Bài giảng Điều hòa không khí ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ. Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô. 1. Máy nén. 2. Giàn nóng. 3. Phin lọc. 4. Van tiết lưu. 5. Giàn lạnh. 6. Bình tích lũy. 7. Két sưởi. 8. Quạt gió. Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các chức năng sau: + Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe. + Duy trì độ ẩm và lọc gió. + Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 2 1.1.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe. a. Chức năng sưởi ấm. Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của két sưởi. Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong xe. Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng không khí trong xe nhờ quạt gió. Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như một bộ sưởi ấm. b. Chức năng làm mát. Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh. Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào khoang xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 3 Khi đó không khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe. Như vậy, việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh. Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau. 1.1.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió. a. Chức năng hút ẩm. Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn. b. Chức năng lọc gió. Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch không khí trước khi đưa vào trong xe. Gồm hai loại:  Bộ lọc chỉ lọc bụi.  Bộ lọc lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính. Hình 1.4 : Bộ lọc không khí. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 4 Hình 1.5: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi. 1.1.3. Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn. Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao. Hơi nước sẽ đọng lại trên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước. 1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển. 1.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt. a. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước. Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang xe. Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải.. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 5 Hình 1.6: Kiểu giàn lạnh đặt phía trước. b. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe. (Kiểu kép) Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe. Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ.. Hình 1.7 : Kiểu giàn lạnh kép. c. Kiểu kép treo trần. Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp với các loại xe khách. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 6 Hình 1.8: Kiểu kép treo trần. 1.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển. a. Phương pháp điều khiển bằng tay. Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời... Hình 1.9: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford b.Phương pháp điều khiển tự động. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa ( ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 7 Hình 1.10: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry 1.3. LÝ THUYẾT LÀM LẠNH 1.3.1. Cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí. Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể. Đây cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh. Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau đây: + Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. + Khi chất khí bị nén nhiệt độ của nó sẽ tăng. + Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ làm phân bố nhiệt ra vùng xung quanh và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống. + Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó. + Một lượng nhiệt sẽ được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi. Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lý thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sôi. + Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến những nơi có nhiệt độ thấp hơn. Ví dụ: Một vật nóng 300 F được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 800F thì vật nóng 80 0F sẽ truyền nhiệt cho vật 300F. Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh. Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kết hợp giữa ba cách trên. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 8 - Dẫn nhiệt: Là sự truyền nhiệt có hướng trong một vật hay giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ví dụ khi ta nung nóng một đầu thanh thép thì đầu kia dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt. - Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt thông qua sự di chuyển của dòng chất khí (chất lỏng) được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác nhờ khối không khí trung gian bao quanh nó (Khi khối không khí được nung nóng bởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội hơn và làm nóng vật thể này). Khí nóng luôn di chuyển lên trên và khí lạnh chìm xuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín. Quy trình này được gọi là đối lưu tự nhiên. Đối lưu nhiệt cũng có thể bị tác động cưỡng bức bởi gió hoặc dùng quạt. - Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dù giữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau. Ta cảm thấy ấm khi đứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn sợi đốt khi ta đứng gần nó. Đó là bởi nhiệt của mặt trời hay của đèn sợi đốt được biến thành các tia hồng ngoại và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ. + Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể lỏng, thể rắn, thể khí. Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền cho nó một lượng nhiệt nhất định. Ví dụ: Khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 320F (00C) thì nước đóng băng thành đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu nước được đun tới 2120F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Ví dụ: Khối nước đá đang ở nhiệt độ 320F ta đun nóng cho nó tan ra, nhưng nước đá đang tan vẫn giữ nhiệt độ là 320F. Đun nước nóng đến 2120F thì nước sôi, nhưng khi ta tiếp tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn là 2120F (100 0C) chứ không nóng hơn nữa. Lượng nhiệt được hấp thu trong nước sôi, trong nước đá để làm thay đổi trạng thái của nước được gọi là nhiệt ẩn. + Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí. Khi tác động áp suất lên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao hơn so với mức bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vật chất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống. Ví dụ điểm sôi của nước ở nhiệt độ bình thường là 1000C. Điểm sôi này có thể tăng cao hơn bằng cách tăng áp suất trên chất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi bằng cách giảm bớt áp suất trên chất lỏng hay đặt chất lỏng trong chân không. Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước, áp suất cũng có tác dụng như thế. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 9 1.3.2. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn. a. Đơn vị đo nhiệt lượng. Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU. Nếu cần đun nóng một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 10F (0,550C) thì phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt. Năng suất của một hệ thống lạnh ô tô được định rõ bằng BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ (1 BTU = 0,252 kcal = 252 cal), (1kcal =4,187 kJ). b. Môi chất lạnh. Môi chất lạnh hay còn gọi là ga lạnh. Trong hệ thống điều hòa không khí nó phải đạt được những yêu cầu sau đây: + Môi chất lạnh phải có điểm sôi thấp dưới 320 F (00C) để có thể bốc hơi và hấp thụ ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp. + Môi chất lạnh phải hòa trộn được với dầu bôi trơn để tạo thành một hóa chất bền vững có khả năng di chuyển thông suốt trong hệ thống và không gây ăn mòn kim loại hoặc các vật liệu khác như cao su, nhựa được sử dụng để chế tạo. + Môi chất lạnh phải đảm bảo không gây độc hại, không cháy nổ và không gây ô nhiễm môi trường khi nó xả vào khí quyển. * Môi chất lạnh R-12 Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là CCl2F2(CFC). Nó là một chất khí không màu, nặng hơn không khí bốn lần ở 30 0 C, có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là -21,64 0F (-29,80C), áp suất hơi trong bộ bốc hơi là 30 (PSI) và trong bộ ngưng tụ là 150 ÷ 300 (PSI), có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là 70 BTU/ 1Pound. R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất, và không tham gia phản ứng với các kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc tính có khả năng lưu thông xuyên suốt trong hệ thống ống dẫn nhưng không bị giảm thiểu hiệu suất. Chính những đặc điểm này đã làm cho R-12 được xem là chất làm lạnh lý tưởng để sử dụng trong hệ thống điều hòa ô tô. Tuy nhiên, khi người ta nghiên cứu đã phát hiện ra rằng R-12 có đặc tính phá hủy tầng ôzon và gây nên hiệu ứng nhà kính, do các phân tử R-12 có thể bay lên khí quyển trước khi phân giải. Tại đây, nguyên tử clo tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử 03 trong tầng ôzon khí quyển. Chính điều này đã làm phá hủy tầng ozon của khí quyển. Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hành trên thị trường. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 10 Hình 1.11: Sự phá hủy tầng ozon của R-12. * Môi chất lạnh R- 134a. Môi chất lạnh R-134a có công thức hóa học là CF3-CH2F (HFC). Do trong thành phần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất lạnh R- 134a. Môi chất R-134a có điểm sôi là -15,20F (-26,90C), và có lượng nhiệt ẩn để bốc hơi là 77,74 BTU/Pound. Điểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên hiệu suất của R-134a không bằng R-12. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi chất lạnh R-134a phải được thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng lượng không khí giải nhiệt qua giàn nóng . Ngoài ra R-134a còn có nhược điểm nữa đó là không kết hợp được với dầu bôi trơn ở hệ thống R-12. Hình 1.12: Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 11 Đồ thị đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a mô tả mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của môi chất lạnh R-134a. Đồ thị chỉ ra điểm sôi của R-134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất. Phần diện tích trên đường cong áp suất biểu diễn R- 134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất biểu diễn R-134a ở trạng thái lỏng. Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất. Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất. Như vậy, khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí bằng môi chất lạnh R-134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống điều hòa nếu nó không phù hợp với R-134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R-134a là các chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Ta có thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R-134a vì thông thường nó được ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống. Hình1.13: Ga lạnh R134a của hệ thống điều hòa. c. Dầu bôi trơn. Chức năng: Dầu bôi trơn trong hệ thống điều hòa được hòa trộn với môi chất lạnh sẽ lưu thông khắp nơi trong hệ thống nhằm bôi trơn, tránh mài mòn và két cứng các chi tiết. Yêu cầu: Dầu bôi trơn phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh, không mùi, trong suốt màu vàng nhạt. Khi bị lẫn tạp chất nó có màu nâu đen. Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống đổi sang màu nâu đen thì dầu đã bị Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 12 nhiễm bẩn. Cần phải xả sạch và thay dầu mới theo đúng chủng loại và dung lượng quy định. VD: Dầu Clavus (32, 46, 68, 100), Dầu Emkarate Hình1.14: Dầu bôi trơn máy nén. 1.4. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH TRÊN Ô TÔ. 1.4.1. Chu trình làm lạnh cơ bản . Hình 1.15: Sơ đồ chu trình làm lạnh cơ bản. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 13 Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây:  Môi chất lạnh ở thể hơi được bơm từ máy nén (Compressor) dưới áp suất và nhiệt độ bốc hơi cao đến giàn nóng (condenser).  Tại giàn nóng, nhờ quạt giàn nóng thổi mát, môi chất thể hơi ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao, nhiệt độ cao.  Môi chất lạnh thể lỏng tiếp tục lưu thông đến phin lọc (Receiver - driver), tại đây môi chất lạnh được lọc sạch nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất.  Môi chất lạnh từ phin lọc được đưa tới van bốc hơi (Expansion Valve). Tại đây một lượng môi chất dạng sương có nhiệt độ thấp và áp suất thấp được điều tiết để đưa vào giàn lạnh.  Tại giàn lạnh (Evaporator), quá trình bốc hơi của môi chất đã hấp thụ nhiệt của giàn lạnh để làm lạnh giàn lạnh. Vì vậy, khi gió được thổi qua giàn lạnh nó sẽ được làm mát trước khi đi vào trong xe.  Sau khi qua giàn lạnh, môi chất ở thể hơi có áp suất và nhiệt độ thấp được chuyển về máy nén kết thúc một chu trình làm lạnh. 1.4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các chu trình làm lạnh. a. Chu trình làm lạnh kiểu 1. Hình 1.16: Sơ đồ minh họa hệ thống điện lạnh có một giàn lạnh Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 14 Đặc điểm: Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1 có một giàn lạnh, một phin lọc và một van bốc hơi. Trong đó van bốc hơi có khả năng điều tiết lượng ga cấp vào giàn lạnh theo nhiệt độ cửa ra của giàn lạnh (do có ống cảm nhận nhiệt). b.Chu trình làm lạnh kiểu 2. Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 2 Đặc điểm: Ở chu trình làm lạnh kiểu 2 không có van bốc hơi mà thay vào đó là ống tiết lưu cố định. Vì thế lượng ga cấp vào giàn lạnh không được điều tiết theo nhiệt độ cửa ra của giàn lạnh. Bình tích lũy được lắp sau giàn lạnh sẽ thay thế cho phin lọc và làm nhiệm vụ tích trữ môi chất dự trữ cho giàn lạnh. c. Chu trình làm lạnh kiểu 3. Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3 Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 15 Đặc điểm: Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3 có đặc điểm giống với chu hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1. Chỉ khác là sử dụng hai hoặc nhiều giàn lạnh trong hệ thống. Với cách thiết kế này đảm bảo tối ưu việc điều khiển nhiệt độ ở khu vực phía trước và phía sau trong cabin, đồng thời giảm tải được cho máy nén. Ở hệ thống này để điều khiển hai mạch môi chất cần phải bố trí thêm các van điện từ cho giàn lạnh phía trước và phía sau. Nguyên tắc hoạt động: Khi bật công tắc điều hòa trước (Front A/C), dòng điện đi qua van điện từ phía trước và van này mở trong khi đó dòng điện không đi qua van điện từ phía sau nên nó vẫn đóng do đó môi chất chỉ tuần hoàn trong mạch phía trước. Khi công tắc điều hòa phía sau (Rear A/C) được bật dòng điện đi qua cả van điện từ phía trước và phía sau nên cả hai van này cùng mở. Do vậy môi chất tuần hoàn trong cả hai mạch trước và sau. Ở một số mẫu xe mạch điều khiển hai van điện từ độc lập với nhau. 1.5. CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH. 1.5.1. Máy nén (Block lạnh). a. Chức năng. Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống điện lạnh, nó nhận môi chất lạnh ở trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp từ giàn lạnh chuyển tới. Tại đây dòng khí này được nén lại, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao và được đưa tới giàn nóng. Công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén quyết định. Trong quá trình làm việc tỷ số nén vào khoảng 5÷ 8,1. Tỷ số này phụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh. b. Phân loại. Hệ thống điện lạnh ô tô sử dụng nhiều loại máy nén, tuy mỗi loại máy nén có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau nhưng tất cả đều thực hiện cùng 1 chức năng. Trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại piston-trục khuỷu nhưng loại này hiện nay không còn được sử dụng nữa. Thay vào đó là loại máy nén piston dọc trục và máy nén cánh trượt được sử dụng rộng rãi. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 16 Hình 1.19: Các loại máy nén. * Máy nén loại piston. + Máy nén piston làm việc hai phía. Hình 1.20: Cấu tạo máy nén loại piston Cấu tạo: Máy nén piston loại làm việc hai phía cấu tạo gồm 3 hoặc 5 cặp piston đặt đối nhau. Một đĩa vát được gắn trên trục máy nén và đặt nghiêng một góc so với trục máy nén. Tại các cửa môi chất ra và vào trong xylanh được bố trí một van hút và một van đẩy đặt ngược chiều nhau. Nguyên lý hoạt động: Khi trục máy nén quay, đĩa vát quay theo làm cho piston chuyển động tịnh tiến sang trái hoặc sang phải. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 17 Khi piston dịch chuyển sang trái. Áp suất trong xylanh khoang phải giảm. Áp suất môi chất ở ống áp suất thấp lớn hơn đẩy cho van hút mở ra, môi chất được điền đầy vào trong xylanh. Đồng thời, áp suất ở ống áp suất cao sẽ đẩy cho van hút đóng lại không cho môi chất quay trở lại xylanh. Trong khi đó ở phía khoang bên trái, piston dịch chuyển nén môi chất lại làm cho áp suất trong khoang bên trái cao. Lúc này van hút bị đóng lại ngắt đường cung cấp môi chất vào trong xylanh, van đẩy mở ra đưa môi chất bị nén có suất cao và nhiệt độ cao tới giàn nóng. Khi piston dịch chuyển sang phải nguyên tắc hoạt động tương tự nhưng ngược lại. Hình 1.21: Sơ đồ nguyên lý hoạt động. + Máy nén piston có lưu lượng thay đổi. Hình 1.22: Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 18 Cấu tạo: Cấu tạo của loại máy nén này gồm có các piston dịch chuyển tịnh tiến trong xylanh. Một đĩa chéo được liên kết với trục của máy nén và một van điều khiển lưu lượng môi chất. Nguyên lý hoạt động: Khi trục quay, chốt dẫn hướng quay đĩa chéo thông qua đĩa có vấu được nối trực tiếp với trục. Chuyển động quay này của đĩa chéo được chuyển thành chuyển động tịnh tiến của piston trong xylanh để thực hiện việc hút, nén và xả trong môi chất. Van điều khiển thay đổi áp suất trong buồng đĩa chéo tùy theo mức độ lạnh. Nó làm thay đổi góc nghiêng của đĩa chéo dẫn tới thay đổi hành trình của piston để điều khiển máy nén hoạt động một cách phù hợp Hình 1.23: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén loại đĩa lắc. Khi độ lạnh thấp, áp suất trong buồng áp suất thấp giảm xuống. Van mở ra vì áp suất của ống xếp lớn hơn áp suất trong buồng áp suất thấp. Áp suất của buồng áp suất cao tác dụng vào buồng đĩa chéo. Kết quả là áp suất tác dụng sang bên phải thấp hơn áp suất tác dụng sang bên trái. Do vậy hành trình piston trở nên nhỏ hơn do được dịch sang phải. Khi độ lạnh cao thì hoạt động ngược lại. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 19 + Máy nén loại cánh gạt. Hình 1.24: Hình ảnh loại máy nén cánh gạt. Hình1.25: Máy nén hai cánh gạt. Hình 1.26: Máy nén nhiều cánh gạt. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 20 Máy nén loại cánh gạt có dạng các cánh gạt xuyên hoặc dạng chùm cánh gạt được gắn với roto máy nén. Khi roto quay các cánh sẽ quyét tạo ra trong thân máy nén những khoang có áp suất thay đổi. Môi chất lạnh sẽ được đẩy từ khoang hút vào khoang đẩy để đi ra giàn nóng. +Máy nén loại xoắn ốc . Hình 1.27: Hình ảnh loại máy nén loại xoắn ốc. Hình 1.28: Cấu tạo của máy nén loại xoắn ốc. Cấu tạo: Máy nén này gồm có một đường xoắn ốc cố định và một đường xoắn ốc quay tròn. Nguyên lý hoạt động: Khi máy nén hoạt động, vòng xoắn ốc di động sẽ quay. Chuyển động quay này sẽ tạo ra giữa đường xoắn ốc cố định và đường xoắn ốc những khoảng không gian trống dịch chuyển từ to tới nhỏ. Khi môi chất lạnh được lấy từ khoang hút sẽ theo các khoảng trống đó để tới khoang đẩy để tới giàn nóng. Mỗi lần vòng xoắn ốc di động thực hiện quay ba vòng thì môi chất được xả ra từ cửa xả. Trong thực tế môi chất được xả ngay sau mỗi vòng. + Máy nén loại trục khuỷu (Tham khảo). Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 21 Hình 1.29: Cấu tạo máy nén loại trục khuỷu. Ở loại máy nén trục khuỷu này chuyển động quay của trục khuỷu sẽ được chuyển thành chuyển động tịnh tiến của piston. Loại này ngày nay ít được sử dụng trên xe. 1.5.2. Ly hợp điện từ. a. Chức năng: Ly hợp từ là một thiết bị được dẫn động bằng đai để nối động cơ với máy nén. Nó thực hiện chức năng dẫn động hoặc dừng máy nén khi cần thiết. Hình 1.30: Hình ảnh của ly hợp điện từ. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 22 b.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puli, bộ phận định tâm và các bộ phận khác. Bộ phận định tâm được lắp cùng với trục máy nén và Stator được lắp ở thân trước của máy nén. Khi ly hợp hoạt động, cuộn dây Stato được cấp điện. Stator trở thành nam châm điện và hút đĩa ép để quay máy nén cùng với puli. a) b) Hình 1.31: Nguyên lý hoạt động của ly hợp máy nén. a) Ly hợp máy nén ngắt b) Ly hợp máy nén hoạt động + Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ không được cấp điện, tiếp điểm rơ le mở không cấp điện cho cuộn dây của ly hợp. Lúc này đĩa ép không được ép quay cùng với puly máy nén (puly máy nén quay trơn trên trục). Vì vậy máy nén không hoạt động. + Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ được cấp điện, hút tiếp điểm đóng lại cấp điện cho cuộn dây ly hợp. Đĩa ép được hút ép vào và chuyển động quay cùng với puly máy nén. Trục máy nén quay, máy nén làm việc. 1.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng). a. Chức năng. Chức năng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh ở thể hơi dưới áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén bơm đến ngưng tụ thành thể lỏng. b. Cấu tạo. Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành nhiều hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 23 Hình 1.32: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ) 1. Giàn nóng 6. Môi chất giàn nóng ra 2. Cửa vào 7. Không khí lạnh 3. Khí nóng 8. Quạt giàn nóng 4. Đầu từ máy nén đến 9. Ống dẫn chữ U. 5. Cửa ra 10. Cánh tản nhiệt Trên ô tô bộ ngưng tụ được lắp ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước làm mát động cơ. Ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát thổi xuyên qua do xe đang di chuyển và do quạt gió quay hút vào. c. Nguyên lý hoạt động. Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ nhận được hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ rất cao do máy nén chuyển tới. Dòng hơi môi chất này được lưu thông trong ống dẫn đi dần từ phía trên xuống phía dưới. Nhiệt độ của môi chất truyền qua các cánh tản nhiệt và được luồng gió mát thổi đi. Quá trình trao đổi này làm tỏa một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí. Nhờ đó môi chất lạnh thể hơi được ngưng tụ trở thành môi chất lạnh ở thể lỏng. Dưới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này chảy thoát ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bình chứa và tách ẩm. Giàn nóng chỉ được làm mát ở mức trung bình nên hai phần ba phía trên bộ ngưng tụ vẫn là môi chất ở thể khí, chỉ một phần ba phía dưới chứa môi chất lạnh thể lỏng. Ngày nay, trên xe người ta trang bị giàn nóng kép hay còn gọi là giàn nóng tích hợp để hóa lỏng ga tốt hơn nhằm tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 24 Trong hệ thống giàn lạnh tích hợp, môi chất lỏng được tích lũy trong bộ điều biến (bộ chia hơi - lỏng), nên không cần bình tích lũy hoặc lọc ga. Hình 1.33: Hệ thống điều hòa sử dụng giàn nóng tích hợp. Ở chu trình làm lạnh của giàn nóng tích hợp, bộ điều biến (bộ chia hơi-lỏng) hoạt động như phin lọc, nó lưu trữ môi chất dạng lỏng ở bên trong. Trong bộ chia có bộ phận lọc và chất hút ẩm để loại trừ hơi ẩm cũng như vật thể lạ trong môi chất. Hình 1.34: Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 25 1.5.4. Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc). a. Chức năng. Phin lọc là một thiết bị trung gian chứa môi chất được hóa lỏng từ giàn nóng chuyển tới và từ đó đưa tới giàn lạnh. Trong phin lọc có chất hút ẩm và lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong môi chất lạnh. Nếu có hơi ẩm trong hệ thống thì các chi tiết sẽ bị ăn mòn hoặc gây nên hiện tượng đóng băng trong van giãn nở và trong giàn lạnh, làm ảnh hưởng tới chất lượng làm mát của hệ thống. b.Cấu tạo. Phin lọc có cấu tạo là một bình kim loại bên trong có lưới lọc và chất khử ẩm. Phía trên bình lọc có gắn cửa sổ kính (mắt ga) để theo dõi dòng chảy của môi chất. Bên trong bầu lọc, ống tiếp nhận môi chất lạnh được lắp đặt bố trí tận phía đáy bầu lọc nhằm tiếp nhận được 100% môi chất thể lỏng để cung cấp cho van giãn nở. Hình 1.35: Sơ đồ cấu tạo của bình lọc. 1. Cửa vào 2. Lưới lọc 3. Chất khử ẩm 4. Ống tiếp nhận 5. Cửa ra. 6. Kính quan sát. c.Nguyên lý hoạt động. Môi chất lạnh thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ qua đường ống (1) vào bình chứa và tách ẩm. Môi chất lạnh đi xuyên qua lớp lưới lọc (2) và bộ khử ẩm (3). Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâm nhập vào trong quá trình lắp ráp, sửa chữa Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 26 hoặc do hút chân không không đạt yêu cầu. Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và chất ẩm thì các van trong hệ thống cũng như máy nén sẽ chóng hỏng. Sau khi được hút ẩm và lọc sạch, môi chất lỏng đi vào ống tiếp nhận (4) và thoát ra cửa (5) theo ống dẫn đến van giãn nở. Mắt ga (kính xem ga): Cấu tạo của kính xem ga bao gồm phần thân hình trụ tròn, phía trên có lắp một kính tròn có khả năng chịu áp lực tốt và trong suốt để quan sát chất lỏng. Kính được áp chặt lên phía trên nhờ một lò xo đặt bên trong. Trên đường ống cấp môi chất của hệ thống lạnh có lắp đặt kính ga xem ga. Mục đích là báo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một cách định tính. Hình 1.36: Hình dạng của cửa sổ kính ga. Cụ thể như sau: + Báo hiệu lượng ga chảy qua đường ống có đủ không. Trong trường hợp chất lỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của dòng môi chất lỏng, ngược lại nếu thiếu môi chất, trên mắt kính sẽ thấy sủi bọt. Khi thiếu ga trầm trọng trên mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua hình gợn sóng. + Báo hiệu độ ẩm của môi chất. Khi trong chất lỏng có lẫn ẩm thì màu sắc của nó bị biến đổi. Màu xanh: Khô; Màu vàng: Có lọt ẩm cần thận trọng; Màu nâu: Lọt nhiều ẩm, cần sử lý. Để tiện so sánh, trên vòng tròn chu vi của mắt kính người ta có in sẵn các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh. + Ngoài ra khi trong chất lỏng có lẫn tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắt kính. Trong trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ hàn trên đường ống. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 27 Hình 1.37: Hình ảnh dòng môi chất lạnh nhìn qua mắt ga. 1.5.5. Van bốc hơi (Van tiết lưu, van giãn nở). a.Chức năng. Khi môi chất lỏng từ bình lọc tới van bốc hơi, có nhiệt độ cao, áp suất cao nó được được phun ra từ lỗ tiết lưu vào giàn lạnh. Kết quả làm môi chất giãn nở nhanh và biến môi chất thành hơi sương có áp suất thấp và nhiệt độ thấp. Nhờ hoạt động của van bốc hơi, lưu lượng môi chất phun vào giàn lạnh được điều tiết để có được độ mát thích ứng với mọi chế độ tải. Trong quá trình tiết lưu này, nếu lượng môi chất chảy vào bộ bốc hơi quá lớn, nó sẽ bị tràn ngập, hậu quả là độ lạnh kém vì áp suất và nhiệt độ trong bộ bốc hơi cao. Môi chất không thể sôi cũng như không bốc hơi hoàn toàn được, tình trạng này có thể gây hỏng hóc cho máy nén. Ngược lại, nếu môi chất lạnh nạp vào không đủ, độ lạnh sẽ rất kém do lượng môi chất ít sẽ bốc hơi rất nhanh khi chưa kịp chạy qua khắp bộ bốc hơi. b. Cấu tạo và hoạt động. + Van tiết lưu loại hộp. Hình 1.38: Van tiết lưu loại hộp Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 28 Van tiết lưu loại hộp gồm thanh cảm ứng nhiệt được thiết kế để tiếp xúc trực tiếp với môi chất. Thanh cảm ứng nhiệt nhận biết nhiệt độ của môi chất tại cửa ra của giàn lạnh và truyền đến màng ngăn. Lưu lượng của môi chất được điều chỉnh khi kim van di chuyển. Điều này xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất ở hai phía màng ngăn và tác dụng của lò xo làm màng ngăn giãn ra hoặc co lại. Hình 1.39: Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (Khi tải cao). Hình 1.40: Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (Khi tải thấp). + Van bốc hơi loại râu (1 râu và 2 râu): Van bốc hơi loại râu có bộ một đầu cảm ứng nhiệt được gắn tiếp xúc với đường ống ra của giàn lạnh. Ở phía màng dẫn tới ống cảm nhận nhiệt, có chứa khí He là loại khí trơ có khả năng thay đổi áp suất tùy theo nhiệt độ bên ngoài của giàn lạnh. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 29 a) Van tiết lưu một râu b) Van tiết lưu hai râu Hình 1.41: Hình ảnh van tiết lưu loại râu Chức năng và nguyên lý hoạt động của loại van này giống như van giãn nở dạng hộp. Hình1.42: Sơ đồ nguyên lý làm việc của van tiết lưu râu. Nhiệt độ xung quanh cửa ra của giàn lạnh thay đổi theo đầu ra của giàn lạnh. Khi độ lạnh xung quanh đầu ra của giàn lạnh tăng cao thì độ lạnh được truyền từ thanh cảm nhận nhiệt tới môi chất ở bên trong màng ngăn cũng tăng làm cho khí co lại. Kết quả là van kim bị đẩy bởi áp lực môi chất ở cửa ra của giàn lạnh và áp lực của lò xo nén chuyển động sang phải. Van đóng bớt lại làm giảm dòng môi chất và làm giảm khả năng làm lạnh. Khi độ lạnh giảm, nhiệt độ xung quanh cửa ra của dòng môi chất lạnh tăng lên và khí giãn nở. Kết quả là van kim dịch chuyển sang trái đẩy vào lò xo. Độ mở của Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 30 van tăng lên làm tăng lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống và làm cho khả năng làm lạnh tăng lên. 1.5.6. Giàn lạnh . a. Chức năng: Giàn lạnh làm bay hơi môi chất ở dạng sương (hỗn hợp lỏng-khí) sau khi qua van giãn nở có nhiệt độ thấp, áp suất thấp để làm lạnh không khí xung quanh nó. Hình 1.43: Giàn lạnh (bộ bốc hơi). b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Giàn lạnh được cấu tạo gồm ống dẫn môi chất lạnh (5) dài uốn cong xuyên qua vô số các lá mỏng hút nhiệt, các lá mỏng hút nhiệt được bám sát tiếp xúc hoàn toàn quanh ống dẫn môi chất lạnh. Cửa vào của môi chất bố trí bên dưới và cửa ra bố trí bên trên bộ bốc hơi. Trong xe ô tô bộ bốc hơi được bố trí dưới bảng đồng hồ. Một quạt điện kiểu lồng sóc thổi một lượng lớn không khí xuyên qua bộ này đưa khí mát vào cabin ô tô. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 31 Hình 1.44: Cấu tạo giàn lạnh. 1. Cửa dẫn môi chất vào. 4. Luồng khí lạnh. 2. Cửa dẫn môi chất ra. 5. Ống dẫn môi chất. 3. Cánh tản nhiệt. 6. Luồng khí nóng. Trong quá trình hoạt động, bên trong giàn lạnh xảy ra hiện tượng sôi và bốc hơi của môi chất lạnh. Quạt gió sẽ thổi luồng không khí qua giàn lạnh, khối không khí đó được làm mát và được đưa vào trong xe. Trong thiết kế chế tạo, một số yếu tố kỹ thuật sau đây quyết định năng suất của bộ bốc hơi. + Đường kính và chiều dài ống dẫn môi chất lạnh. + Số lượng và kích thước các lá mỏng bám quanh ống kim loại. + Số lượng các đoạn uốn cong của ống kim loại. + Khối lượng và lưu lượng không khí thổi xuyên qua bộ bốc hơi. + Tốc độ quạt gió. Bộ bốc hơi còn có chức năng tách ẩm, không khí gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành nước và được hứng đưa ra bên ngoài ô tô nhờ ống xả bố trí dưới giàn lạnh. Đặc tính tách ẩm này giúp cho khối lượng không khí mát trong cabin được khô ráo. 1.5.7. Bình tích lũy. a. Chức năng. Bộ tích trữ phục vụ cho ba mục đích chính: + Ngăn chặn chất làm lạnh ở thể lỏng đi vào máy nén. + Chứa các chất khử ẩm để tách hơi ẩm ra khỏi hệ thống. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 32 + Dùng để dự trữ chất làm lạnh. b. Cấu tạo. Bình tích lũy trang bị trên hệ thống điện lạnh được đặt giữa bộ bốc hơi và máy nén. Cấu tạo của bình tích luỹ được mô tả như hình vẽ dưới đây. Hình 1.45: Cấu tạo của bình tích lũy. 1. Môi chất lạnh từ bộ bốc hơi đến. 5. Lưới lọc. 2. Bộ khử ẩm. 6. Môi chất đến máy nén. 3. Ống tiếp nhận hình chữ U. 7. Hút môi chất lạnh ở thể khí. 4. Lỗ khoan để nạp môi chất lạnh. 8. Nắp bằng chất dẻo. Bình tích lũy có dung tích khoảng 0,95 (lít). Một đường ống dẫn môi chất lạnh từ giàn lạnh đi qua bình tích lũy đi về máy nén. Một lỗ nhỏ để dẫn dầu bôi trơn đặt tại điểm thấp nhất của bình chứa. Tại lỗ này thường có lọc để không cho cặn bẩn làm nghẹt lỗ. Một lượng nhỏ môi chất làm lạnh thể lỏng và dầu bôi trơn sẽ đi xuyên qua lỗ nhỏ ở đáy bình vào bôi trơn máy nén. Chất khử ẩm là một hóa chất có tác nhân sấy khô, được sử dụng để loại bỏ toàn bộ hơi nước có trong hệ thống. Nước có thể tác dụng với chất làm lạnh để tạo thành axit, làm gỉ sắt và ăn mòn các chi tiết bằng kim loại trong hệ thống. Khi ô tô không hoạt động, bộ tích trữ cần phải được giữ thật kín không để hơi ẩm len lỏi vào. Thiết bị này thông thường được thay thế khi sửa chữa hệ thống nếu nghi ngờ chất khử ẩm có chứa hơi nước bên trong. Sự dự trữ chất làm lạnh rất cần thiết vì hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có phạm vi thay đổi nhiệt độ rất rộng lớn. Chính điều này sẽ làm cho chất làm lạnh ở thể Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 33 lỏng thay đổi thể tích khi nhiệt độ thay đổi. Ngoài ra chất làm lạnh trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô còn bị rò rỉ tại các ống mềm và tại phớt chắn dầu. Nhờ thể tích của bộ tích trữ chúng ta có thể nạp lượng môi chất làm lạnh vào hệ thống nhiều hơn mức bình thường, khi đó dung dịch lưu trữ có thể bù vào khi dung dịch làm lạnh bị thiếu hay khi thay đổi thể tích. Những hệ thống điều hòa không khí trước đây sử dụng bình tích trữ khá lớn bởi vì chất làm lạnh rẻ và hệ thống bị rò rỉ khá nhiều. Những bình tích trữ ngày nay có thể tích nhỏ hơn nhiều vì các ống mềm có màng ngăn đã giảm được tỷ lệ rò rỉ và chất làm lạnh có giá thành đắt hơn. Trong quá trình hoạt động của hệ thống điện lạnh,ở một vài chế độ tiết lưu, ống tiết lưu cố định có thể cung cấp một lượng dư môi chất lạnh thể lỏng cho bộ bốc hơi. Nếu để cho lượng môi chất lạnh này trở về máy nén sẽ làm hỏng máy nén. Để giải quyết vấn đề này, bình tích lũy được thiết kế để tích lũy môi chất lạnh thể hơi lẫn thể lỏng cũng như dầu nhờn bôi trơn từ bộ bốc hơi thoát ra, sau đó giữ lại môi chất lạnh thể lỏng và dầu nhờn, chỉ cho phép môi chất lạnh thể hơi trở về máy nén. 1.6. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ. 1.6.1. Ống dẫn môi chất lạnh. Môi chất lạnh được lưu thông trong hệ thống là nhờ sự liên kết các bộ phận bởi các đường ống dẫn môi chất lạnh. Ống dẫn môi chất lạnh gồm hai loại: Ống mềm và ống cứng. Khi nối hệ thống với máy nén phải sử dụng ống mềm, điều này cho phép máy nén và động cơ có thể chuyển động tương đối với nhau. Các loại ống mềm được sử dụng trong hệ thống điều hoà không khí hiện nay được chế tạo bằng cao su có thêm một hoặc hai lớp không thấm ở bên trong. Bên ngoài được gia cố thêm một lớp nilon không thấm tạo ra một lớp màng chắn không bị rò rỉ. Các loại ống làm bằng kim loại được sử dụng nhiều trong hệ thống làm lạnh, để nối những thiết bị cố định từ giàn nóng đến van tiết lưu, từ van đến giàn lạnh. Mặc dù ống kim loại không bị thấm qua nhưng theo thời gian có thể bị rò rỉ. Đường ống dẫn trong hệ thống điều hòa không khí được đặt tên theo công việc của chúng hoặc theo trạng thái của chất làm lạnh chứa bên trong. Đường ống nối từ máy nén đến bộ ngưng tụ được gọi là đường ống đẩy. Đường ống nối từ giàn lạnh tới máy nén gọi là đường ống hút. Nó có đường kính lớn nhất vì nó truyền dẫn hơi môi chất lạnh ở áp suất thấp. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 34 1.6.2. Van giảm áp. Hình 1.46: Van giảm áp. Chức năng: Trong quá trình làm việc nếu giàn nóng không được thông hơi bình thường hoặc độ lạnh vượt quá mức độ cho phép thì áp suất ở phía có áp suất cao của giàn nóng và bình chứa-tách ẩm sẽ trở nên cao bất thường tạo nên sự nguy hiểm cho đường ống dẫn. Để ngăn không cho hiện tượng này xảy ra, nếu áp suất ở phía áp suất cao tăng lên khoảng từ 3,43 Mpa (35kgf/cm2) đến 4,14 Mpa (42kgf/cm2), thì van giảm áp mở để giảm áp suất. Thông thường, nếu áp suất trong mạch của hệ thống làm lạnh tăng lên cao bất thường thì công tắc áp suất sẽ ngắt ly hợp từ. Vì vậy van giảm áp rất hiếm khi cần phải hoạt động. 1.6.3. Công tắc nhiệt. Hình 1.47: Công tắc nhiệt Chức năng: Máy nén khí loại cánh gạt xuyên có một công tắc nhiệt độ đặt ở đỉnh của máy nén để phát hiện nhiệt độ của môi chất. Nếu nhiệt độ môi chất cao quá mức, thanh lưỡng kim ở công tắc sẽ biến dạng và đẩy thanh đẩy lên phía trên để ngắt Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 35 tiếp điểm của công tắc. Kết quả là dòng điện không đi qua ly hợp từ và làm cho máy nén dừng lại. Do đó ngăn chặn được máy nén bị kẹt. 1.6.4. Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR. Hình 1.48: Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR. Chức năng: Khi giàn lạnh bị phủ băng, thì không khí không thể qua các cánh của giàn lạnh. Ở trạng thái này thì khả năng trao đổi nhiệt giảm xuống làm cho khả năng làm lạnh giảm. Để ngăn cho giàn lạnh không bị phủ băng thì nhiệt độ của môi chất không thể thấp hơn 00C khi áp suất lớn hơn 0,18 Mpa (2kgf/cm2). Cấu tạo: Bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh là một van điều tiết áp suất được lắp giữa giàn lạnh và máy nén. Gồm có các màng xếp bằng kim loại và piston. Nguyên lý hoạt động: Khi áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong giàn lạnh nhỏ hơn áp lực của lò xo (Ps) trong màng xếp thì piston bị ép sang bên phải, van chuyển động theo hướng đóng để giảm lượng môi chất tuần hoàn trở về máy nén do đó làm tăng áp suất bay hơi Pe của giàn lạnh do đó chống được hiện tượng đóng băng giàn lạnh. Khi áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong giàn lạnh tăng lên. Ở thời điểm này áp suất bay hơi (Pe) của môi chất trong bộ điều chỉnh áp suất bay hơi lớn hơn áp lực của lò xo (Ps) trong màng xếp. Kết quả là piston chuyển động sang bên trái, van mở và lượng môi chất trong giàn lạnh được hút vào máy nén tăng lên. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 36 1.6.5. Công tắc áp suất kép. Hình 1.49 : Công tắc áp suất kép. Chức năng: Công tắc áp suất được lắp ở phía áp cao của chu trình làm lạnh (ở giữa phin lọc và van tiết lưu hoặc ở trên phin lọc). Khi công tắc phát hiện áp suất không bình thường trong chu trình làm lạnh nó sẽ dừng máy nén để ngăn không gây ra hỏng hóc do sự giãn nở do đó bảo vệ được các bộ phận trong chu trình làm lạnh. * Phát hiện áp suất thấp không bình thường: Cho máy nén làm việc khi môi chất trong chu trình làm lạnh thiếu hoặc khi không có môi chất trong chu trình làm lạnh do rò rỉ hoặc do nguyên nhân khác sẽ làm cho việc bôi trơn kém gây ra sự kẹt máy nén. Khi áp suất môi chất thấp hơn bình thường (nhỏ hơn 0,2 Mpa (2kgf/cm2)), thì phải ngắt công tắc áp suất để ngắt ly hợp từ. * Phát hiện áp suất cao không bình thường: Áp suất môi chất trong chu trình làm lạnh có thể cao không bình thường khi giàn nóng không được làm mát đủ hoặc khi lượng môi chất được nạp quá nhiều. Điều này có thể làm hỏng các cụm chi tiết của chu trình làm lạnh. Khi áp suất môi chất cao không bình thường (Cao hơn 3,1 Mpa (31,7 kgf/cm2)), thì phải tắt công tắc áp suất để ngắt ly hợp từ. Nguyên lý hoạt động: Để máy nén hoạt động được thì tiếp điểm thường mở của rơ le ly hợp phải được đóng lại để cấp điện cho máy nén. Để tiếp điểm đóng cần phải có dòng điện Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 37 chạy qua cuộn dây của rơ le, việc điều khiển nối mát cho cuộn dây được thực hiện bởi ECU A/C. ECU A/C nhận tín hiệu áp suất ga được gửi từ cảm biến áp suất ga. + Nếu áp suất ga đạt trong khoảng từ 0,2 Mpa đến 3,1 Mpa thì thông qua một tranzistor, ECU A/C sẽ điều khiển nối mát cho cuộn dây rơ le, máy nén được cấp điện nên hoạt động. + Nếu áp suất ga thấp hơn 0,2Mpa hoặc lớn hơn 3,1Mpa thì các công tắc áp suất thấp hoặc cao sẽ mở ra làm mất tín hiệu gửi về ECU A/C. Khi đó ECU A/C sẽ điều khiển không cho nối mát cuộn dây rơ le, máy nén không làm việc. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 38 CHƢƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 2.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG. 2.1.1. Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động. Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều hòa tự động trên ô tô. Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào (các cảm biến), bộ xử lý tín hiệu và điều khiển (ECU) và bộ phận chấp hành (Quạt gió, van điều khiển). 2.1.2. Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động. Khi bật điều hòa, nhấn nút Auto và chọn nhiệt độ mong muốn. Hệ thống điều hòa tự động sẽ điều chỉnh nhiệt độ trong xe đến nhiệt độ đã chọn và duy trì nhiệt độ đó nhằm mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên ô tô trong mọi điều kiện thời tiết. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 39 Hình 2.2:Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô. 2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống. Hình 2.3: Vị trí các chi tiết trong hệ thống điều hòa tự động. 1. ECU điều khiển A/C. 2. ECU động cơ. 3. Bảng điều khiển. 