Đồ án: Nghiên cứu hệ thống điều hoà không khí trên xe Toyota Corolla Cross

Khám phá đồ án hệ thống điều hoà Toyota Corolla Cross. Tài liệu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, quy trình chẩn đoán và sửa chữa hiệu quả.

• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Huỳnh
• Đề tài: Hệ Thống Điều Hòa Toyota Corolla Cross: Cấu Tạo & Sửa Chữa
• Loại tài liệu: Graduation project
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hưng Yên

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Hòa Toyota Corolla Cross

Hệ thống điều hòa không khí trên Toyota Corolla Cross là một trong những hệ thống quan trọng nhất, giúp duy trì nhiệt độ thoải mái trong cabin. Hệ thống này được thiết kế với công nghệ hiện đại, bao gồm các thành phần chính như máy nén, giàn nóng, giàn lạnh và các cảm biến điều khiển. Toyota Corolla Cross sử dụng hệ thống điều hòa tự động bằng điện tử, cho phép người lái điều chỉnh nhiệt độ một cách tự động và chính xác. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống này là điều cần thiết để bảo dưỡng và sửa chữa hiệu quả. Hệ thống sử dụng môi chất lạnh R-134a với áp suất hoạt động tối ưu, đảm bảo hiệu suất làm mát cao nhất.

1.1. Chức Năng Chính Của Hệ Thống Điều Hòa

Hệ thống điều hòa không khí Toyota Corolla Cross thực hiện hai chức năng cơ bản: làm mát và sưởi ấm không khí trong cabin. Chức năng làm mát được thực hiện thông qua quá trình lưu thông môi chất lạnh qua các thành phần hệ thống, giúp hạ nhiệt độ gió ra. Chức năng sưởi ấm sử dụng nước từ hệ thống làm mát động cơ để tăng nhiệt độ không khí. Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng loại bỏ độ ẩm từ không khí cabin, cải thiện tính thoải mái cho hành khách.

1.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Hệ Thống

Hệ thống điều hòa Toyota Corolla Cross phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt về áp suất, dòng lưu môi chất lạnh và hiệu suất làm mát. Áp suất hoạt động thường nằm trong khoảng 2.0-2.5 MPa ở chế độ làm mát tối đa. Hệ thống phải đảm bảo dứt khoát không rò rỉ môi chất lạnh để bảo vệ môi trường và duy trì hiệu suất. Ngoài ra, tốc độ quạt phải đạt chuẩn để đảm bảo luân chuyển không khí hiệu quả trong cabin.

II. Cấu Tạo Chi Tiết Các Thành Phần Hệ Thống

Hệ thống điều hòa Toyota Corolla Cross bao gồm nhiều thành phần chính và phụ, mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa không khí. Máy nén là tim của hệ thống, nén khí lạnh để tăng áp suất và nhiệt độ. Giàn nóng (bộ ngưng tụ) làm nguội khí nóng đến mức nó trở lại trạng thái lỏng. Giàn lạnh (bộ bốc hơi) hấp thụ nhiệt từ không khí cabin, làm lạnh gió được thổi vào cabin. Ly hợp từ kiểm soát hoạt động của máy nén dựa trên yêu cầu nhiệt độ. Các cảm biến nhiệt độ và bức xạ mặt trời cung cấp thông tin cho bộ điều khiển điện tử, giúp duy trì nhiệt độ ổn định.

2.1. Máy Nén Và Ly Hợp Từ

Máy nén trong Toyota Corolla Cross thường loại piston lắc, có khả năng hoạt động hiệu quả ở tốc độ động cơ khác nhau. Ly hợp từ được lắp trên trục máy nén, kiểm soát khối lượng môi chất lạnh được nén dựa trên tín hiệu từ bộ điều khiển. Khi nhiệt độ cabin đạt mức cài đặt, ly hợp ngắt kết nối máy nén khỏi động cơ để tiết kiệm nhiên liệu và năng lượng.

2.2. Bộ Ngưng Tụ Và Bộ Bốc Hơi

Bộ ngưng tụ (giàn nóng) được lắp phía trước xe, gần với tản nhiệt nước động cơ. Nó là một trao đổi nhiệt loại ống và vây, nơi môi chất lạnh nóng được làm nguội bằng gió từ bên ngoài. Bộ bốc hơi (giàn lạnh) được lắp trong cabin, có cấu tạo tương tự nhưng có chức năng ngược lại - hấp thụ nhiệt từ không khí cabin để làm lạnh gió thổi vào.

III. Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Điều Hòa

Hệ thống điều hòa không khí Toyota Corolla Cross hoạt động dựa trên nguyên lý thermodynamic cơ bản của quá trình nén, ngưng tụ, giãn nở và bốc hơi. Môi chất lạnh R-134a lưu thông trong kín từ máy nén đến giàn nóng, nơi nó ngưng tụ thành lỏng, sau đó đi qua van tiết lưu để giảm áp suất, cuối cùng tới giàn lạnh nơi nó bốc hơi và hấp thụ nhiệt. Quá trình này lặp đi lặp lại liên tục. Bộ điều khiển điện tử theo dõi nhiều cảm biến như nhiệt độ trong và ngoài xe, bức xạ mặt trời, nhiệt độ giàn lạnh để điều chỉnh hiệu suất hệ thống một cách tự động, duy trì nhiệt độ cabin ở mức cài đặt.

3.1. Chu Kỳ Làm Lạnh Cơ Bản

Chu kỳ làm lạnh bắt đầu khi máy nén hút môi chất lạnh từ giàn lạnh ở áp suất thấp và nó được nén thành khí nóng áp cao. Sau đó, khí nóng này đi vào bộ ngưng tụ nơi nó trao đổi nhiệt với gió bên ngoài, ngưng tụ thành lỏng. Môi chất lạnh lỏng chảy qua van tiết lưu, giảm áp suất đột ngột, làm nó lạnh hơn, sau đó vào giàn lạnh để hoàn thành chu kỳ.

3.2. Điều Khiển Tự Động Bằng Cảm Biến

Các cảm biến nhiệt độ đặt trong và ngoài cabin cung cấp dữ liệu real-time cho bộ điều khiển điện tử. Cảm biến bức xạ mặt trời phát hiện ánh sáng mặt trời để điều chỉnh hiệu suất làm mát. Bộ điều khiển xử lý thông tin này và điều chỉnh tốc độ quạt, mô tơ cửa trộn gió và hoạt động của ly hợp máy nén để duy trì nhiệt độ ổn định và thoải mái.

IV. Bảo Dưỡng Và Sửa Chữa Hệ Thống Điều Hòa

Bảo dưỡng định kỳ hệ thống điều hòa Toyota Corolla Cross là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ. Những công việc bảo dưỡng chính bao gồm kiểm tra mức môi chất lạnh, kiểm tra rò rỉ, làm sạch giàn nóng và giàn lạnh, và thay dầu bôi trơn định kỳ. Khi hệ thống không làm mát, cần sử dụng thiết bị kiểm tra áp suất chuyên dụng để chẩn đoán nguyên nhân. Những nguyên nhân thường gặp bao gồm rò rỉ môi chất lạnh, hỏng máy nén, hoặc bộ điều khiển lỗi. Việc tháo và lắp đúng quy trình rất quan trọng để tránh nước xâm nhập vào hệ thống.

4.1. Các Dụng Cụ Và Thiết Bị Sửa Chữa Cần Thiết

Sửa chữa hệ thống điều hòa đòi hỏi các dụng cụ chuyên biệt như máy nạp gas điều hòa, máy kiểm tra áp suất hai đầu, máy hút chân không. Máy nạp gas được kết nối với van sạc bên thấp và cao để nạp môi chất lạnh R-134a đúng lượng. Máy kiểm tra áp suất giúp xác định tình trạng hệ thống. Máy hút chân không loại bỏ không khí và nước khỏi hệ thống trước khi nạp gas mới.

4.2. Quy Trình Tháo Lắp Và Sửa Chữa

Quy trình tháo bắt đầu bằng tách pin xe, sau đó sử dụng máy nạp gas để hút hết môi chất lạnh vào bình chứa an toàn. Tiếp theo, tháo các ốc vít và bộ liên kết để lấy ra các bộ phận hỏng. Quy trình lắp thực hiện ngược lại, nhưng trước khi nạp gas mới, phải hút chân không hệ thống trong 15-20 phút để loại bỏ độ ẩm hoàn toàn. Cuối cùng, nạp lượng môi chất lạnh đúng chuẩn và kiểm tra lại hệ thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Lý do chọn đề tài Ngành ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện tham gia giao thông thông dụng. Ô tô hiện đại nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính an toàn cho con người khi sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên xe hiện đại ngày càng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu khách hàng như: nghe nhạc, xem truyền hình, google map, camera hành trình, hỗ trợ lái, điều khiển trên vô lăng… Một trong những trang bị tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điều hoà trên ô tô.

Ngày nay hệ thống điều hoà ô tô ngày càng phát triển và hoàn thiện nhằm phục vụ nhu cầu sử dụng của con người. Nó tạo ra một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe trong bất kì thời tiết nào. Đặc biệt nó giải quyết được vấn đề khí hậu ở Việt Nam, khí hậu khắc nghiệt, không khí bụi bẩn ô nhiễm. Tuy nhiên hệ thống càng hiện đại, khả năng tiếp cận nó càng khó khăn khi xảy ra những hư hỏng.

Một sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô cần phải trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất về tất hệ các hệ thống trên ô tô. Chính vì vậy, việc được giao đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều hoà không khí trên xe Toyota Crolla Cross” là rất cần thiết. Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúp cho em sau này có thể tiếp cận với những hệ thống điện lạnh được trang bị trên các xe ô tô hiện đại. Em mong rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạy trong nhà trường.

Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên chuyên ngành ô tô và các bạn sinh viên chuyên ngành khác có sở thích về ô tô. Mục tiêu đề tài Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên xe Toyota Crolla Cross” được thực hiện nhằm mục tiêu. - Tìm hiểu hệ thống điều hòa trên ô tô Toyota Crolla Cross. - Đưa ra và hướng dẫn phân tích sơ đồ mạch điện điều hòa không khí của Toyota Crolla Cross - Nghiên cứu và xây dựng phương án kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa hệ thống điều hòa không khí.

