Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật ô tô hiện đại, hệ thống điều hòa không khí (A/C) là cụm trang bị tiện nghi tiêu chuẩn, giữ vai trò kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch và lưu thông không khí trong cabin. Tại Việt Nam, với đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa có nhiệt độ và độ ẩm môi trường cao, hiệu quả làm việc của hệ thống điều hòa ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, sự tỉnh táo của người lái và độ bền của các chi tiết nội thất.

Tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, học phần thực hành hệ thống điện lạnh ô tô thuộc chương trình đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết nguyên lý và kỹ năng thao tác trên thiết bị thực tế. Tuy nhiên, qua quá trình học tập và khảo sát tại Xưởng thực tập bộ môn Điện tử Ô tô (Khoa Cơ khí Động lực), nhóm nghiên cứu nhận thấy mô hình sa bàn điều hòa không khí phục vụ giảng dạy tại xưởng đã qua nhiều năm sử dụng, xuất hiện nhiều hư hỏng cơ khí và suy giảm độ kín mạch môi chất, không còn đáp ứng tốt yêu cầu trực quan hóa bài giảng.

Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Nghiên cứu, thi công cơ khí và môi chất hệ thống điều hoà không khí trên xe Kia Morning 2015" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ cụ thể:

  1. Nghiên cứu tổng quan cơ sở lý thuyết nhiệt động học, nguyên lý làm lạnh, sưởi ấm, hút ẩm và cấu trúc điều khiển của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
  2. Khảo sát cấu tạo chi tiết, chức năng các cụm linh kiện cơ khí, mạch tuần hoàn môi chất lạnh và hệ thống điều hòa tự động trên xe Kia Morning 2015.
  3. Ứng dụng phần mềm thiết kế chuyên dụng để tính toán, thiết kế kết cấu khung giá đỡ cơ khí và bảng gá thiết bị bằng vật liệu mica.
  4. Thi công gia công cơ khí, lắp ráp, kết nối đường ống môi chất, nạp ga, kiểm tra rò rỉ và vận hành thử nghiệm mô hình sa bàn.
  5. Xây dựng tài liệu hướng dẫn vận hành, quy trình chẩn đoán sự cố thông qua đồng hồ áp suất và biên soạn bài tập thực hành đo kiểm cho sinh viên.
  • Đối tượng nghiên cứu: Cấu trúc cơ khí, chu trình tuần hoàn môi chất lạnh và hệ thống điều khiển điều hòa tự động trên dòng xe du lịch Kia Morning phiên bản 2015.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Xưởng thực tập 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: Triển khai từ ngày 28/09/2023 đến tháng 01/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài xây dựng trên nền tảng nhiệt động lực học ứng dụng trong kỹ thuật điều hòa không khí ô tô và hệ thống điều hòa nén hơi (Vapor Compression Refrigeration Cycle):

