Quạt giải nhiệt giàn nóng có cơng dụng thổi luồng khí mát xuyên qua bộ ngưng tụ (giàn nóng) để giải nhiệt bộ này, hoặc thổi một khối lượng lớn khơng khí xun qua bộ bốc hơi (giàn lạnh) để truyền nhiệt cho bộ này.
Trong hệ thống điện lạnh ơ tơ có hai loại hệ thống quạt được sử dụng:
- Loại máy quạt có cánh thơng thường được gắn trước bộ ngưng tụ để thổi gió tản nhiệt cho bộ này.
Hình 2. 41: Các loại quạt.
2.6.3. Quạt lồng sóc.
- Quạt lồng sóc hút khơng khí nóng trong cabin xe hoặc từ ngồi xe vào, thổi xuyên qua giàn lạnh, trao nhiệt cho bộ này và đưa khơng khí mát, khơ trở lại cabin ô tô.
33 - Trên hầu hết các loại ô tô du lịch, đều trang bị hai quạt tản nhiệt, một quạt giải nhiệt giàn nóng, quạt cịn lại giải nhiệt két nước. Vận tốc của hai quạt này thay đổi tùy theo nhiệt độ của nước làm mát.
- Loại quạt lồng sóc: Được lắp trong vỏ bộ bốc hơi. Quạt lồng sóc là một ống được chế tạo bằng thép lá hoặc bằng chất dẻo có nhiều cánh xếp nghiêng song song.
Khi hoạt động không phát ra tiếng ồn như loại cánh, năng suất hút và đẩy khơng khí khá tốt. Quạt lồng sóc được điều khiển hoạt động với nhiều vận tốc khác nhau nhờ bộ điện trở lắp ráp trong mạch điện điều khiển.
Hình 2. 42: Quạt lồng sóc.
2.7. Khái qt về hệ thống điều hịa khơng khí tự động trên ơ tơ.
34 1. Cơng tắc điều hịa. 6. Một số cảm biến khác.
2. Van xả áp suất cao của máy nén. 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
3. Quạt tản nhiệt giàn nóng. 8. Ống thổi gió sạch.
4. Cơng tắc ngắt áp suất của điều hịa. 9. Bộ điều khiển.
5. Cảm biến nhiệt độ. 10. Bu ly máy nén.
Trong hệ thống điều khiển tự động EATC (Electronic Automatic Temperature Control) có trang bị bộ vi xử lý để giúp hệ thống duy trì được nhiệt độ mát lạnh định sẵn một cách ổn định. Đồng thời có thể điều khiển được nhiệt độ ở phía ghế tài xế và khu vực ghế hành khách một cách độc lập. Hệ thống tự động này có khả năng phân phối luồng khí mát đến các hàng ghế phía sau nhưng khơng ảnh hưởng tới luồng khí mát thổi đến các ghế ngồi phía trước.
Hệ thống điều hồ khơng khí tự động được kích hoạt bằng cách đặt nhiệt độ mong muốn bằng núm chọn nhiệt độ và ấn vào công tắc AUTO. Hệ thống sẽ điều chỉnh ngay lập tức và duy trì nhiệt độ ở mức đã thiết lập nhờ chức năng điều khiển tự động của ECU.
Hình 2. 44: Sơ đồ điều khiển điều hịa khơng khí tự động ơ tơ.
Hệ thống được điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ các nguồn khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm:
- Bộ cảm biến năng lượng mặt trời, cảm biến này là một pin quang điện được cài đặt trên bảng đồng hồ, có chức năng đo lường ghi nhận nhiệt từ mặt trời.
35 - Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe, nó được cài đặt phía sau bảng đồng hồ và có chức năng theo dõi, đo kiểm nhiệt độ của khơng khí bên trong khoang cabin ơ tơ.
- Bộ cảm biến mơi trường, ghi nhận nhiệt độ của phía ngồi xe. - Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ .
- Công tắc áp suất điều khiển bộ ly hợp điện từ buly máy nén theo chu kỳ.
- Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển về nhiệt độ mong muốn và về vận tốc quạt gió. Sau khi nhận được các thơng tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử EATC (ECU), sẽ phân tích, xử lý thơng tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ thổi khí và luồng khí ứng với nhiệt độ thích hợp.
2.7.1. Các bộ phận của hệ thống điều hịa khơng khí tự động.
Hệ thống điều hồ khơng khí tự động có các bộ phận sau đây:
Hình 2. 45: Vị trí các bộ phận trong hệ thống điều hịa tự động.
1. ECU điều khiển A/C (bộ điều khiển A/C). 2. ECU động cơ.
36
5. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe. 6. Cảm biến nhiệt độ mặt trời. 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 8. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 9. Công tắc áp suất của A/C. 10. Mô tơ trợ động trộn khí.
11. Mơ tơ trợ động dẫn khí vào. 12. Mơ tơ trợ động thổi khí.
13. Mơ tơ quạt gió. 14. Bộ điều khiển quạt gió.
2.7.1.1. ECU điều khiển A/C.
ECU tính tốn nhiệt độ và lượng khơng khí được hút vào dựa trên nhiệt độ được xác định bởi các cảm biến và nhiệt độ mong muốn xác lập ban đầu. Sau khi tính tốn ECU sẽ điều khiển vị trí cánh trộn gió, tốc độ quạt và cánh điều khiển hướng gió.
37
2.7.1.2. Cảm biến.
Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Hình 2. 47: Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Cảm biến nhiệt độ trong xe là nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lơ có một đầu hút. Đầu hút này dùng khơng khí được thổi vào từ quạt gió để hút khơng khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Cảm biến phát hiện nhiệt độ trong xe dùng làm cơ sở cho việc điều khiển nhiệt độ.
Cảm biến nhiệt độ ngồi xe.
Hình 2. 48: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến nhiệt độ ngoài xe là một nhiệt điện trở và được lắp ở phía trước của giàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến bức xạ mặt trời.
Cảm biến bức xạ nắng mặt trời là một diode quang và được lắp ở phía trên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời.
38 Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời.
Hình 2. 49: Cảm biến bức xạ mặt trời. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
Hình 2. 50: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh dùng một nhiệt điện trở và được lắp ở giàn lạnh để phát hiện nhiệt độ của khơng khí khi đi qua giàn lạnh (nhiệt độ bề mặt của giàn lạnh).
Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ.
Cảm biến nhiệt độ nước.
39 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một nhiệt điện trở. Nó phát hiện nhiệt độ nước làm mát dựa vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. Tín hiệu này được truyền từ ECU động cơ. Ở một số kiểu xe, cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp ở két sưởi. Nó được sử dụng để điều khiển nhiệt độ, điều khiển việc hâm nóng khơng khí.
2.7.1.3. Các motor trợ động.
Motor trợ động trộn khí.
• Cấu tạo:
Motor trộn gió gồm có mơ tơ, bộ hạn chế, chiết áp, tiếp điểm động…như trên hình và nó sẽ được điều khiển bởi tín hiệu ECU.
Hình 2. 52: Vị trí và cấu tạo motor trợ động trộn khí.
• Ngun lí hoạt động:
Hình 2. 53: Ngun lí hoạt động motor trợ động khí.
Khi cánh điều khiển được chuyển tới vị trí HOT, thì chân AMH sẽ được cấp điện và chân AMC cấp mass để quay motor điều khiển cánh trộn gió. Khi chân AMC cấp điện và chân AMH cấp mát thì motor sẽ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh điều khiển về vị trí COOL.
40 Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của motor, tạo ra các giá trị điện theo vị trí và đưa thơng tin vị trí này tới ECU. Khi cánh điều khiển trộn khí tới vị trí mong muốn, motor trộn gió sẽ được ngắt dịng điện cấp tới.
Motor trộn gió được trang bị bộ hạn chế để ngắt dịng điện tới motor khi đi hết hành trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với motor trộn gió tiếp xúc với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt nên motor dừng lại.
Motor trợ động dẫn khí vào.
• Cấu tạo:
Motor trợ động dẫn khí vào gồm có một mơ tơ, bánh răng, đĩa động… như hình bên dưới.
Hình 2. 54: Vị trí và cấu tạo motor trợ động dẫn khí vào.
• Ngun lí hoạt động:
Hình 2. 55: Ngun lí hoạt động motor trợ động dẫn khí vào.
Khi nhấn cơng tắc lựa chọn gió sẽ làm đóng mạch điện của motor trợ động làm cho dòng điện đi qua motor và làm dịch chuyển cánh điều khiển dẫn khí vào.
41 Khi cánh điều khiển khí vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC, thì tiếp điểm của đĩa động nối với motor được tách ra và mạch nối với motor bị ngắt và làm motor dừng lại.
Motor trợ động thổi khí.
• Cấu tạo.
Hình 2. 56: Vị trí và cấu tạo motor trợ động thổi khí.
Motor trợ động thổi khí gồm có mơ tơ, tiếp điểm động, mạch dẫn động mơ tơ,… được điều khiển bởi tín hiệu ECU.
• Ngun lí hoạt động.
Hình 2. 57: Sơ đồ mạch ngun lí hoạt động motor trợ động thổi khí.
Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ có năm chế độ gió: FACE, B/L, FOOT, F/D, DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt động một trong năm chế độ chia gió sẽ được kích hoạt. ECU A/C điều khiển mơ tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển.
42
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
3.1. Thiết kế phần cơ khí.
3.1.1. Giới thiệu phần mềm SolidWorks.
SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D chạy trên hệ điều hành Windows và có mặt từ năm 1997, được tạo bởi công ty Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corp., là một nhánh của Dassault Systèmes, S. A. (Vélizy, Pháp). SOLIDWORKS hiện tại được dùng bởi hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế với hơn 165,000 cơng ty trên tồn thế giới.
Hình 3. 1: Phần mềm SOLIDWORKS 2018.
Phần mềm SOLIDWORKS được biết đến từ phiên bản SOLIDWORKS 1995. ViHoth phân phối phần mềm này từ phiên bản 2011 cho đến nay. SOLIDWORKS đã có nhiều bước phát triển vượt bậc về tính năng, hiệu suất và khả năng đáp ứng các nhu cầu thiết kế 3D trong các ngành kỹ thuật, cơng nghiệp. SOLIDWORKS cịn được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các ngành khác như: đường ống, kiến trúc, nội thất, xây dựng… nhờ tính năng thiết kế 3D mạnh mẽ và danh mục các giải pháp hỗ trợ đa dạng.
Các dịng sản phẩm phân tích, mơ phỏng của SOLIDWORKS giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến lắp ghép, truyền động, động học (Motion), độ bền, ứng suất, mơ phỏng dịng chảy và áp suất… SOLIDWORKS CAM là sản phẩm mới của SOLIDWORKS hỗ trợ lập trình gia cơng phay.
43 Hình 3. 2: Giao diện sketch của solidworks.
3.1.2. Thiết kế khung trên solidworks.
Để hạn chế tối đa sai sót trong q trình thi cơng khung mơ hình, nhóm chúng em sử dụng phần mềm mô phỏng 3D SolidWorks để thiết kế, tính tốn các số liệu nhằm đạt được độ chính xác cao nhất, khi lắp ráp các chi tiết của mơ hình lên khung đảm bảo độ bền đồng thời mang tính thẩm mĩ.
44 Hình 3. 4: Bản thiết kế 2D của khung mơ hình.
3.2. Thi công khung
Dựa trên thiết kế bằng mô phỏng ta tính tốn ra sơ bộ vật liệu cần thiết: - Thép hộp vuông dài 6m, 40x40 mm, dày 2mm. (2 thanh).
- Thép hộp vuông dài 6m, 40x25mm dày 2mm. (1 thanh). - Các vật liệu khác…
45 Việc thi công được thực hiện tại xưởng đồng sơn dưới sự cho phép và hướng dẫn của các thầy tại xưởng. Bao gồm các công đoạn như dưới đây:
3.2.1. Cắt thép.
Dựa theo tính tốn nhóm em tiến hành cắt thép theo đúng kích thước như đã thiết kế đảm bảo yêu cầu nhỏ gọn và tính kinh tế cao.
Hình 3. 5: Thực hiện việc cắt thép và sản phẩm.
3.2.2. Hàn
Nhóm sử dụng máy hàn Mig-CO2 được trang bị tại xưởng Đồng - Sơn.
46
3.2.3. Mài.
Việc mài khung giúp loại bỏ phần bề mặt vật liệu thừa sau quá trình hàn, nhằm tạo được bề mặt khung phẳng để chuẩn bị cho bước sơn phủ.
Hình 3. 7: Mài nhẵn.
3.2.4. Sơn phủ.
Nhóm em chọn màu xanh dương để sơn phủ cho khung vì đây là màu sắc biểu tượng của tuổi trẻ, của sự hăng hái, mạnh mẽ và những nỗ lực không ngừng. Chúng em sử dụng súng phun sơn thay cho việc sơn bằng cọ nhằm đạt được nước sơn bóng mịn, có tính thẩm mĩ cao.
47
3.3. Vệ sinh, sửa chữa hệ thống điều hịa ơ tơ.
Vì tất cả các bộ phận của hệ thống đều đã cũ và một số đã hư hỏng nên nhóm em tiến hành vệ sinh, và chỉnh sửa lại.
3.3.1. Vệ sinh máy nén.
Trạng thái ban đầu của máy nén khá cũ, bụi phủ khá nhiều. Nhóm chúng em sửa dụng xăng A95 để vệ sinh từ ngoài vào trong máy nén, loại bỏ tất cả bụi bám cũng như vết gỉ, các mạc sắt nhỏ có thể ảnh hưởng tới q trình vận hành sau này của máy nén. Sau khi tháo và vệ sinh máy nén đã trở về trạng thái hoạt động tốt.
Hình 3. 9: Trạng thái ban đầu của máy nén.
48 Hình 3. 11: Máy nén sau khi vệ sinh.
3.3.2. Vệ sinh giàn lạnh.
Nhóm em tiến hành tháo gỡ và vệ sinh lại tồn bộ giàn lạnh.
49 Hình 3. 13: Vệ sinh giàn lạnh, quạt lồng sóc.
3.3.3. Thiết kế các chi tiết hư hỏng trên hệ thống.
Vì đây là mơ hình cũ nên có rất nhiều chi tiết bị hư hỏng, khơng thể sử dụng lại. Vậy nên, nhóm em tiến hành thiết kế mới bằng phần mền solidworks sau đó in 3D các bộ phận bổ sung.
50 Hình 3. 15: Thiết kế càng gạc của motor trộn gió.
Hình 3. 16: Thiết kế khung kết nối motor trộn gió và giàn lạnh.
51
3.4. Thi cơng điện hồn thiện của mơ hình. 3.4.1. Hộp điều khiển. 3.4.1. Hộp điều khiển.
Hình 3. 18: Hộp điều khiển lạnh Toyota Camry 2005.
Hình 3. 19: Chân giắc của hộp điều khiển.
Chân số Kí hiệu Ý nghĩa
1 GND Chân Mass
2 SPD Chân cảm biến vận tốc
3
4 LOCK Chân tín hiệu cảm biến lock
5 SG-LOCK Chân mass cảm biến lock
6 IGN Chân tín hiệu đánh lửa
7 PSW Chân tín hiệu cơng tắc áp suất
8 TW Chân tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát
9 IG Nguồn cung cấp cho hộp
10 B Nguồn thường trực
11 TAMG Chân tín hiệu cảm biến nhiệt độ mơi trường 12 BLW Chân tín hiệu điều khiển tốc độ quạt lồng sóc
13 AC1
14 RDFG
15 HR Chân điều khiển Relay quạt lồng sóc 16 MGCR Chân điều khiển tín hiệu đóng lock máy nén 17 SW1 Chân bật tín hiệu đèn cảnh báo Hazard
52
Chân số Kí hiệu Ý nghĩa
1 SG-TPM Chân mass motor điều khiển hướng gió 2 SG-TP Chân mass của motor trộn
3 SG-TPI Chân mass của motor điều khiển lấy gió vào 4 TR Chân tín hiệu nhiệt độ trong xe
5 TE Chân tín hiệu nhiệt độ giàn lạnh 6
7 TPM Chân tín hiệu motor điều khiển hướng gió 8 TP Chân tín hiệu của motor trộn
9 TPI Chân tín hiệu của motor điều khiển lấy gió vào