CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU. Lý do chọn đề tài. Mục tiêu và phạm vi ứng dụng đề tài.
Phương pháp nghiên cứu. Giới hạn đề tài. CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Giới thiệu chung về điều hòa không khí.
Nhiệt và sự truyền nhiệt. Nguyên lý làm lạnh bằng cách nén hơi. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Theo vị trí lắp đặt.
Theo phương pháp điều khiển. Các điều khiển. Điều khiển nhiệt độ. Điều khiển dòng không khí trong xe.
Các chứng năng. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thông điều hòa trên ô tô. Khái quát về hệ thống điều hòa trên ô tô. Cấu tạo và nguyên lý làm việc từng chi tiết.
Bộ ly hợp từ. Bộ ngưng tụ (dàn nóng). Một số bộ phận khác. Cách kiểm tra.
Dùng các giác quan. Hiển thị thông tin nhiệt độ. Giới thiệu về Arduino. Giới thiệu về Arduino Uno R3.
Màn hình LCD 2004 tích hợp I2C. Cảm biến nhiệt độ DHT11. CẢI TIẾN MÔ HÌNH. Mô hình ban đầu.
Nhận định và đánh giá ban đầu về mô hình. Xác định phương hướng cần giải quyết để cải tiến. Cải tiến một số thiết bị trên mô hình có sẵn. Khôi phục lại hệ thống mạch điện của mô hình.
Sơ đồ cấu tạo cụm điều khiển. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều hòa Hyundai Porter 2006. Thiết kế mica bằng AutoCAD. Hiển thị thông tin lên màn hình LCD kết hợp loa cảnh báo nhiệt độ.
Hoàn thiện mô hình. MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH. Bài thực hành kiểm tra ngoại quang hệ thống điều hoà. Tiến hành kiểm tra ngoại quang và chẩn đoán.
Bài thực hành phát hiện hư hỏng hệ thống điều hòa bằng đồng hồ đo áp suất gas 58 4. Chú ý an toàn. Tiến hành thực hiện. Hệ thống điều hòa khi làm việc bình thường.
Quy trình chẩn đoán lỗi hệ thống của mô hình. Bài thực hành kiểm tra các bộ phận điều khiển hệ thống. Chú ý an toàn. Tiến hành thực hiện.
Blower Speed Control (Motơ điều khiển tốc độ thổi gió). Chú ý an toàn. Tiến hành thực hiện. Chú ý an toàn.
Tiến hành thực hiện. Bài thực hành số 1: Lỗi quạt dàn lạnh không chạy ở mức độ 1. Bài thực hành số 2: Lỗi quạt dàn nóng không chạy. Bài thực hành số 3: Lỗi hệ thống lấy gió trong và gió ngoài không hoạt động.
Bài thực hành số 4: Lỗi hệ thống điều khiển hướng gió ra. HOÀN THIỆN VÀ PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI. Hướng phát triển. 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
79 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A/C: Air Conditioner. DEF: Defroster ECU: Electronic Control Unit. EATC: Electronic Automatic Temperature Control. GND: Ground HI: High I2C: Inter-Intergrated Circuit LO: Low LCD: Liquid Crystal Display.
MED: Medium MH: Medium High. ML: Medium Low. vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2. Thông số kỹ thuật Arduino Uno R3 .2: Các chân tín hiệu của màn hình LCD 2004 tích hợp I2C.
Các chân giắc cắm của bộ điều khiển điều hòa. Bảng liên hệ giữa nhiệt độ môi trường và áp suất .2: Bảng thông số tín hiệu. 63 vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2. Sơ đồ mô tả bốn thiết bị trong chu trình làm lạnh nén hơi.
Hệ thống điều hòa giúp làm mát không khí trên xe ô tô. Kiểu điều lắp phía trước. Kiểu điều hòa lắp ở cả phía trước và phía sau. Điều hòa lắp phía trước và treo trên trần.
Điều hòa không khí tự động. Điều hòa chỉnh bằng tay. Điều chỉnh nhiệt độ mát. Điều chỉnh nhiệt độ bình thường.11: Điều chỉnh nhiệt độ nóng.12: Hệ thống sưởi không khí.
Hệ thống làm mát không khí. Thông gió tự nhiên. Thông gió cưỡng bức. Hệ thống lọc không khí.
Bảng điều khiển. Miêu tả khái quát đường luồng không khí. Cách lấy không khí vào bên trong xe. Chức năng điều khiển nhiệt độ.
Hướng gió phía trước mặt. Hướng gió trước mặt và dưới chân. Hướng gió phía dưới chân. Dòng khí dùng để sưởi kính.
Cách hoạt động của cánh điều tiết. Điều khiển tốc độ quạt gió. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa ô tô.28: Cấu tạo máy nén khí loại piston. Cấu tạo của ly hợp từ.
Nguyên lý hoạt động của ly hợp từ. Cấu tạo bộ ngưng tụ. Nguyên lý làm việc của bộ ngưng tụ. Bộ chia lỏng - hơi tích hợp với bộ ngưng tụ.
Cấu tạo bình chứa và lọc. Chu trình làm việc của bộ lọc. Cấu tạo van tiết lưu dạng hộp. Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao).
Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp). Cấu tạo của bộ bốc hơi. Đường ống dẫn môi chất lạnh. Quạt tản nhiệt dàn nóng.
Dùng mắt để kiểm tra hệ thống điều hòa trong khoang động cơ. Kiểm tra bằng dụng cụ đo áp suất. Đồng hồ đo trường hợp hệ thống điều hòa hoạt động bình thường áp suất tiêu chuẩn. Đồng hồ đo trường hợp lượng môi chất bị thiếu.
Hệ thống bị dư môi chất hoặc khả năng làm mát của dàn nóng kém. Đồng hồ đo trường hợp có hơi ẩm trong dàn lạnh. Đồng hồ đo trường hợp có sự sụt áp bên trong máy nén. Đồng hồ đo trường hợp bị tắc nghẽn trong chu kỳ làm lạnh.
Đồng hồ đo trường hợp không khí bên trong hệ thống làm lạnh. Đồng hồ đo trường hợp độ mở của van tiết lưu quá lớn. Logo của Arduino. Board mạch của Arduino Uno R3.
Màn hình LCD 2004. Kết nối giữa Arduino và màn hình LCD thông qua I2C. Cảm biến nhiệt độ DHT11. Motor và máy nén trên mô hình ban đầu.
Bộ ngưng tụ và quạt tản nhiệt trên mô hình ban đầu. Bộ bốc hơi và quạt lồng sóc ban đầu. Hộp điều khiển hệ thống điều hòa xe Lexus ES300 1993. Đường dây điện ban đầu.
Khung sắt mô hình. Motor điện đã được thay thế. Máy nén đã được thay thế.9: Bộ bốc hơi Hyundai Porter. Sơ đồ, cấu tạo cụm điều khiển.
Cụm điều khiển thực tế.12: Sơ đồ chân của bộ điều khiển.13: Sơ đồ mạch điện của hệ thống.14: Sơ đồ mạch điện của hệ thống (tt).16: Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ mạch điện. Bản thiết kế mica trên phần mềm. Sơ đồ mạch kết nối giữa Arduino và màn hình LCD kết hợp loa cảnh báo nhiệt độ. Hiển thị thông tin lên màn hình LCD.
Mô hình hoàn chỉnh.1: Áp suất gas bình thường.2: Quy trình chuẩn đoán lỗi hệ thống.3: Motor hướng gió.4: Sơ đồ điều khiển motor hướng gió.5: Sơ đồ điều khiển tốc độ motor gió.6: Sơ đồ điều khiển bộ điều khiển hướng gió. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1. Lý do chọn đề tài Chiếc ô tô ngày nay đóng một vai trò vô cùng quan trọng và ngày càng phát triển rộng rãi. Không chỉ là một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa mà người sử dụng còn sử dụng nó như là ngôi nhà di động của mình.
Chính vì tính thiết yếu của “ngôi nhà biết đi” đó mà bên trong mỗi chiếc ô tô phải đáp ứng không chỉ là đảm bảo an toàn mà còn phải có những tiện ích để người lái cảm thấy thoải mái mỗi lần sử dụng. Một trong những hệ thống cần thiết và bắt buộc phải có trên mỗi chiếc xe hiện nay đó là hệ thống điều hòa không khí. Giúp hành khách mát mẻ hơn khi phải di chuyển dưới trời nắng nóng hay giữ ấm mỗi khi trời trở lạnh. Với những kiến thức được học trên trường kèm với định hướng của thầy Nguyễn Thành Tuyên thì nhóm sinh viên thực hiện đồ án tốt nghiệp lựa chọn cho mình là đề tài: “Nghiên cứu, mô phỏng và cải tiến hệ thống điều hòa không khí nhằm phục vụ giảng dạy” với mục đích không chỉ tìm hiểu thêm kiến thức về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô mà thông qua đề tài làm một mô hình mô phỏng phục vụ cho việc giảng dạy.
Mục tiêu và phạm vi ứng dụng đề tài Nhóm được tiếp nhận một mô hình đã có sẵn. Mục tiêu của nhóm thực hiện đồ án đề ra là: - Tìm hiểu hệ thống điều hòa không khí. - Mô phỏng điều hòa không khí và đưa ra sự thay đổi nhiệt độ. - Nghiên cứu và cải tiến hệ thống (nhận diện giọng nói,…).
- Kết hợp cải tiến và hoàn chỉnh mô hình. - Biên soạn nội dung, hướng dẫn bài thực hành. Sau khi hoàn thiện mô hình có thể đưa vào phục vụ cho sinh viên học tập, nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động thông qua sự hướng dẫn của giảng viên. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu.
Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu nhập các thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè. Tiến hành đọc sơ đồ mạch điện, kiểm tra, đo…Chạy thử mô hình và đưa ra những giải pháp tối ưu. Giới hạn đề tài Nhóm sinh viên thực hiện đồ án được nhận một mô hình cũ có sẵn nên về phần cơ khí gần như đã hoàn thiện, còn về phần hệ thống điều hòa thì đã lâu đời nên việc phục chế một số cơ cấu gặp nhiều khó khăn, phụ tùng thay thế rất khó. Giới thiệu chung về điều hòa không khí.
Điều hòa không khí hay còn gọi cách khác là điều hòa nhiệt độ. Là quá trình loại bỏ nhiệt và độ ẩm trong phạm vi không gian để cải thiện sự thoải mái. Nhiệt và sự truyền nhiệt. Nhiệt là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất.
Nhiệt có xu hướng truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Có 3 cách truyền nhiệt: - Dẫn nhiệt: (hay tán xạ nhiệt) nói ngắn gọn là sự truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao về nơi có nhiệt độ thấp hơn. - Đối lưu nhiệt: là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện nhờ sự chuyển động của chất lỏng hay chất khí giữa các vùng có nhiệt độ khác nhau hoặc sự truyền nhiệt từ một hệ rắn sang một hệ lỏng (hoặc khí) và ngược lại. - Bức xạ nhiệt: là sự trao đổi nhiệt thông qua sóng điện từ.
Bức xạ nhiệt có thể truyền qua mọi loại vật chất cũng như qua chân không. Tất cả các vật thể có nhiệt độ lớn hơn độ không tuyệt đối (0 Kelvin) đều bức xạ nhiệt. Trong bức xạ nhiệt, dòng nhiệt không chỉ truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh mà còn theo chiều ngược lại. Nguyên lý làm lạnh bằng cách nén hơi.
Trong hệ thống làm lạnh nén hơi người ta dùng môi chất lạnh, các thiết bị và đường ống tuần hoàn trong hệ thống để trao đổi nhiệt dựa trên sự thay đổi trạng thái của môi chất.