Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí ô tô 1.1 Giới thiệu chung: 1.1 Điều hòa không khí và công dụng Điều hòa không khí (Air conditioning) trong ô tô là một hệ thống giúp lọc sạch khối không khí đưa vào cabin ô tô khiến không khí trong ô tô thoáng mát, trong lành, điều chỉnh độ ẩm không khí trong xe, khử mùi và làm mát giúp người ngồi trong ô tô cảm thấy mát mẻ, dễ chịu Ô tô được trang bị hệ thống điều hòa sẽ đem lại nguồn không khí mát mẻ, dễ chịu và sạch sẽ cho người lái xe và hành khách. Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí là trang bị không thể thiếu trên ô tô Hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên sự kết hợp của một số thiết bị lại với nhau gồm: - Máy lạnh - Bộ phận gia nhiệt và hâm nóng - Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh - Hệ thống phun ẩm - Hệ thống thải không khí - Bộ điều chỉnh tự động - Hệ thống giảm tiếng ồn, chống cháy nổ, lọc khử mùi, khói bụi - Hệ thống phân phối không khí ( van ) Tuy nhiên, không phải tất cả các hệ thống điều hòa không khí hiện nay đều phải có đầy đủ các thiết bị trên.2 Yêu cầu và phân loại hệ thống điều hòa + Yêu cầu Trang 1 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc - Luồng không khí thổi vào xe phải được lọc sạch, khô ráo, thông thoáng và không chứa các hạt bụi mịn hoặc yếu tố gây ô nhiễm. Phải có nhiệt độ lạnh/ấm rõ ràng và phải lan khắp cabin - Tốc độ quạt gió có thể điều chỉnh được các nhiều mức độ khác nhau ( Nhanh, vừa, chậm) và luồng gió phải thổi ra khắp không gian bên trong khắp mọi ngóc ngách của xe - Có thể điều chỉnh được các mức nhiệt độ mong muốn và tạo được cảm giác thỏa mái, dễ chịu cho người ngồi trong - Hệ thống phải tự ngắt lạnh khi đã đạt được nhiệt độ người điều chỉnh mong muốn hoặc giới hạn và phải tự động chạy khi nhiệt độ chênh lệch cao hơn so với nhiệt độ được được điều chỉnh do người điều chỉnh + Phân loại Điều hòa không khí là một trong những thiết bị quan trọng trên ô tô, sự phát triển của điều hòa không khí liên quan mật thiết đến sự phát triển của ngành công nghệ ô tô vì vậy các loại điều hòa không khí ngày càng được cải tiến, phân chia thành các loại sau: + Hệ thống điều hòa tiêu chuẩn: Hệ thống điều hòa chỉnh cơ trên ô tô thường bao gồm ba nút bấm gồm bộ điều chỉnh nhiệt để kiểm soát nhiệt độ, một bộ điều chỉnh tốc độ quạt và một bộ thay đổi luồng gió. Người bên trong xe có thể tự điều chỉnh nhiệt độ làm mát tùy ý bằng các thao tác điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ quạt và luồng gió bên trong cabin xe, khi nhiệt độ đạt được như mong muốn thì hệ thống sẽ ngắt lạnh + Hệ thống điều hòa tự động: Hệ thống điều hoà tự động hoạt động và điều khiển tương đối giống với hệ thống điều hoà tiêu chuẩn.
Tuy nhiên được trang bị thêm các chức năng làm ấm không khí kết hợp với chế độ làm mát, khi hoạt động ở chế độ làm lạnh, hơi lạnh sẽ được lấy từ lốc lạnh của hệ thống và hoạt động tại chế độ sưởi, nhiệt được lấy từ két sưởi sẽ cấp cho chế độ sưởi ấm. Sau khi chọn được nhiệt độ phù hợp người lái ấn nút AUTO thì hệ thống sẽ tự động điều chỉnh tốc độ gió (nhanh hay chậm), hướng thổi gió (hướng vào chân, trước Trang 2 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc ngực, xông kính…) và cách lấy gió trong hoặc ngoài để duy trì nhiệt độ đã chọn ban đầu. 1 Bảng điều khiển của hệ thống tự động + Hệ thống điều hòa tự động giữa các vùng Hình 1. 2 Các vùng làm mát Các hãng xe đã thiết kế điều hòa theo từng vùng nhằm đáp ứng các nhu cầu tăng chỉnh nhiệt độ của từng người dùng, điều này giúp cho người dùng ở các vị trí trên xe có thể điều chỉnh nhiệt độ khác nhau theo từng vùng Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc Hệ thống điều hòa 2 vùng được bố trí ở hai bên vùng bên trái và vùng bên của hai hàng ghế, cửa gió điều hòa sẽ được bố trí thêm vào hàng ghế phía sau, giữa hai vùng sẽ độc lập với nhau về nhiệt độ, tốc độ gió, hướng gió thổi.
Hệ thống điều hòa 3 vùng hoặc 4 vùng cũng tương tự như hệ thống điều hòa độc lập 2 vùng, đối với hệ thống điều hòa độc lập 3 vùng, 2 vùng được trang bị phía trước, bên trái và bên phải, hàng ghế phía sau được trang bị thêm hệ thống điều hòa, ta có thể tự điều chỉnh các thống số, các thông số độc lập với 2 vùng phía trước, 4 vùng độc lập sẽ có hai vùng phía trước và hai vùng phía sau. Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc Chương 2: Hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai Sonata 2010 2.1 Tìm hiểu hệ thống điều hòa không khí 2.1 Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai Sonata - Sơ đồ hệ thống: Hệ thống điều hòa không khí bên trong khoang máy xe Hyundai Sonata có cấu tạo gồm: Giàn nóng, ống dẫn môi chất, van tiết lưu, máy nén, lọc ga Hình 2. 1 Bên trong khoang máy Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc Cấu tạo bên trong cabin gồm: Bộ sưởi ấm thông gió điều hòa nhiệt độ, bộ quạt gió, bộ điều khiển và các cảm biến Hình 2. 2 Bên trong cabin ô tô Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí: Hình 2.
3 Sơ đồ mạch lạnh của hệ thống điều hòa không khí trên xe - Hệ thống điều hòa không khí ô tô hoạt động theo các bước: + Môi chất làm lạnh được máy nén nén lại và bơm đi dưới áp suất cao, nhiệt độ cao qua giàn nóng đến bộ ngưng tụ ở thể hơi + Tại bộ ngưng tụ nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt ở giàn nóng có tác dụng giải nhiệt cho môi chất ở thể hơi, bộ ngưng tụ giúp ngưng tụ môi chất thành chất lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp + Môi chất lạnh di chuyển bình lọc hút ẩm, tại đây môi chất lạnh được lọc sạch, hút hết hơi ẩm và tạp chất Trang 7 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc + Lượng môi chất được điều tiết và chảy vào giàn lạnh thông qua van ngoài ra van tiết lưu còn làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do giảm áp suất nên môi chất từ thể lỏng chuyển thành thể hơi trong bộ bốc hơi + Trong quá trình bốc hơi, môi chất làm lạnh hấp thu nhiệt lượng bên trong cabin ô tô từ đó làm mát khối không khí trong cabin + Tiếp theo môi chất làm lạnh ở thể hơi, nhiệt độ cao và áp suất thấp được đưa về máy nén và lặp lại chu trình làm lạnh 2.2 Chức năng và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống 2.1 Các bộ phận bên trong khoang động cơ 2.1 Giàn nóng Hình 2. 4 Ảnh minh họa giàn nóng + Chức năng. +Nguyên lý hoạt động.
Khi hệ thống hoạt động, lượng hơi môi chất lạnh dưới áp suất cao và nhiệt độ cao được máy nén bơm vào bộ ngưng tụ. Lượng hơi môi chất này đi qua bộ ngưng tụ, qua ống nạp và tiếp tục lưu xuống phía dưới thông qua ống dẫn, nhiệt độ của khí môi chất được giải nhiệt và thổi đi nhờ luồng gió mát Trang 8 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc 2.2 Máy nén + Chức năng. Máy nén trong hệ thống điều hòa không khí là loại máy nén đặc biệt dùng trong kỹ thuật lạnh, nó hoạt động như một cái bơm để hút môi chất ở áp suất thấp nhiệt độ thấp rồi nén nó đạt đến áp suất cao (100psi; 7÷17.5 kg/cm2) và nhiệt độ cao sau đó đẩy vào giàn ngưng tụ, nó có nhiệm vụ đảm bảo sự tuần hoàn của môi chất lạnh và sự trao đổi nhiệt của hệ thống làm mát + Nguyên lý hoạt động. Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, các van hút được mở ra và môi chất được hút vào xy lanh công tác, kết thúc khi piston xuống điểm chết dưới.
Môi chất được nén lại khi piston từ điểm chết dưới lên điểm chết trên van, lúc này áp suất của môi chất ra sẽ cao hơn khi được hút vào do van hút được đóng lại còn van xả mở ra với tiết diện rất nhỏ. Quá trình kết thúc khi piston nên đến điểm chết trên. Sau đó piston đi đến điểm chết trên thì quá trình được lặp lại như trên. 5 Ảnh minh họa máy nén Trang 9 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc 2.3 Bộ ly hợp từ.
Ly hợp từ có chức năng kết nối chuyển động giữa động cơ và máy nén. Khi động cơ quay, đóng ly hợp từ sẽ khớp trục máy nén để điều khiển trục quay của máy nén khi cần thiết hoặc ngắt ra không ăn khớp với trục quay của máy nén với động cơ khiến cho máy nén quay trơn +Nguyên lý hoạt động. - Khi ly hợp đóng, cuộn dây stato được cấp điện và trở thành một nam châm điện hút chốt trung tâm làm quay máy nén cùng với puly. - Khi ly hợp từ ngắt, cuộn dây stato không được cấp điện khiến bộ phận chốt nhả ra làm cho puly quay trơn không kết nối Hình 2.
6 Ảnh minh họa bộ ly hợp từ 2. +Chức năng Trang 10 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trương Tài Lộc Sau khi qua bình lọc hút ẩm, lỗ tiết lưu có vai trò phun môi chất lỏng có nhiệt độ thấp và áp suất cao. Lỗ tiết lưu giúp phun ra dưới dạng hơi sương có áp suất thấp và nhiệt độ thấp + Nguyên lý hoạt động: Khi tải nhiệt nhỏ, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh giảm, làm cho nhiệt truyền đến màn ngăn giảm khiến cho ga lạnh co lại, lỗ tiết lưu đóng bớt lại làm giảm mức độ lạnh của hệ thống. Ngược lại, khi tải nhiệt tăng, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh tang, từ đó truyền nhiệt đến màn ngăn tăng, vì thế ga lạnh giãn ra, làm tăng lưu lượng tuần hoàn trong hệ thống lạnh.
Sự chênh lệch áp suất và nhiệt độ đó, qua sự điều chỉnh của van tiết lưu điều hòa giúp cho quá trình làm lạnh phù hợp, ổn định với tải nhiệt của ô tô. 7 Ảnh minh họa van tiết lưu 2.
