Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa trên ô tô và chế tạo mô hình

Đồ án toán học nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống điều hòa trên ô tô và chế tạo mô hình, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Văn Quỳnh
• Trường học: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô và máy động lực
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động ô tô du lịch và chế tạo mô hình
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. Lý do chọn đề tài
• 2. Mục đích nghiêm cứu
• 3. Phạm vi nghiêm cứu
• 4. Giới hạn đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
• 1.2. Phân tích kết cấu của điều hòa
• 1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận chính của hệ thống điều hòa trên hình 1
• 1.4. Chức năng của hệ thống điều hòa
• 1.4.1. Chức năng sưởi ấm
• 1.4.2. Chức năng làm mát
• 1.4.3. Chức năng hút ẩm
• 1.4.4. Chức năng lọc không khí
• 1.4.5. Chức năng loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn
• 1.4.6. Chức năng điều khiển nhiệt độ
• 1.5. Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống điều hòa
• 1.6. Phân loại hệ thống điều hòa
• 1.6.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt
• 1.6.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊM CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ DU LỊCH
• 2.1. Giới thiệu chung về xe tham khảo hệ thống điều hòa tự động là xe Hyundai Santa Fe
• 2.2. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí tự động
• 2.3. Chức năng các bộ phận
• 2.4. Vị trí các chi tiết trong hệ thống
• 2.5. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa tự động
• 2.6. Các cảm biến trong hệ thống điều hòa tự động
• 2.6.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe
• 2.6.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường
• 2.6.3. Cảm biến bức xạ mặt trời
• 2.6.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
• 2.6.5. Cảm biến nước làm mát
• 2.7. Sơ đồ điều khiển cảm biến và công tắc trong hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô
• 2.7.1. Điều khiển công tắc áp suất
• 2.7.2. Điều khiển nhiệt độ giàn lạnh
• 2.7.3. Điều khiển điều hòa kép (Hệ thống lạnh ô tô phía sau)
• 2.7.4. Điều khiển bù không tải
• 2.7.5. Điều khiển quạt giàn ngưng
• 2.7.6. Hệ thống bảo vệ đai dẫn động
• 2.7.7. Điều khiển quạt giàn lạnh
• 2.8. Chẩn đoán, bảo dưỡng và cách khắc phục các hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa không khí tự động
• 2.8.1. Kiểm tra thường xuyên và bảo trì hệ thống điều hòa
• 2.8.2. Các dạng hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục
• 2.8.3. Đánh giá hệ thống bằng dụng cụ đo áp suất
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
• 3.1. Mô tả về mô hình hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
• 3.2. Thiết kế khung đỡ mô hình hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
• 3.2.1. Thiết kế mô hình
• 3.2.2. Quy trình thực hành tại xưởng
• 3.2.3. Dụng cụ phục vụ thiết kế và chế tạo khung đỡ
• 3.2.4. Trang phục bảo hộ lao động
• 3.2.5. Quy trình dựng khung, giá đỡ cho mô hình
• 3.3. Các thiết bị và Quy trình lắp đặt hệ thống
• 3.3.1. Các lưu ý khi lắp đặt hệ thống điều hòa
• 3.3.2. Các thiết bị chính của hệ thống điều hòa
• 3.3.3. Các bước và công việc lắp đặt hệ thống
• 3.4. Các bài thực hành trên mô hình
• 3.4.1. Yêu cầu chung
• 3.4.2. Thực hành nạp môi chất và thực hành vận hành hệ thống điều hòa
• 3.4.3. Thực hành tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng mô hình hệ thống điều hòa
• KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan đồ án hệ thống điều hòa ô tô mô hình thực hành

