Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô có giao tiếp với máy tính

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu chế tạo các mạch tạo pan hệ thống điều hòa nhiệt độ của xe ô tô có giao tiếp với máy, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Lê Như Thịnh
• Người hướng dẫn: Psg. Ts. Đỗ Văn Dũng - Hiệu Trưởng Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ cơ khí động lực
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo các mạch tạo pan Hệ thống điều hòa nhiệt độ của xe ô tô có giao tiếp với máy tính phục vụ giảng dạy
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2. Một số nghiên cứu trong nước
• 1.3. Một số nghiên cứu trên thế giới
• 1.4. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.5. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.5.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.6. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.6.1. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.6.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.7. Phương pháp nghiên cứu

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính

Nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính là một lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm lớn trong ngành công nghệ ô tô. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô không chỉ mang lại sự thoải mái cho người sử dụng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các linh kiện bên trong xe. Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hệ thống này giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và nghiên cứu. Mô hình mạch điều hòa ô tô giao tiếp với máy tính cho phép người học quan sát và điều khiển các thông số hoạt động một cách trực quan.

1.1. Tầm quan trọng của hệ thống điều hòa ô tô

Hệ thống điều hòa ô tô không chỉ giúp duy trì nhiệt độ thoải mái mà còn bảo vệ các linh kiện bên trong xe khỏi hư hỏng do nhiệt độ cao. Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống này là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

1.2. Lợi ích của việc giao tiếp máy tính trong điều hòa ô tô

Giao tiếp máy tính trong hệ thống điều hòa ô tô giúp người học có thể theo dõi và điều khiển các thông số hoạt động một cách dễ dàng. Điều này không chỉ nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn giúp người học hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của hệ thống.

II. Các thách thức trong nghiên cứu mạch điều hòa ô tô

Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng việc nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu hụt nguồn nhân lực có trình độ, công nghệ chưa phát triển đồng bộ và chi phí đầu tư cao là những rào cản lớn.

2.1. Thiếu hụt nguồn nhân lực

Việt Nam hiện đang thiếu hụt các chuyên viên có trình độ cao trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Điều này ảnh hưởng đến khả năng nghiên cứu và phát triển các hệ thống điều hòa ô tô hiện đại.

2.2. Chi phí đầu tư cao

Việc đầu tư vào công nghệ mới và thiết bị hiện đại để nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính đòi hỏi một nguồn vốn lớn, điều này có thể là một rào cản đối với nhiều cơ sở giáo dục và nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô

Để nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính, cần áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại. Việc sử dụng phần mềm LabVIEW để mô phỏng và điều khiển các thông số hoạt động của hệ thống là một trong những phương pháp hiệu quả.

3.1. Sử dụng phần mềm LabVIEW

Phần mềm LabVIEW cho phép mô phỏng các thông số và trạng thái hoạt động của hệ thống điều hòa ô tô. Điều này giúp người học có thể quan sát và điều khiển các thông số một cách trực quan.

3.2. Thiết kế mạch điều khiển

Thiết kế mạch điều khiển là một bước quan trọng trong quá trình chế tạo mạch điều hòa ô tô. Mạch điều khiển cần được thiết kế sao cho có thể giao tiếp hiệu quả với máy tính và thực hiện các chức năng điều khiển cần thiết.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính

Mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính không chỉ có giá trị trong việc giảng dạy mà còn có thể được ứng dụng trong thực tiễn. Việc sử dụng mô hình này giúp nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu trong ngành công nghệ ô tô.

4.1. Nâng cao chất lượng giảng dạy

Mô hình mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính giúp giảng viên có thể truyền đạt kiến thức một cách trực quan và sinh động hơn. Điều này giúp học viên dễ dàng tiếp thu và hiểu rõ hơn về hệ thống.

