Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ MỤC TIÊU THỰC HIỆN: - Hiểu đƣợc tầm quan trọng của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. - Xác định đƣợc ƣu nhƣợc điểm của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. - Chức năng của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô - Nhận dạng và phân loại đƣợc hệ thống điều hòa không khí trên ôtô. - Xác định đƣợc vị trí lắp đặt của các bộ phận và các đƣờng ống dẫn môi chất lạnh trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô.
Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô: 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 giữ 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 nhƣ sƣơng mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe.
Để làm ấm không khí đi qua, hệ thống điều hòa không khí sử dụng ngay két nƣớc nhƣ một két sƣởi ấm. Két sƣởi lấy nƣớc làm mát động cơ đã đƣợc hâm nóng bởi động cơ và dùng nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sƣởi là thấp cho đến khi nƣớc làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sƣởi không làm việc. Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một chu trình khép kín.
Máy nén đẩy môi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi vào giàn ngƣng. Ở giàn ngƣng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Môi chất ở dạng lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khô). Bình này chứa và lọc môi chất.
Môi chất lỏng sau khi đã đƣợc lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ thấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng đƣợc chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa đƣợc gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình đƣợc lặp lại nhƣ trƣớc.
Nhƣ vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp CN-BM13-QT2-QA2 6 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô cả két sƣởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí của van nƣớc. Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên ngoài đƣa vào trong xe nhờ chênh áp đƣợc tạo ra do chuyển động của xe đƣợc gọi là sự thông gió tự nhiên. Sự phân bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, một số nơi có áp suất dƣơng, còn một số nơi khác có áp suất âm. Nhƣ vậy cửa hút đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất dƣơng và cửa xả khí đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất âm.
Trong các hệ thống thông gió cƣỡng bức, ngƣời ta sử dụng quạt điện hút không khí đƣa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí đƣợc đặt ở cùng vị trí nhƣ trong hệ thống thông gió tự nhiên. Thông thƣờng, hệ thống thông gió này đƣợc dùng chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sƣởi ấm). Chức năng của hệ thống điều hòa không khí: Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một thiết bị đƣợc sử dụng để tạo không gian vi khí hậu thoải mái cho ngƣời lái xe và khách ngồi trên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí là thuật ngữ chung dùng để chỉ những thiết bị đảm bảo không khí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong phòng cao, nhiệt đƣợc lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “sự làm lạnh”) và ngƣợc lại khi nhiệt độ trong phòng thấp, nhiệt đƣợc cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sƣởi”). Mặt khác, hơi nƣớc đƣợc thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong phòng ở mức độ phù hợp. Vì lý do này, thiết bị thực hiện việc điều hòa không khí sẽ gồm tối thiểu một bộ làm lạnh, một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió.
Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô nói chung bao gồm một bộ lạnh (hệ thống làm lạnh), một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió. Chức năng chính của hệ thống điều hòa không khí: Điều khiển nhiệt độ. Điều khiển lƣu lƣợng không khí. CN-BM13-QT2-QA2 7 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô Điều khiển độ ẩm.
Lọc sạch không khí. + Sưởi ấm: Ngƣời ta dùng một két sƣởi ấm nhƣ một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí. Két sƣởi lấy nƣớc làm mát của động cơ đã đƣợc hâm nóng bởi động cơ và dùng nhiệt độ này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sƣởi là thấp cho đến khi nƣớc làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sƣởi không làm việc nhƣ là một bộ sƣởi ấm.1: Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm + Làm mát không khí: Giàn lạnh làm việc nhƣ là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trƣớc khi đƣa vào trong xe.
Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh đƣợc làm mát nhờ chất làm lạnh và sau đó nó làm mát không khí đợ ƣc thổi vào trong xe từ quạt gió. Việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nƣớc làm mát động cơ nhƣng việc làm mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nƣớc làm mát động cơ. CN-BM13-QT2-QA2 8 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát + Hút ẩm: Lƣợng hơi nƣớc trong không khí tăng lên khi nhiệt độ không khí cao hơn và giảm xuống khi nhiệt độ không khí giảm xuống.
Khi đi qua giàn lạnh, không khí đƣợc làm mát. Hơi nƣớc trong không khí ngƣng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống. Nƣớc dính vào các cánh tản nhiệt đọng lại thành sƣơng và đƣợc chứa trong khay xả nƣớc.
Cuối cùng, nƣớc này đƣợc tháo ra khỏi khay của xe bằng một vòi nhỏ. Ngoài ba chức năng trên hệ thống điều hòa không khí còn có chức năng điều khiển thông gió trong xe. Việc lấy không khí bên ngoài đƣa vào trong xe nhờ chênh áp đƣợc tạo ra do chuyển động của xe đƣợc gọi là sự thông gió tự nhiên. Sự phân bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động đƣợc chỉ ra trên hình vẽ, một số nơi có áp suất dƣơng, còn một số nơi khác có áp suất âm.
Nhƣ vậy cửa hút đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất dƣơng và cửa xả khí đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất âm. Trong các hệ thống thông gió cƣỡng bức, ngƣời ta sử dụng quạt điện hút không khí đƣa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí đƣợc đặt ở cùng vị trí nhƣ trong hệ thống thông gió tự nhiên. Thông thƣờng, hệ thống thông gió này đƣợc dùng chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sƣởi ấm).
Phân loại điều hòa không khí trên ô tô. Hệ thống điều hòa không khí đƣợc phân loại theo vị trí lắp đặt và theo CN-BM13-QT2-QA2 9 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô phƣơng thức điều khiển. Phân loại theo vị trí lắp đặt. + Kiểu phía trước: Giàn lạnh của kiểu phía trƣớc đƣợc gắn sau bảng đồng hồ và đƣợc nối với giàn sƣởi.
Quạt giàn lạnh đƣợc dẫn động bằng mô tơ quạt. Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong đƣợc cuốn vào. Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy) đƣợc đƣa vào bên trong.3: Kiểu phía trước + Kiểu kép: Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trƣớc với giàn lạnh phía sau đƣợc đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này không cho không khí thổi ra từ phía trƣớc hoặc từ phía sau.
Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe.4: Kiểu kép CN-BM13-QT2-QA2 10 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô + Kiểu kép treo trần: Kiểu này đƣợc sử dụng trong xe khách. Phía trƣớc bên trong xe đƣợc bố trí hệ thống điều hòa kiểu phía trƣớc kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau. Kiểu kép treo trần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều.5: Kiểu kép treo trần b. Phân loại theo phương pháp điều khiển.
+ Kiểu bằng tay: Kiểu này cho phép điều khiển nhiệt độ bằng tay các công tắc và nhiệt độ đầu ra bằng cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều khiển lƣợng gió, hƣớng gió.6:Kiểu bằng tay (Khi trời nóng) CN-BM13-QT2-QA2 11 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô Hình 1.7: Kiểu bằng tay (Khi trời lạnh) + Kiểu tự động: Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn , bằng cách trang bị bộ điều khiển điều hòa và ECU động cơ. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ không khí ra và tốc độ động cơ quạt một cách tự động dựa trên nhiệt độ bên trong xe, bên ngoài xe, và bức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển thông qua các cảm biến tƣơng ứng, nhằm điều khiển nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong muốn.8: Kiểu tự động (Khi trời nóng) Hình 1.9: Kiểu tự động (Khi trời lạnh) CN-BM13-QT2-QA2 12 Khoa Cơ khí ô tô_ Giáo trình Điện lạnh ôtô Chương 2: LÝ THUYẾT CHUNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ MỤC TIÊU THỰC HIỆN: - Trình bày đƣợc quy trình làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. - Trình bày và giải thích đƣợc một số trạng thái về nhiệt và sự biến đổi trạng thái của môi chất lạnh trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
- Nhận dang, mô tả đƣợc đặc tính và sử dụng của môi chất làm lạnh,dầu bôi trơn trong hệ thống điều hòa không khí ôtô.