  • Khái niệm và thông số vi khí hậu: Con người sinh trưởng và làm việc thích hợp nhất trong khoảng nhiệt độ từ 22°C đến 27°C, độ ẩm tương đối từ 55% đến 65%, trong khi thân nhiệt ổn định ở mức 36°C - 37°C. Các nguồn nhiệt tác động vào khoang xe gồm: bức xạ mặt trời qua kính chắn gió; nhiệt truyền từ không khí bên ngoài; nhiệt tỏa ra từ hành khách; và nhiệt truyền qua sàn/vỏ từ động cơ và mặt đường. Sự truyền nhiệt diễn ra qua 3 phương thức: dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu.
  • Chu trình tuần hoàn môi chất lạnh: Môi chất vận hành qua 4 giai đoạn khép kín:
    • Quá trình nén: Máy nén (lốc lạnh) hút môi chất dạng hơi ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp từ dàn lạnh rồi nén lên trạng thái hơi áp suất cao (khoảng 14 - 16 kg/cm²) và nhiệt độ cao đưa sang dàn nóng.
    • Quá trình ngưng tụ: Tại dàn nóng, quạt tản nhiệt cưỡng bức không khí đi qua các cánh nhôm tản nhiệt, giải nhiệt cho môi chất ngưng tụ thành thể lỏng áp suất cao.
    • Quá trình lọc tách ẩm: Môi chất lỏng đi qua bình hút ẩm (phin lọc hoặc bộ chia hơi - lỏng tích hợp) để giữ lại tạp chất và hơi ẩm.
    • Quá trình tiết lưu: Môi chất lỏng áp suất cao qua van tiết lưu bị giảm áp suất đột ngột, chuyển thành hỗn hợp lỏng - hơi ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp.
    • Quá trình bay hơi: Môi chất vào dàn lạnh hấp thụ nhiệt của không khí trong cabin để sôi và bay hơi hoàn toàn, làm hạ nhiệt độ dòng khí thổi qua dàn lạnh trước khi được hút trở lại máy nén.
  • Các thông số kỹ thuật an toàn: Hệ thống trang bị công tắc áp suất kép (Dual Pressure Switch) để ngắt ly hợp từ bảo vệ máy nén khi áp suất đường ống hạ dưới 2 kgf/cm² (nguy cơ thiếu ga, thiếu dầu bôi trơn gây kẹt cơ khí) hoặc vượt quá 31.7 kgf/cm² (nguy cơ quá tải nhiệt, nổ đường ống). Cảm biến nhiệt độ dàn lạnh điều khiển ngắt mạch ly hợp từ khi nhiệt độ bề mặt dàn lạnh dưới 0°C và đóng lại khi trên 5°C nhằm ngăn chặn hiện tượng đóng băng bề mặt làm tắc nghẽn luồng gió.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm kỹ thuật:

  • Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu: Khảo sát tài liệu kỹ thuật sửa chữa (Shop Manual) của dòng xe Kia Morning 2015, giáo trình điện lạnh ô tô và các tiêu chuẩn kiểm tra hệ thống điều hòa ô tô.
  • Phương pháp thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD): Sử dụng phần mềm SolidWorks để dựng mô hình 3D kết cấu khung chịu lực, tính toán vị trí gá đặt các cụm chi tiết và xuất bản vẽ gia công tấm panel mica.
  • Phương pháp thực nghiệm công nghệ: Thi công cắt, hàn sắt hộp, gia công tấm gá, lắp ráp các cụm chi tiết bãi và phụ tùng thay thế của Kia Morning 2015; đấu nối đường ống kim loại, ống mềm, van nạp sạc; thực hiện quy trình hút chân không và nạp môi chất lạnh.
  • Phương pháp đo kiểm và chẩn đoán: Sử dụng bộ đồng hồ đo áp suất chuyên dụng (Manifold Gauge), nhiệt kế điện tử và thiết bị kiểm tra rò rỉ để thu thập dữ liệu áp suất làm việc thực tế ở đường cao áp và hạ áp, từ đó phân tích các chế độ vận hành và tình huống hư hỏng.

Thiết kế và thi công mô hình kỹ thuật

Căn cứ vào mục tiêu chế tạo sa bàn phục vụ đào tạo thực hành, quá trình thiết kế và thi công cơ khí - môi chất được triển khai theo các hạng mục kỹ thuật:

  • Lựa chọn vật liệu và phụ tùng:

    • Vật liệu kết cấu khung: Sử dụng sắt hộp vuông nhằm đảm bảo độ cứng vững, khả năng chịu tải trọng và triệt tiêu rung động phát sinh khi động cơ điện kéo máy nén hoạt động.
    • Vật liệu bảng gá và mặt táp-lô: Sử dụng các tấm mica có độ bền cơ học cao, bề mặt trong suốt và phẳng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khoan cắt định vị linh kiện, đồng thời nâng cao tính thẩm mỹ và khả năng quan sát từ nhiều góc độ.
    • Phụ tùng hệ thống điều hòa: Lựa chọn đồng bộ linh kiện hệ thống điều hòa tự động Kia Morning 2015, bao gồm máy nén dẫn động dây curoa kèm ly hợp điện từ, dàn nóng tích hợp bộ chia hơi - lỏng, quạt dàn nóng, cụm quạt lồng sóc (Blower Unit), cụm giàn sưởi và giàn lạnh (Heater Unit), van tiết lưu kiểu hộp, cụm điều khiển trung tâm (A/C Control Module) và các motor chấp hành cửa gió.
  • Thiết kế trên phần mềm SolidWorks:

    • Thiết kế khung mô hình không gian 3 chiều: Phân tầng hợp lý với tầng dưới bố trí giá đỡ động cơ điện dẫn động, máy nén và bình ắc-quy cấp nguồn; tầng trên bố trí dàn nóng, quạt làm mát phía trước và cụm hộp quạt gió - dàn lạnh ở phía sau.
    • Thiết kế bảng panel mica: Bố trí các vị trí khoét lỗ gắn đồng hồ đo áp suất cao áp, đồng hồ hạ áp, cụm công tắc điều khiển, cổng kiểm tra chẩn đoán và mặt điều khiển điều hòa tự động.
  • Quy trình thi công và hoàn thiện:

    • Gia công cơ khí khung đỡ: Cắt thép hộp theo kích thước bản vẽ thiết kế, tiến hành hàn liên kết khung, mài phẳng mối hàn, xử lý bề mặt và sơn chống rỉ, sơn màu hoàn thiện.
    • Gia công bảng mica: Cắt biên dạng, khoan các lỗ định vị bu-lông và gắn các thiết bị hiển thị, công tắc.
    • Lắp ráp cơ khí và đường ống: Định vị máy nén, dàn nóng, quạt làm mát và cụm hộp lạnh lên khung đỡ; kết nối hệ thống đường ống cao áp và hạ áp, đảm bảo các gioăng O-ring làm kín được bôi trơn bằng dầu chuyên dụng đúng kỹ thuật.
    • Kết nối cổng đo kiểm: Tích hợp sẵn hai đồng hồ kiểm tra áp suất trực tiếp vào hai nhánh đường ống cao áp và hạ áp để người học dễ dàng theo dõi thông số tức thời trong quá trình hệ thống làm việc.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương này nêu bật lý do chọn đề tài dựa trên nhu cầu cấp thiết về trang thiết bị đào tạo thực hành tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Tác giả phân tích hiện trạng các mô hình điều hòa sẵn có trong xưởng thực tập đã bị xuống cấp, thiếu tính đồng bộ và khó khăn trong việc tổ chức các bài học đo kiểm thực tế. Từ đó, chương xác định mục tiêu nghiên cứu, phương pháp tiếp cận, phạm vi không gian, thời gian và khả năng ứng dụng thực tiễn của mô hình sau khi nghiệm thu.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 trình bày có hệ thống các kiến thức nền tảng về điều hòa không khí ô tô:

