CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài Trong thời đại ngày nay, nhu cầu cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao, đồng thời yêu cầu về chất lượng cuộc sống về tất cả các mặt cũng cần không ngừng được cải thiện. Phương tiện đi lại trở thành một trong những quan trọng, trong số đó ô tô là phương tiện đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển người và hàng hóa. Ô tô hiện đại được thiết kế nhằm để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tiện nghi và an toàn của người sử dụng. Các tiện ích bên trong xe như ghế chỉnh điện, làm mát ghế, sưởi ghế, hệ thống âm thanh và giải trí, camera lùi, cảnh báo điểm mù ….
Hệ thống điều hoà không khí trở thành một hệ thống đóng vai trò quan trọng, đặc biệt là với điều kiện khí hậu đặc trưng của Việt Nam. Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã nắm bắt kịp thời nhu cầu đó này và tích hợp hệ thống điều hòa trên xe ô tô vào việc giảng dạy trong ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô của trường. Từ việc được học cơ sở lý thuyết, đến việc được thực hành trên mô hình thực tế của hệ thống cũng như trên xe thật đã giúp các sinh viên có thể học tập và nghiên cứu về hệ thống này. Dựa trên cơ sở lý thuyết và mô hình thực tế đã được học nhóm em đã quyết định chọn đề tài: “ Nghiên cứu và thi công cơ khí và môi chất hệ thống điều hòa không khí trên xe Kia Morning 2015’’ với mục đích nghiên cứu chi tiết về hoạt động của hệ thống điều hòa cũng như thực hiện mô hình hoàn chỉnh nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu và giảng dạy trong nhà trường.
Nhóm chúng em hy vọng rằng kết quả của đề tài sau khi hoàn thành sẽ cung cấp và đóng góp vào công tác giảng dạy của trường được tốt hơn. Do còn những hạn chế và kiến thức và thời gian nên trong quá trình thực hiện đề tài sẽ không tránh khỏi những sai sót, vì vậy nhóm chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ, góp ý và hỗ trợ từ quý Thầy/Cô cũng như từ nhà trường để đề tài của nhóm được hoàn thiện hơn.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài Nhóm em đã trải qua quá trình học tập và thực hành tại xưởng điện ô tô của khoa. Trong quá trình này, nhóm chúng em nhận thấy rằng mô hình hệ thống điều hòa được sử dụng trong quá trình giảng dạy của khoa đã khá cũ và hư hỏng nhiều chi tiết, gần như không thể sử dụng được nữa. Do đó, sau khi tham khảo ý kiến từ thầy Trần Hữu Quy nhóm chúng em đã quyết định dựa trên những kiến thức đã được học trong trường để tiến hành thực hiện 1 đồ án tốt nghiệp ” Nghiên cứu và thi công cơ khí và môi chất hệ thống điều hòa không khí trên xe Kia Morning 2015”.3 Phương pháp nghiên cứu - Tham khảo tài liệu cùng với sự góp ý từ giảng viên hướng dẫn.
- Tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu từ Internet và các giáo trình để hoàn chỉnh phần cơ sở lý thuyết của đề tài. - Tổng hợp và ôn tập lại những kiến thức còn thiếu sót và phát sinh trong quá trình thực hiện đề tài. - Tiến hành thực nghiệm trên mô hình thực tế cũng như đo kiểm các chi tiết trong hệ thống nhằm cho ra kết quả chính xác và sát với thực tế nhất có thể.4 Phạm vi ứng dụng của đề tài Mô hình sau khi hoàn thành có thể đưa vào trong chương trình giảng dạy của nhà trường để phục vụ cho mục đích học tập, nghiên cứu của các bạn sinh viên. Các bạn sinh viên có thể thực hành trực tiếp trên mô hình dưới sự hướng dẫn của giảng viên để giúp các bạn hiểu sâu hơn và có thể hiểu được cấu tạo các bộ phận có trong hệ thống, cũng như là nguyên lý hoạt động và chức năng của từng bộ phận.
Tài liệu đi kèm với mô hình bao gồm những mô tả chi tiết về chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống, để cho các bạn sinh viên có cái nhìn cụ thể và chi tiết hơn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô. 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu sơ lược về hệ thống điều hoà không khí trên ô tô 2.1 Vùng nhiệt độ lý tưởng Nhiệt độiđóng mộtivaiitròivô cùngiquan trọngitrong việciảnh hưởngiđến cảm giác nóng, lạnh đối vớiicơ thểicủa con người, nóiđược thể hiệniqua thân nhiệticủa con ngườiivà nằm trongikhoảng từi36. Theoicác nhà nghiên cứuikhoa họciđã chỉirairằng con ngườiisinh trưởngivà phát triển tốt nhấtitrong khoảnginhiệt độitừ 22oC đến 27oC. Đối vớiiđộ ẩm, mức 55 – 65 % đượcixem là lý tưởngicho sức khoẻicủa con người.2 Nhiệt và sự truyền nhiệt Nhiệtisẽ có xu hướngitruyềnitừ nơiicó nhiệt độicao hơniđến nơiicó nhiệt độithấp hơn.
Có 3 cáchitruyền nhiệtichính, đó là: dẫn nhiệt, bức xạ và đối lưu. - Dẫn nhiệtilà sự truyềniđộng năngigiữa cácinguyên tửihay phân tửiliền kềimà không có sự trao đổiiphần tửivật chất. - Bức xạinhiệt là sự trao đổiinhiệt thông quaisóng điện từ. Bức xạ nhiệticó thể truyền quaimọi loạiivật chấticũng nhưichân không.
- Đối lưuinhiệt: là quá trìnhitrao đổiinhiệtiđược thực hiệninhờ sự chuyển độngicủa chất lỏngihay chất khíigiữa cácivùng cóinhiệt độikhác nhauihoặc sựitruyền nhiệtitừ thể rắnisang thể lỏngi(hoặc khí)ivà ngược lại.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến người ngồi trong xe Đối vớiiô tô, ngoàiinguồn nhiệtitừ mặt trờiilà tác nhânichính thìicòn cóicác nguồn nhiệtikhác nhưilà: - Nhiệt từikhông khíibên ngoài. - Nhiệtitỏa raitừ hànhikhách. - Nhiệt từiđộng cơivà mặt đường.1 Các nguồn nhiệt gây ảnh hưởng đến nhiệt độ bên trong xe 2.2 Tổng quan về hệ thống điều hoà không khí trên ô tô Điều hoàikhông khíitrên ô tôicó nhiệm vụichính là làmithay đổiinhiệt độibên trongixe vàilàm sạchicác chấticản trởitầm nhìninhư sương mù, băng đọngitrên mặt trongicủa kính xe. Ngoài raihệ thốngiđiều hòaikhông khíicòn giúp: - Kiểm soátinhiệt độivàithay đổiiđộ ẩmitrong xe.
- Kiểm soátidòngikhông khíitrong xe. - Lọcivà làm sạchikhông khí.2 Hệ thống điều hoà không khí trên ô tô 2.1 Điều khiển nhiệt độ ❖ Hệ thống làm mát không khí trên ô tô Hệ thống làm mát không khíitrên ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý làm lạnh thông qua quá trình trao đổi nhiệt. Tại dàn lạnh sẽ diễn ra quá trình trao đổi nhiệt và làm cho nhiệt độ của không khí tại đây giảm xuống, tiếp đó không khíilạnh sẽ được đưa vào bên trong cabin 4 xe nhờ quạt lồng sóc của hệ thống điều hòa.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát không khí trên ô tô ❖ Hệ thống sưởi không khí trên ô tô Hệ thống sưởiicó chức năngitạo raikhông khíinóng trong xeikhiicần thiết, giúpilàm tăng nhiệt độibên trongixe khiithời tiết lạnh. Trong hệ thốngisẽ cóimột két sưởiidùng đểilàm nóng không khí, nước làm mátitừ động cơisẽiđiiquaikét sưởiivàilấy nhiệticủa nước làm mátiđể truyềnicho không khíivà được quạt thổiivào trong xe.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống sưởi không khí trên ô tô ❖ Hệ thống hút ẩm không khí trên ô tô Hệ thốngihút ẩmitrên ô tôiđóng một vaiitròivô cùngiquan trọngitrong hệ thống, giúp làm giảmiđộ ẩm trong xeivà duy trìisự thoải máiicho người ngồiitrong xe.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống hút ẩm không khí trên ô tô ❖ Điều khiển nhiệt độ không khí trên ô tô Cần phảiikết hợpicả dàn lạnhivà két sưởiitrong từng trường hợpicụ thểivà sử dụngicánh hòa trộnikhông khíihệ thống điều hòaisẽ cho tainhiệt độiphù hợpivới yêu cầuicủa người ngồiitrong xe.6 Cánh hòa trộn không khí đóng hoàn toàn khoang sưởi Cánh hòa trộnikhông khíiđóng hoàn toànikhoang phíaibên dướiiđểingăn khôngicho luồngikhông khí lạnhiđiiqua két sưởi.
Khi đóitoàn bộikhông khí lạnhisẽ đi quaikhoang trên và đi vàoibên trong xeithông quaicác cửa gióitương ứngivới chế độilạnh nhất.7 Cánh hòa trộn không khí mở một phần khoang sưởi Cánh hòa trộnibắt đầuimở raicho phépiluồng không khí lạnhiđiivào khoangiphía dưới và điiqua két sưởi. Lúc nàyicả 2 dòngikhí nóngivà lạnh sẽikết hợp lạiivới nhauivà đi vàoicabin xeithông quaicác cửa gióivà cho rainhiệt độitương ứngivới mức điều chỉnhicủa người ngồi trongixe.8 Cánh hoà trộn mở hoàn toàn khoang sưởi Ở chế độinày cánh hòa trộnisẽ đóng hoàn toànikhoang phía trên, cho phépidòngikhông khíichỉ điiquaikét sưởi. Không khíiđược làm nóngibởi kétivà điivào trong xeithông quaicác cửa gióitrên xe.2 Điều khiển dòng không khí ❖ Phương pháp lấy gió tự nhiên Đối vớiiphương phápilấy gió tự nhiên, khi xeidi chuyểnisẽ tạo raisự chênh lệchiáp suất khiến choiluồng không khíisẽ đi vàoitrong xe. Một sốivị tríisẽ cóiáp suất dươngivà một số vị tríikhácisẽ cóiáp suất âm, do đóisẽ bố tríicửa hút khíivào ở nhữngivị tríicóiáp suất dươngivà cửa xảikhí raisẽ được đặtiở nhữngivị tríicó áp suấtiâm.9 Phương pháp lấy gió tự nhiên trên ô tô ❖ Phương pháp lấy gió cưỡng bức Trong trường hợpilấy gióicưỡng bức, sẽ sử dụngimột motoriquạt để hútikhông khíitừ bên ngoàiivà đưa vàoibên trong xeithông quaicácicửa hútivà cửa xả.
Phương phápilấy gió cưỡngibứcithôngithường sẽ được sửidụngikết hợp đồngithờiivới hệithống điềuihòaikhông khí.10 Phương pháp lấy gió cưỡng bức trên ô tô Trênibảng điềuikhiểniđiềuihoà không khíisẽicó các nútibấmichếiđộ đểingườiingồi trên xeicó thể lựaichọnichế độilấy gió bêningoài hoặc bênitrong để phùihợpivới từngiđiều kiện. Lấy gió trong xe Lấy gió ngoài xe Hình 2.11 Nút chọn chế độ lấy gió trong hoặc gió ngoài trên ô tô ❖ Điều chỉnh hướng gió trong xe Để điềuichỉnhiđượcihướng gió, ngườiingồi trongixeicó thểiđiều chỉnhithông quainút bấmitrên bảng điềuikhiểniđiềuihoà khôngikhí.12 Các chế độ hướng gió 8 Bảng 2.1 Chức năng của các nút bấm trên bảng điều khiển của hệ thống điều hoà Face — Hướng gió được điều chỉnh lên mặt. B/L — Hướng gió được điều chỉnh lên mặt và xuống dưới chân. Foot — Hướng gió được điều chỉnh xuống chân.
F/D — Hướng gió được điều chỉnh xuống chân và sấy kính.3 Bộ lọc không khí ❖ Chứcinăng: icảiithiệnichấtilượngikhôngikhíibênitrongixe, ingoàiirainóicònigiúpiloạiibỏ các mùiihôi, bụiibẩn, khíiđộcicóitrong khôngikhí. ❖ Cấu tạo: Hệithống lọc khôngikhíitrên xeicó cấuitạoibaoigồm mộtiquạt dànilạnh, motoriquạtidàn lạnh, bộikhuyếch đại, cảmibiến khói, điệnitrở và bầuilọcicó cacbonihoạt tínhigiúpilọc sạch đượcicác bụiibẩn có trongikhông khíitrước khiiđược đưaivào bênitrong xe.13 Hệ thống lọc không khí trên ô tô ❖ Vị trí: Hệithống lọcibên trongixe thườngiđược nằmiở vịitríigầnivới bảngiđiều khiểniđiều hòa hoặcibên dướiibảng taploibên phíaicủa ghế phụ.14 Vị trí lọc không khí bên trên xe ❖ Phân loại: + Bộilọcihạt + Bộilọc thạnihoạt tính + Bộ lọcikháng vi khuẩn + Bộ lọciHEPA (High-Efficiency Particulate Air) ❖ Nguyên lý hoạt động: Hệithống lọcikhông khíivậnihànhibằng cáchihút khôngikhíitừimôi trườngixung quanh thôngiquaicửaihút hoặciống dẫnikhí. Sau đóikhông khíisẽ điiqua bộilọcivàiđược loạiibỏ bụiibẩnicùngivới mùiihôiicóitrong khôngikhíisauiđó khôngikhí sạch sẽiđược đưaivào bên trongixe.3 Khái quát về hệ thống điều hoà không khí trên ô tô 2.1 Nhiệm vụ - Thứ nhất, hệithốngicóikhả năngilàm mátikhông khíibên trongixe. - Thứ hai, giúpiđiều chỉnhiđộ ẩmivà duyitrì khôngigianithoảiimái trongixe.
- Thứ ba, hệithốngicònigiúp lọcisạch bụiibẩnivàimùi hôiicó bênitrong xeinhằm bảoivệ sứcikhỏeicủaingười ngồiitrên xe. - Thứ tư, do cóithểiđiềuichỉnh đượciluồng gióibên trongixeinênitạo raiđượcisựithoải máiivà dễ chịuichoingườiingồi trongixe.2 Yêu cầu - Đảm bảoiđược khảinăng làmimát vàiduy trìinhiệt độibên trongixe. - Đảm bảoiphải sạch, khôngiđượcicóimùi hôi, ẩm mốcivà bụiibẩn. 10 - Có khảinăngiđiềuichỉnh chínhixác thuậnitiện choingười dùng.
- Đạtiđượcihiệuisuất caoivà chỉiđược hoạtiđộngikhiicần thiết. - Đảmiđảm bảoian toànicho ngườiingồi bênitrong xe. - Ngoàiira, hệithốngicòniphải thayithếicác bộiphận nhưilọc gióimột cáchidễ dàng.