Đồ án thiết kế hệ thống điều hòa không khí ô tô là một đề tài nghiên cứu chuyên sâu, có ý nghĩa thực tiễn cao trong ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Hệ thống này không chỉ là một tiện nghi mà còn là một bộ phận quan trọng, đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho người sử dụng dưới mọi điều kiện thời tiết. Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thực hành giúp sinh viên và kỹ sư tương lai nắm vững kiến thức nền tảng. Nội dung của một đồ án điển hình bao gồm việc phân tích tổng quan, nghiên cứu sâu về một hệ thống cụ thể, và quan trọng nhất là quá trình thiết kế và chế tạo mô hình dạy học. Theo tài liệu tham khảo, mục đích chính của đề tài là “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động ô tô du lịch và chế tạo mô hình”, qua đó cung cấp một công cụ trực quan cho việc giảng dạy và học tập. Các luận văn tốt nghiệp ngành ô tô về chủ đề này thường tập trung vào việc hệ thống hóa lý thuyết, từ nguyên lý làm lạnh trên ô tô đến các công nghệ điều khiển tự động hiện đại. Đồ án này không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn hướng tới ứng dụng, tạo ra các thiết bị đào tạo nghề chất lượng, giúp thu hẹp khoảng cách giữa học thuật và thực tiễn tại các xưởng dịch vụ.

1.1. Tầm quan trọng của hệ thống điều hòa không khí ô tô hiện đại

Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô ngày nay đã vượt qua chức năng làm mát đơn thuần. Nó trở thành một hệ thống kiểm soát vi khí hậu phức tạp, tích hợp nhiều chức năng như sưởi ấm, hút ẩm, lọc không khí và sấy kính. Sự phát triển của công nghệ đã cho ra đời các hệ thống điều hòa tự động, sử dụng cảm biến để duy trì nhiệt độ tối ưu trong cabin mà không cần sự can thiệp liên tục của người lái. Điều này mang lại sự tiện nghi vượt trội, đặc biệt trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Một chuyên đề hệ thống điều hòa hoàn chỉnh sẽ phân tích rõ các chức năng này, nhấn mạnh vai trò của hệ thống trong việc đảm bảo sức khỏe và sự tập trung cho người lái, góp phần nâng cao an toàn giao thông. Vì vậy, việc nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí ô tô là một yêu cầu tất yếu đối với sinh viên và kỹ sư ngành ô tô.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của một đồ án tốt nghiệp

Một đồ án tốt nghiệp về hệ thống điều hòa ô tô thường đặt ra các mục tiêu cụ thể. Thứ nhất, hệ thống hóa kiến thức lý thuyết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Thứ hai, phân tích sâu một hệ thống điều hòa tự động trên một dòng xe cụ thể, ví dụ như Hyundai Santa Fe. Thứ ba, thiết kế và chế tạo một mô hình dạy học hoặc sa bàn thực hành ô tô có khả năng vận hành, mô phỏng các chu trình làm việc và các hư hỏng thường gặp. Phạm vi nghiên cứu thường giới hạn ở các dòng xe du lịch phổ biến, sử dụng các loại môi chất lạnh R134a hoặc gas lạnh R1234yf mới hơn. Việc giới hạn này giúp đề tài tập trung, đảm bảo tính khả thi trong điều kiện thời gian và nguồn lực cho phép, đồng thời tạo ra sản phẩm có giá trị tham khảo cao.

II. Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm lạnh hệ thống điều hòa

Nguyên lý làm lạnh trên ô tô dựa trên một chu trình nhiệt động lực học khép kín, sử dụng sự thay đổi trạng thái của môi chất lạnh để di chuyển nhiệt từ bên trong cabin ra môi trường bên ngoài. Chu trình này bao gồm bốn quá trình chính: nén, ngưng tụ, giãn nở và bay hơi. Mỗi quá trình được thực hiện bởi một bộ phận cốt lõi. Lốc nén (máy nén) có nhiệm vụ nén môi chất lạnh từ dạng khí áp suất thấp lên dạng khí áp suất cao, nhiệt độ cao. Sau đó, môi chất được đẩy đến dàn nóng (dàn ngưng tụ), nơi nó được làm mát và ngưng tụ thành dạng lỏng áp suất cao. Tiếp theo, môi chất lỏng đi qua phin lọc gas để loại bỏ hơi ẩm và tạp chất trước khi đến van tiết lưu. Tại đây, áp suất và nhiệt độ của môi chất giảm đột ngột, chuyển sang trạng thái sương (hỗn hợp lỏng và khí) rồi đi vào dàn lạnh (dàn bay hơi). Trong dàn lạnh, môi chất bay hơi hoàn toàn, hấp thụ nhiệt từ không khí trong cabin, làm không khí mát đi. Chu trình kết thúc khi môi chất dạng khí áp suất thấp quay trở lại lốc nén. Hiểu rõ cấu tạo hệ thống A/C ô tô là nền tảng để thực hiện các bước tiếp theo trong đồ án.

2.1. Chi tiết các bộ phận chính lốc nén dàn nóng dàn lạnh

Các thành phần chính quyết định hiệu suất của hệ thống. Lốc nén (máy nén) được coi là trái tim của hệ thống, dẫn động bởi động cơ thông qua dây đai. Dàn nóng (dàn ngưng tụ) thường được đặt phía trước két nước làm mát, có nhiệm vụ tản nhiệt của môi chất ra môi trường. Hiệu quả của dàn nóng ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất và khả năng làm lạnh. Dàn lạnh (dàn bay hơi) được đặt bên trong cabin, thường phía sau bảng táp-lô. Đây là nơi diễn ra quá trình trao đổi nhiệt, làm mát không khí trước khi thổi vào xe. Cấu tạo của các bộ phận này, bao gồm vật liệu, thiết kế cánh tản nhiệt và đường ống, đều được tính toán nhiệt hệ thống điều hòa một cách kỹ lưỡng để tối ưu hóa hiệu suất.

2.2. Vai trò của van tiết lưu và các loại môi chất lạnh phổ biến

Van tiết lưu là bộ phận quan trọng có chức năng kiểm soát lượng môi chất lạnh đi vào dàn lạnh và tạo ra sự chênh lệch áp suất cần thiết cho quá trình bay hơi. Nó hoạt động như một cửa phun, biến môi chất lỏng áp suất cao thành dạng sương áp suất thấp. Bên cạnh van tiết lưu, môi chất lạnh là yếu tố không thể thiếu. Môi chất lạnh R134a là loại gas phổ biến trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, do ảnh hưởng đến môi trường, các loại gas thế hệ mới như gas lạnh R1234yf với chỉ số GWP (Global Warming Potential) thấp hơn đang dần được sử dụng. Việc lựa chọn và nạp đúng loại môi chất, đúng khối lượng là cực kỳ quan trọng trong quá trình bảo dưỡng hệ thống lạnh ô tô.

III. Hướng dẫn thiết kế và chế tạo mô hình thực hành điều hòa

Việc chế tạo mô hình thực hành ô tô là mục tiêu cốt lõi của nhiều đồ án, biến lý thuyết thành sản phẩm trực quan. Quá trình này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức cơ khí, điện và kỹ năng thực hành. Bước đầu tiên là lên ý tưởng và thiết kế tổng thể. Dựa trên tài liệu gốc, quá trình này bắt đầu bằng việc “Vẽ mô hình khung đỡ hệ thống điều hòa trên phần mềm solidworks”. Việc sử dụng phần mềm CAD cho phép tính toán độ bền, tối ưu hóa kết cấu và xuất bản vẽ kỹ thuật hệ thống lạnh chi tiết. Khung đỡ phải đảm bảo độ cứng vững, dễ dàng di chuyển và bố trí các bộ phận một cách khoa học để người học có thể quan sát. Các bộ phận chính như lốc nén, dàn nóng, dàn lạnh được thu thập từ các xe đã qua sử dụng nhưng còn hoạt động tốt. Hệ thống được dẫn động bằng một động cơ điện thay cho động cơ xe, kết hợp với biến tần để điều chỉnh tốc độ. Đây là một giải pháp an toàn và hiệu quả cho thiết bị đào tạo nghề trong môi trường xưởng thực hành. Quá trình lắp đặt phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật, đặc biệt là kết nối đường ống và hệ thống điện.

