CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNGKHÍTỰĐỘNGTRÊNÔTÔ
2.4. CÁCĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).
Hình2.15:Côngthứctínhnhiệtđộkhôngkhícửara (TAO)
Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước, EC U
nhận các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biế n
nhiệt độ ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt độ. ECU xử l ý
tín hiệu, tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra (TAO). Để đạt đượ c
giá trị TAO thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điều khiển chọn cửa dẫn khí vào ,
điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí.
Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau: + Nhiệt độ đặt trước thấp hơn.
+ Nhiệt độ trong xe cao hơn. + Nhiệt độ bên ngoài xe cao. + Cường độ ánh sáng mặt trời lớn. 2.4.2. Điều khiển trộn gió.
Mô tả:
38
Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước, nhiệ t
độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gió qua đ ó
thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe.
Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánh điều khiển.
Hình2.16:Điềukhiểntrộngió.
Điều khiển:
* Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnh nhất) hoặ c
MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COO L
hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO.
Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”. * Điều khiển thông thường.
Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gió đượ c
điều khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặ t
trước. Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió:
Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàn toà n
về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ già n
lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0%. Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của ké t
sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nước làm mát động cơ s ẽ
bằng TAO. ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ mở của cán h
trộn gió. Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ m ở
xác định.
Độ mở xác định = (TAO –nhiệt độgiàn lạnh)/(Nhiệt độnước làm mát- nhiệt
độgiànlạnh)x100.
2.4.3. Điều khiển chia gió. Mô tả :
Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/ C
được tự động bật về dòng khí mong muốn. Điều khiển:
Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau: + Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE.
+ Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: BI- LEVEL. + Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT
Hình2.17:Điềukhiểnchia gió
2.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh.
Hình2.18:Điềukhiểntốcđộquạt
Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm: + Mô tơ quạt gió.
+ Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao. + ECU điều hòa.
+ Tranzistor công suất và điện trở LO Nguyên lý hoạt động:
Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điều khiể n
tốc độ của mô tơ quạt gió. Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặ t
trước.
+ Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO). TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp.
40
Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặ t
trước. ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF). Dòng điện qua mô tơ quạt gi ó
được nối mát thông qua điện trở LO. Đồng thời trên điện trở LO có sự sụt áp dẫn tớ i
cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm. Quạt quay với tốc độ thấp.
Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất. Khi m ô
tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ tranzisto r
công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistor công suất. TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI).
Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECU điề u
hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON). Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thay đổi liê n
tục theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc của tranzistor công suất. TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI).
Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ v ề
nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếp điể m
thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió. Như vậy tránh được sự tổ n
hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió là cực đại, tốc đ ộ
quạt là lớn nhất.
2.4.5. Điều khiển hâm nóng.
Điều khiển:
Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà núm chọ n
tốc độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiển theo nhiệ t
độ nước làm mát.
+ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chức năn g
điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió.
+ Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóng khôn g
khí trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt độ nước là m
mát và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏ hơn và làm ch o
quạt quay ở tốc độ thấp hơn.
+ Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng không kh í
trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO.
Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho qu á
trình làm mát.
41
2.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ. Mô tả:
Hình2.20: Điềukhiểntốcđộquạttrongthờigianquáđộ.
Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽ thải r a
không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động. Chức năng điều khiển dòng khí tron g
thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này. Điều khiển:
+ Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chứ c
năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắt khoảng 4 giâ y
trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong bộ phận làm mát .
Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (Chế độ LO) để nh ả
ra không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mát rồi đưa vào trong xe. + Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F).
Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ ch o
quạt gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây.
42
Hình2.21:Điềukhiểndẫngióvào
Mô tả.
Chức năng điều khiển dẫn gió vào thông thường là để đưa không khí từ bê n
ngoài vào. Khi chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước lớn, thì chức năn g
điều khiển dẫn gió vào tự động bật về chế độ tuần hoàn không khí trong xe để việ c
làm mát được hiệu quả hơn. Điều khiển.
Các chức năng điều khiển dẫn gió vào được thực hiện theo cách sau đây: + Thông thường: FRESH
+ Khi nhiệt độ trong xe cao: RECIRC.
Tham khảo: Ở một số xe chức năng điều khiển dẫn gió vào cũng tự động bật v ề
RECIRC nếu nồng độ CO, HC, NOX được xác định bởi cảm biến khói ngoài xe vượ t
quá giới hạn cho phép.
Khi lựa chọn chế độ DEF cho dòng khí, thì chức năng điều khiển cử a
gió được tự động chuyển về chế độ FRESH (Ở một số kiểu xe không có chế độ điề u
khiển này).
2.4.8. Điều khiển tốc độ không tải.
Vai trò: Khi động cơ chạy không tải, công suất động cơ nhỏ. Bật máy nén sẽ làm qu á
tải động cơ. Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng. Để máy điều hò a
hoạt động khi xe chạy ở chế độ không tải thì tốc độ động cơ phải được tăng lên mộ t
cách tự động gọi là điều khiển tốc độ không tải hay bù ga. Giải pháp điều khiển tốc độ không tải (bù điều hòa). * Đối với động cơ phun xăng điện tử:
+ Điều khiển van ISC để mở thông đường gió từ trước ra sau bướm ga khi x e
43
+ Sử dụng hệ thống bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) điều khiển mô tơ
điện để kênh ga.
+ Đối với động cơ không sử dụng bướm ga mà điều khiển bằng xupap thì s ẽ
mở thêm xupap khi bật điều hòa ở chế độ không tải VD: Xe BMW 318i
Khi xe chạy không tải bình thường xupap mở: 0,5 (mm).
Khi xe chạy không tải, mở điều hòa xupap mở: 0,57(mm) ÷ 0,58 (mm). * Đối với động cơ diesel điện tử: Thực hiện bù điều hòa theo nguyên tắc thay đổ i
xung điều khiển phun nhiên liệu.
* Đối với động cơ xăng dùng chế hòa khí, động cơ diesel thông thường:
Thực hiện bù điều hòa bằng cách sử dụng các hộp màng chân không (động c ơ
xăng) để kéo bướ m ga mở thêm ho ặ c kéo c ần ga c ủ a bơm cao áp ( động c ơ diesel ).
Hình2.22:ĐiềukhiểntốcđộkhôngtảibằngvanISC
Nguyên lý hoạt động:
ECU điều khiển động cơ nhận tín hiệu công tắc A/C (ON) từ bộ điều khiể n
điều hòa. ECU điều khiển mở van điều chỉnh tốc độ không tải (van ISC). Một lượn g
khí nạp được đi tắt từ trước bướm ga ra sau bướm ga theo đường van ISC. Khi đó c ả
lượng khí nạp và nhiên liệu đều tăng, giúp tăng tốc độ động cơ tới tốc độ thích hợp. 2.4.9. Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng.
Trong xe có két nước giải nhiệt bằng quạt điện. Một cặp quạt của két nước v à
giàn nóng được sử dụng trong quá trình hoạt động của hệ thống điều hòa không khí .
Các quạt này cung cấp 3 cấp điều khiển: dừng, tốc độ thấp, tốc độ cao.
Hệ thống điều hòa sử dụng cặp quạt có thể chuyển đổi giữa cách mắc nối tiế p
và cách mắc song song phụ thuộc vào điều kiện áp suất môi chất và nhiệt độ nướ c
làm mát động cơ.
+ Mắc nối tiếp: Khi máy nén hoạt động nếu cả áp suất môi chất và nhiệt đ ộ
nước làm mát động cơ đều thấp, cặp quạt điện được mắc nối tiếp và quay ở tốc đ ộ thấp. 44 Chế độ Ly hợp từ Áp suất môi chất Nhiệt độ nước Quạt giàn nóng Quạt két nước 1 OFF - Thấp Dừng Dừng 2 - Cao Tốc độ thấp Tốc độ cao 3 ON Thấp Thấp Tốc độ thấp (mắc nối tiếp) Thấp Cao Tốc độ cao (mắc song song) 4 Cao Thấp Cao Cao
+ Mắc song song: Khi máy nén hoạt động, nếu áp suất môi chất và nhiệt đ ộ
nước làm mát động cơ đều cao. Cặp quạt được mắc song song và quay ở tốc độ cao .
Hình2.23:Sơđồđiềukhiểntốcđộquạtgiànnóngvàquạtkétnước
Chú thích:
Rơle côn từ điều khiển đóng ngắt máy nén được điều khiển bởi ECU điều hòa. Công tắc rơle 1 là công tắc thường đóng.
Công tắc rơle 2 là công tắc kép để chuyển đổi chế độ mắc nối tiếp và mắc son g
song của quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát. Công tắc rơle 3 là công tắc thường mở.
Côngtắcápsuấttrunggianmở khi:P
ga>14,5÷15(kg/cm2). Côngtắcnhiệtđộnướclàmmátmởkhi:t
0nước>900C÷950C
ởcácchếđộlàmviệc
45
Hình2.25:Sơđồmạchđiệnquạtgiànnóngvàquạtkét nướcởcácchếđộ.
2.4.10. Điều khiển tan băng.
Khi nhiệt độ bên trong giàn lạnh nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng (00C), tuyết s ẽ
hình thành trên bề mặt của cánh tản nhiệt. Tuyết trong giàn lạnh ngăn chặn dòng kh í
qua các cánh này. Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, vì vậy năng suất là m
lạnh giảm. Điều khiển tan băng sẽ ngăn chặn hiện tượng trên. Có ba phương pháp điều khiển tan băng đó là:
+ Dùng van EPR (Van điều áp giàn lạnh). + Dùng nhiệt điện trở.
+ Dùng công tắc nhiệt.
a. Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR): 46
Hình2.26: VịtrívàcấutạocủavanEPR
Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) là một van điều chỉnh áp suất gồm mộ t
ống kim loại, piston và lò xo. Bộ phận này được lắp giữa giàn lạnh và máy nén đ ể
duy trì áp suất môi chất bên trong giàn lạnh ở 0,18 (Mpa) hoặc cao hơn để ngăn chặ n
sự đóng băng.
Máy nén hoạt động liên tục trong loại sử dụng van EPR vì vậy sự thay đổ i
nhiệt độ đầu ra thấp.
Loại điều hòa không khí dùng van EPR hoạt động không sinh ra tiếng ồn nê n
được dùng rộng rãi trên các xe đắt tiền. Nguyên lý hoạt động.
Hình2.27:NguyênlýhoạtđộngcủavanEPR
Trong quá trình hoạt động, piston của van EPR chịu lực tác dụng của áp suấ t
bay hơi môi chất (Ps) và áp lực lò xo (Pe) sẽ dịch chuyển làm đóng hoặc mở đườn g
dẫn môi chất từ giàn lạnh tới máy nén. Chuyển động này sẽ điều chỉnh áp suất ba y
hơi (Pe) cho giàn lạnh. Vì thế áp suất giàn lạnh không xuống dưới 0,18 Mpa, ngă n
chặn tuyết xuất hiện. Cụ thể:
+ Khi nhiệt độ trong xe cao, tải nhiệt tăng áp suất bay hơi (Pe) lớn hơn so vớ i
áp lực lò xo (Ps). Piston dịch chuyển sang phía trái làm mở van. Môi chất bay hơi ở
giàn lạnh được hút vào máy nén.
+ Khi nhiệt độ trong xe thấp, tải nhiệt giảm (áp suất (Pe) thấp hơn 0,18 Mpa) .
Lúc này trong van EPR, giá trị (Pe) nhỏ hơn giá trị áp lực lò xo (Ps) và piston bị ké o
trở lại qua phía phải. Van được đóng lại ngắt dòng môi chất trở về máy nén. Vì vậ y
áp suất giàn lạnh được tăng cao hơn, ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh. 47
b. Nhiệt điện trở (Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh).
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được lắp ở phía sau giàn lạnh để cảm nhận nhiệ t
độ của gió sau khi đi qua giàn lạnh. Nó là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở tha y
đổi tỷ lệ nghịch với nhiệt độ.
Sự thay đổi nhiệt độ được nhận biết bởi cảm biến nhiệt độ giàn lạnh sẽ đượ c
chuyển thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU A/C.
Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C (nhiệt độ đóng tuyết) ECU A/C sẽ điề u
khiển tranzistor (OFF) không nối mát cho rơ le côn từ, máy nén bị ngắt điện ngừn g
hoạt động không cung cấp môi chất cho giàn lạnh. Vì vậy nhiệt độ giàn lạnh sẽ tăn g
lên, giúp ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh.
Hình2.29:Điềuhòangừnghoạtđộng(MáynénOFF) c.Công tắcnhiệt.
Cấu tạo của công tắc nhiệt gồm có:
+ Một ống cảm ứng nhiệt có một đầu được gắn trên đường ống ra của già n
lạnh, một đầu được nối với hộp màng xếp.
+ Hộp màng xếp có chứa khí He là một loại khí trơ có khả năng giãn nở v ì
nhiệt.
48
+ Một cần đẩy được liên kết với một vi công tắc để đóng ngắt dòng điện cấ p
cho cuộn dây của rơ le côn từ.