IV. CẤU TẠO NGUYÍN LÝ LĂM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ
6. Hệ thống điều hịa khơng khí tự động trí nơ tơ
6.1 Khâi quât về hệ thống điều hịa khơng khí tự động trín ơ tơ.
Hệ thống điều khiển bằng điện tử
1. Cơng tắc điều hịa 6. Công tắc nhiệt độ
2. Van xả âp suất cao của mây nĩn 7. Cảm biến nhiệt độ giăn lạnh 3. Quạt tản nhiệt giăn nóng 8. Ống thổi gió sạch
4. Cơng tắc ngắt âp suất của điều hòa 9. Bộ điều khiển 5. Cảm biến nhiệt độ 10. Bu ly mây nĩn
Trong hệ thống điều khiển tự động EATC (Electronic Automatic Temperature Control) có trang b ị bộ vi xử lý để giúp hệ thống duy trì đƣợc nhiệt độ mât lạnh định sẵn một câch ổn định. Đồng thời có thể điều khiển đƣợc nhiệt độ
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
ở phía ghế tăi xế vă khu vực ghế hănh khâch một câch độc lập. Hệ thống tự động năy có khả năng phđn phối luồng khí mât đến câc hăng ghế phía sau nhƣng khơng ảnh hƣởng tới luồng khí mât thổi đến câc ghế ngồi phía trƣớc.
Hệ thống điều hoă khơng khí tự động đƣợc kích hoạt bằng câch đặt nhiệt độ mong muốn bằng núm chọn nhiệt độ vă ấn văo công tắc AUTO. Hệ thống sẽ điều chỉnh ngay lập tức vă duy trì nhiệt độ ở mức đê thiết lập nhờ chức năng điều khiển tự động của ECU.
Sơ đồ điều khiển điều hịa tự động ơ tô
Hệ thống đƣợc điều khiển nhiệt độ tự động EATC tiếp nhận thông tin nạp văo từ sâu nguồn khâc nhau, xử lý thông tin vă sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển câc bộ tâc động cổng chức năng. Sâu nguồn thông tin bao gồm:
+ Bộ cảm biến năng lƣợng mặt trời, cảm biến năy lă một pin quang điện đƣợc căi đặt trín bảng đồng hồ, có chức năng đo lƣờng ghi nhận nhiệt từ mặt trời
+ Bộ cảm biến nhiệt độ bín trong xe, nó đƣợc căi đặt phía sau bảng đồng hồ vă có chức năng theo dõi, đo kiểm nhiệt độ của khơng khí bín trong khoang cabin ô tô.
+ Bộ cảm biến môi trƣờng, ghi nhận nhiệt độ của phía ngoăi xe. + Bộ cảm biến nhiệt độ bƣớc lăm mât động cơ .
+ Công tắc âp suất điều khiển bộ ly hợp điện từ buly mây nĩn theo chu kỳ. + Tín hiệu căi đặt từ bảng điều khiển về nhiệt độ mong muốn vă về vận tốc quạt gió.
Sau khi nhận đƣợc câc thơng tin tín hiệu đầu văo, cụm điều khiển điện tử EATC (ECU), sẽ phđn tích, xử lý thông tin vă phât tín hiệu điều khiển bộ chấp
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
GV: Bùi Văn Hoăng
hănh điều chỉnh tốc độ quạt giăn nóng, giăn lạnh, quạt kĩt nƣớc động cơ, điều chỉnh chế độ thổi khí vă luồng khí ứng với nhiệt độ thích hợp.
6.2 Câc bộ phận của hệ thống điều hịa khơng khí.
Hệ thống điều hoă khơng khí tự động có câc bộ phận sau đđy.
