Để đo nhiệt lượng truyền từ vật thể này sang vật thể kia người ta thường dùng đơn vị BTU. Nếu cần nung 1 pound n ước ( 0,454 kg) nóng đến 10F ( 0,550C) thì cần phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt.
Năng suất của của một hệ thống điện lạnh ô tô được định rõ bằng 1 BTU/giờ, vào khoảng 12000-24000 BTU/giờ.
2.4. MÔI CHẤT LẠNH
Dung dịch làm việc trong hệ thống điều hòa không khí được gọi là môi chất
lạnh hay gas lạnh – là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn.
2.4.1. Yêu cầu đối với môi chất lạnh
- Môi chất lạnh phải có điểm sôi d ưới 320F (00C) để có thể bốc hơi và hấp thu ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
- Phải là một chất tương đối “trơ”, hòa trộn được với dầu bôi trơn để trở thành một hóa chất bền vững, không ăn mòn kim loại và các vật liệu khác như nhựa, cao su, ...
-Đồng thời, chất làm lạnh phải là một chất không độc, không cháy, và không gây nổ, không sinh ra các phản ứng phá hủy môi sinh v à môi trường khi xả nó vào khí quyển.
2.4.2. Phân loại và kí hiệu môi chất lạnh
+ Các Freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên t ử hydro được thay thế một phần hoặc toàn bộ bằng các nguyên tử clo, flo hoặc brom.
- Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt. Ví dụ: R134a - Các olefin có chữ số 1 trước 3 chữ số. Ví dụ : C3F6 kí hiệu R1216.
- Các hợp chất có cấu trúc vòng có thêm chữ C. Ví dụ: C4H8 ký hiệu RC138.
+ Các chất vô cơ: Kí hiệuR7M với M là phân tử lượng làm tròn của chất đó.
Ví dụ: NH3 ký hiệu R717.
2.4.3. Môi chất lạnh R-12
Môi chất lạnh R-12 là một hợp chất của clo, flo và carbon; có công thức hóa học là CCl2F2, gọi là chlorofluorocarbon (CFC) – thường có tên nhãn hiệu là Freon 12 hay R-12. Freon12 là một chất khí không màu, có mùi thơm rất nhẹ, nặng hơn không khí khoảng 4 lần ở 300C, có điểm sôi là 21,70F (-29,80C). Áp suất hơi của nó trong bộ bốc hơi khoảng 30 PSI và trong bộ ngưng tụ khoảng 150-300 PSI, và có lượng nhiệt ẩn để bốc hơi là 70 BTU trên 1 pound.
R-12 dễ hòa tan trong dầu khoáng chất và không tham gia phản ứng với các loại kim loại, các ống mềm v à đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc tính có khả năng lưu thông xuyên suốt hệ thống ống dẫn nh ưng không bị giảm hiệu suất, chính những điều đó đã làm cho R-12 trở thành môi chất lạnh lí tưởng sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí ôtô.
Tuy nhiên, R-12 lại có mức độ phá hủy tầng ôzôn của khí quyển và gây hiệu ứng nhà kính lớn – do các phân tử của nó có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải; và tại bầu khí quyển, nguyên tử clo đã tham gia phản ứng với O3 trong tầng ôzôn của khí quyển, chính điều n ày đã làm phá hủy ôzôn của khí quyển. Do đó, môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sản xuất, lưu hành và sử dụng từ ngày 1.1.1996. Thời hạn này kéo dài thêm 10 năm ở các nước đang phát triển.
R c h f Số lượng nguyên tử Clo
Số lượng nguyên tửHydro + 1
Số lượng nguyên tử C – 1 (nếu = 0 thì không ghi) Refrigerant (Môi chất lạnh)
H.2.2. Cơ chế và tình trạng phá hủy tầng ozon của môi chất lạnh R12
2.4.4. Môi chất lạnh R-134a
Để giải quyết vấn đề môi chất lạnh R-12 (CFC-12) phá hủy tầng ôzôn của khí quyển, một loại môi chất lạnh mới vừa được dùng để thay thế R-12 trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, gọi là môi chất lạnh R-134a có công thức hóa học là CF3– CH2F, là một hydrofluorocarbon (HFC). Do trong thành phần hợp chất của R-134a không có clo, nên đây chính là lí do cốt yếu mà ngành công nghiệp ôtô chuyển từ việc sử dụng R-12 sang sử dụng R-134a. Các đặc tính, các mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của R-134a, và các yêu cầu kỹ thuật khi làm việc trong hệ thống điều hòa không khí rất giống với R-12.
