Các loại giàn lạnh

 Cấu tạo.

Bộ bốc hơi (giàn lạnh) được cấu tạo bằng một ống kim loại (5) dài uốn cong chữ chi xuyên qua vô số các lá mỏng hút nhiệt, các lá mỏng hút nhiệt được bám sát tiếp xúc hoàn tồn quanh ống dẫn mơi chất lạnh. Cửa vào của mơi chất bố trí bên dưới và cửa ra bố trí bên trên bộ bốc hơi. Với kiểu thiết kế này, bộ bốc hơi có được diện tích hấp thu nhiệt tối đa trong lúc thể tích của nó được thu gọn tối thiểu.

Trong xe ô tô bộ bốc hơi được bố trí dưới bảng đồng hồ. Một quạt điện kiểu lồng sóc thổi một số lượng lớn khơng khí xun qua bộ này đưa khí mát vào cabin ơ tơ.

30 Hình 2. 38: Cấu tạo của giàn lạnh.

 Nguyên lý làm việc.

Trong quá trình hoạt động, bên trong bộ bốc (giàn lạnh) hơi xảy ra hiện tượng sôi và bốc hơi của mơi chất lạnh. Quạt gió sẽ thổi luồng khơng khí qua giàn lạnh, khối khơng khí đó được làm mát và được đưa vào trong xe. Trong thiết kế chế tạo, một số yếu tố kỹ thuật sau đây quyết định năng suất của bộ bốc hơi:

- Đường kính và chiều dài ống dẫn mơi chất lạnh.

- Số lượng và kích thước các lá mỏng bám quanh ống kim loại. - Số lượng các đoạn uốn cong của ống kim loại.

- Khối lượng và lưu lượng khơng khí thổi xun qua bộ bốc hơi. - Tốc độ của quạt gió.

Bộ bốc hơi hay giàn lạnh cịn có chức năng hút ẩm, chất ẩm sẽ ngưng tụ thành nước và được hứng đưa ra bên ngồi ơ tơ nhờ ống xả bố trí dưới giàn lạnh. Đặc tính hút ẩm này giúp cho khối khơng khí mát trong cabin được tinh chế và khơ ráo.

Tóm lại, nhờ hoạt động của van giãn nở hay của ống tiết lưu, lưu lượng môi chất phun vào bộ bốc hơi được điều tiết để có được độ mát lạnh thích ứng với mọi chế độ tải của hệ thống điện lạnh. Trong công tác tiết lưu này, nếu lượng mơi chất chảy vào bộ bốc hơi q lớn, nó sẽ bị tràn ngập, hậu quả là độ lạnh kém vì áp suất và nhiệt độ trong bộ bốc hơi cao. Môi chất không thể sôi cũng như khơng bốc hơi hồn tồn được, tình trạng này có thể gây

31 hỏng hóc cho máy nén. Ngược lại, nếu mơi chất lạnh lỏng nạp vào không đủ, độ lạnh sẽ rất kém do lượng mơi chất ít sẽ bốc hơi rất nhanh khi chưa kịp chạy qua khắp bộ bốc hơi.

2.6. Một số bộ phận khác.

2.6.1. Cửa sổ kính (mắt ga).

Hình 2. 39: Hình dạng của cửa sổ kính.

Cấu tạo của kính xem ga bao gồm phần thân hình trụ trịn, phía trên có lắp một kính trịn có khả năng chịu áp lực tốt và trong suốt để quan sát lỏng. Kính được áp chặt lên phía trên nhờ một lị xo đặt bên trong. Trên đường ống cấp mơi chất của hệ thống lạnh có lắp đặt kính xem ga, mục đích là báo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một cách định tính. Cụ thể như sau:

- Báo hiệu lượng ga chảy qua đường ống có đủ khơng. Trong trường hợp lỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của dịng mơi chất lỏng, ngược lại nếu thiếu mơi chất, trên mắt kính sẽ thấy sủi bọt. Khi thiếu ga trầm trọng trên mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua hình gợn sóng.

- Báo hiệu độ ẩm của mơi chất. Khi trong mơi chất lỏng có lẫn ẩm thì màu sắc của nó bị biến đổi. Màu xanh: Khơ; Màu vàng: Có lọt ẩm cần thận trọng; Màu nâu: Lọt ẩm nhiều, cần xử lý. Để tiện so sánh, trên vịng trịn chu vi của mắt kính người ta có in sẵn các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh.

- Ngoài ra khi trong mơi chất lỏng có lẫn các tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắt kính. trong trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ hàn trên đường ống.

32 Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia được lắp ở giữa bình chứa và van giãn nở.

Hình 2. 40: Trạng thái mơi chất qua cửa sổ kính.

2.6.2.Quạt dàn nóng.

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, khô 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 hòa 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. Mơ tơ trợ động trộn khí.

11. Mơ tơ trợ động dẫn khí vào. 12. Mô 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 ngoài xe.

Hình 2. 48: Cảm biến nhiệt độ ngồi 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 lơ 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 dòng 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: Nguyên 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 dịng 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 mô 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 CÔNG 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 mơ 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 cơng khung

Dựa trên thiết kế bằng mơ phỏng ta tính tốn ra sơ bộ vật liệu cần thiết: