Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong kỹ thuật ô tô hiện đại, hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò thiết yếu nhằm duy trì điều kiện vi khí hậu tối ưu trong khoang hành khách. Không chỉ thực hiện chức năng làm mát và sưởi ấm, hệ thống còn đảm nhận nhiệm vụ lưu thông không khí, điều chỉnh độ ẩm, lọc sạch bụi bẩn và loại bỏ hơi ẩm đọng trên kính chắn gió để đảm bảo tầm nhìn và an toàn khi vận hành. Đối với các dòng sedan du lịch, sự tiện nghi của hệ thống điều hòa là tiêu chí quan trọng phản ánh chất lượng vận hành của xe.
Đề tài "Khai thác hệ thống điều hòa trên xe Toyota Camry 2012" được thực hiện dưới dạng đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Cơ khí / Kỹ thuật Ô tô tại Trường Đại học Giao thông Vận tải dưới sự hướng dẫn của cô giáo Khương Thị Hà (hoàn thành ngày 08 tháng 01 năm 2023). Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể theo 4 nội dung chính:
- Nghiên cứu tổng quan về xe Toyota Camry 2012 và các yêu cầu kỹ thuật, phân loại hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
- Khảo sát cấu tạo và nguyên lý làm việc chi tiết của từng cụm chi tiết trong hệ thống điều hòa trang bị trên xe Toyota Camry 2012.
- Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu bao che, xác định tổng phụ tải nhiệt của khoang cabin và tính toán các thông số nhiệt động của chu trình làm lạnh.
- Xây dựng quy trình kỹ thuật khai thác, bảo dưỡng, nạp môi chất và chẩn đoán sự cố hỏng hóc của hệ thống điều hòa.
Đối tượng nghiên cứu trọng tâm là hệ thống điều hòa không khí trang bị trên xe Toyota Camry 2012 (đặc biệt là phiên bản động cơ 2AR-FE 2.5G), đặt trong phạm vi khảo sát lý thuyết kết cấu, tính toán cân bằng nhiệt và thực hành bảo dưỡng kỹ thuật ô tô.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đề tài vận dụng lý thuyết nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt trong kỹ thuật lạnh ô tô, dựa trên chu trình làm lạnh nén hơi sử dụng môi chất lạnh R134a. Cơ sở tính toán phụ tải nhiệt bao gồm các phương trình truyền nhiệt qua kết cấu bao che xe nhiều lớp (truyền nhiệt qua trần, vách, sàn và bức xạ mặt trời), tính toán nhiệt phát sinh nội sinh do hành khách, tổn thất nhiệt do mở cửa, nhiệt tỏa ra từ hệ thống chiếu sáng và lượng nhiệt truyền từ khoang động cơ vào cabin.
Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong đồ án:
- Phương pháp phân tích và tổng hợp kỹ thuật: Nghiên cứu tài liệu cấu tạo nguyên lý hệ thống điều hòa ô tô, bóc tách cấu tạo máy nén dạng đĩa lắc, giàn nóng tích hợp, van tiết lưu kiểu hộp và các cơ cấu chấp hành điều khiển.
- Phương pháp tính toán nhiệt động học: Áp dụng hệ thống công thức cân bằng nhiệt tổng thể $Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5$, kiểm tra điều kiện đọng sương trên bề mặt trần xe và tra bảng đồ thị $\lg P - i$ của môi chất R134a để xác định các điểm nút nhiệt động của chu trình.
- Phương pháp chẩn đoán và quy trình kỹ thuật: Xây dựng phương pháp chẩn đoán tình trạng kỹ thuật thông qua đồng hồ đo áp suất hai phía cao áp/thấp áp, máy dò rò rỉ gas và quan sát mắt ga để phân tích các dạng hư hỏng thực tế.
Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất từ tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất Toyota đối với dòng xe Camry 2012 bản 2.5G cùng hệ thống giáo trình, sổ tay nhiệt lạnh chuyên ngành.
Thiết kế và tính toán kỹ thuật
1. Kết cấu bao che và điều kiện cách nhiệt trần xe
Trần xe được thiết kế gồm lớp thép tán kẽm bên ngoài tiếp xúc trực tiếp bức xạ mặt trời và lớp cách nhiệt bông khoáng ép bọc da bên trong.
| STT |
Vật liệu |
Chiều dày $d$ (m) |
Hệ số dẫn nhiệt $\lambda$ ($\text{W/m}^2\cdot\text{độ}$) |
| 1 |
Thép tán kẽm |
0,002 |
45 |
| 2 |
Bông khoáng |
$d_{CN}$ |
0,06 |
Thông số môi trường tính toán:
- Phía ngoài xe: Nhiệt độ $t_{ng} = 35^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_{ng} = 80%$.
- Trong khoang xe: Nhiệt độ $t_{tr} = 25^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_{tr} = 70%$.
- Chiều dày lớp cách nhiệt thực tế theo quy chuẩn: $d_{TT} = 0{,}03\text{ m}$.
- Kiểm tra điều kiện đọng sương bề mặt: Hệ số truyền nhiệt thực tế $K_{TT} < K_S$, đảm bảo không xuất hiện hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của kết cấu.
2. Phân bố các thành phần phụ tải nhiệt khoang xe
Tổng nhiệt thừa $Q$ truyền vào khoang cabin được tính toán theo tổng các thành phần tải nhiệt:
$$Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5$$
| Ký hiệu |
Thành phần phụ tải nhiệt |
Giá trị ($\text{kcal/h}$) |
Ghi chú / Thông số tính toán |
| $Q_{BX}$ |
Nhiệt lượng bức xạ mặt trời |
4099,15 |
Diện tích và hệ số bức xạ |
| $Q_t$ |
Nhiệt lượng qua vách xe |
103,32 |
$\Delta t = 10^\circ\text{C}$, diện tích vách |
| $Q_{tr}$ |
Nhiệt lượng qua trần xe |
48,72 |
Diện tích trần $F_{tr} = 2{,}982\text{ m}^2$, $j_m = 0{,}86$ |
| $Q_S$ |
Nhiệt lượng qua sàn xe |
19,08 |
Diện tích sàn, chênh lệch nhiệt độ |
| $Q_1$ |
Tổng tổn thất qua kết cấu bao che |
4270,27 |
$Q_1 = Q_{BX} + Q_t + Q_{tr} + Q_S$ |
| $Q_2$ |
Nhiệt do người tạo ra (1 người) |
80,00 |
Định mức $80\text{ kcal/h}$ ở $25^\circ\text{C}$ |
| $Q_2$ |
Nhiệt do người tạo ra (5 người) |
400,00 |
Tải cực đại 5 chỗ ngồi |
| $Q_3$ |
Nhiệt do động cơ truyền vào |
6584,00 |
$5%$ công suất cực đại $N_e = 133\text{ kW}$, $\varphi = 0{,}99$ |
| $Q_4$ |
Tổn thất nhiệt khi mở cửa xe |
53,76 |
Diện tích mở cửa và suất tiêu hao |
| $Q_5$ |
Nhiệt do hệ thống đèn tỏa ra |
75,65 |
2 đèn chiếu sáng khoang, mỗi đèn $12\text{ W}$ |
Tổng tải nhiệt làm mát cần thiết của hệ thống:
- Khi có 1 người trên xe: $Q = 11063{,}68\text{ kcal/h}$ (tương đương $17\text{ HP}$).
- Khi chở đủ tải 5 người trên xe: $Q = 11383{,}68\text{ kcal/h}$ (tương đương $18\text{ HP}$).
3. Thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình nhiệt động (R134a)
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh: $t_0 = t_{tr} + \Delta t_0 = 25 + 3 = 28^\circ\text{C}$, tương ứng áp suất bay hơi $P_0 = 0{,}77\text{ MPa}$.
| Điểm nút |
Nhiệt độ $t$ ($^\circ\text{C}$) |
Áp suất $p$ ($\text{MPa}$) |
Enthalpy $i$ ($\text{kJ/kg}$) |
Thể tích riêng $v$ ($\text{l/kg}$) |
Trạng thái nhiệt động |
| 1 |
28 |
0,770 |
713,5 |
26,483 |
Nén đoạn nhiệt |
| 2 |
40 |
0,963 |
740,0 |
— |
Hơi quá nhiệt |
| 3 |
38 |
0,963 |
553,2 |
— |
Ngưng tụ |
| 4 |
28 |
0,770 |
553,2 |
— |
Bay hơi đẳng áp |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan về xe và điều hòa không khí trên xe
Chương 1 giới thiệu cấu hình xe Toyota Camry 2012 với ba phiên bản: 2.0E (động cơ 1AZ-FE, hộp số tự động 4 cấp), 2.5G và phiên bản cao cấp 2.5Q (động cơ 2AR-FE, hộp số tự động 6 cấp, điều hòa tự động 3 vùng độc lập). Bảng thông số kỹ thuật phiên bản Camry 2.5G xác định các kích thước chính: chiều dài $\times$ rộng $\times$ cao là $4825 \times 1825 \times 1470\text{ mm}$, khoảng sáng gầm xe $151{,}5\text{ mm}$, trọng lượng không tải $1515\text{ kg}$, động cơ 4 xi lanh thẳng hàng 2AR-FE dung tích $2494\text{ cm}^3$, công suất tối đa $133\text{ kW}$ tại $6000\text{ vòng/phút}$, mô-men xoắn cực đại $231\text{ Nm}$ tại $4100\text{ vòng/phút}$.
Chương này cũng tổng hợp các hệ thống cơ bản trên xe: hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không hai dòng chéo tích hợp ABS và EBD; hệ thống lái cơ khí trợ lực thủy lực; hệ thống treo trước độc lập kiểu MacPherson; hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức; hệ thống phối khí thông minh Dual VVT-i; hệ thống truyền lực với ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa và trục các-đăng đồng tốc kiểu Rzeppa/Tripot.
Về hệ thống điều hòa ô tô, tác giả phân loại theo vị trí lắp đặt (giàn lạnh phía trước, kiểu kép trước-sau, kiểu treo trần), theo phương pháp điều khiển (chỉnh tay hoặc tự động qua ECU kết hợp cảm biến nhiệt độ trong/ngoài và bức xạ mặt trời), theo chức năng (loại đơn hoặc loại 4 mùa tích hợp két sưởi). Các chức năng chính gồm: làm mát, sưởi ấm (lấy nhiệt từ nước làm mát động cơ), tuần hoàn thông gió (tự nhiên qua chênh áp bề mặt xe hoặc cưỡng bức bằng quạt gió), khử ẩm qua cánh tản nhiệt giàn lạnh và lọc sạch bụi bẩn, mùi khói thuốc qua bộ lọc than hoạt tính.
Chương 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa trên xe Camry 2012
Chương 2 phân tích chuyên sâu các cụm chi tiết chính trong chu trình lạnh khép kín:
- Chu trình biến đổi trạng thái môi chất:
| Vị trí đo trong hệ thống |
Nhiệt độ ($^\circ\text{C}$) |
Áp suất ($\text{MPa}$) |
Trạng thái vật lý |
| Trước khi qua giàn nóng (sau máy nén) |
Xấp xỉ 80 |
Xấp xỉ 1,7 |
Hơi áp suất cao, nhiệt độ cao |
| Sau khi qua giàn nóng |
Xấp xỉ 60 |
Xấp xỉ 1,7 |
Lỏng áp suất cao |
| Trước khi qua van tiết lưu |
Xấp xỉ 60 |
Xấp xỉ 1,7 |
Lỏng |
| Sau khi qua van tiết lưu (vào giàn lạnh) |
Xấp xỉ 0 |
Xấp xỉ 0,2 |
Hơi sương áp suất thấp |
| Sau khi qua giàn lạnh |
3 đến 4 |
Xấp xỉ 0,2 |
Hơi áp suất thấp |
- Máy nén khí dạng đĩa lắc (wobble plate): Chuyển chuyển động quay của trục thành chuyển động tịnh tiến của piston thông qua đĩa chéo. Dung tích và hành trình piston được điều chỉnh tự động theo tải nhiệt thông qua van điều khiển áp suất buồng đĩa chéo. Khi tải thấp, áp suất buồng nạp giảm dưới $2{,}0\text{ kgf/cm}^2$, màng ngăn mở đường nối buồng xả vào buồng điều khiển làm tăng áp suất buồng đĩa, giảm góc nghiêng đĩa lắc và giảm hành trình piston. Khi tải cao, màng ngăn co lại, áp suất buồng điều khiển giảm, góc nghiêng đĩa lắc tăng lên cực đại để tăng lưu lượng bơm.