  • Các khái niệm về nhiệt học vi khí hậu, các nguồn nhiệt xâm nhập vào xe và nguyên lý 3 chức năng: làm mát (dùng chu trình môi chất lạnh), sưởi ấm (lấy nhiệt từ nước làm mát động cơ qua két sưởi) và hút ẩm (ngưng tụ hơi nước trên bề mặt dàn lạnh).
  • Cơ chế hòa trộn không khí thông qua vị trí cánh trộn: đóng hoàn toàn khoang sưởi (cho độ lạnh tối đa), mở một phần (hòa trộn khí nóng - lạnh theo nhiệt độ đặt) và mở hoàn toàn khoang sưởi (chế độ sưởi ấm tối đa).
  • Các phương pháp nạp khí (lấy gió tự nhiên và lấy gió cưỡng bức); phân loại 4 chế độ phân phối luồng gió: Face (thổi vào mặt), B/L - Bi-Level (thổi mặt và chân), Foot (thổi xuống chân), F/D - Foot/Defrost (thổi chân và sấy kính chắn gió).
  • Cấu tạo và nguyên lý của 4 kiểu máy nén: kiểu xoắn ốc (Scroll), kiểu đĩa chéo (Swash Plate), kiểu cánh gạt (Vane) và kiểu đĩa lắc (Wobble Plate) sử dụng van điện từ Solenoid để điều biến dung tích làm việc theo phụ tải nhiệt.
  • Cấu tạo, nguyên lý của ly hợp điện từ, dàn nóng dạng ống uốn chữ U kèm cánh tản nhiệt nhôm, dàn nóng kép tích hợp bộ chia hơi - lỏng, van tiết lưu (kiểu hộp và kiểu râu) và dàn lạnh (loại cánh gấp khúc, loại cánh phẳng).
  • Khảo sát hệ thống điều hòa tự động trên xe Kia Morning 2015: Cấu trúc hộp điều khiển điều hòa A/C Control Module, hộp điều khiển động cơ ECM, bộ quạt thổi gió Blower Unit, bộ chia gió và trao đổi nhiệt Heater Unit, các cơ cấu chấp hành điều khiển nhiệt độ (Temperature Control Actuator), chấp hành hướng gió (Mode Control Actuator), chấp hành lấy gió trong/ngoài (Intake Control Actuator) cùng hệ thống cảm biến chuyên trách (nhiệt độ môi trường, nhiệt độ dàn lạnh, bức xạ mặt trời, nhiệt độ nước làm mát ETCS, cảm biến tốc độ động cơ CKPS/CMPS và cảm biến áp suất ga).

Chương 3: Thiết kế, thi công cơ khí mô hình hệ thống điều hoà không khí trên xe Kia Morning 2015

Chương 3 mô tả quá trình biến đổi các yêu cầu sư phạm và kỹ thuật thành sản phẩm vật chất:

  • Lập danh mục và lựa chọn vật tư: khung sắt vuông, tấm mica trong suốt, các cụm linh kiện điều hòa nguyên bản của Kia Morning 2015, hệ thống dây đai dẫn động, khớp nối và đường ống dẫn ga.
  • Ứng dụng phần mềm SolidWorks để xây dựng bản vẽ 3D tổng thể khung mô hình, bản vẽ chi tiết các tấm gá mica đỡ bảng điều khiển và đồng hồ đo.
  • Quá trình gia công cơ khí thực tế: cắt phôi, hàn khung kim loại, xử lý bề mặt, gia công lỗ trên tấm mica, lắp đặt các chi tiết cơ khí và bố trí hệ thống dây điện, đường ống môi chất một cách khoa học, thuận tiện cho việc quan sát và thao tác.

Chương 4: Hướng dẫn sử dụng mô hình và thực hành

Chương này đóng vai trò là tài liệu hướng dẫn kỹ thuật vận hành mô hình sa bàn:

  • Trình bày quy trình 6 bước khởi động và vận hành hệ thống điều hòa trên mô hình bảo đảm an toàn điện và an toàn cơ khí.
  • Nêu rõ các cảnh báo kỹ thuật và lưu ý khi thực hiện thao tác kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng, kết nối đồng hồ áp suất hoặc tháo lắp đường ống nhằm tránh nguy cơ rò rỉ môi chất làm lạnh gây bỏng lạnh hoặc làm lọt không khí vào chu trình.

Chương 5: Hướng dẫn thực hành trên mô hình

Chương 5 cung cấp tài liệu đào tạo nghề hoàn chỉnh cho các bài tập thực hành:

  • Giới thiệu đặc tính kỹ thuật của dầu bôi trơn chuyên dụng và môi chất lạnh (chất làm lạnh R134a).
  • Trình bày hướng dẫn các bước thao tác sử dụng thiết bị: bộ đồng hồ kiểm tra áp suất (Manifold Gauge), máy bơm hút chân không, thiết bị nạp môi chất và thiết bị kiểm tra rò rỉ chuyên dụng.
  • Quy trình chuẩn về hút chân không hệ thống, nạp môi chất đúng khối lượng định mức, kiểm tra rò rỉ bằng phương pháp tạo bọt/máy dò điện tử.
  • Xây dựng phương pháp luận chẩn đoán sự cố thông qua phân tích 8 trường hợp trạng thái áp suất và dấu hiệu hoạt động thực tế.
  • Xây dựng bài thực hành chi tiết: "Đo áp suất của hệ thống điều hoà không khí", đi kèm phiếu thực hành chuẩn hóa để sinh viên ghi nhận và phân tích số liệu đo.

