CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ 1. Lịch sử hình thành hệ thống điều hòa ô tô Lịch sử ban đầu của các hệ thống giao thông chủ yếu bắt đầu bằng xe ngựa kéo. Điều này cuối cùng đã bị vượt qua bởi sự phát minh ra ô tô. Những chiếc ô tô đời đầu có không gian cabin mở ra môi trường bên ngoài.
Điều này có nghĩa là những người ngồi trong xe phải điều chỉnh quần áo ở đó để phù hợp với các điều kiện thời tiết khác nhau.1 Những chiếc ô tô đời đầu Không gian cabin kín cuối cùng đã được giới thiệu, yêu cầu sưởi ấm, làm mát và thông gió để đáp ứng mong đợi của khách hàng. Các hệ thống sưởi ban đầu bao gồm nung gạch đất sét và đặt chúng bên trong xe hoặc sử dụng lò đốt nhiên liệu đơn giản để tăng thêm nhiệt cho bên trong xe. Thông gió bên trong xe đạt được thông qua việc mở cửa sổ nghiêng hoặc kính chắn gió; các lỗ thông hơi đã được thêm vào cửa và vách ngăn để cải thiện lưu thông không khí và các tấm lam chắn nắng tương đương với các ống dẫn khí hiện đại của chúng ta. Khó kiểm soát luồng không khí vì nó phụ thuộc vào tốc độ của xe và đôi khi sẽ cho phép không khí bẩn, ẩm có chứa khói từ khoang động cơ đi vào bên trong.
Việc làm mát có thể đơn giản như đặt một khối băng bên trong xe và để nó tan chảy! Cuối cùng, một số vấn đề về thiết kế đã được khắc phục, bao gồm các lỗ thông hơi ở chân kính chắn gió để thông gió theo luồng tự nhiên và động cơ điện để tăng 1 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên lưu lượng ở tốc độ thấp. Cuối cùng, các bộ trao đổi nhiệt đã được giới thiệu sử dụng nhiệt từ hệ thống ống xả hoặc nước từ hệ thống làm mát làm nguồn để sưởi ấm bên trong cabin xe. Hệ thống làm mát cabin ban đầu có nguồn gốc từ thị trường hậu mãi và hoạt động dựa trên cơ chế làm mát bay hơi. Chúng bao gồm một hộp hoặc xi lanh được lắp vào cửa sổ của xe.
Cửa hút của thiết bị sẽ cho phép không khí đi vào từ bên ngoài và đi qua lưới tản nhiệt dạng lưới thép ngâm trong nước và hình nón vượt trội bên trong thiết bị. Nước sẽ bốc hơi do hấp thụ nhiệt trong không khí và đi qua đầu ra của thiết bị đóng vai trò cấp nước vào bên trong xe. Nước được giữ trong một bình chứa bên trong thiết bị và phải được đổ thêm nước để giữ nón ướt nếu không thiết bị sẽ không hoạt động. Không khí đi vào xe sẽ mát nếu độ ẩm tương đối của không khí đi vào thiết bị thấp.
Nếu độ ẩm tương đối của không khí cao thì nước không thể bay hơi. Khi thiết bị hoạt động hiệu quả, nó sẽ đưa hơi nước bão hòa mát vào bên trong xe, làm tăng độ ẩm. Các thiết bị này chỉ thực sự hiệu quả ở những quốc gia có độ ẩm rất thấp.2 Chiếc xe được trang bị hệ thống điều hòa đầu tiên trên thế giới Năm 1939, Packard đưa ra thị trường hệ thống A/C ô tô cơ khí đầu tiên hoạt động theo chu trình khép kín. Hệ thống đã sử dụng máy nén, bình ngưng, máy sấy thu và thiết bị bay hơi (được lắp bên trong cốp/cốp) để vận hành hệ thống.
Điều khiển hệ thống duy nhất là một công tắc quạt gió. Chiến dịch tiếp thị của Packard bao gồm: 'Hãy quên đi cái 2 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên nóng mùa hè này trong chiếc ô tô có máy lạnh duy nhất trên thế giới'. Vấn đề chính của hệ thống là máy nén hoạt động liên tục (không có ly hợp) và phải tháo dây đai để nhả thường là trong những tháng mùa đông. Trong giai đoạn 1940–41, một số nhà sản xuất đã sản xuất xe có hệ thống A/C nhưng chúng có số lượng nhỏ và không được thiết kế cho số đông.
Mãi cho đến sau Thế chiến thứ hai, Cadillac mới quảng cáo một tính năng mới cho hệ thống A/C là đặt các nút điều khiển A/C trên giá đựng đồ phía sau, điều đó có nghĩa là người lái phải leo lên ghế sau để chuyển đổi hệ thống. Điều này vẫn tốt hơn so với việc thò tay xuống dưới nắp ca-pô/mui xe để tháo dây đai truyền động. Năm 1954–55 Nash-Kelvinator giới thiệu máy điều hòa không khí cho thị trường đại chúng. Đó là một bộ điều hòa không khí nhỏ gọn và giá cả phải chăng với các nút điều khiển trên bảng đồng hồ và một bộ ly hợp điện.
Công dụng của hệ thống điều hòa Đối với hầu hết mọi người, đổ mồ hôi hoặc bốc hỏa trong xe từ lâu đã trở thành dĩ vãng. Trong khi điều hòa không khí được coi là một thứ xa xỉ cho đến vài chục năm trước, thì ngày nay hầu như tất cả các xe ô tô mới đều có điều hòa không khí trên xe. Vào mùa hè, nó giữ cho xe mát mẻ dễ chịu và vào mùa đông, nó giữ cho độ ẩm trong tầm kiểm soát và cửa sổ không bị sương mù. Nhưng giống như nhiều thứ khác trong xe hơi, hệ thống điều hòa không khí phải được vận hành, chăm sóc và bảo trì đúng cách.
Hệ thống này hoạt động giống như máy điều hòa không khí chúng ta sử dụng trong nhà và văn phòng nhưng các nguồn làm mát khác nhau. Hệ thống này cho phép làm mát nội thất xe trong điều kiện thời tiết nắng nóng, cũng như sự ấm áp vào mùa đông ,mang lại sự thoải mái cho người sử dụng. Các phương tiện hiện đại rất ấm áp vì chúng được thiết kế để kiểm soát thời tiết lạnh bằng nhiệt thu được từ động cơ. Hệ thống điều hòa không khí lần đầu tiên được giới thiệu bởi Công ty Ô tô Packard ở Hoa Kỳ vào năm 1939.
Tính năng này trong ô tô tại một thời điểm đã làm tăng tỷ lệ mua sản phẩm của họ. Ngày nay, hệ thống này là một tính năng chung mà tất cả các phương tiện phải có vì sự tiện lợi cho con người là cần thiết. Hầu hết mọi người đều nghĩ rằng hệ thống điều hòa không khí tạo ra không khí lạnh, điều đó hoàn toàn sai lầm. Với sự thay đổi lớn của ô tô, hơn 75 năm qua, hệ thống 3 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên điều hòa vẫn hoạt động với nguyên lý hoạt động như cũ.
Thành phần chức năng của nó bao gồm máy nén, bình ngưng và thiết bị bay hơi. 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 hòa không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe. Cũng như các hệ thống điều hòa thông thường thì hệ thống điều hòa trên ô tô cũng có hai chế độ cơ bản là sưởi ấm và điều hòa không khí 1.
Chế độ sưởi ấm Để không khí ấm được lưu thông trong xe, hệ thống điều hòa không khí sử dụng ngay két nước như một két sưởi ấm. Két nước lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ và dùng nhiệt lượng 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. Vì lý do này, ngay sau khi động cơ khởi động thì két sưởi không làm việc ngay lập tức được.3 Sơ đồ hệ thống sưởi ấm 4 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên 1. Chế độ điều hòa không khí Máy nén đẩy môi chất ở thể khí có nhiệt độ cao và áp suất cao đi vào giàn ngưng.
Ở giàn 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 hổn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp.
Môi chất có 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 được chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được giải nhiệt đi vào máy nén và quá trình được lặp lại như trước. Như vậy hệ thống điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cả két sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí của van nước.4 Sơ đồ hệ thống làm mát 1.
Yêu cầu - Phải làm mát không khí 5 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên Khi một phương tiện đang chạy qua các thành phố như Hồ Chí Minh ở Việt Nam , hành khách phải đối mặt với nhiều phương tiện giao thông khiến phương tiện chuyển động chậm, do đó, điều cần thiết là phương tiện phải được trang bị một hệ thống có thể mang lại vùng thoải mái cho hành khách. 5 Làm mát không khí - Phải lưu thông không khí Sự thoải mái không dành riêng cho tài xế hay người ngồi phía sau xe mà phải đảm bảo cho tất cả người có mặt trong xe, vì vậy sự lưu thông là rất cần thiết để đảm bảo điều này Hình 1. 6 Lưu thông không khí 6 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lê Thành Nguyên - Phải thanh lọc không khí Điều hòa không khí không chỉ điều hòa môi trường bên trong cabin của hành khách mà còn cung cấp không khí được lọc, điều này rất cần thiết ở các thành phố như Delhi do tình trạng ô nhiễm không khí rất nguy hiểm có thể gây ra các vấn đề sức khỏe cho hành khách. - Phải hút ẩm không khí Ở Ấn Độ vào mùa hè, có rất nhiều không khí nóng và ẩm trong bầu khí quyển gây khó khăn cho người lái xe và cả hành khách khi đi du lịch, vì vậy trong mùa hè, cần có một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả trong ô tô để có thể làm mát.
và môi trường không ẩm ướt bên trong khoang hành khách. - Phải đảm bảo tầm nhìn cho tài xế Hình 1.7 Đảm bảo tầm nhìn Vào mùa đông, xe gặp phải vấn đề hình thành sương mù hoặc hơi nước trên gương trước, gây khó khăn về tầm nhìn và khiến người lái xe khó điều khiển xe, vì vậy xe cần được trang bị một hệ thống có thể chống lại điều này vấn đề.