- Bộ ly hợp từ: Điều khiển đóng/ngắt truyền động từ động cơ đến trục máy nén thông qua cuộn dây stator nam châm điện. Hệ thống tự động ngắt máy nén khi nhiệt độ giàn lạnh xuống dưới $0^\circ\text{C}$ ($32^\circ\text{F}$) hoặc áp suất xuống dưới $0{,}05\text{ MPa}$, và kích hoạt van xả an toàn khi áp suất cao áp vượt ngưỡng $3{,}43 - 4{,}14\text{ MPa}$ ($35 - 42\text{ kgf/cm}^2$).
- Giàn nóng và giàn nóng tích hợp (giàn nóng kép): Cấu tạo ống nhôm chữ U cánh tản nhiệt mỏng đặt phía trước két nước làm mát. Hệ thống sử dụng giàn nóng tích hợp bộ chia hơi - lỏng và khoang làm mát phụ giúp ngưng tụ hoàn toàn môi chất thành dạng lỏng, nâng cao năng suất lạnh.
- Bình lọc / bộ hút ẩm và mắt ga: Chứa chất khử ẩm và lưới lọc tinh để loại bỏ tạp chất và hơi nước. Mắt ga (kính quan sát) giúp phát hiện định tính tình trạng môi chất: bọt khí xuất hiện khi thiếu gas, vệt dầu gợn sóng khi thiếu gas nghiêm trọng; màu chất chỉ thị báo độ ẩm (màu xanh: khô; màu vàng: có lọt ẩm; màu nâu: ẩm nhiều cần xử lý).
- Thiết bị giãn nở (van tiết lưu): Phân tích van tiết lưu dạng hộp có thanh cảm ứng nhiệt tiếp xúc trực tiếp dòng ra giàn lạnh và van tiết lưu loại thường có bầu cảm nhiệt ngoài. Cân bằng lực giữa màng áp suất và lò xo sẽ điều chỉnh độ mở kim van theo tải nhiệt. Trường hợp hệ thống dùng ống tiết lưu cố định sẽ bố trí thêm bình tích lũy đặt giữa giàn lạnh và máy nén để ngăn lỏng về máy nén.
- Giàn lạnh và đường ống dẫn: Giàn lạnh đặt dưới bảng táp-lô kết hợp quạt lồng sóc điều khiển nhiều cấp tốc độ. Đường ống gồm ống mềm cao su gia cố nilon chống thẩm thấu và ống kim loại cứng với đường kính quy chuẩn: ống hút về máy nén đường kính $1/2 - 5/8\text{ inch}$, ống lỏng cao áp đường kính $5/16\text{ inch}$, ống xả đường kính $1/2\text{ inch}$.
Chương 3: Tính toán hệ thống điều hòa trên xe Camry 2012
Chương 3 trình bày các bước tính toán kiểm nghiệm kỹ thuật:
- Tính toán nhiệt truyền qua trần xe nhiều lớp với lớp cách nhiệt bông khoáng $0{,}03\text{ m}$, kiểm chứng hệ số truyền nhiệt $K_{TT} < K_S$ để kết luận kết cấu không bị đọng sương bề mặt.
