khí sưởi ấm khơng khí bên xe điều hịa nhiệt độ mức thích hợp phù hợp với nhu cầu người sử dụng Nhận thấy đề tài “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ” đề tài hữu ích có tính thực tế cao Vì đồng ý cho phép thầy Lê Đức Hiếu e tiến hành nghiên cứu đồ án chuyên ngành đề tài Mặc dù có gặp số khó khăn việc tìm hiểu thực đồ án giúp đỡ bảo tận tần thầy Lê Đức Hiếu thầy khoa em hồn thành đồ án chuyên ngành theo thời gian quy định mục tiêu đề Đề tài đồ án chuyên ngành “Nghiên cứu hệ thống điều hòa khơng khí tơ” Nội dung đề tài gồm chương Chương 1: Tổng quan hệ thống điều hịa khơng khí tơ Chương 2: Cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí tơ Chương 3: Phân tích sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tơ Do kiến thức chuyên ngành hạn chế nên đồ án chun ngành lần cịn có nhiều thiếu sót tránh khỏi, em mong thầy cô khoa góp ý giúp cho đồ án chuyên ngành em đầy đủ hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Chương Tổng quan hệ thống điều hịa khơng khí tơ Lý chọn đề tài Ngày khoa học công nghệ ngày phát triển vượt bậc, nhu cầu sử dụng loại phương tiện giao thông lại người ngày tăng cao phục vụ nhu cầu thiết yếu mà người cần[1] Một xe tơ có vơ số tiện nghi khác ví khơng khác so với ngơi nhà di độn Chiếc xe khơng nhằm mục đích lại di chuyển, vận chuyển hàng hóa mà ngồi đem lại cho cảm giác an tồn, tính hiệu cao cịn trang bị đầy đủ tiện nghi mà người cần tới, thỏa mãn nhu cầu cần thiết người sử dụng Vì nhà thiết kế cần phải ý tới tiện nghi, hệ thống, thiết kế bên bên tơ Có thể thấy có nhiều hệ thống thông minh, tiện nghi, ưu việt lắp đặt xe khơng thể thiếu mà phải kể đến hệ thống điều hịa khơng khí tơ Hệ thống điều hịa khơng khí hệ thống vô quan trọng xe thiếu loại ô tơ Nó chịu trách nhiệm điều hịa nhiệt độ khơng khí tuần hồn khơng khí bên xe giúp cho người ngồi bên xe thấy thỏa mái dễ chịu ngày hè oi hay ngày đông lạnh giá Vì e chọn đề tài nghiên cứu đồ án nghiên cứu hệ thống điều khí có tính thực tế cao hệ thống vơ quan trọng xe giúp ta ngồi xe có cảm giác thỏa mái Em nghiên cứu đề tài mang mục đích hiểu rõ kết cấu , cách thức nguyên lý hoạt động hệ thống điều hịa để qua áp dụng vào thực tế giúp hệ thống điều hịa hoạt động vận hành cách trơn tru không gặp trở ngại giúp đỡ nâng cấp hệ thống điều hịa lên hồn thiện hơn, phục vụ cho nhu cầu người tiêu dùng tốt lái xe ngồi bên xe có cảm giác thỏa mái, dễ chịu ngày thời tiết khắc nghiệt Tình hình nghiên cứu hệ thống điều hòa Hiện hệ thống điều hòa ngày phát triển hoàn thiện đại hoạt động tốt hơn, hiệu nâng cao Trước hệ thống điều hệ thống điều hịa khơng khí thường có hệ thống sưởi có hệ thống làm mát điều điểu khiển trực tiếp tay cách tác động vào công tắc cần gạt điều khiển nhiệt độ Còn hệ thống điều hòa phát triển đại, hệ thống điều hịa điều hịa mùa có hệ thống làm lạnh kết hợp với hệ thống sưởi Ngồi hệ thống điều hịa cịn điều khiển cách tự động thông qua cá loại cảm biến cảm biến nhệt độ xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, … Các loại cảm biến cảm nhân nhiệt độ môi trường, nhiệt độ bên xe,… để điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp Ngồi ưu điểm hệ thống điều hịa ô tô có nhược điểm gây phá hủy tầng ozone loại ga điều hòa hệ thống điều hịa xả mơi trường Loại ga trước thường dùng loại ga R12 xả lượng lớn khí Clo gây phá hủy tần ozone Sau thay khí R-134a, loại khí có đặc tính gần giống với R-12 gây hại đến tầng ozone tầng bình lưu khí R-12 đến 95% nhiên có xu hướng làm cho trái đất ấm lên truyền nhiệt so với R-12 chút Hiện khí ga R-134a loại khí ga ưu việt dùng phổ biến có phần có hại tới mơi trường làm cho trái đất nóng lên chưa có loại loại ga làm tốt thay ga R-134a thời điểm Vì tương lai hi vọng tìm loại ga lạnh khác thay vào hệ thống điều hịa khơng khí có hiệu làm lạnh tốt thân thiện với môi trường hơn, không làm phá hủy tầng ozone khơng tác nhân làm nóng lên trái đất Khoa học kỹ thật giới ngày phát triển hệ thống điều hịa khơng khí ô tô ngày cải thiện, hoàn thiện hơn, đại để phục vụ nhu cầu thiết yếu người sử dụng Chương Cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí tơ Điều hịa khơng khí hệ thống vơ quan trọng xe Nó chịu trách nhiệm điều hịa nhiệt độ khơng khí tuần hồn khơng khí bên xe giúp cho người ngồi bên xe thấy thỏa mái dễ chịu ngày hè oi hay ngày đơng lạnh giá, khơng cịn giúp giữ độ ẩm lọc khơng khí[2] Ngày nay, hoạt động điều hịa khơng khí hoạt động cách tự động nhờ vào giúp đỡ cảm biến điều khiển ECU lắp đặt xe Điều hịa tơ giúp loại bỏ yếu tố cản trở tầm nhìn sương mù, nước băng bị giữ lại mặt kính xe xe di chuyển Để làm ấm khơng khí bên tơ, hệ thống điều hịa sử dụng két sưởi ấm Két sưởi ấm lấy nước làm mát làm nóng lên động sử dụng quạt gió để đưa nhiệt vào để làm ấm khơng khí đưa vào khoang xe, nhiệt độ két sưởi thấp nước làm mát động làm nóng lên Do sau khởi động động phận sưởi ấm khơng làm việc Để khơng khí tơ làm mát hệ thống làm lạnh ôtô hoạt động theo chu trình làm việc kín Máy nén nén lại đẩy mơi chất làm lạnh thể khí có áp suất cao vào giàn ngưng Khi môi chất làm lạnh giàn ngưng từ khí chuyển đổi sang dạng lỏng Chất làm lạnh thể lỏng đưa vào bình chứa ( hay cịn gọi bình sấy khơ) Mơi chất làm lạnh sau chảy qua lưới lọc chảy qua van gọi van tiết lưu nhiệt, van làm chuyển chất làm lạnh thể lỏng thành khí (áp suất nhiệt độ thấp) Mơi chất làm lạnh dạng khí - có nhiệt độ thấp làm nguội lạnh khơng khí Q trình bay máy lạnh lấy nhiệt độ khơng khí chạy qua máy lạnh Tất khơng khí mơi trường chuyển thành lạnh có mơi chất làm lạnh sau lấy nhiệt độ máy nén hút quay trở lại máy nén khí trình lặp lại trước 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, chức điều hòa hệ thống 2.1.1Nhiệm vụ - Hệ thống điều hịa tơ hệ thống có nhiệm vụ đảm bảo chất lượng khơng khí bên tơ nhằm trì nhiệt độ khơng khí thích hợp với sức khỏe người - Ở không gian khác nhau, mức độ phức tạp ô tô mà kết cấu điều hịa có phức tạp khác Kết cấu điều phức tạp đơn giản có đầy đủ chức hệ thống điều hịa khơng khí - Chỉ tiêu tối ưu cho môi trường bên ô tô: nhiệt độ 18 o Cđến 22o C, độ ẩm 40% đến 60%; Tốc độ gió lưu thơng 0,1 m/s đến 0,4 m/s, lượng khí bù nhỏ 0,001 g/m 2.1.2Yêu cầu - Khơng khí đưa vào khoang hành khách phải lạnh - Khơng khí đưa vào khoang phải - Khơng phải khí lạnh phải truyền tới tồn hành khách - Khơng khí lạnh đưa vào phải khô không ẩm 2.1.3Chức hệ thống điều hịa khơng khí Hình 2.1: Bố trí chung hệ thống điều hịa khơng khí 1.Máy nén 2.Giàn nóng 3.Tấm lọc 4.Van tiết lưu 5.Giàn lạnh Bình chứa 7.Két sưởi 8.Quạt gió 10 Hệ thống điều hịa khơng khí có chức sau: - Điều khiển nhiệt độ khơng khí bên tơ thay đổi độ ẩm bên xe - Điều khiển lưu lượng không khí tuần hồn bên xe - Lọc bụi khơng làm khơng khí a) Chức điều khiển nhiệt độ tuần hồn khơng khí xe • Chức sưởi ấm Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động hệ thống sưởi Két sưởi sử dụng giống trao đổi nhiệt độ, tăng nhiệt độ làm ấm khơng khí thổi vào khoang xe Két sưởi lấy nhiệt độ nước làm mát động lúc động hoạt động để làm nóng nhờ vào quạt gió thổi khơng khí két sưởi làm ấm thổi vào bên khoang xe.Khi nước làm mát nóng lên làm tăng nhiệt độ két sưởi lên Do trước động tơ khởi động két sưởi lạnh khơng làm việc sưởi động khởi động làm nóng nước làm mát 55 137 138 139 140 141 142 143 144 Hình 2.53: Điều khiển bù ga kiểu điện Bù ga kiểu b) Khi hệ thống hoạt động lúc van điện từ bù ga hoạt động khiến cho áp suất chân không bên bầu chân không dẫn tới cấu chấp hành đẩy bướm ga mở lớn để lượng khơng khí nhiên liệu vào nhiều để tăng tốc độ động không tải [19] Loại điều khiển bù ga kiểu thường dùng loại động xăng sử dụng chế hịa khí loại động diesel khơng có hộp điều khiển van điện từ 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 Hình 2.54: Điều khiển bù ga kiểu 56 2.4.4Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh a) Loại EPR Bộ điều khiển van điều chỉnh áp suất đặt giàn lạnh máy nén, van gồm có piston di chuyển qua lại ống kim loại dùng để trì áp suất ln mức 2,0kgf/cm để ngăn chặn không cho giàn lạnh bị đóng băng Ưu điểm loại EPR hoạt động cách liên tục mà khơng gây tiếng ồn loại xe đắt tiền thường sử dụng loại điều hịa khơng khí có sử dụng van EPR 157 158 159 160 161 162 163 164 Hình 2.55: Điều khiển chống đóng băng loại EPR Khi nhiệt độ xe cao, piston bị đẩy dịch chuyển bên trái áp suất bay tăng cao áp lực lò so Ps, lúc môi chất bay giàn lạnh hút vào máy nén Trong trình hoạt động chuyển động piston điều chỉnh áp suất ln trì mức 2,0kgf/cm2 để ngăn chặn cánh giàn lạnh bị đóng băng 165 166 167 168 169 170 171 172 Hình 2.56: Van giãn nở 57 173 Và ngược lại nhiệt độ xe giảm piston lại quay trở lại bên phải van đóng lại ngăn chặn dịng mơi chất chảy vào 174 175 176 177 178 179 Hình 2.57: Van giãn nở 180 Loại nhiệt điện trở b) Khi nhiệt độ giàn lạnh tăng làm cho cảm biến nhiệt thay đổi, điện trở giảm xuống làm cho hiệu điện điểm A điều khiển A/C giảm xuống Lúc điều khiển A/C làm cho transistor bên bật lên làm ly hợp từ hoạt động, sau máy né hoạt động trình làm lạnh bắt đầu 181 182 183 184 185 186 187 188 Hình 2.58: Điều khiển chống đóng băng nhiệt độ thấp Khi nhiệt độ giàn lành bị giảm xuống tới gang oC điện trở cảm biến nhiệt tăng lên Khi dịng điện qua điểm A điều khiển A/C tăng lên làm cho transistor tắt làm cho ly hợp từ khơng đóng mạch 189 58 máy nén không hoạt động nữa, điều ngăn chặn việc làm đóng bang giàn lạnh 190 2.4.5Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén Hình 2.59: Điều khiển chống đóng băng nhiệt độ cao a) Điều khiển theo tốc 191 Hệ thống điều độ động hịa hoạt động dừng xe động chạy khơng tải có cơng suất nhỏ, lúc máy nén hệ thống điều hòa khơng khí hoạt động gây nên q tải cho động khiến động nóng lên chết máy [20] Vì Việc điều khiển động quay nhanh để trì cho máy nén điều hịa hoạt động mà khơng làm chết máy, mà tốc độ quay động giảm xuống máy nén điều hịa Hình 2.60: Điều khiển máy nén theo tốc độ động b) tự động tắt Vì máy nén điều khiển tắt mở nhờ vào điều khiển tốc độ động nhằm tránh cho động bị chết máy Điều khiển ngắt A/C để tăng tốc độ động 59 192 193 194 195 196 197 198 199 Hình 2.61: Điều khiển ngắt A/C để tăng tốc độ động Kiểu điều khiển trình tăng tốc máy nén ngắt tức thời để giảm tải cho động tăng tốc, việc hiệu việc kiểm sốt cơng suất loại động xe mà có cơng suất động nhỏ [19] Khi tăng tốc độ có loại loại tín hiệu gửi tới ECU động sau tín hiệu gửi tới điều khiển A/C, làm ngắt máy nén điều hịa vài dây để tránh việc động tải gây chết máy tăng tốc 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 Hình 2.62: Mạch điều khiển máy nén 210 Khi tăng tốc xe đạp vào chân ga tác động vào công tắc đặt phía cảu bàn đạp ga 211 60 làm ngắt máy nén tạm thời, máy nén dừng lại động tăng tốc độ xong Chương Phân tích sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tô 3.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí xe Toyota vios 2007 212 213 3.2 Phân tích sơ đồ mạch điện trình bày nguyên lý làm việc 3.2.1Giải thích kí hiệu 214 (1) Cầu chì tổng hệ thống Hình 3.63: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều hòa toyota vios 2007 61 215 Cầu chì tổng HTR hệ thống 216 Giá trị cầu chi 40A 217 (2) Cầu chì 218 219 Cầu chì có giá trị 10A 220 221 (3) Rơ le sưởi 222 Rơ le sưởi (HTR Lelay) chân 223 Rơ le có chân chân chân chân cuộn dây, chân 3, chân 4, chân tiếp điểm 224 225 (4) Quạt gió 226 227 Quạt gió có lắp ráp phụ động quạt 228 229 (5) Điện trở quạt gió 230 Điện trở quạt gió dùng để điều chỉnh tốc độ quạt gió 231 232 (6) Cụm điều khiển quạt (Điều khiển tốc độ quạt gió làm điều khiển nhiệt độ) 233 Cụm điều khiển gồm có chế độ: - Chế độ HI: Quạt quay với tốc độ cao 62 - Chế độ M2: Quạt quay với tốc độ vừa phải Chế độM1: Quạt quay với tốc độ vừa phải thấp chế độ M2 Chế độ LO: Quạt quay với tốc độ chậm 234 235 (7) Giắc nối dây 236 237 Đầu nối mối nối dây nối 238 239 Giắc nối dây 240 241 Đầu nối dây 242 243 Đầu nối dây 244 245 (8) Cơng tắc điều hịa 246 247 Cơng tắc điều khiển điều hịa khơng khí 248 249 250 (9) Cụm máy nén làm mát 251 Cụm máy nén khí hệ thống làm mát điều hịa 252 253 254 (10) Bộ khuếch đại điều hòa 63 255 (11) Nhiệt điện trở lạnh 256 257 Thay đổi điện trở xác định nhiệt độ giàn lạnh 258 259 260 (12) Công tắc áp suất 261 262 Cụm cơng tắc áp suất điều hịa (Cụm phụ ống chất lỏng) 263 264 265 266 267 268 (13) Bộ điều khiển động (ECM) 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 (14) Cảm biến vị trí tay quay 64 280 (15) Vỏ bọc bảo vệ 281 Lớp vỏ bọc bảo vệ chống nhiễm từ 282 283 284 3.2.2Phân tích mạch điện nguyên lý hoạt động 285 Chế độ điều hịa khơng khí bật Khi hệ thống điều hịa khơng khí hoạt động cơng tắc A/C bật đồng nghĩa với việc công tắc quạt gió bật động hoạt động 286 Bật cơng tắc A/C lúc dịng điện từ ắc quy tới khóa điện đưa tới cầu chì (7.5A) sau tới chân L công tắc A/C (E5) tiếp tục tới chân 27 A/C khuếch đại - Động hoạt động lúc cảm biến trục quay(C2) gửi tín hiệu tới ECM từ chân 30 (AC1) ECM gửi tín hiệu tới khuếch đại điều hịa - Bật cơng tắc quạt gió: Dịng diện từ ắc quy tới cầu chì GAUSE (10A) qua rơ chân chân rơ le nhiệt tới đầu nối dây nôi E8 chia thành nhánh nhánh đưa khuếch nhận biết bật quạt gió nhánh cịn lại tới cơng tắc quạt gió mass - Cơng tắc điều khiển quạt gió gồm có chế độ 287 + Chế độ LO (Chế độ thấp): Khi bật cơng tắc điều khiển quạt gió chế độ LO dịng điện từ (+) ắc quy tới khóa điện tới cầu chì GAUGE (10A) tiếp dịng điện tới chân số cn dây rơ le nhiệt (HTR Relay) tới giắc nối dây E8 tới chân công tắc điều khiển quạt gió mass Khi dịng điện qua cuộn dây Rơ le nhiệt làm đóng tiếp điểm lại nói liền chân chân relay cho dịng điện qua Khi dịng điện từ ắc quy tới cầu chì tổng (40A HTR) tới mơ tơ quạt gió (E4) tới điện trở quạt E3 dòng - 65 điện từ chân E3 mass Mô tơ quạt lúc bật chế độ LO 288 + Chế độ M1(Chế độ vừa phải): Khi bật công tắc điều khiển quạt gió chế độ M1 dịng điện từ (+) ắc quy tới khóa điện tới cầu chì GAUGE (10A) tiếp dịng điện tới chân số cuôn dây rơ le nhiệt (HTR Relay) tới giắc nối dây E8 đưa tới khuếch đại(A7) Khi dòng điện qua cuộn dây Rơ le nhiệt làm đóng tiếp điểm lại nói liền chân chân relay cho dịng điện qua Khi dịng điện từ ắc quy tới cầu chì tổng (40A HTR) tới mơ tơ quạt gió (E4) tới điện trở quạt E3 dòng điện từ chân E3 tới chân cụm công tắc điều khiển mass Mô tơ quạt lúc bật chế độ M1 289 + Chế độ M2(Chế độ vừa phải): Khi bật công tắc điều khiển quạt gió chế độ M2 dịng điện từ (+) ắc quy tới khóa điện tới cầu chì GAUGE (10A) tiếp dịng điện tới chân số cuôn dây rơ le nhiệt (HTR Relay) tới giắc nối dây E8 đưa tới khuếch đại(A7) Khi dòng điện qua cuộn dây Rơ le nhiệt làm đóng tiếp điểm lại nói liền chân chân relay cho dòng điện qua Khi dịng điện từ ắc quy tới cầu chì tổng (40A HTR) tới mơ tơ quạt gió (E4) tới điện trở quạt E3 dòng điện từ chân E3 tới chân cụm công tắc điều khiển mass Lúc mô tơ quạt lúc bật chế độ M2 290 + Chế độ HI (Chế độ cao): Khi bật cơng tắc điều khiển quạt gió chế độ HI dịng điện từ (+) ắc quy tới khóa điện tới cầu chì GAUGE (10A) tiếp dịng điện tới chân số cuôn dây rơ le nhiệt (HTR Relay) tới giắc nối dây E8 đưa tới khuếch đại (A7) Khi dòng điện qua cuộn dây Rơ le nhiệt làm đóng tiếp điểm lại nói liền chân chân relay cho dịng điện qua Khi dịng điện từ ắc quy tới cầu chì tổng (40A HTR) tới mơ tơ quạt gió (E4) sau dịng điện chạy trực tiếp tới chân 10 66 - cụm công tắc điều khiển mass Lúc mô tơ quạt lúc bật chế độ HI Sau bật cơng tắc điều hịa, cơng tắc quạt gió, tín hiệu đưa tới khuếch đại lúc dòng điện từ (+) ắc quy tới cầu chì A/C (7.5A) sau dịng điện tới rơ le (HTR SUB) Dòng điện chia thành nhánh nhánh tới chân rơ le nhánh tới chân rơ le Khi dòng điện ti tới chân rơ le qua cuộn dây tới chân rơ le khuếch đại Khi dòng điện qua cuộn dây rơ le làm đóng tiếp điểm nối liền chân với chân rơ le cho dòng điện qua, dịng điện qua rơ le tới cụm máy nén (C8) mát làm máy nén hoạt động làm mát khơng khí KẾT LUẬN 291 Hệ thống điều hịa khơng khí tự động ô tô mảng kiến thức phức tạp sâu rộng mà tài liệu liên quan khả tiếp cận thực tế hạn chế Chính mà em nghiên cứu nội dung như: 292 + Cấu trúc ngun lí hệ thống điều hịa tự động ô tô 293 + Cách thức hoạt động điều khiển tơ 294 + Hiểu mạch điều khiển hệ thống điều hòa 295 Em mong nhà trường phát triển thêm mô để chúng em tiếp cận dễ dàng từ có thêm nhiều kiến thức Do kiến thức chuyên ngành hạn chế nên đồ án chun ngành lần cịn có nhiều thiếu sót khơng thể tránh khỏi, em mong thầy khoa góp ý giúp cho đồ án chuyên ngành em đầy đủ hoàn thiện 296 297 Em cảm ơn thầy Lê Đức Hiếu có hướng dẫn lời góp ý để em hồn thiện đồ án chuyên ngành 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 [ 312 [ 314 [ 316 [ Tài liệu tham khảo 311 Hồng Phi Khanh, 2020 Hệ thống điều hịa ô tô Thành phố Hồ Chí Minh, 70-71 Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Hưng Yên, 2015 Điều hòa khơng khí tơ Hưng n, 38-70 313 Hideo Wakata, 2015 Air conditioning electric control system Encyclopedia of Automotive Engineering, 2717-2727 315 Mr Shanmuganathan K, Associate Fellow and Mr Manjeet Singh, 2020 Mobile Air Conditioning (MAC) A technology landscape, challenges and opportunities for sustainable cooling : The Energy and Resources Institute (TERI) Darbari Seth Block, India Habitat Centre, Lodhi Road, New Delhi – 110 003, India, December, 2020 317 318 319 [ John F Thomas, Shean P Huff, Larry G Moore, Brian H West, 2016 Measurement of Vehicle Air Conditioning Pull-Down Period Oak Ridge National Laboratory, ORNL/TM-2016/275 320 https://info.ornl.gov/sites/publications/files/pu b68201.pdf 321 322 [ 324 [ 326 [ 328 [ 330 [ 332 [ 334 [ 336 Abdulmajeed Al Khouri Automotive Air Conditioning Training Manual Ariazone, Rochester, New York, USA, 37-48 323 Surasit Thiangchanta, Tuan Anh Do, Pana Suttakul, Yuttana Mona, 2021 Energy reduction of split-type air conditioners using a pre-cooling system for the condenser Elsevier, Barcelona 325 Lawrence K Wang, PhD, PE, DEE#Norman 2004, Air Pollution Control Engineering Air Pollution Control Engineering USA, section 327 Santanu Prasad Datta, Prasanta Kumar Das, Siddhartha Mukhopadhyay, 2014 Effect of Refrigerant Charge, Compressor Speed and Air Flow through the Evaporator onthe Performance of an Automotive Air Conditioning System International Refrigerationand Air Conditioning Conference, p 1470, 1-2 329 Toyota Motor Sales, 2004, Air conditioning and climate control USA, section 331 Steven Daly, 2006 Automotive Airconditioning and Climate Control Systems Elsevier 333 Nishant Agarwal, Ekhlak Khan, 2018 Automobile air conditioning system International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 06, 2121-2125 335 337 Ishfaque Ahmed, 2020 Engine Coolant [ 338 Temperature Sensor in Automotive Technische Universität Chemnitz, Saxony, Germany, p.3, 2-3 Mike Stubblefield, John H Haynes, 2000, Heating & Air Conditioning Systems Manual Anh, Haynes Publications, Inc 861 Lawrence Drive, Newbury Park, California 91320 US 339 [ 340 Steven Daly, 2006 Conditioning and Climate Elsevier, UK, 6-15, 93-117 341 [ 342 Tom Denton, 2004 Automobile Electrical and Electronic Systems Elsevier, London, 356-361 343 [ 344 Robert Bosch GmH, 2007 Bosch Automotive Electrics and Automotive Electronics Springer, Germany, 298-299 345 [ 346 Nguyễn Văn Long Giang, Hệ thống điều hịa khơng khí tô Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, TP HCM, 32-35 347 [ 348 Arturo Alejandro Torres Arevalo, Changhao Han, 2018 Air Conditioning System Modeling for Car Fuel Economy Simulation KTH industrial engineering and management, 11-15 349 [ 350 Automotive Air Control Systems John F Thomas, Shean P Huff, Larry G Moore, Brian H West, 2016 Measurement of Vehicle Air Conditioning Pull-Down Period Oak Ridge National Laboratory, ORNL/TM-2016/275 351 [ https://info.ornl.gov/sites/publications/files/pu b68201.pdf 352 353 354 ... khí ô tô? ?? Nội dung đề tài gồm chương Chương 1: Tổng quan hệ thống điều hịa khơng khí ô tô Chương 2: Cấu tạo hệ thống điều hịa khơng khí tơ Chương 3: Phân tích sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều. .. cứu hệ thống điều hịa Hiện hệ thống điều hòa ngày phát triển hoàn thiện đại hoạt động tốt hơn, hiệu nâng cao Trước hệ thống điều hệ thống điều hịa khơng khí thường có hệ thống sưởi có hệ thống. .. cầu, chức điều hòa hệ thống 2.1.1Nhiệm vụ - Hệ thống điều hịa tơ hệ thống có nhiệm vụ đảm bảo chất lượng khơng khí bên ô tô nhằm trì nhiệt độ không khí thích hợp với sức khỏe người - Ở không gian