Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hệ thống điều hòa không khí (Air Conditioner - A/C) trên ô tô hiện đại đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo tiện nghi, vi khí hậu và an toàn cho người điều khiển phương tiện. Tại Việt Nam, đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa với nền nhiệt độ cao, độ ẩm lớn và mưa nhiều khiến khoang xe chịu tác động nhiệt liên tục từ bức xạ mặt trời, nhiệt tỏa ra từ mặt đường, nhiệt khối động cơ và thân nhiệt hành khách. Để duy trì sự tập trung của người lái và bảo đảm sức khỏe hành khách, nhiệt độ khoang xe cần được giữ ổn định trong khoảng 21°C đến 24°C và độ ẩm tương đối từ 40% đến 60%.

Trong công tác đào tạo chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại các cơ sở giáo dục đại học và cao đẳng, việc tiếp cận hệ thống điều hòa trên xe thực tế gặp nhiều trở ngại do kết cấu kín, các cụm chi tiết phân tán trong khoang động cơ và dưới bảng táp-lô, gây khó khăn cho việc quan sát trực quan chu trình nhiệt động của môi chất cũng như đo kiểm hệ thống điện điều khiển. Do đó, việc cải tiến và chế tạo một mô hình học cụ chuyên dụng có khả năng đấu nối dây linh hoạt, tích hợp các đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ trực tiếp trên từng đoạn ống môi chất là yêu cầu cấp thiết.

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, thực hiện mô hình giảng dạy hệ thống điều hòa không khí trên ô tô" do sinh viên Nguyễn Minh Tấn và Lê Hoàng Thanh thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Quang Trãi tại Bộ môn Điện tử ô tô, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (thời gian thực hiện từ ngày 03/01/2024 đến ngày 20/05/2024) tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ sau:

  • Mục tiêu nghiên cứu:
    1. Hệ thống hóa kiến thức cơ bản và chuyên sâu về cấu tạo, nguyên lý vận hành của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
    2. Xây dựng cơ sở dữ liệu kỹ thuật, phân tích nguyên lý làm việc của từng chế độ và sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống làm lạnh, sưởi ấm và phân phối khí.
    3. Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor và AutoCAD để tính toán, thiết kế kết cấu cơ khí 2D/3D trước khi chế tạo mô hình thực tế.
    4. Chế tạo hoàn thiện mô hình giảng dạy có khả năng hiển thị đồng thời nhiệt độ, áp suất chu trình môi chất và cho phép sinh viên đấu nối các giắc điện điều khiển.
    5. Biên soạn bộ hướng dẫn sử dụng và phiếu thực hành phục vụ học tập tại xưởng.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Thu thập tài liệu, tổng quan các hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
    2. Thiết kế và gia công cơ khí cụm khung giá đỡ, cơ cấu tăng đai và hệ thống giảm rung động khi vận hành máy nén.
    3. Thi công hệ thống đường ống môi chất, bố trí các điểm trích đo áp suất và nhiệt độ theo chu trình nhiệt.
    4. Thiết kế, thi công mạng điện điều khiển, hệ thống giắc cắm đo kiểm và hộp cầu chì phụ.
    5. Thử nghiệm vận hành, nạp xả môi chất gas lạnh và xây dựng 6 bài thực hành chuyên đề.
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô sử dụng môi chất R134a, dẫn động máy nén bằng motor điện xoay chiều một pha thay thế cho động cơ đốt trong.
    • Phạm vi nghiên cứu: Tập trung vào cải tiến mô hình học cụ cũ, hoàn thiện kết cấu cơ khí, hệ thống mạch điện điều khiển kiểu đấu nối rời và tích hợp thiết bị đo hiển thị áp suất, nhiệt độ tại các điểm chuyển pha của môi chất; không đi sâu vào các hệ thống điều hòa tự động đa vùng điều khiển qua mạng giao tiếp CAN bus phức tạp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô hoạt động dựa trên các nguyên lý cơ bản của nhiệt động lực học và chu trình làm lạnh nén hơi, bao gồm ba quá trình truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Quá trình làm lạnh vận hành khép kín theo chu trình gồm 4 giai đoạn nhiệt động cơ bản:

  1. Quá trình nén: Máy nén hút hơi môi chất ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp từ giàn lạnh và nén lên trạng thái hơi có áp suất cao, nhiệt độ cao đưa sang giàn ngưng (giàn nóng).
  2. Quá trình ngưng tụ: Tại giàn ngưng, môi chất thể hơi áp suất cao truyền nhiệt ra môi trường không khí bên ngoài nhờ quạt giải nhiệt cưỡng bức, ngưng tụ thành môi chất thể lỏng ở áp suất cao và nhiệt độ cao.
  3. Quá trình tiết lưu: Môi chất lỏng sau khi qua bộ lọc tách ẩm (phin sấy) được đưa qua van tiết lưu. Tại đây, áp suất giảm đột ngột biến môi chất lỏng thành dạng sương mù có áp suất thấp và nhiệt độ rất thấp.
  4. Quá trình bay hơi: Khi đi qua giàn lạnh, môi chất sương mù hấp thụ nhiệt lượng của luồng không khí do quạt giàn lạnh thổi qua, sôi và bay hơi hoàn toàn trở về thể khí trước khi quay lại cửa hút của máy nén.

Hệ thống phân phối khí trong khoang cabin được điều tiết thông qua ba cơ chế: điều khiển nhiệt độ (thông qua cánh trộn gió - Air Mix Door điều chỉnh tỷ lệ gió qua giàn lạnh và két sưởi), điều khiển nguồn cấp gió (cánh chọn lấy gió trong Recirculation hoặc gió ngoài Fresh Air), và điều khiển hướng gió (các chế độ Face, Bi-Level, Foot, Foot/Defroster, Defroster) bằng các motor servo.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp luận nghiên cứu khoa học: Hình thành giả thuyết kỹ thuật, tính toán thiết kế mô hình, tiến hành thi công thực nghiệm, kiểm tra độ kín và đối chiếu các thông số vận hành thực tế với tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống điều hòa ô tô.
  • Phương pháp thiết kế mô phỏng CAD: Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để dựng mô hình 3D cho toàn bộ khung đỡ, pát treo giàn nóng, pát treo quạt làm mát và cơ cấu tăng đai tự động; xuất các bản vẽ kỹ thuật 2D để phục vụ quá trình gia công cơ khí chính xác.
  • Phương pháp thu thập dữ liệu và phân tích thực trạng: Kiểm tra, đo đạc và đánh giá mức độ hư hỏng, xuống cấp của mô hình thực tập cũ tại xưởng cơ khí động lực trước khi tháo rã tái sử dụng chi tiết.
  • Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Sử dụng khí nén để thử độ kín ren của các đầu nối trích áp; sử dụng mạch cảm biến tốc độ Encoder V1 để đo chính xác tốc độ quay của motor điện dẫn động; vận hành máy hút chân không đạt độ chân không tiêu chuẩn và tiến hành nạp môi chất lạnh, theo dõi sự thay đổi áp suất và nhiệt độ trên các thiết bị đo chuyên dụng.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Đồ án triển khai thiết kế và chế tạo mô hình giảng dạy thông qua việc cải tạo mô hình cũ kết hợp chế tạo mới các cụm module cơ - điện - lạnh.