- Xác định chi tiết từng thành phần phụ tải nhiệt khoang xe theo điều kiện mùa hè: nhiệt bức xạ $Q_{BX} = 4099{,}15\text{ kcal/h}$, truyền nhiệt qua vách $Q_t = 103{,}32\text{ kcal/h}$, qua trần $Q_{tr} = 48{,}72\text{ kcal/h}$, qua sàn $Q_S = 19{,}08\text{ kcal/h}$ (tổng bao che $Q_1 = 4270{,}27\text{ kcal/h}$).
- Tính toán phụ tải nội sinh: 5 hành khách $Q_2 = 400\text{ kcal/h}$, động cơ truyền nhiệt $Q_3 = 6584\text{ kcal/h}$, mở cửa $Q_4 = 53{,}76\text{ kcal/h}$, chiếu sáng $Q_5 = 75{,}65\text{ kcal/h}$.
- Tổng hợp tải lạnh yêu cầu: $11063{,}68\text{ kcal/h}$ ($17\text{ HP}$) cho chế độ 1 người và $11383{,}68\text{ kcal/h}$ ($18\text{ HP}$) cho chế độ 5 người.
- Thiết lập thông số trạng thái các điểm nút chu trình nén hơi R134a phục vụ tính toán giàn ngưng và giàn bốc hơi.
Chương 4: Khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống điều hòa
Chương 4 hoàn thiện các nội dung thực hành kỹ thuật:
- Dụng cụ chuyên dụng: Bộ đồng hồ đo áp suất manifold thấp áp/cao áp, bơm hút chân không kiểu van quay, thiết bị phát hiện rò rỉ gas điện tử, thiết bị nạp môi chất chuyên dùng.
- Quy trình kỹ thuật: Quy trình hút chân không làm sạch hệ thống; phương pháp nạp dầu bôi trơn máy nén tương thích với R134a; quy trình nạp môi chất lỏng qua phía cao áp (khi máy nén không hoạt động) và nạp môi chất hơi qua phía thấp áp (khi hệ thống đang hoạt động).
- Chẩn đoán sự cố qua thông số áp suất và hiện tượng:
- Hệ thống hoạt động bình thường: Áp suất thấp áp và cao áp đạt dải tiêu chuẩn, luồng gió mát sâu, mắt ga trong suốt.
- Hệ thống thiếu môi chất: Áp suất hai phía đều thấp hơn tiêu chuẩn, xuất hiện bọt khí hoặc vệt dầu qua mắt ga, độ lạnh kém.
- Hệ thống thừa môi chất hoặc làm mát giàn nóng kém: Áp suất phía cao áp tăng cao bất thường, quạt giàn nóng không đủ lưu lượng giải nhiệt.
- Có hơi ẩm lọt vào hệ thống: Hệ thống lạnh ngắt quãng do hơi ẩm đóng băng làm nghẽn lỗ tiết lưu, mắt ga đổi màu sang vàng hoặc nâu.
- Máy nén bị yếu/mòn: Áp suất phía thấp áp quá cao trong khi áp suất phía cao áp quá thấp.
- Tắc nghẽn trong hệ thống: Chênh lệch áp suất lớn bất thường trước và sau vị trí tắc, đóng tuyết tại điểm nghẽn.
- Khí không ngưng lọt vào: Áp suất cao áp tăng cao, kim đồng hồ rung giật.
- Van tiết lưu mở quá lớn: Môi chất không bay hơi hết, đường ống hút về máy nén bị đọng sương hoặc đóng tuyết.
- Quy trình tháo lắp, kiểm tra và thay thế định kỳ bộ lọc gió điều hòa khoang lái.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã đạt được các kết quả định lượng và giá trị kỹ thuật thực tiễn:
- Kết quả tính toán định lượng: Xác định chính xác tổng phụ tải nhiệt của xe Toyota Camry 2012 ở chế độ làm việc khắc nghiệt (nhiệt độ môi trường $35^\circ\text{C}$, độ ẩm $80%$, trong xe $25^\circ\text{C}$) là $11383{,}68\text{ kcal/h}$ (tương đương $18\text{ HP}$) khi chở đủ 5 người. Đã tính toán và kiểm chứng kết cấu cách nhiệt trần xe ($d_{TT} = 0{,}03\text{ m}$) không xảy ra hiện tượng đọng sương bề mặt ngoài.
- Xác lập chu trình nhiệt động: Xác định đầy đủ các thông số nhiệt động tại 4 điểm nút cơ bản của môi chất R134a, với áp suất bay hơi $0{,}77\text{ MPa}$ và áp suất ngưng tụ $0{,}963\text{ MPa}$.
- Hệ thống hóa nguyên lý kết cấu: Làm rõ nguyên lý tự điều chỉnh thể tích công tác của máy nén đĩa lắc theo ngưỡng áp suất buồng nạp $2{,}0\text{ kgf/cm}^2$, cơ chế ngắt ly hợp từ khi nhiệt độ dưới $0^\circ\text{C}$ hoặc áp suất dưới $0{,}05\text{ MPa}$, và dải áp suất xả an toàn của van giảm áp ($3{,}43 - 4{,}14\text{ MPa}$).
- Đóng góp kỹ thuật thực hành: Xây dựng cẩm nang chẩn đoán hư hỏng chi tiết cho 8 trạng thái làm việc bất thường của hệ thống điều hòa ô tô thông qua đồng hồ đo áp suất và mắt ga quan sát, phục vụ trực tiếp cho công tác sửa chữa tại các xưởng dịch vụ kỹ thuật ô tô.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đồ án tập trung vào tính toán phụ tải nhiệt tĩnh ở điều kiện chế độ nhiệt mùa hè và phân tích cơ cấu cơ - nhiệt - thủy lực của hệ thống điều hòa Camry 2012 bản 2.5G dùng môi chất R134a. Chưa đi sâu phân tích sơ đồ mạch điện điều khiển chi tiết và thuật toán xử lý tín hiệu của hộp ECU điều khiển điều hòa tự động 3 vùng độc lập trên phiên bản cao cấp 2.5Q.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu mô phỏng động học quá trình truyền nhiệt và phân bố dòng khí trong khoang hành khách theo các chế độ vận tốc xe khác nhau; nghiên cứu ứng dụng các môi chất lạnh thế hệ mới có chỉ số GWP thấp (như R1234yf) và hệ thống điều hòa dẫn động điện trên các dòng xe Hybrid / xe điện tương đương.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh: Nắm bắt phương pháp luận tính toán truyền nhiệt, cân bằng năng lượng phụ tải nhiệt cho khoang xe du lịch và phương pháp tra cứu chu trình môi chất nén hơi.
- Kỹ sư và kỹ thuật viên bảo dưỡng sửa chữa ô tô: Sử dụng trực tiếp quy trình hút chân không, quy trình nạp dầu/gas đúng kỹ thuật và bảng triệu chứng chẩn đoán 8 dạng pan bệnh qua đồng hồ áp suất và mắt ga để khắc phục sự cố hệ thống lạnh ô tô trong thực tế.
Câu hỏi thường gặp
1. Máy nén khí dạng đĩa lắc trên xe Toyota Camry 2012 tự động thay đổi năng suất làm lạnh theo nguyên lý nào?
Máy nén đĩa lắc điều khiển hành trình piston thông qua việc thay đổi góc nghiêng của đĩa chéo bằng van điều khiển áp suất buồng đĩa. Khi tải nhiệt thấp, áp suất buồng nạp giảm xuống dưới $2{,}0\text{ kgf/cm}^2$, màng ngăn giãn nở mở thông buồng xả với buồng điều khiển, làm áp suất trong buồng điều khiển tăng lên đẩy đĩa chéo giảm góc nghiêng, dẫn đến hành trình piston ngắn lại và giảm lượng môi chất nén. Ngược lại, khi tải nhiệt cao, áp suất buồng nạp tăng làm màng ngăn thu hẹp, ngắt đường xả vào buồng điều khiển khiến áp suất buồng điều khiển giảm, góc nghiêng đĩa chéo tăng lên làm tăng hành trình piston và tăng tối đa năng suất làm lạnh.
2. Tổng tải nhiệt khoang xe Toyota Camry 2012 khi chở đủ 5 người được tính toán là bao nhiêu và thành phần nào chiếm tỷ trọng lớn nhất?
Tổng tải nhiệt làm mát khi chở đủ 5 người là $11383{,}68\text{ kcal/h}$ (tương đương $18\text{ HP}$). Trong đó, lượng nhiệt truyền từ khoang động cơ sang khoang hành khách chiếm tỷ trọng lớn nhất với $6584\text{ kcal/h}$ (tính bằng $5%$ công suất cực đại động cơ $133\text{ kW}$), tiếp theo là nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che $Q_1 = 4270{,}27\text{ kcal/h}$ (trong đó riêng nhiệt bức xạ mặt trời $Q_{BX}$ đã chiếm $4099{,}15\text{ kcal/h}$).
3. Trạng thái áp suất và nhiệt độ của môi chất thay đổi như thế nào trước và sau van tiết lưu?
Trước khi qua van tiết lưu, môi chất ở dạng lỏng áp suất cao, nhiệt độ xấp xỉ $60^\circ\text{C}$ và áp suất xấp xỉ $1{,}7\text{ MPa}$. Sau khi phun qua lỗ tiết lưu, môi chất giãn nở nhanh chóng biến thành dạng hơi sương áp suất thấp với nhiệt độ hạ xuống xấp xỉ $0^\circ\text{C}$ và áp suất giảm sâu còn xấp xỉ $0{,}2\text{ MPa}$.
4. Mắt ga (kính quan sát) trên bình lọc/hút ẩm cung cấp những thông tin chẩn đoán nào?
Mắt ga cho phép nhận biết định tính lưu lượng và chất lượng môi chất:
- Lưu lượng gas: Dòng lỏng điền đầy trong suốt là đủ gas; xuất hiện nhiều bọt khí là thiếu gas; xuất hiện các vệt dầu chảy gợn sóng là hệ thống thiếu gas trầm trọng.
- Độ ẩm môi chất qua vòng màu chỉ thị: Màu xanh báo hiệu môi chất khô bình thường; màu vàng cảnh báo có hơi ẩm lọt vào hệ thống; màu nâu báo hiệu lượng ẩm xâm nhập lớn cần phải thay phin lọc và xử lý hút chân không lại.
5. Van giảm áp trên hệ thống điều hòa Camry 2012 có chức năng gì và mở ở dải áp suất nào?
Van giảm áp đóng vai trò thiết bị bảo vệ an toàn cho đường ống và các cụm chi tiết phía cao áp (giàn nóng, bình chứa/hút ẩm). Khi giàn nóng tản nhiệt kém hoặc hệ thống quá tải khiến áp suất phía cao áp tăng cao nguy hiểm trong khoảng từ $3{,}43\text{ MPa}$ ($35\text{ kgf/cm}^2$) đến $4{,}14\text{ MPa}$ ($42\text{ kgf/cm}^2$), van giảm áp sẽ tự động mở để xả bớt áp lực, ngăn ngừa nguy cơ nổ vỡ đường ống dẫn môi chất.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Khai thác hệ thống điều hòa trên xe Toyota Camry 2012" đã giải quyết trọn vẹn từ cơ sở lý thuyết truyền nhiệt, phân tích cấu tạo chi tiết các cụm thiết bị nhiệt lạnh đến tính toán phụ tải nhiệt và xác lập chu trình nhiệt động của môi chất R134a. Nghiên cứu xác định chính xác công suất lạnh yêu cầu cho xe đạt $18\text{ HP}$ ở chế độ đầy tải 5 người và cung cấp bộ thông số kỹ thuật chuẩn mực cho các điểm nút chu trình. Đồng thời, tài liệu đã chuẩn hóa quy trình bảo dưỡng và xây dựng các phương pháp chẩn đoán sự cố thực tế, mang lại giá trị ứng dụng cao cho công tác đào tạo kỹ thuật và dịch vụ sửa chữa ô tô.