3.1. Quy trình thiết kế khung giá và lựa chọn thiết bị phù hợp

Thiết kế khung giá đỡ là công đoạn nền tảng. Khung thường được làm từ thép hộp để đảm bảo độ bền và chi phí hợp lý. Bản vẽ kỹ thuật phải thể hiện rõ kích thước, vị trí lắp đặt của từng chi tiết. Việc lựa chọn thiết bị cần cân nhắc tính tương thích. Các bộ phận như lốc nén, dàn nóng, dàn lạnh nên được lấy từ cùng một hệ thống để đảm bảo hiệu suất. Động cơ điện và biến tần phải có công suất phù hợp để dẫn động lốc nén ở các dải tốc độ khác nhau, mô phỏng điều kiện vận hành thực tế. Ngoài ra, mô hình cần trang bị thêm các đồng hồ đo áp suất ở cả hai đường cao áp và thấp áp, giúp sinh viên thực hiện công việc chẩn đoán hệ thống điều hòa một cách trực quan.

3.2. Lắp đặt hệ thống điện và sơ đồ mạch điện điều hòa ô tô

Hệ thống điện là phần phức tạp, quyết định khả năng vận hành tự động của mô hình. Cần phải nghiên cứu kỹ sơ đồ mạch điện điều hòa ô tô của dòng xe tham khảo để tái tạo lại trên mô hình. Mạch điện bao gồm các thành phần chính: công tắc A/C, rơ le ly hợp từ, các cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển quạt. Việc đấu nối phải chính xác, đảm bảo an toàn điện. Trên mô hình, các điểm đo kiểm điện nên được đưa ra ngoài bảng điều khiển để sinh viên dễ dàng thực hành đo lường, kiểm tra và chẩn đoán. Mô phỏng hệ thống điều hòa qua mạch điện giúp người học hiểu rõ mối liên hệ giữa tín hiệu đầu vào từ cảm biến và hoạt động của các cơ cấu chấp hành.

IV. Phương pháp chẩn đoán và bảo dưỡng trên mô hình thực hành

Một trong những giá trị lớn nhất của mô hình dạy học là khả năng thực hành các quy trình chẩn đoán và bảo dưỡng. Mô hình cho phép tạo ra các tình huống hư hỏng giả lập một cách an toàn để sinh viên rèn luyện kỹ năng. Quá trình chẩn đoán hệ thống điều hòa thường bắt đầu bằng việc kiểm tra trực quan, sau đó sử dụng đồng hồ đo áp suất. Tài liệu gốc đã chỉ ra: “Nếu hệ thống đang ở tình trạng tốt, phía hạ áp sẽ ở khoảng 1.5 bars và phía cao áp sẽ ở khoảng 8 - 22 bars”. Bất kỳ sự sai lệch nào so với giá trị tiêu chuẩn này đều chỉ ra một vấn đề tiềm ẩn, chẳng hạn như thiếu gas, thừa gas, tắc nghẽn hoặc hỏng lốc nén. Mô hình cũng là công cụ lý tưởng để thực hành quy trình nạp gas điều hòa. Sinh viên có thể học cách hút chân không hệ thống để loại bỏ không khí và hơi ẩm, sau đó nạp lại đúng lượng môi chất lạnh theo quy định. Việc bảo dưỡng hệ thống lạnh ô tô định kỳ, như vệ sinh dàn nóng, dàn lạnh và thay thế phin lọc gas, cũng có thể được thực hiện dễ dàng trên sa bàn, giúp người học thành thạo các thao tác trước khi làm việc trên xe thực tế.

4.1. Hướng dẫn thực hành quy trình nạp gas điều hòa đúng kỹ thuật

Quy trình nạp gas điều hòa yêu cầu sự cẩn thận và chính xác. Bước đầu tiên là kết nối bộ đồng hồ đo áp suất vào các van dịch vụ. Tiếp theo là quá trình hút chân không, kéo dài ít nhất 30 phút để đảm bảo toàn bộ không khí và hơi ẩm được loại bỏ. Sau khi hút chân không, cần theo dõi đồng hồ để kiểm tra độ kín của hệ thống. Nếu áp suất không thay đổi, hệ thống đã kín. Cuối cùng, tiến hành nạp môi chất lạnh R134a hoặc loại phù hợp theo đúng khối lượng nhà sản xuất quy định. Việc nạp thừa hoặc thiếu gas đều ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Thực hành trên mô hình thực hành ô tô giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí.

4.2. Các bài thực hành tháo lắp sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống

Mô hình cho phép triển khai đa dạng các bài thực hành. Sinh viên có thể thực hành tháo lắp các bộ phận chính như lốc nén (máy nén), dàn nóng, dàn lạnh. Qua đó, người học hiểu rõ về cấu trúc bên trong và các liên kết cơ khí. Các bài tập về kiểm tra và thay thế các chi tiết nhỏ như van tiết lưu, cảm biến áp suất, ly hợp từ của máy nén cũng rất hữu ích. Việc thực hành bảo dưỡng hệ thống lạnh ô tô trên mô hình, ví dụ như vệ sinh lọc gió điều hòa, làm sạch bề mặt dàn nóng, giúp sinh viên hình thành thói quen làm việc chuyên nghiệp và tuân thủ quy trình.

4.3. Chẩn đoán hư hỏng thông qua áp suất và các hiện tượng

Chẩn đoán hệ thống điều hòa qua áp suất là kỹ năng cốt lõi. Ví dụ, áp suất thấp ở cả hai đường cao áp và thấp áp thường là dấu hiệu của việc thiếu gas. Ngược lại, áp suất quá cao ở cả hai đường có thể do thừa gas, quạt dàn nóng không hoạt động hoặc có không khí trong hệ thống. Tài liệu gốc mô tả chi tiết các trường hợp như “Van giãn nở kẹt ở trạng thái đóng” hoặc “Van giãn nở kẹt ở trạng thái mở” cùng với chỉ số áp suất tương ứng. Sa bàn thực hành ô tô cho phép giả lập các lỗi này, giúp sinh viên trực tiếp quan sát hiện tượng và đối chiếu với chỉ số trên đồng hồ đo, từ đó nâng cao khả năng phán đoán và sửa chữa.

V. Kết luận Tương lai đồ án hệ thống điều hòa và ngành ô tô

Đồ án “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động ô tô du lịch và chế tạo mô hình” không chỉ là một bài tập học thuật mà còn là một công trình khoa học có giá trị ứng dụng cao. Nó đáp ứng nhu cầu cấp thiết về việc nâng cao chất lượng đào tạo cho ngành công nghệ ô tô. Sản phẩm của đồ án là một thiết bị đào tạo nghề hiệu quả, giúp sinh viên tiếp cận công nghệ một cách trực quan và sinh động. Thông qua việc tự tay thiết kế, chế tạo và vận hành mô hình, người học không chỉ củng cố kiến thức lý thuyết về nguyên lý làm lạnh trên ô tô mà còn phát triển kỹ năng thực hành, tư duy giải quyết vấn đề. Trong tương lai, các chuyên đề hệ thống điều hòa sẽ tiếp tục phát triển theo xu hướng của ngành công nghiệp ô tô. Trọng tâm sẽ là các hệ thống điều khiển thông minh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và sử dụng các loại môi chất thân thiện với môi trường như gas lạnh R1234yf. Các đồ án tương lai có thể tích hợp thêm các công nghệ mô phỏng bằng phần mềm, thực tế ảo (VR) để nâng cao trải nghiệm học tập, chuẩn bị tốt nhất cho thế hệ kỹ sư ô tô tiếp theo.

5.1. Đánh giá ý nghĩa thực tiễn của mô hình dạy học chế tạo

Ý nghĩa thực tiễn của mô hình dạy học là không thể phủ nhận. Nó giải quyết bài toán thiếu thốn trang thiết bị thực hành tại nhiều cơ sở đào tạo. Thay vì phải làm việc trên một chiếc xe hoàn chỉnh, vốn phức tạp và tiềm ẩn nhiều rủi ro, sinh viên có thể tự do thao tác trên một hệ thống mở. Mô hình giúp trực quan hóa các chu trình hoạt động vốn vô hình. Nó cũng là nền tảng để nghiên cứu và phát triển các phương pháp chẩn đoán hệ thống điều hòa mới. Hơn nữa, quá trình chế tạo mô hình còn giúp sinh viên rèn luyện các kỹ năng mềm quan trọng như làm việc nhóm, quản lý dự án và tư duy sáng tạo.

5.2. Xu hướng phát triển hệ thống điều hòa và tác động đến đào tạo

Ngành công nghiệp ô tô đang hướng tới các công nghệ xanh và thông minh. Hệ thống điều hòa cũng không ngoại lệ. Xu hướng sử dụng gas lạnh R1234yf thay cho R134a, phát triển máy nén điện cho xe hybrid và xe điện, và tích hợp AI để tối ưu hóa việc kiểm soát nhiệt độ là những định hướng rõ ràng. Điều này đặt ra yêu cầu mới cho công tác đào tạo. Các thiết bị đào tạo nghề và sa bàn thực hành ô tô cần được cập nhật để phản ánh những công nghệ này. Các luận văn tốt nghiệp ngành ô tô trong tương lai cần tập trung nghiên cứu sâu hơn về các hệ thống điều hòa trên xe điện, nơi việc quản lý nhiệt không chỉ cho cabin mà còn cho cả hệ thống pin là vô cùng quan trọng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.1: Giới thiệu chung hệ thống điều hòa. Dàn ngưng tụ (Condenser) 6. Mô đun điều khiển nhiệt độ điều hòa (AC/heating control module) 2.

Dây cu loa điều hòa (AC belt) 7. Ống nước nóng ( heater hoses) 4. Ống cao áp điều hòa (AC line) 9. Van nước nước nóng (Hot water valve) 5.

Bơm nước (Water pump) SVTH: 7 Đồ Án Tốt Nghiệp 1. Phân tích kết cấu của điều hòa.2: Cấu tạo chung của hệ thống điều hòa. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận chính của hệ thống điều hòa trên hình 1. Cấu tạo, yêu cầu và nguyên lý làm việc của Dàn ngưng tụ (Condenser).

- Cấu tạo: Hình 1.3: Cấu tạo giàn nóng. SVTH: 8 Đồ Án Tốt Nghiệp + Về cấu tạo giàn nóng bao gồm: đường ống áp suất cao, các cánh tả nhiệt và quạt gió. - Yêu cầu của giàn ngưng tụ. + Khả năng chịu nhiệt độ cao.

+ Có khả năng làm việc trong môi trường áp suất cao. + khả năng làm mát tốt. + Dễ bảo dưỡng và sửa chữa. + Giá thành rẻ.

- Nguyên lý làm việc: + Khi công tắc AC bật on, lốc hoạt động và nén khí ga ở áp suất cao đi qua giàm ngưng tụ, nhiệt được truyền qua các cánh tả nhiệt được quạt gió thổi làm giảm nhiệt động và ngưng tụ lại ở dạng lỏng và đi tới cốc lọc. Cấu tạo, yêu cầu và nguyên lý làm việc của Giàn lạnh (Evaporator) - Cấu tạo: Hình 1.4: Cấu tạo giàn lạnh. SVTH: 9 Đồ Án Tốt Nghiệp + Kết cấu của giàn lạnh gồm: Quạt giàn lạnh, đường ống dẫn ga và các cánh tả nhiệt. - Yêu cầu của giàn lạnh: + Có khả năng làm việc trong môi trường có nhiệt độ thấp.

+ Khả năng tả nhiệt lạnh tốt. + Làm việc trong môi trường có áp suất thay đổi liên tục. + Dễ bảo dưỡng, sửa chữa và giá thành rẻ. - Nguyên lý làm việc của giàn lạnh.

+ Khi dòng khí ga áp suất cao ở dọng lỏng đi qua van tiết lưu, van tiết lưu làm thay đổ áp suất xuống thấp, dòng ga lỏng áp suất cao sẽ phóng ra thành dạng khí, trong quá trình chuyển đổi trạng thái làm cho khí ga mất nhiệt khi đó quạt thổi gió đi qua cánh tả nhiệt, nhiệt của không khí sẽ bị thu vào làm cho không khí có nhiệt độ mát thổi vào trong xe. Cấu tạo, yêu cầu và nguyên lý làm việc của Máy nén điều hòa (Conpresser). - Cấu tạo: Hình 1.5: Cấu tạo máy nén điều hòa. SVTH: 10 Đồ Án Tốt Nghiệp + Cấu tạo của máy nén điều hòa gồm: puli, vỏ lốc máy nén, mâm đẩy, piston, đường vào áp suất thấp, đường ra áp suất cao, ly hợp từ.

- Yêu cầu làm việc của máy nén. + Đóng ngắt lốc đúng thời gian. + Nén khí ga đạt áp suất tiêu chuẩn. + Hoạt động êm dịu.

+ Dễ bảo dưỡng và thay thế. + Giá thành giảm. - Nguyên lý làm việc. + Khi ly hợp từ được điều khiển đóng, máy nén sẽ được dẫn động làm quay mâm đẩy, đẩy piston lên xuống hút khí ga từ đường áp suất thấp và nén qua đường áp suất cao tới già ngưng.

Chức năng của hệ thống điều hòa. Hệ thống điều hòa gồm có các chức năng sau: - Chức năng sưởi ấm. - Chức năng làm mát. - Chức năng hút ẩm.

- Chức năng lọc không khí. - Chức năng loại bỏ các chất cảm chở tầm nhìn. - Chức năng điều khiển nhiệt độ. Chức năng sưởi ấm.6: Sơ đồ chức năng sưởi ấm.

SVTH: 11 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 1.7: Mô hình chức năng sưởi ấm. - Chức năng sưởi hoạt động bằng cách sử dụng nguồn nước làm mát đã được hâm nóng từ trong động cơ từ bơm đến giàn nóng, quạt sẽ quạt không khí qua giàn nóng khi đó giàn nóng sẽ thu nhiệt của không khí và truyền nhiệt làm cho không khí nóng lên và đi vào trong xe. - Do chức năng sấy hoạt động phụ thuộc vào nước làm mát của động cơ đã được hâm nóng nên khi động cơ mới khởi động chức năng sấy sẽ chưa làm việc, cho đến khi nhiệt độ nước làm mát đủ nóng. - Vì vậy trên các xe ô tô ngày nay khi động cơ mới khởi động van hàn nhiệt nước làm mát sẽ đóng cho đến khi nước trong động cơ đủ nóng sẽ mở tới hệ thống sấy.

SVTH: 12 Đồ Án Tốt Nghiệp 1. Chức năng làm mát.8: Sơ đồ chức năng làm mát.9: Mô hình chức năng làm mát. SVTH: 13 Đồ Án Tốt Nghiệp - Máy nén sẽ nén khí ga ở dạng khí áp suất cao tới giàn ngưng tụ, sẽ được quạt thổi làm mát và ngưng tụ lại ở dạng lỏng ở áp suất cao đẩy tới bình lọc và ra van tiết lưu, khi qua van tiết dòng ga lỏng sẽ được xả qua van tiết lưu và chuyển trạng thái từ dọng lỏng sang dạng khí vào giàn bốc hơi, khi quạt thổi không khí qua giàn bốc hơi, nhiệt độ của không khí sẽ bị thu vào làm cho nhiệt độ của không khí giảm xuống để được dòng không khí mát. Chức năng hút ẩm.

Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Hơi nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhỉệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được xả ra ngoài xe thông qua vòi dẫn. Chức năng lọc không khí.10: Lọc không khí điều hòa.

- Hiện nay lọc không khí điều hòa không chỉ lọc không khí mà còn khử mùi trước khi thổi không khí và trong xe. - Chức năng chính của lọc không khí là lọc sạch và khử mùi trước khi đưa vào buồng sấy hay buồng lạnh và cả tuần hoàn không khí trong xe. SVTH: 14 Đồ Án Tốt Nghiệp 1. Chức năng loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn.11: Sấy kính bằng không khí điều hòa.

- Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao. Hơi nước sẽ đọng lại trên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kỉnh để làm tan hơi nước. Chức năng điều khiển nhiệt độ.12: Sơ đồ chức năng điều khiển nhiệt độ.

SVTH: 15 Đồ Án Tốt Nghiệp - Khi cần điều khiển nhiệt độ sẽ điều khiển cánh hòa trộn khí, để điều chỉnh lượng không khí qua giàn nóng và giàn lạnh sao cho lượng không khí vào trong xe đạt được nhiệt độ mong muốn. - Chức năng điều chỉnh nhiệt độ không khí yêu cầu hoạt động cả giàn nóng và giàn lạnh cung lúc, qua đó cánh hòa trộn không khí sẽ điều chỉnh lượng không khí phù hợp để hòa trộn và để đạt được nhiệt độ mong muốn. Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống điều hòa.13: Cấu tạo chung hệ thống điều hòa. - Nguyên lý hoạt động: + Khi bật công tắc AC hộp điều khiển sẽ cấp điện và đóng puli máy nén, máy nén sẽ được dẫn động nén khí ga ở dạng khí áp suất cao tới giàn ngưng, dòng khí sẽ được làm mát bởi quạt, làm cho nhiệt độ khí giảm và ngưng tụ lại ở dạng lỏng áp suất cao đi tới bình lọc và vào van tiết lưu, khi qua van tiết lưu dòng ga lỏng sẽ phun qua van tiết lưu làm thay đổi trạng thái đột ngột sang dạng khí, khi đó không khí do quạt thổi vào qua giàn lạnh sẽ bị hút nhiệt vào do đó làm cho nhiệt độ không khí giảm xuống, tiếp theo dòng khí ga tiếp tục quay về máy nén và thực hiện chu trình mới.

SVTH: 16 Đồ Án Tốt Nghiệp + Khi sưởi, bật công tắc sẽ mở van và đưa nước àm mát của động cơ đã được hâm nóng qua giàn sưởi, khi không khí thổi qua giàng sưởi không khí sẽ được sấy nóng và đưa vào động cơ. Phân loại hệ thống điều hòa. Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo hai loại chủ yếu: + Phân loại theo vị trí lắp đặt. + phân loại theo phương thức điều khiển.

Phân loại theo vị trí lắp đặt. Kiểu giàn nóng và giàn lạnh đặt ở phái trước.14: Kiểu giàn lạnh đặt phía trước. - ở loại này, giàn 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 trong khoang xe.

- Loại này thương được sử dụng trên xe con và xe tải. - Cách bố trí này chủ yếu tậm trung vào hai ghế trước , do đó hai ghế sau không nhân được không khí mát đầy đủ nên nhiệt độ không khí bên trong khoang xe không đồng điều. - Nhưng kiểu bố trí này nhỏ gọn hơn. SVTH: 17 Đồ Án Tốt Nghiệp 1.

Kiểu giàn lạnh đặt ở phía trước và phía sau xe (kiểu giàn kép).15: Kiểu giàn kép. - Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu giàn lạnh đặt phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước và cả từ phía sau. Kiểu kép cho năng suât lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng điều ở mọỉ không gian trong xe.

- Đối với kiểu giàn lạnh đặt ở cả phía trước xe và phái sau xe này được dùng chủ yếu trên các xe 7 chỗ và trên các loại xe sang 4 chỗ. SVTH: 18 Đồ Án Tốt Nghiệp 1. Kiểu giàn lạnh treo trên trần xe.16: Kiểu giàn lạnh treo trên trần. - Kiểu giàn lạnh treo trần xe.

Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe và nguồn không khí lạnh được thổi từ trên xuống các chỗ nguồi nên nhiệt độ làm mát bên trong khoang xe được phân bố đồng điều. - Với kiểu bố trí này cũng thuân tiện trong bảo dưỡng và sửa chữa thuận tiện hơn. - Đối với kiểu bố trí giàn lạnh trên trần này phù phợp với các loại xe có kích thước khoang xe lớn như xe khách. Phân loại theo phương pháp điều khiển.

Phương pháp điều khiển 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. Vỉ dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời. SVTH: 19 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 1.17: Công tắc điều khiển quạt điều hòa.

- Phương pháp điều khiển bằng tay chủ yếu chỉ sử dụng trên các loại xe giá rẻ và xe đời cũ. Phương pháp điều khiển tự động.