Tuy nhiên, môi chất lạnh R-134a có điểm sôi là -15,20F (-26,80C), và có lượng nhiệt ẩn để bốc h ơi là 77,74 BTU/pound. Đi ểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên hiệu suất của nó có phần thua R-12. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ôtô dùng môi chất lạnh R-134a được thiết kế với áp suất b ơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn không khí giải nhiệt thổi xuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ). R-134a không kết hợp được với các dầu khoáng d ùng để bôi trơn ở hệ thống R-12. Các chất bôi trơn tổng hợp polyalkaneglycol (PAG) hoặc là polyolester (POE) được sử dụng với hệ thống R-134a. Hai chất bôi trơn này không hòa trộn với R-12. Môi chất R-134a cũng không thích hợp với chất khử ẩm sử dụng trên hệ thống R-12. Vì thế, khi thay thế môi chất lạnh R-12ở hệ thống điều hòa không khí trên ôtô bằng R-134a, phải thay đổi những bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với R-134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi tr ơn và chất khử ẩm của hệ thống.
Có thể dễ dàng nhận ra những hệ thống dùng R-134a nhờ nhãn “R-134a” dán trên các bộ phận chính của hệ thống.
Bảng 2.1. So sánh đặc tính kỹ thuật của môi chất lạnh R-12 và R134a.
Đặc tính kỹ thuật R– 134a R-12
- Công thức phân tử CH2FCF3 CCl2F2
- Trọng lượng phân tử 120,3 120,91
- Điểm sôi -26,80C -29,790C
- Nhiệt độ tới hạn 101,150C 111,800C
- Áp suất tới hạn 4,065 mpa (41,45 Kgf/cm2) 4,125 mpa (41,45 Kgf/cm2)
- Mật độ tới hạn 511 Kg/cm3 558 Kg/cm3
- Thểtíchriêng ( hơi bão hòa) 0,031009 m3/Kg 0,027085 m3/Kg - Nhiệt dung riêng (dd bão
hòaở áp suất không đổi)
1,4287 KJ/Kg.K (0,3413 Kcal/Kgf.K)
0,9682 KJ/Kg.K (0,3413 Kcal/Kgf.K)
- Nhiệt ẩn khi bốc hơi 216,5 KJ/Kg (51,72 Kcal/Kg) 166,56 KJ/Kg (39,79 Kcal/Kg)
- Tính cháy được Không cháy Không cháy
- Chỉ số làm suy kiệt ozon 0 1,0
- Chỉ số làm nóng trái đất 0,24 ÷0,29 0,24 ÷3,4
2.4. PHÂN LOẠI ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
Hệ thống điều hòa không khí ôtô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo chức năng của cụm điều hòa.
2.4.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt
2.4.1.1. Kiểu táplô:
Ở kiểu này, điều hòa không khí được gắn với bảng táplô điều khiển của ôtô. Đặc điểm của kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hòađược thổi thẳng đến mặt trước người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn h ơn so với công suất của điều hòa, có các lưới cửa ra không khí lạnh có thể đ ược điều chỉnh bởi bản thân người lái nên người lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh (hình 2.3).
H.2.3. Hệ thống điều hòa không khí kiểu taplo
2.4.1.2. Kiểu khoang hành lý:
Ở kiểu khoang hành lý, điều hòa không khí được đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa vào của không khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau. Do cụm điều hòa gắn ở cốp sau nơi có sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hòa kiểu này có ưu điểm của một bộ điều hòa với công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ.
H.2.4. Hệ thống điều hòa không khí kiểu khoang hành lý 2.4.1.3 Kiểu kép:
Khí lạnh được thổi ra từ phía trước và phía sau bên trong xe. Đ ặc tính làm lạnh bên trong xe rất tốt, sự phân bố nhiệt b ên trong xe đồng đều, có thể đạt được một môi trường rất dễ chịu trong xe.
2.4.2. Phân loại theo chức năng
Do chức năng và tính năng cần có của hệ thống điều hòa khác nhau tùy theo môi trường tự nhiên và quốc gia sử dụng, hệ thống điều hòa không khí có thể chia thành 2 loại tùy theo tính năng của nó.
2.4.2.1. Loại đơn:
Loại này bao gồm một bộ thông thoáng đ ược nối hoặc là với bộ sưởi hoặc là hệ thống làm lạnh, chỉ dùng để sưởi ấm hay làm lạnh (hình 2.6).
H.2.6. Hệ thống điều hòa không khí kiểu đơn
Với kiểu điều hòa không khí này chỉ dùng ở những vùng có khí hậu một mùa. Cụ thể ở vùng nhiệt đới thì dùng loại chỉ có bộ làm lạnh, ở vùng hàn đới thì dùng loại chỉ có bộ sưởi ấm.
2.4.2.2. Loại cho tất cả các mùa:
Loại này kết hợp một bộ thông gió với một bộ s ưởi ấm và hệ thống làm lạnh. Hệ thống điều hòa này có thể sử dụng trong những ngày lạnh, ẩm để làm khô không khí. Tuy nhiên, nhiệt độ trong khoang hành khách sẽ bị hạ thấp xuống, điều đó có thể gây ra cảm giác lạnh cho h ành khách. Nên để tránh điều đó hệ thống này sẽ cho không khí đi qua két sư ởi để sấy nóng. Điều này cho phép điều hòa không khí đảm bảo được không khí có nhiệt độ v à độ ẩm thích hợp. Đây chính l à ưu điểm chính của điều hòa không khí loại 4 mùa.
Loại này cũng có thể chia thành loại điều khiển nhiệt độ th ường, lái xe phải điều khiển nhiệt độ bằng tay khi cần. Và loại điều khiển tự động, nhiệt độ bên ngoài và bên trong xe luôn đư ợc máy tính nhận biết và bộ sưởi hay bộ điều hòa không khí sẽ tự động hoạt động theo nhiệt độ do lái xe đặt ra, vì vậy duy trìđược nhiệt độ bên trong xe luônổn định.
H.2.7. Hệ thống điều hòa không khí loại bốn mùa
Còn trong các hệ thống điều hòa không khí và hệ thống lạnh trên các xe đông lạnh, xe lửa, các xe ôtô vận tải lớn…cũng vẫn áp dụng theo nguyên lý làm lạnh trên, nhưng về mặt thiết bị và sự bố trí của các bộ phận trong hệ thống thì có sự thay đổi để cho thích ứng với đặc điểm cấu tạo và những yêu cầu sử dụng phù hợp với công dụng của từng loại thiết bị giao thông vận tải nhằm phục vụ tốt h ơn cho nhu cầu của con người.
CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN PHẦN MỀM, XÂY DỰNG DỮ LIỆU
VÀ CHẠY THỬ
3.1. XÂY DỰNG DỮ LIỆU VỚI SOLIDWORKS 3.1.1. Giới thiệu về SolidWorks
SolidWorks là phần mềm của hãng SolidWorks Copr, đây là phần mềm đồ họa 3D được sử dụng rộng rãiđể mô phỏng cơ cấu máy.
Giao diện khởi động SolidWorks gồm 3 phần (hình 3.1)
H.3.1. Giao diện khởi động của SolidWorks.
- Part: Thiết kế các bản vẽ chi tiết dạng 3D
- Assembly: Lắp ghép các chi tiết máy thành cụm chi tiết hoặc thành cơ cấu máy hoàn chỉnh.
- Drawing: Khi đã có bản vẽ chi tiết hoặc bản vẽ c ơ cấu máy hoàn chỉnh ta chọn Drawing để biểu diễn các hình chiếu hoặc các mặt cắt.
Trong phạm vi đề tài chỉ sử dụng phần Part và Assembly. Màn hình làm việc của Part:
H.3.2. Giao diện làm việc của Part
3.1.2. Xây dựng dữ liệu với SolidWorks
Để tìm hiểu quá trình xây dựng dữ liệu với SolidWorks ta tìm hiểu quá trình xây dựng mô hình máy nén piston cam nghiêng.
Mô hình máy nén piston cam nghiêng được xây dựng với các chi tiết máy: Piston, xylanh, đĩa cam nghiêng, bạc lót, …
3.1.2.1. Thiết kế mô hìnhđĩa cam nghiêng
- Bước 1: Khởi động SolidWorks > New > Part
- Bước 2: Trong nhóm công cụ Sketch, nhấp chọn công cụ Circle, chọn mặt phẳng vẽ là Front Plane và vẽ đường tròn với bán kính 60mm (hình 3.3).
- Bước 3: Trong nhóm công cụ Feartures, chọn công cụ Extruded Boss/bas e. Chọn thông số D1 = 60mm. Nhấp OK (hình 3.4)
H.3.3
H.3.4.
- Bước 4: Trên thanh công cụ Standads view, chọn mặt phẳng Left.
Trong cây thư mục nhấp trọn mặt phẳng Right Plane. Chọn công cụ Line và vẽ các đường thẳng như hình 3.5.
H.3.5
H.3.6.
Chọn công cụ Extruded Cut và thiết lập các thông số: Direction1 – thought All, tiếp theo chọn Direction2 cũng với Thought All. OK (hình 3.6).
Trong cây thư mục chọn mặt phẳng vẽ là mặt phẳng Front Plane. Chọn tiếp công cụ Circle và vẽ đường tròn với tâm là gốc tọa độ, bán kính 25mm (hình 3.7).
H.3.7
Trọn tiếp công cụ Extruded Boss/Base, thiết lập các thông số: Direction1 – Blind, D1 = 60mm. OK (hình 3.8).
Tương tự như vậy ta vẽ trục cho đĩa cam nghiêng với bán kính 10mm. Kết quả như hình 3.9.
H.3.9
- Bước 6: Chọn công cụ Chamfer để vát mép cho trục. Chọn mặt cần vát, với thông số D = 2mm, A = 450. OK
- Bước 7: Chọn công cụ Edit Color để tô màu cho chi tiết (hình 3.10)
Chọn màu muốn tô sau đó nhấp chọn các mặt phẳng cần tô màu, kết quả thể hiện trên hình 3.11.
H.3.11
Chọn menu Save để lưu mô hình lênđĩa cứng với tên “diacamnghieng” Tương tự như vậy ta xây dựng mô hình của các chi tiết còn lại như: Mô hình xylanh, bạc lót, piston.
3.1.2.2. Xây dựng mô hình máy nén piston cam nghiêng
Sau khi có được bản vẽ mô hình các chi tiết của máy nén piston cam nghiêng ta xây dựng mô hình máy nén theo các bước sau:
Khởi động SolidWorks, chọn new > Assembly
- Bước 1: Trong cây thư mục nhấp chọn Browse, tìm đường dẫn đến file chi tiết vừa lưu ở trên > nhấp chọn Open.
- Bước 2: Nhấp chọn công cụ Insert Components (hình 3.12), tiến hành tương tự như bước 1 với các chi tiết còn lại (hình 3.13)
H.3.12
Sau khi Insert hết các chi tiết (hình 3.13) ta tiến hành liên kết các chi tiết thành một cơ cấu hoàn chỉnh.
- Bước 3: Chọn công cụ Mate > Chọn kiểu liên kết đồng tâm – concentric sau đó nhấp trọn mặt trụ trục đĩa cam nghiêng và mặt trụ trong của bạc lót để liên kết chúng lại với nhau (hình 3.15). OK
H.3.14
Tiến hành tương tự cho piston và xylanh.
Tiếp theo chọn liên kết tiếp xúc – coincident để liên kết piston với đĩa cam nghiêng, chọn 1 điểm trên piston và mặt phẳng nghiêng của đĩa. Chọn thông số D = 5mm (hình 3.15). OK
- Bước 4: Cố định một số chi tiết.
Trên cây thư mục, click chuột phải vào chi tiết xylanh > chọn Fix. Tương tự với chi tiết bạc
- Bước 5: Làm trong suốt xylanh. Trên cây thư mục, click chuột phải vào chi tiết xylanh à chọn Change Transperency.
Kết quả là khi cho quay đĩa cam nghiêng thì piston chuyển động tịnh tiến trong xylanh.
- Bước 6: Xuất hình, chọn menu File > Save as. Trong mục Save as type chọn dạng file xuất ra là JPEG(*.jpg) (hình 3.16).
H.3.16
Từ những hình xuất được, dùng phần mềm PhotoShop hoặc Paint để chỉnh sửa. Ta có kết quả như hình 3.17. Với góc quay của đĩa cam nghiêng càng nhỏ thì chuyển động của mô hình càng mịn.
H.3.17. Hai vị trí khác nhau của piston t ương úng với góc quay của đĩa.
3.2. XÂY DỰNG BÀI GIẢNG VỚI MACROMEDIA FLASH 3.2.1. Giới thiệu Macromedia Flash
Macromedia Flash là phần mềm của hãng Adobe, chuyên đồ họa web là hoạt họa. Từ sau phiên bản 4.0 Macromedia Flash đ ược trang bị thêm công cụ lập trình với Action Script, bởi vậy Macromedia Flash trở thành công cụ lập trình web, mô phỏng hoạt động và xây dựng bài giảng thông dụng nhất hiện nay. Phiên bản được sử dụng để xây dựng bài giảng là 8.0.
Giao diện làm việc của Macromedia Flash đ ược giới thiệu như hình sau:
3.2.2. Xây dựng bài giảng với Macromedia Flash
3.2.2.1. Xây dựng giao diện chung của bài giảng
Tạo một hình nền bằng photoshop hoặc một phần mềm đồ họa khác có kích thước 800x600 px và có cấu trúc như sau:
H.3.19. Giao diện của bài giảng
Trên cửa sổ làm việc của Macromedia Flash, click đôi v ào Layer1 và đổi tên thành Bankgound.
Tại khung hình đầu tiên, chọn menu file > Import > Import to Stage, chọn