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả thi công mô hình, đối chiếu với các mục tiêu ban đầu; đồng thời chỉ rõ những điểm còn tồn tại và đề xuất các giải pháp nâng cấp, mở rộng tính năng mô hình trong các khóa luận tiếp theo.


Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu đo kiểm

Đồ án đã chế tạo thành công một sa bàn mô hình hệ thống điều hòa không khí tự động xe Kia Morning 2015 vận hành ổn định, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về độ kín và chức năng làm lạnh.

Mô hình cho phép đo kiểm trực quan các thông số áp suất làm việc ở hai nhánh:

  • Nhánh áp suất cao: Môi chất sau máy nén đi tới dàn nóng đạt áp suất ổn định trong khoảng 14 - 16 kgf/cm² trong điều kiện giải nhiệt bình thường.
  • Nhánh áp suất thấp: Môi chất dạng hơi sau khi rời dàn lạnh về máy nén duy trì áp suất ổn định trong phạm vi 1.5 - 2.5 kgf/cm².

Thông qua các bài thử nghiệm, đề tài đã hệ thống hóa bảng thông số chẩn đoán 8 trạng thái hoạt động điển hình của hệ thống điều hòa ô tô:

Trường hợp chẩn đoán Áp suất nhánh hạ áp (Low) Áp suất nhánh cao áp (High) Nguyên nhân kỹ thuật xác định
1. Làm việc bình thường Nằm trong dải tiêu chuẩn (1.5 - 2.5 kgf/cm²) Nằm trong dải tiêu chuẩn (14 - 16 kgf/cm²) Lượng môi chất đủ, máy nén và dàn nóng hoạt động tốt
2. Có hơi ẩm trong hệ thống Bình thường, sau đó tụt xuống mức chân không Bình thường hoặc hơi thấp Hơi ẩm bị đóng băng làm nghẽn lỗ van tiết lưu; khi tan ra hệ thống lại hoạt động ngắt quãng
3. Hệ thống không mát (thiếu ga) Thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn Thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn Thiếu môi chất do rò rỉ đường ống, khớp nối hoặc phớt làm kín
4. Tuần hoàn môi chất kém Áp suất rất thấp hoặc chỉ số chân không Rất thấp so với giá trị chuẩn Bị tắc nghẽn tại phin lọc, bẹp đường ống dẫn hoặc kẹt đóng van tiết lưu
5. Thừa ga hoặc giải nhiệt kém Cao hơn mức bình thường Cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn (> 20 kgf/cm²) Nạp dư môi chất lạnh; quạt dàn nóng yếu/hỏng; cánh tản nhiệt dàn nóng bám bụi
6. Lọt không khí vào hệ thống Cao hơn tiêu chuẩn Cao hơn tiêu chuẩn Quá trình hút chân không không đạt yêu cầu trước khi nạp môi chất
7. Van tiết lưu gặp sự cố Quá cao, đường ống hạ áp bị đóng tuyết Bình thường hoặc hơi cao Van tiết lưu bị kẹt ở trạng thái mở quá lớn, không kiểm soát được lưu lượng
8. Hỏng máy nén Cao hơn mức bình thường Thấp hơn mức bình thường Mòn piston, xéc-măng, đĩa lắc hoặc hỏng lá van trong máy nén làm mất độ kín nén

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  • Giá trị kinh tế và đào tạo: Thay thế mô hình cũ đã xuống cấp tại Xưởng thực tập bộ môn Điện tử Ô tô bằng một mô hình thực nghiệm hoạt động hoàn chỉnh, sử dụng các chi tiết thật từ xe Kia Morning 2015 với chi phí gia công chế tạo thấp nhờ tận dụng trang thiết bị xưởng.
  • Giá trị học liệu: Đóng góp bộ học liệu gồm quyển thuyết minh chi tiết về cơ sở lý thuyết, tài liệu hướng dẫn vận hành sa bàn và biểu mẫu phiếu thực hành đo áp suất, hỗ trợ trực tiếp công tác giảng dạy các môn học chuyên ngành ô tô.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Trọng tâm của đồ án mới dừng lại ở việc thi công phần cứng kết cấu cơ khí, bố trí không gian sa bàn và hoàn thiện chu trình thủy lực môi chất lạnh.
    • Phần điều khiển điện tử và mạng truyền thông chưa được tích hợp hoàn chỉnh; các cụm chấp hành và cảm biến mới được khảo sát về nguyên lý cấu tạo, chưa kết nối đồng bộ thành một hệ thống điện - điện tử khép kín với hộp ECM và mạng giao tiếp CAN trên xe thật.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    • Hoàn thiện toàn bộ sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống điều hòa tự động, kết nối đầy đủ các dây dẫn từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ETCS), cảm biến trục khuỷu/trục cam (CKPS/CMPS) và cảm biến bức xạ mặt trời vào hộp điều khiển A/C Control Module và ECM.
    • Tích hợp giắc chẩn đoán tiêu chuẩn OBD-II và mạng truyền thông dữ liệu CAN bus lên bảng điều khiển của sa bàn.
    • Thiết kế bảng tạo pan (Fault Box) giả lập các hư hỏng điện tử (đứt dây, chạm mass, sai lệch tín hiệu cảm biến) giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng sử dụng máy chẩn đoán chuyên dụng để đọc mã sự cố (DTC) và phân tích luồng dữ liệu động (Data List).

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án mang lại giá trị tham khảo ứng dụng cụ thể:

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh đang học các học phần thực hành hệ thống điều hòa ô tô, thực hành điện thân xe.
    • Cán bộ kỹ thuật, giảng viên phụ trách phòng thí nghiệm và xưởng thực hành ô tô cần tư liệu để thiết kế, chế tạo sa bàn giảng dạy tương tự.
    • Kỹ thuật viên sửa chữa điện lạnh ô tô tại các xưởng dịch vụ cần tài liệu tra cứu các triệu chứng hư hỏng thông qua áp suất đường ống.
  • Các phần nội dung đáng tham khảo:
    • Quy trình và bản vẽ thiết kế khung giá đỡ cơ khí trên SolidWorks tại [Chương 3].
    • Bảng hướng dẫn đo kiểm, quy trình hút chân không, nạp ga và bảng phân tích 8 trường hợp áp suất bất thường tại [Chương 5].
    • Mẫu phiếu thực hành chuẩn hóa hướng dẫn sinh viên đo kiểm áp suất ga điều hòa tại [Chương 5].

Câu hỏi thường gặp

1. Công tắc áp suất kép trên hệ thống điều hòa ô tô có cấu tạo và ngưỡng tác động bảo vệ như thế nào?

Công tắc áp suất kép được lắp trên đường ống cao áp nhằm ngắt dòng điện điều khiển cuộn ly hợp từ của máy nén trong hai tình huống nguy hiểm:

  • Khi áp suất đường ống tụt xuống dưới 2 kgf/cm²: Ngắt máy nén để tránh trường hợp hệ thống thiếu môi chất lạnh và thiếu dầu bôi trơn, ngăn ngừa hiện tượng bó kẹt cơ khí bên trong máy nén.
  • Khi áp suất đường ống vượt quá 31.7 kgf/cm²: Ngắt máy nén để bảo vệ đường ống và các cụm chi tiết trao đổi nhiệt không bị nứt vỡ hoặc phá hủy do hiện tượng quá áp gây ra bởi thừa ga hoặc hệ thống giải nhiệt dàn nóng bị tê liệt.

2. Cảm biến nhiệt độ dàn lạnh điều khiển hoạt động của máy nén ở những ngưỡng nhiệt độ nào?

Cảm biến nhiệt độ dàn lạnh có nhiệm vụ giám sát nhiệt độ bề mặt của dàn bay hơi để điều khiển chu kỳ đóng/ngắt của ly hợp từ:

  • Cảm biến ngắt dòng điện đến rơ-le ly hợp từ (dừng máy nén) khi nhiệt độ dàn lạnh hạ xuống dưới 0°C nhằm ngăn chặn sự đóng băng của hơi nước trên bề mặt cánh tản nhiệt làm tắc nghẽn luồng không khí lưu thông.
  • Cảm biến cho phép cấp điện trở lại cho ly hợp từ (kích hoạt máy nén hoạt động) khi nhiệt độ dàn lạnh tăng lên trên 5°C.

3. Đồ án khảo sát những kiểu máy nén điều hòa ô tô nào và loại nào có khả năng thay đổi dung tích làm việc?

Trong cơ sở lý thuyết, đồ án khảo sát chi tiết cấu tạo và nguyên lý của 4 kiểu máy nén: kiểu xoắn ốc (Scroll), kiểu đĩa chéo (Swash Plate), kiểu cánh gạt (Vane) và kiểu đĩa lắc (Wobble Plate). Trong đó, máy nén kiểu đĩa lắc là loại có khả năng điều biến dung tích làm việc linh hoạt nhờ một van điện từ Solenoid được hộp điều khiển A/C điều khiển độ mở bằng điện áp. Van này thay đổi áp suất trong buồng điều khiển tác động lên góc nghiêng của đĩa lắc, làm thay đổi hành trình của piston tùy theo phụ tải nhiệt trong cabin và tốc độ động cơ.

4. Thông số áp suất làm việc tiêu chuẩn trên nhánh cao áp và hạ áp của xe Kia Morning 2015 là bao nhiêu?

Theo tài liệu kỹ thuật được trích xuất trong đồ án:

  • Nhánh áp suất cao (đường ống dẫn từ máy nén đến dàn nóng) có đường kính nhỏ hơn, áp suất vận hành bình thường rơi vào khoảng 14 đến 16 kgf/cm² (hoặc kg/cm²).
  • Nhánh áp suất thấp (đường ống dẫn từ van tiết lưu, qua dàn lạnh về lại cửa hút máy nén) có đường kính lớn hơn, áp suất vận hành bình thường duy trì trong khoảng 1.5 đến 2.5 kgf/cm².

5. Dấu hiệu nhận biết hệ thống điều hòa bị lọt hơi ẩm vào chu trình môi chất qua đồng hồ áp suất là gì?

Khi hệ thống có lẫn hơi ẩm, lúc mới khởi động hệ thống làm mát bình thường. Tuy nhiên sau một thời gian vận hành, đồng hồ đo bên nhánh áp suất thấp tụt dần xuống mức chỉ số chân không và hệ thống mất hoàn toàn khả năng làm mát. Hiện tượng này xảy ra do hơi ẩm bị đóng băng ngay tại lỗ kim phun của van tiết lưu làm tắc nghẽn dòng tuần hoàn môi chất. Sau khi tắt máy một thời gian, băng tại van tiết lưu tan ra, chu trình được thông suốt trở lại cho đến khi chu kỳ đóng băng mới lặp lại.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thi công cơ khí và môi chất hệ thống điều hoà không khí trên xe Kia Morning 2015" đã hoàn thành mục tiêu thiết kế và thi công sa bàn thực hành cơ khí - môi chất hoàn chỉnh, giải quyết trực tiếp tình trạng thiếu hụt trang thiết bị dạy học trực quan tại Xưởng thực tập bộ môn Điện tử Ô tô, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Công trình đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết nhiệt động học, nguyên lý hoạt động của các bộ phận cơ khí và chu trình môi chất điều hòa tự động. Đồng thời, tài liệu hướng dẫn quy trình vận hành, chẩn đoán 8 trạng thái áp suất và mẫu phiếu thực hành được biên soạn trong đồ án đóng góp công cụ học liệu trực quan, phục vụ thiết thực cho công tác giảng dạy chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô.