CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
2.2. Vấn đề cần khắc phục
Chế độ sưởi ở ô tô hầu hết đều lấy nhiệt từ nước làm mát động cơ để đưa vào trong két sưởi, điều này tạo ra độ trễ trong nhu cầu sử dụng ngay lập tức chế độ sưởi khi vào mùa đơng lạnh.
Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống sưởi
Mơ hình lần này nhóm sẽ khắc phục vấn đề này bằng cách thêm vào sau két sưởi một thiết bị sưởi PTC là một loại nhiệt điện trở sinh nhiệt khi có dịng điện chạy qua. Thiết bị này sẽ giúp cho khoang hành khách có nhiệt độ ấm khi mà nước làm mát động cơ chưa đủ nhiệt độ để làm nóng két sưởi.
2.2.1. Chuẩn bị.
Một công tắc hẹn giờ.
Hai điện trở hệ số nhiệt dương (thay cho PTC). Hai rơ le 4 chân.
28
Hình 2.2 Nhiệt điện trở. Hình 2.3 Cơng tác hẹn giờ
Hình 2.4 Rơ le bốn chân.
Hình 2.5 Điện trở cản dịng. Hình 2.6 Diode chỉnh lưu. 2.2.2. Thực hiện.
Nối đầu vào của công tắc hẹn giờ vào điện lưới.
Nối chung hai đầu của nhiệt điện trở vào nhau và nối vào 1 đầu của phích cắm điện. Hai đầu còn lại của nhiệt điện trở, mỗi đầu nối với một diode chỉnh lưu, rồi nối tiếp với rơ le, cuối cùng nối với các điện trở cản dòng rồi nhập hai đầu lại nối với đầu cịn lại của phích cắm điện. Nối phích cắm điện trên vào cơng tắc hẹn giờ.
29
Hình 2.7 Bản thảo mạch điện PTC. 2.3. Một số hư hỏng khác và cách khắc phục
Bảng 2.1 Một số hư hỏng thường gặp của hệ thống lạnh
STT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Thiếu môi chất lạnh. + Rị rỉ ga
+ Thiếu mơi chất lạnh
+ Kiểm tra rò rỉ và sửa chữa
+ Nạp môi chất lạnh 2 Hệ thống thừa ga + Thừa môi chất hay
giải nhiệt dàn nóng kém
+ Điều chỉnh đúng lượng môi chất
+ Vệ sinh dàn nóng
+ Kiểm tra quạt dàn nóng. 3 Khơng khí lạnh thổi ra
từng quãng, lúc lạnh, lúc không.
+ Bộ ly hợp từ trường của puly máy nén bị trượt.
+ Van tiết lưu hỏng. Quá nhiều chất ẩm trong hệ thống.
+ Kiểm tra van tiết lưu. + Rút chân không và nạp môi chất lạnh lại
4 Luồng gió lạnh thổi ra yếu. + Dàn lạnh bị nghẽn hay bị đóng sương trên mặt ngoài. + Vệ sinh sạch các lá thu nhiệt của dàn nóng. + Kiểm tra sửa chữa
30
+ Cửa gió hút vào bị tắt nghẽn.
+ Moto quạt gió hỏng. 5 Gió lạnh chỉ thổi ra
khi xe động cơ hoạt động mạnh
+ Dàn nóng bị tắt nghẽn.
+ Dây curoa máy nén trượt.
+ Máy nén hỏng.
+ Kiểm tra dàn nóng. + Kiểm tra máy nén. + Kiểm tra lượng môi chất lạnh trong hệ thống. 6 Có hơi ẩm trong hệ thống lạnh + Hơi ẩm lọt vào hệ thống làm lạnh + Thay phin lọc, bình chứa.
+ Hút chân không triệt để trước khi nạp ga.
7 Van tiết lưu mở quá lớn
+ Hỏng van tiết lưu hoặc điều chỉnh không đúng
+ Kiểm tra và sửa chữa tình trạng lắp đặt của ống cảm nhận nhiệt.
31
CHƯƠNG 3:
QUY TRÌNH THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ
3.1. Lên ý tưởng xây dựng mơ hình điện lạnh trên ơ tơ.
Từ mục đích và u cầu của mơ hình cần xây dựng nên chúng em đưa ra phương án lựa chọn, lên ý tưởng tính tốn để đặt vị trí các bộ phận của hệ thống lên khung như: motor điện, máy nén, quạt dàn nóng, dàn nóng, quạt dàn lạnh, dàn lạnh.