1. ECU điều khiển A/C (bộ điều khiển A/C) 2. ECU động cơ 3. Bảng điều khiển 4. Cảm biến nhiệt độ trong xe 5. Cảm biến nhiệt độ ngoăi xe 6. Cảm biến nhiệt độ mặt trời 7. Cảm biến nhiệt độ giăn lạnh 8. Cảm biến nhiệt độ nƣớc lăm mât 9. Công tắc âp suất của A/C 10. Mơ tơ trợ động trộn khí
11. Mơ tơ trợ động dẫn khí văo 12. Mơ tơ trợ động thổi khí 13. Mơ tơ quạt gió 14. Bộ điều khiển quạt gió
Vị trí câc bộ phận trong hệ thống điều hòa tự động
Câc nguồn thơng tin gửi tín hiệu tới bộ điều khiển A/C lă câc cảm biến.
a. Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
có một đầu hút. Đầu hút năy dùng khơng khí đƣợc thổi văo từ quạt gió để hút khơng khí bín trong xe nhằm phât hiện nhiệt độ trung bình trong xe.
Cảm biến phât hiện nhiệt độ trong xe dùng lăm cơ sở cho việc điều khiển nhiệt độ.
Cảm biến nhiệt độ trong xe
b. Cảm biến nhiệt độ ngoăi xe.
Cảm biến nhiệt độ ngoăi xe lă một nhiệt điện trở vă đƣợc lắp ở phía trƣớc của giăn nóng để xâc định nhiệt độ ngoăi xe.
Cảm biến năy phât hiện nhiệt độ ngoăi xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trongxe do ảnh hƣởng của nhiệt độ ngoăi xe.
Cảm biến nhiệt độ ngoăi xe
c. Cảm biến bức xạ mặt trời.
Cảm biến bức xạ nắng mặt trời lă một đi ốt quang vă đƣợc lắp ở phía trín của bảng tâp lơ để xâc định cƣờng độ ânh sâng mặt trời.
Cảm biến năy phât hiện cƣờng độ ânh sâng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hƣởng của tia nắng mặt trời.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
GV: Bùi Văn Hoăng
Cảm biến bức xạ mặt trời
c. Cảm biến nhiệt độ giăn lạnh.
Cảm biến nhiệt độ giăn lạnh dùng một nhiệt điện trở vă đƣợc lắp ở giăn lạnh để phât hiện nhiệt độ của khơng khí khi đi qua giăn lạnh (nhiệt độ bề mặt của giăn lạnh).
Nó đƣợc dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giăn lạnh, điều khiển nhiệt độ vă điều khiển luồn khí trong thời gian quâ độ.
Cảm biến nhiệt độ giăn lạnh
e. Cảm biến nhiệt độ nước.
Cảm biến nhiệt độ nƣớc lă một nhiệt điện trở. Nó phât hiện nhiệt độ nƣớc lăm mât dựa văo cảm biến nhiệt độ nƣớc lăm mât động cơ. Tín hiệu năy đƣợc truyền từ ECU động cơ. Ở một số kiểu xe, cảm biến nhiệt độ nƣớc lăm mât đƣợc lắp ở kĩt sƣởi. Nó đƣợc sử dụng để điều khiển nhiệt độ, điều khiển việc hđm nóng khơng khí.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ôtô
Cảm biến nhiệt độ nước
f. Một số loại cảm biến khâc.
- Cảm biến ống dẫn gió vă cảm biến khói ngoăi xe. + Cảm biến ống dẫn gió lă một
nhiệt điện trở vă đƣợc lắp trong bộ cửa gió bín. Cảm biến năy phât hiện nhiệt độ của luồng khí thổi văo bộ cửa gió bín vă điều khiển chính xâc nhiệt độ của mỗi dịng khơng khí.
+ Cảm biến khói ngoăi xe đƣợc lắp ở phía trƣớc của xe để xâc định nồng độ CO (câcbonmơnơxít), HC (hydro cacbon) vă NOX (câc ôxit nitơ), để bật tắt giữa câc chế độ FRESH vă RECIRC.