- Khai thác được kết cấu và nắm bắt được quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống điều hòa của xe Toyota Crolla Cross. Đối tượng và khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí. Khách thể nghiên cứu: Trên xe ô tô Toyota Crolla Cross. Phạm vi nghiên cứu 3 Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô Toyota Crolla Cross 1.

Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu gồm 2 phương pháp chính: Một là, tìm hiểu về số liệu và tài liệu tham khảo về hệ thống điện – điện lạnh ô tô, tài liệu đào tạo kỹ thuật viên của hãng Toyota Hai là, hoàn thiện bản thuyết minh về kết cấu, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí ô tô từ đó nghiên cứu và xây dựng phương án kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đề tài giúp cho sinh viên năm cuối có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành, cũng như những kiến thức ngoài thực tế xã hội, đề tài còn giúp cho học sinh nâng cao khả năng tự tìm tòi, sáng tạo. Đề tài nghiên cứu hệ thống điều hoà không khí trên xe ô tô Toyota Crolla Cross ,không chỉ giúp cho em tiếp cận với thực tế mà còn giúp cho em tìm hiểu sâu hơn về hệ thống điều hòa không khí nói chung. Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này là giúp cho em có thể hiểu sâu rộng về kết cấu, điều kiện làm việc, một số hư hỏng cũng như các phương pháp kiểm tra chẩn đoán các hư hỏng thường gặp của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.

Giới hạn của đề tài Do điều kiện và thời gian có hạn, cũng như kinh nghiệm nhận thức còn hạn chế nên đề tài của em được giao chỉ nghiên cứu và phân tích đặc điểm hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô Toyota Crolla Cross Đề tài tập trung nghiên cứu về mặt lý thuyết cơ bản. Phần nghiên cứu các hệ thống điều khiển, các cụm thiết bị chính và khai thác, phương pháp chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa trong hệ thống điều hòa còn hạn chế. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 4 2. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Hệ thống điều hòa không khí điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong mọi điều kiện thời tiết, mà còn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch không khí.

Ngày nay, hệ thống điều hòa không khí trên xe còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển. Hệ thống điều hòa không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù trên mặt trong của kính xe. Để làm ấm không khí đi qua, hệ thống điều hòa không khí sử dụng ngay két sưởi như một két sưởi ấm. Két sưởi lấy nước làm mát động cơ đã được 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 sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên.

Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc. Để làm mát không khí trong xe, hệ thống máy 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 dàn ngưng. Ở dàn ngưng 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 được 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 dàn lạnh.

Quá trình bay hơi chất lỏng trong dàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua dàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi trong dàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình được lặp lại như trước. Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cả két sưởi ấm và dàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí của van nước. Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp được tạo ra do chuyển động của xe được 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 dương, còn một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí ở những nơi có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm. Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí đưa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thông gió tự nhiên.

Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với hệ thống điều hòa không khí, bộ sưởi ấm 2. Chức năng của hệ thống điều hoà không khí 2. Chức năng sưởi ấm Két sưởi ấm được dùng như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí. Két 5 sưởi lấy nước làm mát của động cơ đã được 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 sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên.

Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm. Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm 2. Chức năng làm mát Dàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào trong xe. Khi bật công tắc HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, máy nén bắt đầu làm việc đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới dàn lạnh.

Dàn lạnh được làm mát nhờ chất làm lạnh và sau đó nó làm mát không khí được thổi vào trong xe từ quạt gió. Việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ nhưng việc làm mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nguyên lý hoạt động của chức năng làm mát không khí 2. Chức năng hút ẩm, lọc gió a.

Chức năng hút ẩm Lượng hơi nước 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 dàn lạnh, không khí được 6 làmmát. Hơi nước trong không khí ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của dàn lạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống.

Nước dính vào các cánh tản nhiệt đọng lại thành sương và được chứa trong khay xả nước. Cuối cùng, nước này được tháo ra khỏi khay của xe bằng một vòi nhỏ. Chức năng lọc gió Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch không khí trước khi đưa vào trong xe. Bộ lọc gồm hai loại: Bộ lọc chỉ lọc bụi và bộ lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính.

Bộ lọc không khí và bộ lọc gió kết hợp khử mùi 2. Chức năng loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn 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 kính để làm tan hơi nước.

Yêu cầu của hệ thống điều hòa không khí Điều hoà không khí trên xe ôtô phải đạt những yêu cầu: tạo được cảm giác thoải mái, mát mẻ cho người ngồi trong xe. Khi nhiệt độ trong xe đã hạ xuống mức trung bình nói trên, block lạnh phải tự động ngưng chạy. Sau đó, khi nhiệt độ trong xe tăng lên khoảng 20 C so với lúc tắt, block lạnh phải tự động chạy trở lại. Quạt gió dàn lạnh phải chạy được nhiều tốc độ khác nhau.