Bảng 3.1 Phương án thực hiện và thiết kế sơ bộ
Chiều dài khung sắt 100 cm
Chiều ngang khung sắt 90 cm
Chiều cao khung sắt 110 cm
Động cơ và máy nén Được đặt trên 2 thanh dài 100 cm riêng ra với tồn bộ thiết bị chính của hệ thống lạnh để chống sự rung lắc, ảnh hưởng đến quá trình làm mát
Dàn nóng và dàn lạnh Dàn lạnh và dàn được đặt ở hai phía bên hơng để tránh sự rung động của motor khi hoạt động
Ván ép Thiết kế bên trên để chứa ngõ ra dàn lạnh (như đi vào cabin)
Bình lọc ga Treo giữa dàn nóng và dàn lạnh để giảm diện tích dây dẫn, tiết kiệm được chi phí Bản vị trí cơng tắc Được lắp sau motor để giảm hao phí dây
điện và dễ kiểm tra sữa chữa nếu có sự cố xảy ra.
32
Hình 3.1 Khung mơ hình và các vị trí các chi tiết chính Ưu điểm. Ưu điểm.
- Các thiết bị bố trí thuận tiện cho việc giảng dạy, cũng như việc tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, bảo dưỡng sửa chữa khắc phục sự cố, đồng thời có thể xác định được áp suất của đầu đẩy và đầu hút.
- Giàn nóng bố trí ở dưới để thổi khí nóng ra cịn giàn lạnh bố trí phía trên thổi khí mát vào mặt và thân của hành khách.
- Mơ hình thiết kế sử dụng van tiết lưu nên có thể thay đổi được lượng môi chất đi vào dàn lạnh.
- Khi quan sát mơ hình người học có thể dễ dàng hiểu được nguyên lý làm lạnh, cũng như sơ đồ điện của hệ thống, do đó sẽ thuận lợi hơn trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu.
Nhược điểm.
- Trên mơ hình khơng có bộ đồng hồ đo áp suất phía áp suất thấp và phía áp suất cao. Do đó khơng thể xác định được tình trạng hoạt động của hệ thống, đồng thời không xác định được những hư hỏng xảy ra trong hệ thống khi nó hoạt động trong tình trạng khơng bình thường mà phải kiểm tra hư hỏng bên ngồi
33
- Mơ hình hồn tồn là điều khiển cơ khí khơng liên quan đến tự động vì vậy nó chỉ là cơ sở để giảng dạy những gì cơ bản nhất về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tô.
3.2. Sơ đồ khối của hệ thống điều hịa khơng khí.
`
Hình 3.2 Sơ đồ khối bộ điều hịa khơng khí ơ tơ Ngun lý hoạt động:
Mơi chất lạnh tuần hồn từ máy nén → dàn ngưng → phin lọc ga → van tiết lưu → dàn lạnh → van tiết lưu → máy nén. Quá trình được lặp đi lặp lại liên tục khi hệ thống làm mát hoạt động.
Môi chất ở trạng khí, áp suất thấp đi vào máy nén rồi được máy nén nén thành môi chất áp suất cao nhưng vẫn ở dạng lỏng, sau đó mơi chất di chuyển đến dàn ngưng. Tại dàn ngưng nhờ quạt tản nhiệt mà cấu tạo các lá thép tản nhiệt của giàn ngưng môi chất trao đổi nhiệt với môi trường làm hạ nhiệt độ của nó xuống rồi chuyển thành mơi chất dạng lỏng áp suất cao hồn tồn khi ra khỏi dàn ngưng. Mơi chất tiếp tục đi đến phin lọc ga (chủ yếu để khử ẩm cho môi chất) sau khi ra khỏi phin lọc, môi chất di chuyển đến van tiết lưu. Tại đây môi chất được điều tiết một lượng đi vào giàn lạnh, và lượng mơi chất tồn tại trong giàn lạnh phải có áp suất thấp để dễ dàng bay hơi và nhờ hiện tượng bay hơi này mà mơi chất hấp thụ nhiệt của khơng khí thổi qua giàn lạnh để làm mát nó, sau khi ra khỏi giàn lạnh mơi chất
34
phải hoàn tồn ở dạng khí, lượng mơi chất dạng khí áp suất thấp này lại di chuyển đến đầu vào máy nén và tiếp tục chu trình tuần hồn khép kín.
Hình 3.3 Sơ đồ khối mạch điện của hệ thống điều hịa Giải thích sơ đồ khối của phần điện hệ thống điều hịa khơng khí.
ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến :
Cảm biến nhiệt độ đặt ở giàn nóng và lạnh và tại cửa gió điều hịa bên trong cabin Cảm biến nhiệt độ nước làm mát đặt ở khoang nước làm mát
Cảm biến áp suất mơi chất đặt ở dàn nóng
Từ đó xữ lý các tín hiệu này rồi đưa ra tín hiệu điều khiển đến các thiết bị chấp hành là:
+ Động cơ quạt gió: để tăng lượng khơng khí đã qua xử lý nhiệt vào trong cabin, tạo môi trường mát hay ấm tùy theo điều chỉnh.
+ Bộ đổi chế độ: bên trong hệ thống phân phối không khí để đóng, mở làm cho khơng khí lạnh hay nóng tràn vào ca bin
+ Máy nén : khi áp suất trong hệ thống tuần hồn đã đủ cao thì máy nén sẽ được ECU đưa về trạng thái nghỉ còn nếu trong hệ thống chưa đủ áp suất thì ECU sẽ điều khiển máy nén tăng áp suất cho môi chất đầu ra.
+ Điện trở trước dàn nóng: để thay đổi tốc độ quạt khi tăng tải nhiệt
+ Quạt dàn nóng : cũng là quạt tản nhiệt cho động cơ khi giàn nóng có nhiệt độ cao quạt sẽ tăng tốc theo để tối ưu quá trình giải nhiệt.
35
+ PTC : là nhiệt điện trở hệ số dương, khi có dịng điện chạy qua nó sẽ nóng. PTC ở cùng vị trí với két sưởi, phụ két sưởi gia nhiệt cho khơng khí xung quanh. Khi két sưởi khơng đủ nhiệt độ để gia nhiệt cho khơng khí điều hịa thì ECU sẽ cấp tín hiệu điện điều khiển cho PTC nóng lên từ đó PTC sẽ gia nhiệt cho khơng khí điều hịa, đáp ứng nhanh mong muốn sưởi ấm.
3.3. Sơ đồ mạch điện của hệ thống điều hịa khơng khí.
Hình 3.4 Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt hệ thống làm mát
Khi AC ON lúc này mạch kín nên có dịng đi qua cuộn dây kéo role RL1 và RL2 hút lại và kích hoạt ly hợp máy nén và quạt dàn nóng.
Khi người dùng bật công tắt làm mát (cool). Lúc này sẽ có dùng từ B1 đi qua cầu chì tới quạt thơng gió rồi đến SW1 (các mức tùy chỉnh theo yêu cầu người dùng để điều chỉnh tốc độ quạt low, between1, between2, hight) sau đó về mass. Quy trình được lặp đi lặp lại liên tục và thay đổi tùy theo người sử dụng điều chỉnh SW1
Khi người dùng bật cơng tắt sưởi (heater). Lúc này dịng sẽ từ B1 đi qua cầu chì đến nhiệt trở dương (PTC), kích hoạt role van nước làm mát (cho nước làm mát đi đi qua két sưởi rồi trở về khoang động cơ) sau đó về mass.
36
Hình 3.5 Sơ đồ mạch điện điều khiểu hệ thống lạnh
M1,M2 – Motor quạt giàn nóng lạnh S1 – Nút điều chỉnh (LOW, HIGH, OFF) AC – công tắc AC (cấp điện K2) B1 – Nguồn
K1,K2 – rơ le dàn nóng và ly hợp điện từ L1 – ly hợp điện từ K3 – rơ le điều khiển quạt dàn lạnh S2 – khóa điện
F1, F2, F3, F4 – Cầu chì F1, F2, F3, F4 – Cầu chì
Khi đóng khóa điện S2, bật cộng tắc điều hịa (cơng tắc AC) và bật quạt làm mát (bật S1) ta có dịng từ : ác quy - F1 - F2 - S2 - AC - K2 - S1 - Mass. sinh dịng làm đóng rơ le K2. Vì K2 đóng nên có: dịng từ ác quy - F1 – F2 - S2 - K1 - K2 - Mass. Sinh dịng làm đóng K1 nên có dịng từ: ác quy - F1 - F2 - S2 - K3 - S1 - mass. sinh dịng qua K3 làm K3 đóng. Vì vậy với S2, AC, S1 đóng ta có K3, K2 và K1 đóng và khi K3 đóng làm K2, K1 đóng .
K1 đóng có dịng từ: ác quy - F1 - F3 - K1 - M1 và L1 - Mass. nên làm cho quạt dàn nóng quay và ly hợp máy nén đóng lại. nghĩa là : bật chìa khóa xe (S2), bật
37
cơng tắc điều hịa trong xe (cơng tắc AC), và bạt quạt làm mát (bật S1). thì máy nén quay, quạt dàn nóng quay , quạt dàn lạnh quay.
S1 có 3 mức là LOW, MEDIUM, HIGH tượng trưng cho tốc độ quạt khi bật công tắc s1 lên từng mức, mỗi mức sẽ cho dòng điện đi qua M2 ứng với điện trở mức đó từ đó tốc độ quạt củng thay đổi theo các mứa điện trở của S1
3.4. Tính tốn chọn thiết bị 3.4.1. Motor điện. 3.4.1. Motor điện.
Bảng 3.2 Thông số motor điện
Thông số kỹ thuật Động cơ mô tơ điện
Công suất 1100 W
Điện áp 220 V
Tần số 50 Hz
Tốc độ vòng quay (vòng/phút) 1400
Truyền động Dây curoa
Trọng lượng 13 kg
3.4.2. Máy nén
Bảng 3.3 Thông số của máy nén
Thông số kỹ thuật Máy nén
Kiểu máy Máy cơ
Ly hợp Buly 141 mm/4PK/24 V
Truyền động Dây curoa
38
3.4.3. Quạt
Bảng 3.4 Thông số của quạt
Thông số kỹ thuật Quạt dàn nóng Quạt dàn lạnh
Điện áp 12 V 12 V
Cánh quạt 3 cánh 1 bên
Động cơ quạt Công suất 160 W, điện áp 12 V
3.4.4. Dàn nóng Bảng 3.5 Thơng số dàn nóng Thơng số Dàn nóng Chủng loại Dàn A, 2 mặt bích Kích thước 400x250x30 3.4.5. Lọc ga Bảng 3.6 Thông số lọc ga
Thông số Phin lọc gas
Loại phin Phin sắt
Co ren Loại 5 (22 mm)
Trọng lượng 1,2 kg
3.4.6. Một số chi tiết phụ khác trong hệ thống Bảng 3.7 Các chi tiết phụ Bảng 3.7 Các chi tiết phụ
Các thiết bị Số lượng/đơn vị
ống dẫn 5 ống 2m
Ống sắt vuông 2 ống 6m
Dây curoa 1 cái
Que hàn 1 hộp
Dây điện 6 m
Motor 1 cái
39
CHƯƠNG 4:
THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ
4.1. Quá trình làm việc. 4.1.1. Chuẩn bị 4.1.1. Chuẩn bị
Bảng 4.1 Các chi tiết bộ phận hệ thống
STT Tên thiết bị cần chuẩn bị đầy đủ
1 - Máy nén (thay phớt, dầu bôi trơn.).
2 - Bộ ngưng tụ (giàn nóng), thay các đầu cút. 3 - Phin lọc (bộ hút ẩm).
4 - Bộ đồng hồ đo áp suất để đo áp suất đầu hút và áp suất đầu đẩy. 5 - Dây điện.
6 - Công tắc điện.
7 - Giắc điện và chân cắm.
8 - Khoan điện, máy cắt,mài, máy hàn…. 9 - Khung mơ hình (hàn mới)
10 - Ván ép.
11 - Đầu cút, công tắc áp suất kép, nắn ống dẫn môi chất. 12 - Mua que hàn, đồ gá thiết bị
40
4.1.2. Thi cơng mơ hình
Các hình ảnh thực tế trong quá trình làm việc - Lắp động cơ điện:
Hình 4.1 Động cơ motor 1kw thay thế cho động cơ ô tô
- Chế tạo khung sườn gia cố hệ thống:
41 - Lắp đặt máy nén
42 - Lắp đặt dàn nóng và dàn lạnh
43
- Lắp đặt mạch điện điều khiển đóng ngắt motor
Hình 4.5 Thi cơng mạch điện điều khiển đóng ngắt motor điện
- Nạp gas R134a cho hệ thống
44 - Chạy thử và đo đạc áp suất bằng đồng hồ
45 - Hút chân khơng và nạp ga.
Hình 4.8 Hút chân không và nạp ga cho hệ thống 4.2. Thông số kỹ thuật của hệ thống 4.2. Thông số kỹ thuật của hệ thống
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của hệ thống điều hịa ơ tơ
Thơng số kỹ thuật của một số bộ phận chính
Động cơ motor điện 1 KW
Quạt dàn lạnh 12 V
Quạt dàn nóng 12 V
Nhiệt độ dàn nóng 50 – 55 oC
Nhiệt độ dàn lạnh 13 – 15 oC
Áp suất đẩy 250 PSI
46
Bảng 4.3 Thông số đo đạc khi hệ thống vận hành
Thời gian Nhiệt độ Áp suất Dịng điện
Dàn nóng Dàn lạnh Áp hút Áp đẩy 16 – 17 A Lúc đầu 33 oC 33 oC 0 0 Chạy 5 phút 45 oC 20 oC 220 PSI 25 PSI Sau 15 phút 55 oC 14 oC 250 PSI 20 PSI
Hệ thống điều hịa khơng khí cũng như bao hệ thống khác cần được sửa chữa bảo dưỡng sau một thời gian hoạt động để đạt hiểu qua cao nhất. Dưới đây là quá trình bảo dưỡng hệ thống làm mát ơ tơ thơng dụng:
Việc bảo dưỡng máy nén là cực kỳ quan trọng đảm bảo cho hệ thống hoạt động được tốt, bền, hiệu suất làm việc cao nhất, đặc biệt đối với các máy có cơng suất lớn.
Thời kỳ ban đầu khi mới chạy thử và thời kỳ đã xảy ra các hao mòn các chi tiết