6.3 Câc dạng điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tiíu biểu. a. Điều hịa khơng khí kiểu cơ khí.
Hệ thống điều khiển điều hịa khơng khí kiểu cơ khí bao gồm bảng điều khiển với câc cần gạt, câc cânh tay đòn vă hệ thống dđy câp. Khi thay đổi vị trí
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ôtô
GV: Bùi Văn Hoăng
của câc cần gạt trín bảng điều khiển, thơng qua hệ thống dđy câp tâc động đến câc cânh tay đòn để điều khiển sự đóng mở của câc cửa chức năng.
Bảng điều khiển điều hịa khơng khí kiểu cơ khí
Ý nghĩa của câc chế độ trín bảng điều khiển nhƣ sau:
OFF : Tắt mây lạnh, mây nĩn vă quạt lồng sóc khơng hoạt động. MAX : Hệ thống hoạt động tối đa
+ MAX COLD: Mây nĩn hoạt động tối đa, cửa nạp đóng nhận khơng khí từ ngoăi văo, khơng khí tuần hoăn trong xe.
+ MAX HOT: Mây nĩn ngừng hoạt động, van bộ sƣởi ấm mở để nhận nƣớc nóng từ động cơ văo lõi sƣởi ấm, khơng khí tuần hoăn.
NORM : H ệ thống hoạt động bình thƣờng, mây nĩn hoạt động, khơng khí đƣợc lấy từ ngoăi văo đƣợc lăm lạnh vă đƣợc thôt ra từ bảng taplơ điều khiển.
BI-LEVEL: Luồng khơng khí đƣợc điều hịa thổi lín mặt, ngang ngƣời, chđn.
VENT : Ở chế độ năy khơng khí khơng đƣợc điều hịa. Luồng khơng khí đƣợc lấy từ ngoăi văo vă đƣợc thoât ra từ bảng đồng hồ hoặc săn xe.
HEATER: Ở chế độ năy, mây nĩn không hoạt động, khơng khí đƣợc lấy bín ngoăi văo vă đƣợc phđn phối 80% đến săn xe vă 20% đến câc cửa kính. DEFROST: Khơng khí lấy từ bín ngoăi xe văo đƣợc sƣởi ấm. Có 80% đƣợc phđn phối đến kính chắn gió vă cửa sổ xe, 20% cịn lại thổi đến săn xe.
Kỹ thuật đóng mở câc cổng chức năng bằng tay nhờ dđy câp tƣơng đối đơn giản, tuy nhiín vẫn cịn tồn tại nhiều nhƣợc điểm nhƣ: Dđy câp dể bị bó kẹt trong vỏ của nó, phải tâc động một lực khâ lớn để dẫn động, phải điều chỉnh độ căng dđy câp thƣờng xun để đóng mở chính xâc câc cửa chức năng. Bởi vậy trong câc hệ thống điều hịa khơng khí trín ơ tơ ngăy nay khơng cịn dùng kiểu điều khiển năy.
b. Điều hịa khơng khí kiểu chđn khơng.
Hệ thống điều khiển chđn không bao gồm câc cơ cấu đƣợc giới thiệu trín hình vẽ dƣới đđy. Mạch điều khiển chđn khơng bắt đầu từ động cơ, đi qua câc ống
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
nhỏ đƣợc điều khiển bằng câc van vă kết thúc ở một hay nhiều cơ cấu chđn khơng. Bình tích lũy chđn khơng đƣợc cung cấp chđn không từ cửa hút của động cơ. Câc ống dẫn chđn không bằng nhựa dẻo, đƣờng kính trong khoảng 3,1mm. Mỗi một mău sắc quy định một chức năng của ống chđn không.
Sơ đồ hệ thống điều khiển chđn không
+ Mău trắng: Tâc động đến cổng chức năng lấy khơng khí từ ngoăi văo. + Mău đỏ: Tâc động đến cổng hỗn hợp.
+ Mău xanh dƣơng: Tâc động đến cổng chức năng phđn phối khí. + Mău văng: Tâc động đến cổng lăm tan băng kính chắn gió. Cấu tạo của cơ cấu chđn khơng đƣợc thể hiện trín hình sau.
Khi có nguồn chđn khơng tâc động, do chính lệch âp suất măng chđn khơng sẽ di chuyển về bín trâi kĩo theo cần tâc động di chuyển theo vă do đó điều khiển câc cửa. Khi thơi tâc động lị xo hồi vị đẩy măng tâc động về vị trí ban đầu.
Kết cấu bầu chđn không
1. Cần tâc động 2. Măng tâc động. 3. Lò xo hồi vị
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
GV: Bùi Văn Hoăng
Khoa Cơ khí ô tô_ Hệ thống điều hòa ôtô
Khi ta dịch chuyển câc núm điều khiển trín bảng điều khiển, câc tiếp điểm tƣơng ứng với vị trí câc núm đóng cung cấp điện cho van điều khiển mở chđn không đến câc cơ cấu chđn không. Cơ cấu chđn khơng hoạt động để đóng mở câc cửa chức năng.
Sơ đồ nguyín lý của điều hịa khơng khí kiểu chđn khơng
1. Ống dẫn chđn không; 2. Động cơ; 3. Bảng điều khiển; 4. Bình tích lũy chđn không 5. Van điều khiển; 6. Cơ cấu chđn không; 7. Cửa chức năng
c. Câc dạng điều khiển điều hịa khơng khí tự động. + Điều khiển mơ tơ cửa trộn gió.
- Cấu tạo.
Mơ tơ cửa trộn khí gồm có mơ tơ, bộ hạn chế, chiết âp, vă tiếp điểm động. Mơ tơ đƣợc kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU.
- Nguyín lý hoạt động.
Khi cânh điều khiển trộn khí đƣợc chuyển tới vị trí HOT thì cực MH đƣợc cấp điện vă cực MC đƣợc nối mât để quay mơ tơ cửa trộn khí điều khiển cânh trộn khí. Khi cực MC trở thănh nguồn cấp điện vă cự c MH đƣợc nối mât thì mơ tơ quay theo chiều ngƣợc lại để xoay cânh trộn khí về vị trí COOL.
Một số kiểu xe khơng có tiếp điểm trong mơ tơ cửa trộn khí.
ECU điều khiển A/C quay mơ tơ dựa trín sự hoạt động của công tắc lựa chọn trín bảng điều khiển.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
GV: Bùi Văn Hoăng
Cấu tạo vă ngun lý của mơ tơ cửa trộn gió
Vị trí của cânh điều tiết đƣợc điều khiển theo điện âp của chiết âp vă thay đổi theo mô tơ.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
+ Điều khiển nhiệt độ gió ra (temperature air output).
Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe, đạt đƣợc nhiệt độ đặt trƣớc thì nhiệt độ dịng khí đƣợc điều khiển bằng câch thay đổi tỷ lệ khơng khí nóng vă khơng khí lạnh, bằng câch điều chỉnh vị trí của cânh trộn khí.
Điều khiển nhiệt độ gió ra (TAO)
Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trƣớc, ECU tính tơn nhiệt độ khơng khí cửa ra (TAO) dựa trín thơng tin đƣợc truyền từ mỗi cảm biến. Việc tính tơn nhiệt độ khơng khí cửa ra (TAO) đƣợc dựa trín nhiệt độ trong xe, nhiệt độ ngoăi xe vă cƣờng độ ânh sâng mặt trời liín quan đến nhiệt độ đê đặt trƣớc. Mặc dù điều hoă tự động điều khiển nhiệt độ chủ yếu dựa văo thông tin nhiệt độ trong xe, nhƣng nó cũng sử dụng thông tin về nhiệt độ ngoăi xe vă cƣờng độ ânh sâng mặt trời để cho sự điều khiển đƣợc chính xâc.
Nhiệt độ khơng khí cửa ra (TAO) đƣợc hạ thấp trong những điều kiện sau: - Nhiệt độ đặt trƣớc thấp hơn.