4.2. Hỗ trợ nghiên cứu và phát triển

Mô hình này cũng có thể được sử dụng trong các nghiên cứu và phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực điều hòa ô tô, từ đó góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu mạch điều hòa ô tô

Nghiên cứu chế tạo mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Với sự phát triển của công nghệ, việc ứng dụng các giải pháp mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng của hệ thống điều hòa ô tô trong tương lai.

5.1. Tiềm năng phát triển

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, mạch điều hòa ô tô giao tiếp máy tính sẽ ngày càng trở nên phổ biến và cần thiết trong ngành công nghiệp ô tô.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc cải tiến công nghệ và phát triển các giải pháp mới nhằm nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điều hòa ô tô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Trong những năm qua, cùng với sự phát triển kinh tế, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, cuộc sống con người được trang bị nhiều tiện nghi trong sinh hoạt cũng như trong cuộc sống.Vì vậy trên ô tô cũng trang bị nhiều tiện nghi để đáp ứng nhu cầu của con người. Kể từ khi chiếc xe ô tô đầu tiên ra đời, theo thời gian để đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người những chiếc xe ôtô ra đời sau này ngày một tiện nghi hơn, hoàn thiện hơn và hiện đại hơn. Một trong những tiện nghi phổ biến là hệ thống điều hoà không khí trong ôtô.

Vì sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực công nghệ ô tô, hầu hết các ô tô hiện nay trên thế giới và Việt Nam đều sử dụng hệ thống điều khiển bằng máy tính. Do sự phát triển nhanh chóng đó, nên tình hình ở Việt Nam không đào tạo kịp các chuyên viên có thể đáp ứng các nhu cầu về sửa chữa, bảo trì vì không được đào tạo bài bản tại các trường đào tạo. Để phục vụ trong giảng dạy ngành công nghệ ô tô phù hợp với sự phát triển nhanh chóng trong trong lĩnh vực công nghệ ô tô cần phải ứng dụng công nghệ thông tin để điều khiển và mô phỏng các quá trình hoạt động thật của ô tô để giúp học viên hiểu một cách trực quan. Như vậy việc sử dụng máy tính để điều khiển các pan của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô thông qua các card giao tiếp để học viên có thể hiểu được hoạt động và hư hỏng của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô mà không thể quan sát bằng mắt thường, từ đó học viên có thể hiểu rõ hơn về những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa không khí trên xe, cách kiểm tra và sửa chữa được các hư hỏng nếu có là một việc rất cần thiết.

Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước. Một số nghiên cứu trong nước. 1 Trong công tác nghiên cứu, những năm gần đây cũng đã có một số cán bộ khoa học công nghệ đi sâu nghiên cứu HTĐHKK, mô hình HTĐHKK cũng được nhiều trường và nhiều cơ sở sản xuất thiết bị dạy nghề thực hiện, nhiều sinh viên cũng chọn đề tài tốt nghiệp thiết kế và chế tạo mô hình HTĐHKK… tuy nhiên tất cả các đề tài này đều xoay quanh việc thiết kế, chế tạo và khai thác mô hình mà chưa ứng dụng được công nghệ thông tin để giao tiếp với máy tính. Đối với các đề tài thạc sĩ thì đến nay chưa có đề tài nào nghiên cứu, chế tạo các mạch tạo pan hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô có giao tiếp với máy tính.

Một số đề tài tiêu biểu như:  Thạc sĩ Quách Tuấn Vinh [1] Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điều hòa nhiệt độ của xe ô tô có giao tiếp với máy tính (tháng 4/2017): nội dung chủ yếu của đề tài là thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điều hòa không khí trên ô tô, sử dụng LabVIEW để giao tiếp với mô hình. Đề tài này thành công trong việc giúp người học quan sát và học tập các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí ô tô một cách dễ dàng đồng thời thuận tiện trong việc tháo lắp, kiểm tra các bộ phận qua đó góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy lý thuyết và thực hành.  Thạc sĩ Lê Minh Mẫn [2] Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hòa tự động (tháng 10 năm 2012): nội dung chủ yếu của đề tài là thiết kế, chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hòa khí tự động có thể dùng để giảng dạy và nghiên cứu về hệ thống điều hòa nhiệt độ tự động. Đề tài này thành công trong việc thu hẹp khoảng cách công nghệ với các nước bằng việc chế tạo được ECU với chi phí thấp và quan trọng là làm chủ được công nghệ.

Tuy nhiên để phục vụ cho giảng dạy thì đề tài chỉ đáp ứng được cho giảng dạy lý thuyết.  Thạc sĩ Phạm Văn Kiên [3] Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống điều hoà ô tô kiểu hấp thụ sử dụng nhiệt khí thải (tháng 11 năm 2011): nội dung chủ yếu của đề tài là ứng dụng lý thuyết để phân tích, đánh giá khả năng ứng 2 dụng của hệ thống điều hòa kiểu hấp thụ H2O-LiBr trên ô tô. Đề tài không áp dụng trong việc ứng dụng vào giảng dạy chuyên ngành.  Thạc sĩ Phạm Thanh Đường [4] Hệ thống điều hoà không khí cho xe con, thay thế ga R12 và R22 bằng R134a (tháng 10 năm 2002) : nội dung chủ yếu của đề tài là nghiên cứu các thiết bị của hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô, ý nghĩa của từng thiết bị trong hệ thống, đồng thời cũng đề cập đến các môi chất lạnh thường sử dụng trên ô tô như R12, R22 và môi chất thay thế R143a.

Đề tài này có ý nghĩa trong việc thay thế lãnh chất làm lạnh ở các loại xe đời cũ, ngay nay tất các các loại xe đều sử dụng lãnh chất R143a nên đề tài này không còn ứng dụng được. Các đề tài liên quan đến mô hình có giao tiếp với máy tính:  Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Luân [5] Nghiên cứu chế tạo các mạch tạo pan động cơ ô tô có giao tiếp với máy tính phục vụ giảng dạy (tháng 4/2017): nội dung chủ yếu của đề tài là thiết kế chế tạo các mạch tạo pan động cơ, giao diện mô phỏng trên máy tính được thực hiện bởi phần mềm LabVIEW. Đề tài này thành công trong việc tạo ra hầu hết các pan trên động cơ thông qua giao tiếp với máy tính, nhờ đó giúp cho học viên có thể quan sát các thông số hoạt động của động cơ và các pan một cách dễ dàng hơn đồng thời điều khiển được các chế độ hoạt động của động cơ, qua đó nâng cao chất lượng dạy học.  Thạc sĩ Trịnh Thái Luân [6] “Mô hình hệ thống lái trợ lực điện có giao tiếp máy tính thông qua LabVIEW” (tháng 10 năm 2012): nội dung chủ yếu của đề tài là Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện, giao diện mô phỏng trên máy tính được thực hiện bởi phần mềm LabVIEW, chủ yếu thể hiện các thông số như: điện áp thay đổi của cảm biến mô men; khả năng trợ lực của motor; màn hình hiển thị xung khi hệ thống làm việc ở nhiều chế độ khác nhau và núm điều chỉnh thay đổi tốc độ ô tô.

Ngoài ra, để giúp cho việc 3 sử dụng mô hình đạt hiệu quả tốt trong giảng dạy và học tập, tác giả đã biên soạn bộ tài liệu giảng dạy theo chương trình đào tạo hệ cao đẳng, ngành công nghệ ô tô, kèm theo mô hình.  Thạc sĩ Trần Văn Lợi [7] nghiên cứu thiết kế mô hình hệ thống lái không trục lái (tháng 10 năm 2010): nội dung chủ yếu của đề tài là ứng dụng phần mềm LabVIEW để điều khiển cơ cấu lái không thông qua trục lái, tạo cảm giác lái của mô hình xác thực với cảm giác lái của hệ thống lái thực tế trên ô tô, thiết kế mô hình với bánh xe dẫn hướng không tiếp xúc với mặt đường. Ba đề tài trên có nhiều tính năng mới nổi bật về ứng dụng phần mềm LabVIEW điều khiển, thông qua giao tiếp với máy tính để tạo các tình huống trên mô hình. Một số nghiên cứu trên thế giới.

Hiện nay, trên thế giới cùng với sự phát triển của các ngành khoa học công nghệ khác như vô tuyến điện tử, chế tạo máy với các bộ phận điều khiển tinh vi, các rôbốt công nghiệp thế hệ thông minh, ngành tin học, ngành chế tạo ô tô đang có những bước tiến lớn với sự ứng dụng công nghệ tin học, điều khiển, khoa học mô phỏng, vật liệu mới. Tiện nghi trên ô tô được các hãng quan tâm như là một tiêu chí cạnh tranh hàng đầu. Trong đó hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô đã được các hãng lớn như Toyota, Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huynđai và các nhà khoa học thế giới đầu tư, nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ theo định hướng cơ bản sau:  Tăng tối đa tiện ích của hệ thống giúp cho người ngồi trên xe cảm thấy dễ chịu hơn.  Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ của hệ thống điều hòa nhiệt độ xuống mức thấp nhất có thể.

Một số đề tài tiêu biểu như:  Công trình nghiên cứu " Mô hình thử nghiệm và đánh giá hệ thống điều hòa nhiệt độ bằng băng thử với máy nén thay đổi công suất" của J. Saiz 4 Jabardo [8] tại Sao Paulo Universitty, tháng 01 năm 2001: Nội dung của đề tài là trình bày việc áp dụng một băng thử cho hệ thống điều hòa nhiệt độ, bằng việc thay đổi công suất máy nén ở nhiều chế độ, tác giả đo kiểm các dữ liệu đầu vào và đầu ra của hệ thống, từ đó lập bảng so sánh và kết luận về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh của hệ thống bao gồm: độ tăng của nhiệt độ lưu hồi trong xe, độ ngưng tụ của hơi lạnh trên đường ống, khả năng giải nhiệt của giàn nóng…  Công trình nghiên cứu “Hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô”của Toshimitsu Nose, Toshio Ohashi [9] được chuyển nhượng cho Nissan Motor Co., Ltd, Yokohama, Japan: Đề tài nghiên cứu về việc điều chỉnh lưu lượng gió giải nhiệt cho giàn nóng, qua đó xây dựng phương trình và phương pháp điều chỉnh lượng gió tối ưu nhất ứng với từng nhiệt độ để giải nhiệt giàn nóng sao cho tiết kiệm năng lượng mà vẫn đạt hiệu quả cao.  Công trình nghiên cứu “Hệ thống điều hòa nhiệt độ trên ô tô”của Hisao Fukudomi [10] được chuyển nhượng cho Mazda Motor Corporation: Đề tài nghiên cứu về hệ thống điều khiển trộn khí tự động cho hệ thống làm lạnh trên ô tô, kết quả của đề tài là xây dựng được thuật toán tối ưu cho việc điều khiển tự động các cánh hướng gió trên xe bằng động cơ bước. Khi bật công tắc AUTO thì chương trình trộn khí tối ưu sẽ hoạt động.

 Công trình nghiên cứu “Hiệu suất làm lạnh của lãnh chất CO2 và R143a”của J. Steven Brown , Samuel F. Yana-Motta, Piotr A. Domanski [11], tháng 11 năm 2001: Đề tài nghiên cứu về hiệu suất làm lạnh của hai lãnh chất CO2 và R143a trên cùng một hệ thống, kết quả đưa ra CO2 thấp hơn 21% ở 32,2°C và 34% ở 48,9°C.

Ở tốc độ cao hơn và nhiệt độ môi trường xung quanh, sự chênh lệch về hiệu suất làm lạnh thậm chí còn lớn hơn.