Có hai kiểu tiếng ồn khác thường phát ra trong hệ thống nạp cần phải phân biệt để khắc phục là:
- Thứ nhất là tiếng ồn cơ khí sinh ra do đai dẫn động bị trượt ở puly máy phát hay do mòn hỏng ổ bi máy phát.
- Thứ hai là tiếng ồn cộng hưởng từ gây ra hoặc bởi sự chập mạch trong cuộn stator hoặc diod bị hỏng, nếu bị cộng hưởng từ thì khi mở radio sẽ thường xuyên bị nhiễu sóng.
Khi phát hiện thấy một trong hai kiểu tiếng ồn trên cần phải dừng động cơ và khắc phục sửa chữa.
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ/ĐIỆN LẠNH Ô TÔ
3.1 Giới thiệu về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô:
Khi nền kinh tế ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một được nâng cao. Sự đòi hỏi được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng.
Một chiếc xe hơi hiện đại ngày nay có thể được ví như một tòa nhà di động. Như vậy có nghĩa là, không chỉ dừng lại ở việc đảm bảo về độ an toàn, về tính hiệu quả kinh tế hay tính thẩm mỹ, mà còn cần phải trang bị được những hệ thống, thiết bị tiện nghi nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng như nghe nhạc, xem truyền hình... Một trong những tiện nghi đó là hệ thống điều hòa không khí.
Trong những năm qua, kỹ thuật lạnh đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: sinh học, hóa chất, thực phẩm, điện tử, tin học, y tế… nhằm phục vụ nhu cầu đời sống tốt nhất. Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe đều được trang bị hệ thống điều hòa không khí nên nhu cầu về bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống điều hòa trên ô tô ngày càng lớn. Vì vậy, yêu cầu đặt ra đối với người thợ, người kỹ sư ô tô đó là phải có được những kiến thức tốt về hệ thống điều hòa để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả.
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô
1. Máy nén 2. Giàn nóng 3. Phin lọc 4. Van tiết lưu
5. Giàn lạnh 6. Bình tích lũy 7. Két sưởi 8. Quạt gió Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các chức năng sau:
- Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe. - Duy trì độ ẩm và lọc gió.
- Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính.
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
3.2.1 Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe:
3.2.1.1 Chức năng sưởi ấm:
Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của két sưởi
Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong xe. Két nước lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ để làm nóng không khí trong xe nhờ quạt gió. Nên khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ nước làm mát còn thấp thì không khí chưa thể nóng ngay được, chức năng sưởi chỉ có tác dụng khi nhiệt độ nước làm mát đã tăng cao.
Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào khoang xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) đến dàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh. Khi đó không khí thổi qua dàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe.
Như vậy, việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh. Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau.
3.2.2 Chức năng hút ẩm và lọc gió:
3.2.2.1 Chức năng hút ẩm:
Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua dàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn.
3.2.2.2 Chức năng lọc gió:
Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch không khí trước khi đưa vào xe. Gồm có hai loại:
- Bộ lọc chỉ lọc bụi
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
Hình 3.4 Bộ lọc không khí
3.2.3 Chức năng loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn:
Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao. Hơi nước sẽ đọng lại trên mặt kính, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước.
3.3 Phân loại hệ thống điều hòa không khí trên ô tô:
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển.
3.3.1 Phân loại theo vị rí lắp đặt:
3.3.1.1 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước:
Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc không khí toàn hoàn trong xe được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang xe.
Hình 3.5 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước
3.3.1.2 Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe (kiểu kép):
Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mỗi nơi trong xe.
Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ
Hình 3.6 Kiểu giàn lạnh kép
3.3.1.3 Kiểu kép treo trần:
Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp với các loại xe khách.
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
Hình 3.7 Kiểu kép treo trần
3.3.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển:
3.3.2.1 Phương pháp điều khiển bằng tay:
Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tác hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ như: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong hay ngoài trời…
3.3.1.2 Phương pháp điều khiển tự động:
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa (ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tời ECU. Ví dụ: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời…
Hình 3.9 Bảng điều khiển điều hòa tự động trên xe Mitsubishi Pajero Sport
Hầu hết trên mỗi dòng xe của Mitsubishi đều có phiên bản trạng bị hệ thống đều hòa thường/chỉnh tay và phiên bản trang bị hệ thống điều hòa tự động. Tuy nhiên, dòng xe Mitsubishi Jolie và Zinger thì chỉ có phiên bản điều hòa thường, còn dòng xe Mitsubishi Outlander Sport thì chỉ có phiên bản điều hòa tự động.
3.4 Cấu tạo chung của hệ thống điều hòa không khí:
Hệ thống điện điện lạnh ô tô là một hệ thống hoạt động áp suất khép kín, gồm các bộ phận chính như sau:
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
Hình 3.10 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
A. Máy nén. B. Giàn nóng. C. Bộ lọc ga.
D. Công tắc áp suất kép E. Van xả phía áp cao
F. Van tiết lưu. G. Giàn lạnh. H. Van xả phía áp thấp.
I. Bộ tiêu âm 1. Quá trình nén. 2. Quá trình ngưng tụ. 3. Quá trình giãn nở. 4. Quá trình bốc hơi.
3.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh ô tô:
Hoạt động của hệ thống điều hòa không khí được tiến hành theo các bước cơ bản sau đây nhằm truất nhiệt, làm lạnh khối không khí và phân phối luồng khí mát bên trong cabin ô tô:
- Môi chất lạnh thể hơi được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất cao và nhiệt độ cao đến giàn nóng (B).
- Tại giàn nóng (B) nhiệt độ của môi chất lạnh rất cao, quạt gió thổi mát giàn nóng, môi chất lạnh thể hơi được giải nhiệt, giảm áp nên ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao nhiệt độ thấp.
- Môi chất lạnh thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bộ lọc ga (C), tại đây môi chất lạnh được làm tinh khiết nhờ được hút hết hơi ẩm và lọc tạp chất và được đưa đến van tiết lưu (F).
- Van tiết lưu (F) sẽ điều tiết lưu lượng của môi chất lạnh thể lỏng để đưa vào giàn lạnh (G), làm lạnh thấp áp môi chất lạnh. Do được giảm áp nên môi chất lạnh thể lỏng sôi, bốc hơi biến thành thể hơi bên trong giàn lạnh.
- Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt của môi trường xung quanh và làm cho giàn lạnh trở nên lạnh. Quạt lồng sóc hay quạt giàn lạnh thổi một lượng lớn không khí xuyên qua giàn lạnh đưa khí mát vào cabin ô tô.
- Sau đó môi chất lạnh ở thể hơi, áp suất thấp được hút trở về lại máy nén.
3.6 Các bộ phận chính của hệ thống điện lạnh ô tô:
3.6.1 Máy nén:
Máy nén trong hệ thông điện lạnh ô tô thực hiện cùng lúc hai vai trò quan trọng là:
- Máy nén tạo sức hút hay tạo ra điều kiện giảm áp tại cửa hút của nó nhằm thu hồi ẩn nhiệt của hơi môi chất lạnh từ giàn lạnh. Điều kiện giảm áp này giúp cho van tiết lưu điều tiết được lượng môi chất lạnh thể lỏng cần đưa vào giàn lạnh.
- Trong quá trình bơm, máy nén làm tăng áp suất biến môi chất lạnh thể hơi thấp áp thành môi chất lạnh thể hơi cao áp. Áp suất nén càng cao thì nhiệt độ của hơi môi chất lạnh càng tăng lên. Yếu tố này làm tăng cao áp suất và nhiệt độ của hơi môi chất lạnh lên gấp nhiều lần so với nhiệt độ môi trường giúp thực hiện tốt quá trình trao đổi nhiệt tại giàn nóng.
Máy nén còn có công dụng bơm môi chất lạnh chảy xuyên suốt trong hệ thống.
Có nhiều loại máy nén khác nhau được dùng trong hệ thống lạnh ô tô, mỗi loại đều có đặc điểm cấu tạo và làm việc theo nguyên tắc khác nhau. Thời gian trước đây, hầu hết các máy nén đều sử dụng loại hai piston và một trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xylanh nên gọi là máy nén piston tay quay, loại này hiện nay không còn được sử dụng. Hiện nay phổ biến nhất là loại máy nén piston dọc trục và máy nén quay dùng cánh trượt.
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
3.6.1.1 Máy nén loại piston tay quay:
Loại này chỉ sử dụng môi chất lạnh R12, có thể được thiết kế nhiều xylanh bố trí thẳng hàng hoặc bố trí hình chữ V.
Hình 3.11 Máy nén loại piston tay quay
1. Đường ống xả 2. Nắp van 3. Van xả 4. Đế van 5. Chốt
piston
6. Thanh truyền 7. Ổ bi 8. Đệm kín 9. Mặt đệm kín trục
10. Đường ống hút 11. Lõi van 12. Đầu xylanh 13. Đệm nắp xylanh 14. Van hút 15. Vòng séc-măng 16. Piston 17. Caste
18. Vòng đệm kín 19. Trục khuỷu 20. Đệm 21. Đế bơm
Trong loại máy nén kiểu piston thường sử dụng các van lưỡi gà để điều khiển dòng môi chất lạnh đi vào và đi ra xylanh. Lưỡi gà là một tấm kim loại
gà sẽ làm lưỡi gà tựa chặt vào khuôn và đóng kín lỗ thông lại. Áp suất ở phía đôi diện sẽ đẩy lưỡi gà mở ra và cho lưu thông dòng chất làm lạnh.
Với loại máy nén này, do tốc độ của động cơ luôn thay đổi trong quá trình làm việc mà máy nén không thể tự khống chế được lưu lượng của môi chất lưu thông, van lưỡi gà được chế tạo bằng thép lò xo mỏng nên dễ bị gãy và làm việc kém chính xác khi bị mài mòn hoặc giảm lực đàn hồi trong quá trình làm việc, lúc đó sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và chất lượng làm việc của hệ thống điều hòa không khí ô tô.
3.6.1.2 Máy nén piston kiểu cam nghiêng :
Loại này có kí hiệu là 10Pan, đây là loại máy nén với 10 xylanh được bố trí ở hai đầu máy nén (5 ở phía trước và 5 ở phía sau), các piston tác động hai chiều được dẫn động nhờ một trục có tấm cam nghiêng (đĩa lắc) khi xoay sẽ tạo ra lực đẩy piston. Các piston được đặt lên tấm cam nghiêng với khoảng cách từng cặp piston là 720 đối với loại máy nén có 10 xylanh, hoặc có khoảng cách 1200 đối với loại có 6 xylanh.
Hình 3.12 Kết cấu của loại máy nén kiểu cam nghiêng
1. Trục máy nén 2. Đĩa cam 3. Piston
4,5. Bi trượt và đế 6. Van hút lưỡi gà 7. Đĩa van xả trước 8. Phốt trục bơm 9. Bộ ly hợp buly máy nén 10. Bạc đạn buly
Chương 3. Hệ thống điều hòa không khí/điện lạnh ô tô
11. Puly 12. Cuộn dây bộ ly hợp 13. Đầu trước
14. Nửa xylanh trước 15. Nửa xylanh sau 16. Caste dầu nhớt
17. Ống hút dầu 18. Đầu sau 19. Bơm bánh răng
Hoạt động của máy nén cam nghiêng được chia thành hai hành trình: - Hành trình hút: Khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự chênh lệch áp suất trong khoảng không gian phía bên phải của piston; lúc này van hút mở ra cho hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ giàn lạnh nạp vào qua van hút. Và van xả phía bên phải của piston đang chịu lực nén của van
lò xo lá nên được đóng kín. Van hút mở ra cho tới khi hết hành trình hút của piston thì đóng lại, kết thúc hành trình nạp.
Hình 3.13 Nguyên lý hoạt động của loại máy nén piston cam nghiêng
- 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 hành trình xả hay hành trình bơm của máy nén. Đầu của piston bên trái sẽ nén khối hơi môi chất lạnh đã được nạp vào, nén lên áp suất cao cho đến khi đủ áp lực để thắng được lực tì của van xả thì van xả mở ra và môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao được đẩy đi tới giàn nóng. Van hút phía bên trái lúc này được đóng kín bởi áp lực của môi chất lạnh. Van xả mở ra cho đến khi hết hành trình bơm, thì đóng lại bằng lực đàn hồi của van lò xo lá kết thúc hành trình xả. Và cứ thế tiếp
Hiện nay, trong hệ thống lạnh ô tô loại máy nén này được sử dụng rộng rãi nhất. Bởi các tính năng nhỏ gọn và nhẹ nhờ giảm kích thước của piston, xylanh, vỏ hộp máy nén; độ tin cậy cao nhờ có phốt bịt kín hình cốc lắp giữa trục chính và khớp nối điện từ; độ ồn thấp nhờ vào sự làm việc của van hút và van xả loại lò xo lá. Với kết cấu nhỏ gọn nên dễ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa.
3.6.1.3 Máy nén piston mâm dao động :
Máy nén này có nguyên lý hoạt động giống như loại máy nén piston kiểu cam nghiêng, tuy nhiên về mặt cấu tạo cũng có vài điểm khác nhau. Máy nén kiểu này cũng dẫn động piston bằng mâm dao động, piston ở đây chỉ làm việc một phía và có một séc-măng, piston được nối vào đĩa lắc bằng tay quay. Gồm