- Nhiệt độ trong xe cao. - Nhiệt độ bín ngoăi xe cao. - Cƣờng độ ânh sâng mặt trời lớn.
+ Điều khiển tốc độ quạt gió theo TAO.
Dịng điện tới mơ tơ quạt gió đƣợc điều khiển bằng câch điều chỉnh sự đóng, mở của transistor cơng suất. Dựa trín sự chính lệch nhiệt độ trong xe vă nhiệt độ đặt trƣớc, tốc độ quạt gió đƣợc điều khiển liín tục theo giâ trị của TAO.
Điều khiển rơ le EX-HI: Rơ le năy trực tiếp nối mât mô tơ khi cần thổi lƣợng khí cực đại. Vì rơ le năy trânh đƣợc sự sụt âp ở transistor cơng suất nín điện âp đƣợc tiết kiệm, đƣợc sử dụng để đạt tốc độ quạt gió lớn nhất.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
GV: Bùi Văn Hoăng
Sơ đồ ngun lý điều khiển tốc độ quạt gió theo TAO
Chức năng của điện trở LO: Khi kích hoạt mơ tơ quạt gió có dịng điện cƣờng độ lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ transistor công suất, điện trở LO phải tiếp nhận dịng điện trƣớc khi bật transistor cơng suất.
+ Điều khiển theo mạng lưới thần kinh.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
Thậm chí ngay cả khi ở cùng TAO, mỗi hănh khâch cũng cảm thấy nhiệt độ khâc nhau tuỳ theo môi trƣờng. Đối với hệ thống điều hoă tự động thơng thƣờng, nó sử dụng TAO đƣợc tính tôn lăm cơ sở cho mọi điều khiển, thì việc điều chỉnh nhiệt độ có tính tới cảm giâc của từng câ nhđn hănh khâch lă rất khó khăn. Vì rất khó để xâc lập đƣợc cảm giâc đó. Để nđng cao khả năng điều khiển thậm chí nhạy cảm với cả cảm giâc của hănh khâch ngƣời ta đê sử dụng công nghệ mạng lƣới thần kinh. Mạng lƣới thần kinh lă một mơ hình kỹ thuật truyền dẫn thông tin thần kinh của cơ thể. Ngƣời ta đê xđy dựng đƣợc mơ hình thần kinh cho câc mối quan hệ phức tạp giữa đầu văo vă đầu ra của việc truyền dẫn thần kinh của con ngƣời. Mạng lƣới thần kinh lă sự kết hợp của một số mơ hình thần kinh vă gồm có câc lớp đầu văo, trung gian vă đầu ra.
+ Hệ thống tự chẩn đôn.
Trong hệ thống tự chẩn đơn, ECU truyền bất kỳ thơng tin sự cố năo xảy ra trong đỉn chỉ bâo, câc cảm biến vă bộ chấp hănh tới bảng điều khiển để hiện thị vă thơng bâo cho kỹ thuật viín biết. Hệ thống năy rất có ích cho việc chuẩn đơn vì câc kết quả tự chẩn đơn đƣợc lƣu trong bộ nhớ ngay cả sau khi tắt khoâ điện OFF.
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ôtô
GV: Bùi Văn Hoăng
Sơ đồ kiểm tra câc cảm biến vă câc tín hiệu
Khoa Cơ khí ơ tơ_ Hệ thống điều hịa ơtơ
CĐU HỎI Ơ TẬP
Cđu 1: Trình băy nhiệm vụ của hệ thống điều hịa ơ tơ?
Cđu 2: Hêy cho biết câc yếu tố ảnh hƣởng đến quâ trình lăm lạnh của hệ thống điều hịa ơ to?
Cđu 3: Hêy kể tín câc đơn vị đo âp suất, nhiệt độ ?
Cđu 4: Hêy cho biết câc loại môi chất sử dụng trong hệ thống điều hịa ơ tơ? Cđu 5: Hêy trình băy cấu tạo của hệ thống điều hịa ơ tơ ?