Thiết kế và thi công phần cơ khí

  • Cải tạo khung giá đỡ: Tháo dỡ các chi tiết cũ bị hoen rỉ và hư hỏng; thiết kế lại kết cấu khung sắt dạng hộp chịu lực trên Inventor, bảo đảm phân bố không gian hợp lý cho máy nén, motor dẫn động, bảng điều khiển và giàn ngưng. Khung được hàn lắp 4 bánh xe công nghiệp chịu tải có khóa hãm giúp di chuyển linh hoạt. Bề mặt khung được làm sạch bằng giấy nhám, tẩy dầu mỡ bằng xăng và quét sơn mạ kẽm hai thành phần để chống ăn mòn.
  • Cơ cấu tăng đai và giảm rung: Do máy nén được dẫn động gián tiếp từ một motor điện xoay chiều một pha thông qua dây đai V, nhóm nghiên cứu thiết kế cơ cấu puli tăng đai tự động trên Inventor. Trong giai đoạn thử nghiệm đầu tiên, lò xo thép chịu lực bị giòn gãy sau quá trình hàn nhiệt; nhóm đã khắc phục bằng cách thiết kế lại pát giữ và gia công thay thế bằng lò xo thép không gỉ (inox), đảm bảo duy trì lực căng đai ổn định. Cụm motor và máy nén được gắn đệm cao su giảm chấn để triệt tiêu rung động lan truyền sang khung mô hình.

Thiết kế và thi công hệ thống môi chất lạnh

  • Lắp ráp thiết bị chu trình lạnh: Máy nén được xúc rửa, kiểm tra điện trở cuộn dây ly hợp từ, xả bỏ dầu cũ và nạp lại dầu bôi trơn chuyên dụng PAG 46. Giàn ngưng (giàn nóng) và quạt làm mát được lắp đặt trên pát treo gia công theo bản vẽ CAD 2D. Thay mới hoàn toàn cụm giàn lạnh và hộp chia gió nguyên bản của ô tô; thay thế bình chứa tách ẩm và đường ống gas dẫn môi chất mới.
  • Bố trí các điểm trích đo áp suất và nhiệt độ: Để trực quan hóa chu trình nhiệt động, nhóm thiết kế các cổng trích áp suất và cảm biến nhiệt độ tại 4 vị trí chuyển pha của môi chất:
    1. Cửa hút máy nén (trước máy nén): Đo áp suất thấp và nhiệt độ hơi hút.
    2. Cửa xả máy nén (sau máy nén): Đo áp suất cao và nhiệt độ hơi nén.
    3. Sau giàn ngưng (trước van tiết lưu): Đo áp suất cao và nhiệt độ lỏng ngưng tụ.
    4. Sau van tiết lưu (cửa vào giàn lạnh): Gia công hàn nối thêm đầu trích để đo áp suất thấp và nhiệt độ sau giãn nở.
  • Hệ thống hiển thị sử dụng đồng hồ áp suất cơ khí chuyên dụng có chứa dầu giảm chấn chống rung kim, kết hợp đầu nối ren chuyển đổi từ ren trong 13 mm sang ren ngoài 9 mm và dây nạp gas Value. Nhiệt độ tại 4 điểm được đo bằng cảm biến và hiển thị trực tiếp qua các đồng hồ kỹ thuật số Koso.
Vị trí đo trên chu trình Thông số theo dõi Loại thiết bị hiển thị Mục đích chẩn đoán
Trước máy nén (Cửa hút) Áp suất thấp, Nhiệt độ hơi Đồng hồ cơ có dầu / Đồng hồ Koso Đánh giá trạng thái quá nhiệt hơi hút, chống ngập dịch máy nén
Sau máy nén (Cửa xả) Áp suất cao, Nhiệt độ hơi Đồng hồ cơ có dầu / Đồng hồ Koso Đánh giá công nén và hiệu suất làm việc của máy nén
Sau giàn ngưng Áp suất cao, Nhiệt độ lỏng Đồng hồ cơ có dầu / Đồng hồ Koso Đánh giá hiệu quả giải nhiệt và độ quá lạnh của môi chất lỏng
Sau van tiết lưu Áp suất thấp, Nhiệt độ sương Đồng hồ cơ có dầu / Đồng hồ Koso Đánh giá mức độ sụt áp và hiệu quả tiết lưu của van

Thiết kế và thi công hệ thống điện điều khiển

  • Bảng điều khiển và đo kiểm: Bảng panel trung tâm được thiết kế trên khổ A0, gắn chắc chắn lên khung thép. Toàn bộ các chân giắc của hộp điều khiển điều hòa, công tắc chế độ, cụm relay, quạt giàn lạnh, ly hợp từ và 3 motor servo (motor lấy gió trong/ngoài, motor trộn gió, motor hướng gió) đều được đấu nối dẫn ra các cọc cắm độc lập.
  • Mạch bảo vệ và an toàn: Lắp đặt hộp cầu chì phụ bảo vệ riêng cho từng nhánh phụ tải (nguồn thường trực, nguồn sau khóa IG, quạt, ly hợp từ); bố trí aptomat (CB) đóng cắt nguồn cho motor điện một pha kéo máy nén, đảm bảo an toàn điện trong quá trình sinh viên thực tập thao tác.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan đề tài nghiên cứu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong ngành kỹ thuật ô tô và công tác giảng dạy tại trường đại học. Xác định rõ mục tiêu, nhiệm vụ, phương pháp nghiên cứu và phạm vi giới hạn của đề tài tập trung vào việc thiết kế, cải tiến mô hình điều hòa ô tô có khả năng đo đạc thông số chu trình môi chất và thực hành đấu nối mạch điện.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Hệ thống hóa toàn diện các kiến thức nền tảng về hệ thống điều hòa không khí ô tô:

  • Lịch sử phát triển từ hệ thống đầu tiên trên xe Packard (1939) đến các hệ thống điều khiển tự động hiện đại.
  • Nguyên lý nhiệt động lực học: quá trình dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ, hiện tượng bay hơi và ngưng tụ của môi chất dưới các mức áp suất khác nhau.
  • Cấu tạo và nguyên lý của các bộ phận cơ bản: giàn nóng (cánh tản nhiệt dạng tấm, sóng, tích hợp), giàn lạnh, bình tách ẩm, van tiết lưu (dạng thường và dạng hộp).
  • Phân loại và nguyên lý làm việc của các loại máy nén: máy nén kiểu piston, máy nén hai cánh trượt, máy nén nhiều cánh trượt, máy nén xoắn ốc và máy nén có thể tích làm việc thay đổi; các loại dầu lạnh chuyên dụng (ND-OIL6, PAG 46).
  • Các tính năng điều khiển phụ trợ: cơ chế bù không tải cho động cơ dùng bộ chế hòa khí (qua van chân không VSV) và động cơ phun xăng điện tử EFI/TCCS (qua van ISC); mạch điện điều khiển đóng ngắt ly hợp từ bảo vệ giàn lạnh chống đóng băng (ngắt ở nhiệt độ $\le 3^\circ\text{C}$) và bảo vệ quá áp qua công tắc áp suất kép.
  • Giới thiệu tính năng của phần mềm đồ họa kỹ thuật Autodesk Inventor phục vụ thiết kế cơ khí.

Chương 3. Thiết kế, thực hiện mô hình

Trình bày chi tiết tiến trình thực tế từ khâu khảo sát đến khi hoàn thiện sản phẩm:

  • Đánh giá thực trạng mô hình cũ: hệ thống đường ống rò rỉ, khung gỉ sét, thiếu các điểm đo đạc trực quan; tiến hành tháo dỡ và phân loại chi tiết.
  • Thiết kế 3D và xuất bản vẽ 2D trên Inventor cho khung chịu lực, cụm giá treo quạt, pát treo giàn nóng và cụm tăng đai.
  • Xử lý sự cố kỹ thuật trong gia công: thay thế lò xo thép bằng lò xo inox cho cụm tăng đai; lắp đặt cao su giảm chấn; xử lý bề mặt khung và sơn phủ mạ kẽm 2 thành phần.
  • Quy trình phục hồi máy nén, súc rửa, bổ sung dầu bôi trơn PAG 46; thay thế hộp chia gió và giàn lạnh mới; hàn nối các đầu trích áp và lắp đặt cảm biến nhiệt độ Koso.
  • Thiết kế mạng điện điều khiển: bố trí hộp cầu chì phụ, rơ-le điều khiển quạt giàn lạnh 4 cấp tốc độ (Lo, M1, M2, Hi), mạch điều khiển các motor servo phân phối luồng khí và mạch đóng ngắt ly hợp từ máy nén; hoàn thiện bảng cắm giắc thực hành.

Chương 4. Hướng dẫn sử dụng và thực hành

Xây dựng quy trình vận hành an toàn và bộ tài liệu hướng dẫn thực hành xưởng gồm 6 bài tập chuyên đề:

  • Bài thực hành số 1: Nhận biết vị trí, cấu tạo và giải thích nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống điều hòa không khí trên mô hình.
  • Bài thực hành số 2: Đấu nối mạch điện cấp nguồn, mạch điều khiển quạt gió, mạch điều khiển các motor servo và mạch ly hợp từ máy nén dựa trên sơ đồ nguyên lý.
  • Bài thực hành số 3: Sử dụng đồng hồ vạn năng (VOM) đo kiểm điện áp và điện trở tại các chân giắc của hộp điều khiển và cơ cấu chấp hành.
  • Bài thực hành số 4: Vận hành và phân tích nguyên lý làm việc của mạch điện điều hòa ở các chế độ gió (Face, Bi-Level, Foot, Defroster) và chế độ nhiệt (MaxCool, MaxHot).
  • Bài thực hành số 5: Quy trình hút chân không (yêu cầu áp suất đạt 750 mmHg / 30 inHg) và kỹ thuật nạp môi chất lạnh R134a qua đường cao áp (dạng lỏng khi máy tắt) hoặc đường thấp áp (dạng hơi khi máy nén hoạt động).
  • Bài thực hành số 6: Đọc thông số đồng hồ áp suất cao/thấp để chẩn đoán các pan bệnh thực tế: thiếu gas, thừa gas, có không khí lọt vào hệ thống, van tiết lưu mở quá lớn/bị nghẹt, giàn nóng tản nhiệt kém hoặc máy nén bị tụt áp.

Chương 5. Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ quá trình nghiên cứu, đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ thiết kế, thi công mô hình và đề xuất các phương hướng hoàn thiện tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Hoàn thiện mô hình vật lý: Chế tạo thành công mô hình học cụ điều hòa không khí ô tô vận hành ổn định trên khung giá đỡ có bánh xe di động; máy nén hoạt động êm ái nhờ cụm tăng đai lò xo inox và các chân đệm cao su giảm chấn; tốc độ quay của motor điện kéo máy nén được đo kiểm chính xác qua mạch cảm biến Encoder V1.
  • Khả năng hiển thị chu trình nhiệt: Bố trí thành công 4 đồng hồ đo áp suất cơ khí chứa dầu và 4 đồng hồ nhiệt độ điện tử Koso tại 4 điểm nút của chu trình môi chất. Độ kín khít của hệ thống ren nối và van dịch vụ được thử nghiệm áp lực đạt yêu cầu, không xảy ra rò rỉ môi chất.
  • Thông số đo kiểm khi vận hành ổn định:
    • Hút chân không hệ thống đạt mức áp suất âm: $-750\text{ mmHg}$ (tương đương $30\text{ inHg}$).
    • Nhiệt độ luồng khí làm lạnh thổi ra tại cửa gió cabin đạt: $10^\circ\text{C}$.
    • Hệ thống quạt giàn lạnh hoạt động ổn định ở 4 cấp tốc độ; các cánh van trộn gió và đổi hướng gió chuyển dịch chính xác theo lệnh điều khiển từ bảng công tắc thông qua motor servo.
  • Sản phẩm chuyển giao:
    • 01 Mô hình giảng dạy hệ thống điều hòa ô tô hoàn chỉnh với bảng đấu nối dây trực quan.
    • 01 Quyển thuyết minh đồ án tốt nghiệp tổng hợp cơ sở lý thuyết, bản vẽ thiết kế cơ khí và sơ đồ điện.
    • 01 Bộ tài liệu hướng dẫn vận hành và 6 bài thực hành chuyên đề phục vụ trực tiếp cho các môn học thực hành xưởng ô tô.

Đóng góp thực tiễn

So với mô hình cũ bị xuống cấp chỉ có tính năng hiển thị tĩnh, sản phẩm đồ án mang lại các đóng góp thiết thực cho công tác đào tạo tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM:

  1. Chuyển đổi từ đào tạo lý thuyết sang tương tác trực quan: Cho phép sinh viên trực tiếp đấu nối các giắc điện từ bảng điều khiển đến cơ cấu chấp hành, rèn luyện kỹ năng đọc sơ đồ mạch điện và thao tác cắm giắc đo kiểm.
  2. Trực quan hóa chu trình nhiệt động: Việc đo lường đồng thời nhiệt độ và áp suất tại 4 điểm then chốt giúp người học nắm bắt rõ mối liên hệ giữa áp suất - nhiệt độ sôi của môi chất lạnh R134a, thay vì chỉ tiếp cận qua đồ thị lý thuyết $p\text{-}h$.
  3. Tích hợp kỹ năng chẩn đoán sự cố: Cung cấp phương tiện thực nghiệm chuẩn xác để sinh viên thực hành quy trình hút chân không, nạp gas và phân tích các dạng hư hỏng của hệ thống thông qua biểu hiện chênh lệch áp suất trên đồng hồ cao/thấp áp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Hệ thống máy nén được dẫn động bằng một motor điện xoay chiều một pha cố định, do đó chưa mô phỏng được sự biến thiên tốc độ vòng tua linh hoạt của động cơ đốt trong ô tô trên các dải tốc độ khác nhau (chế độ không tải, tăng tốc, toàn tải).
  • Mô hình tập trung vào hệ thống điều hòa điều khiển bằng tay (Manual A/C) kết hợp cơ cấu servo cơ bản; chưa tích hợp hệ thống điều khiển điều hòa tự động hoàn toàn (Auto Climate Control) đa vùng với các cảm biến bức xạ mặt trời, cảm biến chất lượng không khí hay giao tiếp qua mạng dữ liệu số CAN/LIN.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nghiên cứu lắp đặt thêm biến tần để điều khiển tốc độ quay của motor điện một pha, mô phỏng chính xác sự thay đổi vòng tua động cơ ô tô ở các chế độ vận hành thực tế nhằm kiểm tra tính năng bù không tải và hiệu suất làm lạnh biến thiên.
  • Nâng cấp hộp điều khiển sang hệ thống điều hòa tự động (Automatic Climate Control), tích hợp đầy đủ các cảm biến nhiệt độ bên trong xe, cảm biến môi trường ngoài xe và cảm biến bức xạ ánh sáng mặt trời.
  • Phát triển thêm module tạo pan bệnh điện tử (Fault Simulation Box) với các công tắc kích hoạt ngắt mạch, ngắn mạch hoặc tăng điện trở giả lập để rèn luyện kỹ năng chẩn đoán sự cố điện lạnh chuyên sâu cho người học.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án và mô hình chế tạo có giá trị tham khảo ứng dụng cao cho nhiều đối tượng:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô và Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh: Là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình chuyển đổi lý thuyết chu trình lạnh nén hơi sang hệ thống phần cứng thực tế; tài liệu hướng dẫn kỹ năng đấu nối mạch điện, kiểm tra rơ-le, motor servo và quy trình nạp gas R134a đạt tiêu chuẩn an toàn.
  • Giảng viên thực hành xưởng: Cung cấp giáo trình bài giảng thực hành gồm 6 phiếu thực hành có cấu trúc rõ ràng, hỗ trợ trực tiếp việc thiết kế các buổi thực tập đo kiểm mạch điện và chẩn đoán hư hỏng hệ thống điều hòa không khí.
  • Các nhóm sinh viên làm đề tài nghiên cứu, đồ án tốt nghiệp khóa sau: Tham khảo quy trình thiết kế cơ khí 3D/2D trên phần mềm Autodesk Inventor cho các thiết bị dạy nghề; phương pháp xử lý cơ cấu tăng đai lò xo và các giải pháp chống rung động cơ khí trong phòng thí nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy nén trên mô hình được dẫn động bằng nguồn năng lượng nào và làm sao để kiểm soát tốc độ của nó?
Máy nén không gắn trên động cơ ô tô mà được dẫn động gián tiếp thông qua dây đai từ một motor điện xoay chiều một pha. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng mạch cảm biến tốc độ Encoder V1 để đo kiểm chính xác tốc độ quay của motor điện hiển thị lên màn hình.

2. Nhóm tác giả đã gặp sự cố kỹ thuật gì với cơ cấu tăng đai và biện pháp khắc phục ra sao?
Trong quá trình gia công cơ cấu tăng đai trên mô hình, lò xo thép ban đầu đã bị đứt gãy sau công đoạn hàn nhiệt. Nhóm nghiên cứu đã khắc phục bằng cách thiết kế lại pát gá và thay thế bằng lò xo thép không gỉ (inox), đảm bảo duy trì lực căng đai ổn định và không bị biến tính bởi nhiệt.

3. Bốn vị trí trích đo áp suất và nhiệt độ trên mô hình được bố trí tại các điểm nào của chu trình môi chất?
Bốn vị trí trích đo được bố trí lần lượt tại: (1) Cửa hút trước máy nén, (2) Cửa xả sau máy nén, (3) Đường ống sau giàn ngưng (trước van tiết lưu), và (4) Đường ống sau van tiết lưu (cửa vào giàn lạnh).

4. Thiết bị và linh kiện nào được sử dụng để hiển thị các thông số áp suất và nhiệt độ tại các điểm trích đo?
Nhóm sử dụng đồng hồ áp suất cơ khí loại có chứa dầu bên trong (giúp chống rung kim chỉ thị) kết hợp các đầu ren chuyển đổi từ ren trong 13 mm sang ren ngoài 9 mm và dây nạp gas Value; nhiệt độ tại các điểm được thu thập và hiển thị thông qua các đồng hồ kỹ thuật số Koso.

5. Khi tiến hành bảo dưỡng máy nén cũ trên mô hình, loại dầu lạnh chuyên dụng nào đã được thay thế bổ sung?
Máy nén được xả bỏ toàn bộ lượng dầu bôi trơn cũ đã thoái hóa và được súc rửa, bổ sung bằng loại dầu bôi trơn chuyên dụng PAG 46 phù hợp cho hệ thống điều hòa ô tô sử dụng môi chất R134a.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế, thực hiện mô hình giảng dạy hệ thống điều hòa không khí trên ô tô" của sinh viên Nguyễn Minh Tấn và Lê Hoàng Thanh đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra theo thuyết minh nhiệm vụ. Sản phẩm mô hình thực tế đã vận hành ổn định, giải quyết triệt để các tồn tại của mô hình cũ nhờ kết cấu khung đỡ chắc chắn, cơ cấu tăng đai inox chống rung và bảng đấu nối mạch điện trực quan. Đặc biệt, việc tích hợp đồng hồ áp suất có dầu và đồng hồ nhiệt độ Koso tại 4 điểm chuyển pha môi chất kết hợp bộ 6 bài thực hành chuyên sâu đã tạo nên một thiết bị dạy nghề hoàn chỉnh, đóng góp thiết thực vào việc nâng cao chất lượng đào tạo thực hành chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô.