CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Lịch sử ra đời hệ thống điều hòa ô tô. Năm 1939 khi mà những nhà sản xuất xe cao cấp ở New York – Parkard – phát triển hệ thống điều hòa thiết thực đầu tiên cho xe ô tô.Parkard đã tạo ra điều hòa không khí cho xe đầu tiên như một tùy chọn bổ sung. Nếu có bất kỳ người mua nào muốn có điều hòa không khí, thì một công ty thứ ba có tên là Bishop và Babcock Co.
sẽ lắp đặt hệ thống này vào trong xe.Thật không may là “điều hòa nhiệt độ” của Packard thất bại trong việc thương mại hóa do chi phí lắp đặt quá cao. Ngoài ra thì điều hòa của Packard cũng gặp vấn đề về máy móc và cần phải bảo dưỡng liên tục. Công ty này đã ngừng sản xuất điều hòa vào năm 1941. Tuy nhiên GM đã đưa điều hòa nhiệt độ trở thành một trang bị tiêu chuẩn trong hầu hết những mẫu xe được sản xuất trong năm 1953, và Nash và Pontiac cũng bắt kịp xu hướng này trong năm sau đó.
Một vài nhà sản xuất xe khác cũng bắt đầu triển khai một vài năm sau. Doanh số bán điều hòa không khí cho xe ô tô tăng mạnh trong những năm 60. Cadillac đã thực sự thay đổi cục diện cuộc chơi bằng việc đưa vào sử dụng hệ thống điều khiển điều hòa không khí lần đầu tiên vào năm 1964. Cài đặt này cho phép thay đổi nhiệt độ về mức phù hợp hơn với nhu cầu người dùng[8].
Giới thiệu chung hệ thống điều hòa. Điều hòa không khí là một hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong những ngày nắng nóng mà còn giúp khử độ ẩm và lọc sạch không khí. Ngày nay, điều hòa không khí trên xe còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển.
Điều hoà không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe. Điều hoà không khí có chức năng: - Điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe - Hút ẩm và lọc gió 1. Điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí. Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS.
Đỗ Phú Ngưu 2 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ để làm nóng không khí trong xe nhờ quạt gió. 1 Bộ sưởi ấm[7] b. Làm mát không khí. Khí gas được xả từ van giãn nở lập tức biến thành dạng sương có áp suất và nhiệt độ thấp và bắt đầu bay hơi tại giàn lạnh.
Môi chất trong giàn lạnh có nhiệt độ và áp suất thấp nó làm lạnh không khí xung quanh dàn lạnh. 2 Làm mát không khí[6]. Tuần hoàn không khí trên xe. - Thông gió tự nhiên: lấy không khí từ bên ngoài đưa vào bên trong xe nhờ sự chênh lệch áp suất khi xe chuyển động.
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu 3 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập - Thông gió cưỡng bức: là sử dụng quạt điện để hút không khí từ bên ngoài đưa vào trong xe. Hút ẩm và lọc gió. Bộ lọc không khí.
- Chức năng: Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của điều hoà không khí để làm sạch không khí đưa vào trong xe. - Phân loại bộ lọc không khí: có hai loại bộ lọc không khí, một loại chỉ lọc bụi và loại kia còn có tác dụng khử mùi bằng than hoạt tính. Bộ lọc không khí có thể thay thế dễ dàng. 3 Bộ lọc không khí[7] b.
Bộ làm sạch không khí. - Công dụng: có tác dụng loại bỏ khí và bụi bẩn trong xe. - Cấu tạo: Bộ làm sạch không khí gồm có một quạt giàn lạnh, motor quạt giàn lạnh, cảm biến khói, bộ khuyếch đại, điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính. Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS.
Đỗ Phú Ngưu 4 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập Hình 1. 4 Bộ làm sạch không khí[7] - Nguyên lý hoạt động: Bộ lọc không khí dùng một motor quạt để lấy không khí ở trong xe và làm sạch không khí đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bộ lọc. Ngoài ra, một số xe có trang bị cảm biến khói để xác định khói thuốc và tự động khởi động khi motor quạt giàn lạnh ở vị trí “HI”. Phân loại điều hòa không khí trên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển. Phân loại theo vị trí lắp đặt. - Kiểu phía trước: Ở loại này dàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào bên trong khoang xe.
Kiểu này được dùng phổ biến trên xe 4 chỗ , xe tải,… Hình 1. 5 Kiểu phía trước[6] Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu 5 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập - Kiểu kép: Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này không cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau.Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe.
Loại này dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ,… Hình 1. 6 Kiểu kép[6] - Kiểu kép treo trần: Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp với các loại xe khách. 7 Kiểu kép treo trần[6] 1.
Phân loại theo phương pháp điều khiển. - Kiểu bằng tay: Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ : Công tắc điều khiển tốc độ quạt , hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời,… Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu 6 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập Hình 1.
8 Kiểu bằng tay[6] - Kiểu tự động: Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa (ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời,… Hình 1. 9 Kiểu tự động[6] 1.
Lý thuyết về điều hòa không khí. Để hiểu sâu hơn về đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu về cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí. Bản chất của quá trình làm mát trong hệ thống điều hòa đó là tách nhiệt ra khỏi vật thể. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau: - Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp.
- Khi chất khí bị nén nhiệt độ của nó sẽ tăng. Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu 7 Bùi Viết Lãm Bùi Quang Trọng Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa ô tô dùng cho học tập - Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ làm phân bố nhiệt ra một vùng xung quanh và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống. - Để làm lạnh bất cứ một vật thể nào thì ta phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó.
- Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi. Hệ thống điện lạnh được thiết kế dựa trên các đặc tính cơ bản của sự truyền dẫn nhiệt sau đây: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt và áp suất với điểm sôi. - Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến những nơi có nhiệt độ thấp hơn. Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh.
Nhiệt truyền từ vật này sang vật khác theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ. + Dẫn nhiệt: Sự dẫn nhiệt xảy ra giữa hai vật thể khi chúng được tiếp xúc trực tiếp với nhau. + Sự đối lưu: là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác nhờ khối không khí trung gian bao quanh nó. Khi khối không khí được đun nóng bởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội hơn và làm nóng vật thể này.
+ Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. - Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể lỏng, thể rắn, thể khí. Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền cho nó một nhiệt lượng nhất định. Ví dụ khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 00C thì nước đóng băng thành đá.
Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu nước được đun tới 1000C, nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Trong quá trình thay đổi trạng thái của nước ta phải tác động nhiệt vào. - Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí.
Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao [2]. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn. Đơn vị đo nhiệt lượng.
Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU. Nếu cần nung một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 10F (0,550C) thì phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt. Năng suất của một hệ thống nhiệt lạnh ô tô được định rõ bằng BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ. Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường Người hướng dẫn: ThS.