4. Cảm biến nhiệt độ trong xe. 5. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe. 6. Cảm biến bức xạ mặt trời. 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 8.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 9. Công tắc áp suất A/C. 10. Mô tơ trộn gió. 11. Mô tơ lấy gió vào. 12. Mô tơ chia gió. 13. Mô tơ quạt gió (quạt giàn lạnh). 14. Bộ điều khiển quạt giàn lạnh. 2.1.4. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động. Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáu nguồn khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm:  Bộ cảm biến bức xạ nhiệt.  Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe.  Bộ cảm biến nhiệt độ bên ngoài xe.  Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ.  Công tắc áp suất A/C. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 40  Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển. Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử sẽ phân tích, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ trộn gió, lấy gió và chia gió ứng với từng yêu cầu nhiệt độ. 2.2. CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG. 2.2.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe. Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ trong xe. Cảm biến nhiệt độ trong xe là một nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô có một đầu hút. Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Sau đó nó sẽ gửi tín hiệu đến ECU A/C. 2.2.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường. Hình 2.5: Cảm biến nhiệt độ môi trường Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 41 Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trước giàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe. Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe. 2.2.3. Cảm biến bức xạ mặt trời. Cảm biến bức xạ mặt trời là một điốt quang được lắp ở phía trên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời. Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời. Hình 2.6: Cảm biến bức xạ mặt trời. 2.2.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh. Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 42 Hình 2.7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 2.2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Hình 2.8: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ được gửi tới ECU động cơ. Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữa ECU động cơ và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làm mát động cơ để điều khiển nhiệt độ. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 43 2.2.6. Cảm biến tốc độ máy nén. Hình 2.9: Cảm biến tốc độ máy nén. Cảm biến tốc độ máy nén được gắn trên máy nén. Cấu tạo của nó gồm một lõi sắt và một cuộn dây có chức năng như máy phát điện. Đĩa vát trong máy nén có gắn một nam châm. Khi đĩa vát quay sinh ra các xung điện, ECU A/C có thể đếm tốc độ xung để biết tốc độ máy nén. Việc phát hiện tốc độ máy nén xẽ giúp cho ECU A/C xác định được trạng thái làm việc của máy nén cũng như kịp thời ngắt máy nén khi máy nén gặp sự cố. 2.2.7. Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo). Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điện trở và được lắp trong bộ cửa gió bên. Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng khí thổi vào bộ cửa gió bên và điều khiển chính xác nhiệt độ của mỗi dòng không khí. Cảm biến khói ngoài xe được lắp ở phía trước của xe để xác định nồng độ CO (Cacbonmonoxit), HC (hydro cacbon) và NOX (các oxit nitơ), để bật tắt giữa các chế độ FRESH và RECIRC. Hình 2.10 : Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 44 Đối với cảm biến nhiệt độ trong xe (hình 2.4), cảm biến nhiệt độ ngoài xe (hình 2.5), cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (hình 2.7), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (hình 2.8) có cấu tạo là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ. Hình 2.11: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa điện trở và nhiệt độ 2.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƢNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ. 2.3.1. Mô tơ trộn gió. a. Cấu tạo. Mô tơ trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động. Mô tơ được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU A/C. b. Nguyên lý hoạt động. Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH được cấp điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộn gió. Khi cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 45 Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ trộn gió. Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của mô tơ, tạo ra các tín hiệu điện theo vị trí của cánh trộn gió và đưa thông tin vị trí thực tế của cánh điều khiển trộn gió tới ECU A/C. Mô tơ trộn gió được trang bị một bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới mô tơ khi đi đến vị trí hết hành trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với mô tơ tiếp xúc với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt để dừng mô tơ lại. 2.3.2. Mô tơ dẫn gió vào. a. Cấu tạo: Mô tơ trợ động dẫn gió vào gồm có một mô tơ, bánh răng, đĩa động Hình 2.13: Mô tơ dẫn gió vào. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 46 b. Nguyên lý hoạt động. Khi ấn lên công tắc điều khiển dẫn gió vào sẽ làm đóng mạch điện của mô tơ dẫn gió vào cho dòng điện đi qua mô tơ và làm dịch chuyển cánh điều khiển dẫn gió vào. Khi cánh điều khiển dẫn gió vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC thì tiếp điểm của đĩa động nối với mô tơ được tách ra và mạch nối với mô tơ bị ngắt làm cho mô tơ dừng lại. 2.3.3. Mô tơ chia gió. a. Cấu tạo. Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạch dẫn động mô tơ b. Nguyên lý hoạt động. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ chia gió: FACE, B/L, FOOT, F/D, DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt một trong năm chế độ chia gió sẽ được kích hoạt. ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển. Mạch dẫn động mô tơ là một mạch tín hiệu số với tín hiệu đầu vào là tín hiệu vị trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiển chiều dòng điện qua mô tơ. Hình 2.14: Mô tơ chia gió. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 47 2.4. CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG. 2.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO). Hình 2.15: Công thức tính nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước, ECU nhận các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt độ. ECU xử lý tín hiệu, tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra (TAO). Để đạt được giá trị TAO thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điều khiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí. Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau: + Nhiệt độ đặt trước thấp hơn. + Nhiệt độ trong xe cao hơn. + Nhiệt độ bên ngoài xe cao. + Cường độ ánh sáng mặt trời lớn. 2.4.2. Điều khiển trộn gió. Mô tả: Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước, nhiệt độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gió qua đó thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe. Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánh điều khiển. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 48 Hình 2.16: Điều khiển trộn gió. Điều khiển: * Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnh nhất) hoặc MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COOL hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO. Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”. * Điều khiển thông thường. Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gió được điều khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước. Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió. Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ giàn lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0%. Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ bằng TAO. ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ mở của cánh trộn gió. Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác định. Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm mát- nhiệt độ giàn lạnh) x 100. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 49 2.4.3. Điều khiển chia gió. Mô tả : Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/C được tự động bật về dòng khí mong muốn. Điều khiển: Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau: + Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE. + Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: BI- LEVEL. + Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT. Hình 2.17: Điều khiển chia gió 2.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh. Hình 2.18: Điều khiển tốc độ quạt Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 50 Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm: + Mô tơ quạt gió. + Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao. + ECU điều hòa. + Tranzistor công suất và điện trở LO. Nguyên lý hoạt động: Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điều khiển tốc độ của mô tơ quạt gió. Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước. + Khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI). + Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO). TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp. Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặt trước. ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF). Dòng điện qua mô tơ quạt gió được nối mát thông qua điện trở LO. Đồng thời trên điện trở LO có sự sụt áp dẫn tới cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm. Quạt quay với tốc độ thấp. Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất. Khi mô tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ tranzistor công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistor công suất. TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI). Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECU điều hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON). Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thay đổi liên tục theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc của tranzistor công suất. TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI). Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ về nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếp điểm thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió. Như vậy tránh được sự tổn hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió là cực đại, tốc độ quạt là lớn nhất. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 51 2.4.5. Điều khiển hâm nóng. Hình 2.19: Điều khiển hâm nóng. Điều khiển: Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà núm chọn tốc độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiển theo nhiệt độ nước làm mát. + Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chức năng điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió. + Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóng không khí trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt độ nước làm mát và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏ hơn và làm cho quạt quay ở tốc độ thấp hơn. + Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng không khí trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO. Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho quá trình làm mát. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 52 2.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ. Mô tả: Hình 2.20: Điều khiển tốc độ quạt trong thời gian quá độ. Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽ thải ra không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động. Chức năng điều khiển dòng khí trong thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này. Điều khiển: + Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắt khoảng 4 giây trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong bộ phận làm mát. Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (Chế độ LO) để nhả ra không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mát rồi đưa vào trong xe. + Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 53 2.4.7. Điều khiển dẫn gió vào. Hình 2.21: Điều khiển dẫn gió vào Mô tả. Chức năng điều khiển dẫn gió vào thông thường là để đưa không khí từ bên ngoài vào. Khi chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước lớn, thì chức năng điều khiển dẫn gió vào tự động bật về chế độ tuần hoàn không khí trong xe để việc làm mát được hiệu quả hơn. Điều khiển. Các chức năng điều khiển dẫn gió vào được thực hiện theo cách sau đây: + Thông thường: FRESH. + Khi nhiệt độ trong xe cao: RECIRC. Tham khảo: Ở một số xe chức năng điều khiển dẫn gió vào cũng tự động bật về RECIRC nếu nồng độ CO, HC, NOX được xác định bởi cảm biến khói ngoài xe vượt quá giới hạn cho phép. Khi lựa chọn chế độ DEF cho dòng khí, thì chức năng điều khiển cửa gió được tự động chuyển về chế độ FRESH (Ở một số kiểu xe không có chế độ điều khiển này). 2.4.8. Điều khiển tốc độ không tải. Vai trò: Khi động cơ chạy không tải, công suất động cơ nhỏ. Bật máy nén sẽ làm quá tải động cơ. Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng. Để máy điều hòa hoạt động khi xe chạy ở chế độ không tải thì tốc độ động cơ phải được tăng lên một cách tự động gọi là điều khiển tốc độ không tải hay bù ga. Giải pháp điều khiển tốc độ không tải (bù điều hòa). Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 54 * Đối với động cơ phun xăng điện tử: + Điều khiển van ISC để mở thông đường gió từ trước ra sau bướm ga khi xe chạy ở chế độ không tải. + Sử dụng hệ thống bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) điều khiển mô tơ điện để kênh ga. + Đối với động cơ không sử dụng bướm ga mà điều khiển bằng xupap thì sẽ mở thêm xupap khi bật điều hòa ở chế độ không tải. VD: Xe BMW 318i Khi xe chạy không tải bình thường xupap mở: 0,5 (mm). Khi xe chạy không tải, mở điều hòa xupap mở: 0,57(mm) ÷ 0,58 (mm). * Đối với động cơ diesel điện tử: Thực hiện bù điều hòa theo nguyên tắc thay đổi xung điều khiển phun nhiên liệu. * Đối với động cơ xăng dùng chế hòa khí, động cơ diesel thông thường: Thực hiện bù điều hòa bằng cách sử dụng các hộp màng chân không (động cơ xăng) để kéo bướm ga mở thêm hoặc kéo cần ga của bơm cao áp (động cơ diesel). Hình 2.22: Điều khiển tốc độ không tải bằng van ISC. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 55 Nguyên lý hoạt động: ECU điều khiển động cơ nhận tín hiệu công tắc A/C (ON) từ bộ điều khiển điều hòa. ECU điều khiển mở van điều chỉnh tốc độ không tải (van ISC). Một lượng khí nạp được đi tắt từ trước bướm ga ra sau bướm ga theo đường van ISC. Khi đó cả lượng khí nạp và nhiên liệu đều tăng, giúp tăng tốc độ động cơ tới tốc độ thích hợp. 2.4.9. Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng. Trong xe có két nước giải nhiệt bằng quạt điện. Một cặp quạt của két nước và giàn nóng được sử dụng trong quá trình hoạt động của hệ thống điều hòa không khí. Các quạt này cung cấp 3 cấp điều khiển: dừng, tốc độ thấp, tốc độ cao. Hệ thống điều hòa sử dụng cặp quạt có thể chuyển đổi giữa cách mắc nối tiếp và cách mắc song song phụ thuộc vào điều kiện áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ. + Mắc nối tiếp: Khi máy nén hoạt động nếu cả áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ đều thấp, cặp quạt điện được mắc nối tiếp và quay ở tốc độ thấp. + Mắc song song: Khi máy nén hoạt động, nếu áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ đều cao. Cặp quạt được mắc song song và quay ở tốc độ cao. Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng sẽ không quay. Hình 2.23: Sơ đồ điều khiển tốc độ quạt giàn nóng và quạt két nước Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 56 Chú thích:  Rơle côn từ điều khiển đóng ngắt máy nén được điều khiển bởi ECU điều hòa.  Công tắc rơle 1 là công tắc thường đóng.  Công tắc rơle 2 là công tắc kép để chuyển đổi chế độ mắc nối tiếp và mắc song song của quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát.  Công tắc rơle 3 là công tắc thường mở.  Công tắc áp suất trung gian mở khi: Pga > 14,5 ÷ 15 (kg/cm 2 ).  Công tắc nhiệt độ nước làm mát mở khi: t0nước > 90 0 C ÷ 95 0 C. Chế độ Ly hợp từ Áp suất môi chất Nhiệt độ nước Quạt giàn nóng Quạt két nước 1 OFF - Thấp Dừng Dừng 2 - Cao Tốc độ thấp Tốc độ cao 3 ON Thấp Thấp Tốc độ thấp (mắc nối tiếp) Thấp Cao Tốc độ cao (mắc song song) 4 Cao Thấp Cao Cao Hình 2.24: Bảng trạng thái của hệ thống điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước ở các chế độ làm việc. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 57 Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện quạt giàn nóng và quạt két nước ở các chế độ. 2.4.10. Điều khiển tan băng. Khi nhiệt độ bên trong giàn lạnh nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng (00C), tuyết sẽ hình thành trên bề mặt của cánh tản nhiệt. Tuyết trong giàn lạnh ngăn chặn dòng khí qua các cánh này. Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, vì vậy năng suất làm lạnh giảm. Điều khiển tan băng sẽ ngăn chặn hiện tượng trên. Có ba phương pháp điều khiển tan băng đó là: + Dùng van EPR (Van điều áp giàn lạnh). + Dùng nhiệt điện trở. + Dùng công tắc nhiệt. a. Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR). Hình 2.26: Vị trí và cấu tạo của van EPR Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 58 Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) là một van điều chỉnh áp suất gồm một ống kim loại, piston và lò xo. Bộ phận này được lắp giữa giàn lạnh và máy nén để duy trì áp suất môi chất bên trong giàn lạnh ở 0,18 (Mpa) hoặc cao hơn để ngăn chặn sự đóng băng. Máy nén hoạt động liên tục trong loại sử dụng van EPR vì vậy sự thay đổi nhiệt độ đầu ra thấp. Loại điều hòa không khí dùng van EPR hoạt động không sinh ra tiếng ồn nên được dùng rộng rãi trên các xe đắt tiền. Nguyên lý hoạt động. Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động của van EPR Trong quá trình hoạt động, piston của van EPR chịu lực tác dụng của áp suất bay hơi môi chất (Ps) và áp lực lò xo (Pe) sẽ dịch chuyển làm đóng hoặc mở đường dẫn môi chất từ giàn lạnh tới máy nén. Chuyển động này sẽ điều chỉnh áp suất bay hơi (Pe) cho giàn lạnh. Vì thế áp suất giàn lạnh không xuống dưới 0,18 Mpa, ngăn chặn tuyết xuất hiện. Cụ thể: + Khi nhiệt độ trong xe cao, tải nhiệt tăng áp suất bay hơi (Pe) lớn hơn so với áp lực lò xo (Ps). Piston dịch chuyển sang phía trái làm mở van. Môi chất bay hơi ở giàn lạnh được hút vào máy nén. + Khi nhiệt độ trong xe thấp, tải nhiệt giảm (áp suất (Pe) thấp hơn 0,18 Mpa). Lúc này trong van EPR, giá trị (Pe) nhỏ hơn giá trị áp lực lò xo (Ps) và piston bị kéo trở lại qua phía phải. Van được đóng lại ngắt dòng môi chất trở về máy nén. Vì vậy áp suất giàn lạnh được tăng cao hơn, ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh. b. Nhiệt điện trở (Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh). Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 59 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được lắp ở phía sau giàn lạnh để cảm nhận nhiệt độ của gió sau khi đi qua giàn lạnh. Nó là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Sự thay đổi nhiệt độ được nhận biết bởi cảm biến nhiệt độ giàn lạnh sẽ được chuyển thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU A/C. Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C (nhiệt độ đóng tuyết) ECU A/C sẽ điều khiển tranzistor (OFF) không nối mát cho rơ le côn từ, máy nén bị ngắt điện ngừng hoạt động không cung cấp môi chất cho giàn lạnh. Vì vậy nhiệt độ giàn lạnh sẽ tăng lên, giúp ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh. Hình 2.28: Điều hòa đang hoạt động (Máy nén ON) Hình 2.29: Điều hòa ngừng hoạt động (Máy nén OFF) Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 60 c. Công tắc nhiệt. Cấu tạo của công tắc nhiệt gồm có: + Một ống cảm ứng nhiệt có một đầu được gắn trên đường ống ra của giàn lạnh, một đầu được nối với hộp màng xếp. + Hộp màng xếp có chứa khí He là một loại khí trơ có khả năng giãn nở vì nhiệt. + Một cần đẩy được liên kết với một vi công tắc để đóng ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây của rơ le côn từ. Nguyên lý hoạt động: Khi nhiệt độ đầu ra của giàn lạnh giảm đến gần 00C (Nhiệt độ tạo tuyết), đầu cảm ứng nhiệt sẽ cảm nhận nhiệt. Khi nhiệt độ giảm sẽ làm cho khí He trong hộp màng xếp co lại. Cần đẩy bị kéo xuống, vi công tắc ngắt mạch không cho dòng điện qua cuộn dây rơ le côn từ. Khi đó máy nén không được cấp điện sẽ ngừng hoạt động không cung cấp môi chất lạnh cho giàn lạnh. Vì vậy, nhiệt độ giàn lạnh sẽ tăng dần lên, ngăn chặn được hiện tượng đóng băng giàn lạnh. Hình 2.30: Công tắc nhiệt đóng. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 61 Hình 2.31: Công tắc nhiệt mở Nhận xét: Đối với hệ thống điều hòa sử dụng van EPR, máy nén hoạt động liên tục vì vậy sự thay đổi nhiệt độ đầu ra thấp. Hiện nay cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được sử dụng phổ biến trên các xe, chỉ còn một số đời xe cũ sử dụng công tắc nhiệt vì tính hiệu quả cảm ứng và tốc độ xử lý không cao. 2.4.11. Điều khiển đóng ngắt máy nén. a. Tín hiệu công tắc A/C và ECON. Trên bảng điều khiển điều hòa của một số xe, ngoài công tắc A/C còn có thêm công tắc ECON. Công tắc điều chỉnh A/C và ECON phân ra hai mức cảm nhận nhiệt độ không khí đã làm lạnh và gửi tín hiệu tới ECU A/C để điều khiển hoạt động của máy nén. Nguyên lý hoạt động: TH1: Để làm lạnh nhanh nhiệt độ không khí bên trong xe, ta bật công tắc A/C. Hình 2.32: Chọn chế độ A/C Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 62 Khi đó: + Nếu nhiệt độ giàn lạnh nhỏ hơn 30C máy nén ngắt. + Nếu nhiệt độ giàn lạnh lớn hơn 40C máy nén bật. TH2: Khi muốn điều hòa không khí hoạt động ở chế độ tiết kiệm, ta bật công tắc ECON. Hình 2.33: Chọn chế độ ECON Khi đó: + Nếu nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 100C hoặc thấp hơn, máy nén ngắt. + Nếu nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 110C hoặc cao hơn, máy nén bật. b. Tín hiệu đánh lửa từ cuộn sơ cấp. Khi xe chạy ở chế độ không tải, công suất động cơ nhỏ việc bật điều hòa sẽ khiến động cơ quá tải hay quá nóng dẫn đến chết máy. Để phát hiện ra tốc độ động cơ, ECU A/C sẽ nhận tín hiệu từ tín hiệu đánh lửa ở cuộn sơ cấp gửi về. Khi đó nếu tốc độ động cơ giảm xuống dưới mức cho phép ECU A/C sẽ điều khiển ngắt máy nén để ngăn ngừa động cơ chết máy. Hình 2.34: Điều khiển máy nén (ON/OFF) theo tốc độ động cơ. * Tín hiệu đánh lửa sơ cấp: Khi tranzistor trong IC đánh lửa khóa (tia lửa điện xuất hiện ở bugi), dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của bôbin bị ngắt. Trên cuộn sơ cấp sẽ xuất hiện sức điện động Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 63 tự cảm (khoảng 300V). Mỗi lần bugi có tia lửa điện, sức điện động tự cảm được đưa tới ECU A/C như một tín hiệu (xung) và dựa vào đó tốc độ động cơ được tính ra. c. Điều khiển ngắt máy nén khi tăng tốc. Kiểu điều khiển này sử dụng có hiệu quả trong việc kiểm soát công suất động cơ của các xe có công suất và kích thước nhỏ. Máy nén được ngắt tạm thời trong quá trình tăng tốc để giảm tải cho động cơ. Quá trình tăng tốc được nhận biết bởi ECU động cơ, dựa vào một loạt các tín hiệu. Khi sự tăng tốc được nhận biết ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu tới ECU A/C để điều khiển ngắt máy nén trong vài giây. Hình 2.35: Điều khiển máy nén khi tăng tốc. Tham khảo: Trên một số xe còn sử dụng loại ngắt máy nén bằng công tắc. Loại này gồm: Công tắc được đặt ở phía dưới chân ga. Khi đạp chân ga, máy nén ngừng hoạt động trong vài giây. d. Điều khiển ngắt máy nén khi áp suất môi chất bất thường. Khi áp suất của môi chất lạnh trong hệ thống không bình thường: + Quá cao (P > 3,1 Mpa): Do nạp thừa ga, đường dẫn bị tắc + Quá thấp (P< 0,2 Mpa): Do nạp thiếu ga, ga bị rò rỉ Công tắc áp suất kép sẽ phát hiện và gửi tín hiệu về cho ECU A/C điều khiển ngắt máy nén. Như vậy, nhờ có công tắc áp suất kép sẽ ngăn chặn được những hỏng hóc các thiết bị trong hệ thống do sự thay đổi áp suất môi chất lạnh gây nên. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 64 Hình 2.36: Tín hiệu ngắt áp suất từ công tắc áp suất kép. Nhận xét: Tùy theo thiết kế mà công tắc áp suất kép làm nhiệm vụ cấp nguồn (+) cho ECU A/C hoặc nối mát cho ECU A/C. e. Nhận biết máy nén bị kẹt. Trong trường hợp máy nén bị kẹt do bị cháy hoặc do nguyên nhân khác, pu ly máy nén sẽ bị bó cứng với ly hợp máy nén. Điều này dẫn đến trượt dây curoa, nếu tình trạng kéo dài ma sát sẽ làm hư dây curoa làm cho dây cuaroa mòn nhanh và có thể bị đứt. Khi đó xe sẽ mất trợ lực lái gây ra tai nạn xe. Để ngăn chặn tình trạng trên ECU A/C sẽ phát hiện sự kẹt máy nén bằng cách so sánh tốc độ động cơ và tốc độ máy nén nhờ tín hiệu từ cảm biến máy nén. Khi dây curoa bị trượt (tốc độ máy nén bằng 0) kéo dài khoảng 3(s) ECU A/C sẽ điều khiển ngắt máy nén. Cùng lúc này, đèn báo A/C sẽ nhấp nháy để báo cho tài xế biết máy nén bị kẹt. Hình 2.37: Tín hiệu cảm biến tốc độ máy nén. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 65 f. Điều khiển ngắt A/C khi nhiệt độ nước làm mát cao. Khi nhiệt độ nước làm mát cao, động cơ có thể đang trong tình trạng quá tải. Để giảm tải cho động cơ điều hòa sẽ được ngắt. Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ được truyền từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát tới ECU động cơ. ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu đó tới ECU A/C để điều khiển máy nén ngừng hoạt động. Tham khảo: Trên một số xe sử dụng loại máy nén thay đổi lưu lượng. Khi nhiệt độ nước lớn hơn 950C công suất của máy nén giảm 50%. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 950C công suất máy nén đạt 100%. 2.4.12. Điều khiển theo mạng lưới thần kinh(tham khảo). Mô tả: Tuy cùng tiếp nhận chung luồng không khí lạnh cửa ra (TAO) nhưng mỗi hành khách lại cảm thấy nhiệt độ khác nhau tùy theo môi trường. Đối với hệ thống điều hòa tự động thông thường, nó sử dụng TAO được tính toán làm cơ sở cho mọi điều khiển, thì việc điều chỉnh nhiệt độ có tính tới cảm giác của mỗi cá nhân hành khách là rất khó khăn. Vì rất khó để xác lập được cảm giác đó. Để nâng cao khả năng điều khiển thậm chí nhạy cảm với cả cảm giác của hành khách người ta đã sử dụng công nghệ mạng lưới thần kinh. Mạng lưới thần kinh là một mô hình kỹ thuật truyền dẫn thông tin thần kinh của cơ thể. Người ta đã xây dựng được mô hình thần kinh cho các mối quan hệ phức tạp giữa đầu vào và đầu ra của việc truyền dẫn thần kinh của con người. Mạng lưới thần kinh là sự kết hợp của một số mô hình thần kinh và gồm có các lớp đầu vào, trung gian và đầu ra. Khoa cơ khí động lực Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Học phần: Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 66 Hình 2.38: Điều khiển theo mạng lưới thần kinh Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 67 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TIÊU BIỂU CỦA MỘT SỐ HÃNG XE Ô TÔ. 3.1. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 TOYOTA CAMRY LE 2.2L 3.1.1. Ký hiệu màu dây. Ký hiệu Giải thích Màu B Black Đen L Blue Xanh da trời R Red Đỏ BR Brown Nâu LG Light Green Xanh lá cây nhạt V Violet Tím G Green Xanh lá cây O Orange Cam W White Trắng GR Gray Xám P Pink Hồng Y Yellow Vàng 3.1.2. Ký hiệu các chân giắc. Tín hiệu Điều khiển SG mass LOCK Tín hiệu cảm biến tốc độ máy nén. FACE Tín hiệu gió thổi lên mặt AIF Tín hiệu lấy gió ngoài AIR Tín hiệu lấy gió trong AMC Tín hiệu điều khiển COOL Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 68 AMH Tín hiệu điều khiển HOT HR Rơ le quạt giàn lạnh S5 Điện áp 5V B Điện áp ắc quy GND Mass SPD Tín hiệu tốc độ động cơ IGN Tín hiệu bật khóa điện B/L Điều khiển Bi- Level. FOOT Điều khiển gió thổi xuống chân F/D Điều khiển gió thổi xuống chân và sấy kính DEF Điều khiển sấy kính IG+ Điện áp ECU MGCR Tín hiệu rơ le ly hợp máy nén. TAM Tín hiệu cảm biến nhiệt độ môi trường. TR Tín hiệu cảm biến nhiệt độ trong xe. TS Tín hiệu cảm biến bức xạ mặt trời TE Tín hiệu cảm biến nhiệt độ giàn lạnh TPI Tín hiệu điều khiển Fresh/Rec TP Tín hiệu điều khiển Cool/Hot PSW Tín hiệu công tắc áp suất kép TW Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát động cơ BLW Tín hiệu quạt giàn lạnh 3.1.3. Các điều khiển cơ bản trong hệ thống. a. Điều khiển nhiệt quạt giàn nóng và quạt két nước. Cấu trúc: - 3 rơ le quạt (Fan 1 rơ le, Fan 2 rơ le, Fan 3 rơ le). - 1 quạt giàn nóng + 1 quạt két nước làm mát. - 1 công tắc nhiệt độ nước + 1 công tắc áp suất ga. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 69 Đặc điểm điều khiển: - Khi bật khóa điện, nguồn điện (+) được cấp sẵn tới các cuộn dây của rơ le quạt và mô tơ quạt. Chờ nối mát thông qua công tắc nhiệt độ nước làm mát và công tắc áp suất ga hoặc qua ECU A/C. - Rơ le quạt 2 có vai trò như một bộ phận trung gian chuyển đổi giữa chế độ mắc song song hoặc mắc nối tiếp của hai quạt. - Công tắc nhiệt độ nước làm mát đóng khi (t0 < 950C). - Công tắc áp suất ga đóng khi (Pga < 14,5 ÷ 15 kg/cm 2 ). b. Điều khiển quạt giàn lạnh. Cấu trúc: - 1 rơ le quạt giàn lạnh (Heater relay). - 1 quạt giàn lạnh (Blower motor). - 1 điện trở quạt (Blower resistor). - 1 bộ điều khiển quạt giàn lạnh. Đặc điểm điều khiển: - Quạt giàn lạnh quay với ba cấp tốc độ: + Tốc độ thấp khi dòng qua điện trở quạt (Điện áp bị sụt trên điện trở). + Tốc độ trung bình khi dòng qua quạt được điều khiển bởi transistor công suất trong bộ điều khiển quạt. + Tốc độ cao khi dòng điện đi trực tiếp từ bộ điều khiển quạt đến quạt không qua transistor hoặc điện trở quạt. c. Điều khiển máy nén. Cấu trúc: - 1 rơ le ly hợp máy nén.(MG CLT relay). - 1 máy nén và cảm biến tốc độ máy nén. (A/C magnectic clutch & lock sensor). Đặc điểm điều khiển: - Cuộn dây rơ le ly hợp máy nén được cấp nguồn (+) sẵn từ cầu chì và chờ nối mát tại ECU A/C (chân MGCR). - Tín hiệu từ công tắc áp suất kép (A/C dual pressure switch) và tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (A/C Evaporator temperature sensor) được gửi về ECU A/C để điều khiển đóng ngắt máy nén. + Khi nhiệt độ giàn lạnh gần mức nhiệt độ đóng băng giàn lạnh, tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ giàn lạnh sẽ gửi về ECU A/C để điều khiển ngắt máy nén. + Khi áp suất ga quá thấp hoặc quá cao (Pga >3,1 Mpa hoặc Pga < 0,2 Mpa ), tín hiệu từ công tắc áp suất kép sẽ gửi về ECU A/C để điều khiển máy nén. (Công tắc áp suất kép sẽ không nối mát cho mạch điều khiển trong ECU A/C). Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 70 - Khi máy nén gặp sự cố, tín hiệu tốc độ máy nén từ cảm biến tốc độ máy nén sẽ được gửi về ECU A/C để điều khiển ngắt máy nén. d. Điều khiển gió. Cấu trúc: - Gồm các mô tơ: Mô tơ chia gió, mô tơ lấy gió vào, mô tơ trộn gió. Đặc điểm điều khiển: - ECU A/C nhận tín hiệu từ các cảm biến và tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển để điều khiển các mô tơ quay các cánh van nhằm chọn các chế độ gió phù hợp. 3.1.4. Sơ đồ mạch điện điều hòa. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 71 Mạch điện điều hòa trên xe 2000 Toyota Camry LE 2.2L (trang 1) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 72 Mạch điện điều hòa trên xe 2000 Toyota Camry LE 2.2L (trang 2) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 73 3.2. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2000 DAEWOO NUBIRA SE. 3.2.1. Ký hiệu màu dây. Ký hiệu Giải thích Màu dây LT BLU Light Blue Xanh da trời nhạt GRN Green Xanh lá cây BRN/WHT Brown/ White Nâu/ trắng PNK Pink Hồng YEL Yellow Vàng BLU/BLK Blue/ Black Xanh da trời/ đen WHT White Trắng ORG Orange Cam PNK/BLK Pink/ Black Hồng/ đen BLK Black Đen GRY/ BLK Gray/ Black Xám/ đen GRN/WHT Green/ White Xanh da trời/ trắng YEL/BLK Yellow/ Black Vàng/ đen BRN Brown Nâu LT GRN/ BLK Light Green/ Black Xanh lá cây nhạt/ đen GRY/ BLK Gray/ Black Xám/ đen LT BLU/ BLK Light Blue/ Black Xanh da trời nhạt/ đen BLU Blue Xanh da trời PNK/WHT Pink/ White Hồng / trắng GRN/BLK Green/ Black Xanh lá cây / đen RED Red Đỏ WHT/BLK White/ Black Trắng/ đen YEL/BLU Yellow/ Blue Vàng/ xanh da trời 3.2.2. Ký hiệu các chân giắc. a. Ký hiệu các chân giắc hộp điều khiển điều hòa. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 74 Ký hiệu Tín hiệu A1; B11 Điều khiển rơ le quạt và transistor công suất A2 Điều khiển mô tơ cửa trộn gió A3; A4 Ra hệ thống đèn tín hiệu A5; A14 Nguồn từ hộp cầu chì khoang hành khách A6 Điều khiển hệ thống xong kính A8 Điều khiển mô tơ cửa trộn gió A10 Điều khiển mô tơ quạt A11 Mass A12 Điều khiển hệ thống sưởi A13 Mass cảm biến A15 Đến mô tơ hút B1; B12 Điều khiển transistor công suất B4; B5; B6 Điều khiển mô tơ cửa trộn gió B7 Điều khiển hệ thống gạt nước B8 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ môi trường B9 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát B10 Tín hiệu cảm biến bức xạ nhiệt B13; B14 Điều khiển mô tơ hút B15; B16; B17 Đến mô tơ điều khiển quạt B18; B19; B20 Điều khiển mô tơ hệ thống sưởi. b. Ký hiệu các chân giắc hộp điều khiển động cơ (ECM). Ký hiệu Tín hiệu B1 Tín hiệu cảm biến áp suất cao D9 Tín hiệu cảm biến áp suất thấp B9 Tín hiệu cảm biến áp suất B14 Điều khiển cảm biến áp suất Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 75 C12 Điều khiển rơ le quạt tốc độ cao C13 Điều khiển rơ le quạt tốc độ thấp D8 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ động cơ thấp E9 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ động cơ. E15 Tín hiệu về hộp ATC 3.2.3. Các điều khiển chính trong mạch. a. Điều khiển quạt két nước và quạt giàn nóng. Cấu trúc: - 3 rơ le quạt ( rơ le quạt tốc độ cao, rơ le quạt tốc độ thấp, rơ le điều khiển). - 1 quạt chính và 1 quạt phụ. Đặc điểm điều khiển. - Khi bật khóa điện, nguồn điện (+) được cấp tới cuộn dây của các rơ le quạt và chờ nối mát tại ECU động cơ. - Khi hai quạt mắc song song sẽ quay tốc độ cao. Khi hai quạt mắc nối tiếp sẽ quay với tốc độ thấp. TH1: Quạt chính quay. TH2: Hai quạt mắc nối tiếp, chạy tốc độ thấp. TH3: Hai quạt mắc song song, chạy tốc độ cao. b. Điều khiển quạt giàn lạnh. Cấu trúc: - 1 mô tơ quạt giàn lạnh (Blower motor). - 1 rơ le quạt giàn lạnh ( Blower motor relay). - 1 tranzistor công suất điều khiển tốc độ quạt (power tranzistor). - 1 rơ le quạt tốc độ cao (Max high relay). Đặc điểm điều khiển: - Khi bật khóa điện cuộn dây rơ le quạt giàn lạnh được cấp điện hút tiếp điểm đóng lại cấp điện (+) tới mô tơ quạt và qua transistor công suất. - ECU A/C điều khiển đóng ngắt dòng điều khiển tới transistor công suất để nối mát hoặc ngắt nối mát cho quạt. - Khi quạt quay tốc độ cao ECU A/C sẽ điều khiển nối mát cho cuộn dây của rơ le tốc độ cao. Khi đó dòng điện qua quạt không qua transistor nên không bị sụt áp. TH1: Dòng điện qua quạt được điều khiển bởi transistor công suất. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 76 TH2: Điều khiển quạt chạy tốc độ cao. c. Điều khiển máy nén. Cấu trúc: - 1 rơ le điều khiển máy nén (A/C compressor relay). - 1 máy nén (A/C compressor). Đặc điểm điều khiển. - Khi bật điều hòa cuộn dây rơ le ly hợp máy nén được cấp (+) tại cầu chì và được điều khiển nối mát bởi ECU động cơ (chân B14). - Tín hiệu áp suất ga từ cảm biến áp suất ga (A/C pressure sensor) được gửi tới ECU động cơ để điều khiển đóng ngắt máy nén khi áp suất ga quá thấp hoặc quá cao. d. Điều khiển gió. Cấu trúc: - 01 Mô tơ trộn gió (Air mix control servo motor). - 01 Mô tơ lấy gió vào (Air inlet control servo motor). - 01 Mô tơ chia gió (Air vent mode control servo motor). Đặc điểm điều khiển: Tùy theo việc điều chỉnh nhiệt độ mà ECU A/C sẽ điều khiển các mô tơ hoạt động theo các chế độ thích hợp.3.2.4. Mạch điện điều hòa. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 77 Mạch điện điều hòa trên xe 2000 DAEWOO NUBIRA SE (trang 1) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 78 Mạch điện điều hòa trên xe 2000 DAEWOO NUBIRA SE (trang 2) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 79 3.3. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA TRÊN XE 2001 HONDA ACCORD DX. 3.3.1. Ký hiệu màu dây. Ký hiệu Giải thích Màu dây BLK/YEL Black/ Yellow Đen/ Vàng WHT/YEL White/ Yellow Trắng/ Vàng BLU/ORG Blue/ Orange Xanh da trời/ Cam BLU/RED Blue/ Red Xanh da trời/ Đỏ BRN/YEL Brown/ Yellow Nâu/ Vàng YEL/GRN Yellow/ Green Vàng/ Xanh lá cây GRN/RED Green/ Red Xanh lá cây/ đỏ GRN/WHT Green/ White Xanh lá cây/ Trắng RED/BLK Red/ Black Đỏ/ Đen YEL/GRN Yellow/ Green Vàng/ Xanh lá cây 3.3.2. Ký hiệu các giắc cắm: Ký hiệu Tín hiệu A1 Điều khiển hòa trộn khí A2 Bật công tắc điều hòa A3 Điều khiển gió ngoài A4 Điều khiển gió trong A5 Điều khiển sấy kính A6 Điều khiển cửa gió bên A8 Điều khiển gió nóng A9 Điều khiển gió lạnh A11 Mass A12 Cảm biến bức xạ mặt trời A13 Điện áp 5V A14 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 80 A15 Nhiệt độ gió ra A16 Cảm biến nhiệt độ trong xe A17 Chế độ Mode 4 A18 Chế độ Mode 3 A19 Chế độ Mode 2 A20 Chế độ Mode 1 B1 Khóa điện bật B2 Cầu chì B3 Liên lạc với ECU động cơ B4 Rơ le quạt giàn lạnh tốc độ cao B5 Điều khiển transistor công suất B6 Tín hiệu phản hồi quạt giàn lạnh B7 Sấy kính sau B8 Mass 3.3.3. Các điều khiển chính. a. Điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước. Cấu trúc: - 01 bộ điều khiển quạt. - 02 công tắc quạt thường mở . - 01rơ le giàn nóng + 1 rơ le quạt nước làm mát. - 01 quạt giàn nóng + 1 quạt két nước làm mát. Đặc điểm điều khiển: - Khi bật khóa điện, điện (+) được cấp sẵn tại bộ điều khiển quạt nước làm mát. Khi hai công tắc quạt đóng sẽ điều khiển nối mass cho bộ điều khiển quạt. b. Điều khiển quạt giàn lạnh. Cấu trúc: - 1 rơ le quạt giàn lạnh. - 1 quạt giàn lạnh. - 1 transistor công suất. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 81 - 1 rơ quạt tốc độ cao Đặc điểm điều khiển: - Khi bật điều hòa rơ le quạt lạnh được cấp điện luôn. - Quạt quay với 3 cấp tốc độ: Tốc độ thấp (Khi qua điện trở), tốc độ trung bình (qua transistor công suất), tốc độ cao (đi thẳng). c. Điều khiển máy nén. Cấu trúc: - Ly hợp máy nén (A/C compressor clutch). - Rơ le ly hợp máy nén. (A/C compressor clutch relay). - Công tắc áp suất ga (A/C pressure switch). Đặc điểm điều khiển: - Giữa ECU A/C và ECU động cơ có tín hiệu trao đổi để điều khiển hoạt động của máy nén. - ECU động cơ sẽ điều khiển hoạt động của máy nén thông qua việc nối mát cho cuộn dây của rơ le ly hợp. - Để máy nén hoạt động thì ECU phải nhận được tín hiệu áp suất ga từ công tắc áp suất kép. d. Điều khiển gió. Cấu trúc: - 1 Mô tơ trộn gió (Air mix control servo motor). - 1 Mô tơ lấy gió vào (Air inlet control servo motor). - 1 Mô tơ chia gió (Air vent mode control servo motor). Đặc điểm điều khiển: Tùy theo việc điều chỉnh nhiệt độ mà ECU A/C sẽ điều khiển các mô tơ hoạt động theo các chế độ thích hợp. 3.3.4. Sơ đồ mạch điện. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 82 Mạch điều khiển 2001 HONDA ACCORD DX (trang 1) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 83 Mạch điều khiển 2001 HONDA ACCORD DX (trang 2) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 84 3.4. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA XE 2000 LEXUS ES 300 3.4.1. Ký hiệu màu dây. Ký hiệu Giải thích Màu dây LT BLU Light Blue Xanh da trời nhạt GRN Green Xanh lá cây BRN/WHT Brown/ White Nâu/ trắng PNK Pink Hồng YEL Yellow Vàng BLU/BLK Blue/ Black Xanh da trời/ đen WHT White Trắng ORG Orange Cam PNK/BLK Pink/ Black Hồng/ đen BLK Black Đen GRY/ BLK Gray/ Black Xám/ đen GRN/WHT Green/ White Xanh da trời/ trắng YEL/BLK Yellow/ Black Vàng/ đen BRN Brown Nâu LT GRN/ BLK Light Green/ Black Xanh lá cây nhạt/ đen GRY/ BLK Gray/ Black Xám/ đen LT BLU/ BLK Light Blue/ Black Xanh da trời nhạt/ đen BLU Blue Xanh da trời PNK/WHT Pink/ White Hồng / trắng GRN/BLK Green/ Black Xanh lá cây / đen RED Red Đỏ WHT/BLK White/ Black Trắng/ đen YEL/BLU Yellow/ Blue Vàng/ xanh da trời Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 85 3.4.2. Ký hiệu chân giắc cắm. Ký hiệu Tín hiệu SG Mát Lock Khóa máy nén Face Chế độ thổi lên mặt AIF Chế độ lấy gió ngoài AIR Chế độ lấy gió trong AMC Chế độ Max Cool AMH Chế độ Max Hot HR Rơ le quạt giàn lạnh S5 Điện áp 5V B+ Điện áp ắc quy GND Mát IGN Điện áp ECU B/L Chế độ Bi-level Foot Chế độ gió thổi xuống chân F/D Chế độ thổi xuống chân và thổi xấy kính DEF Chế độ thổi sấy kính IG+ Từ khóa điện TAM Tín hiệu cảm biến nhiệt độ môi trường TR Tín hiệu cảm biến nhiệt độ trong xe TS Tín hiệu cảm biến bức xạ mặt trời TE Tín hiệu cảm biến nhiệt độ giàn lạnh TPI Tín hiệu vị trí điều khiển Fresh/ Rec TP Tín hiệu vị trí điều khiển Cool/Hot PSW Tín hiệu công tắc áp suất ga BLW Tín hiệu điều khiển quạt giàn lạnh Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 86 3.4.3. Các điều khiển cơ bản. a. Điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát. Cấu trúc: - 03 rơ le quạt (fan 1 relay, fan 2 relay, fan 3 relay). - 01 quạt giàn nóng + 1 quạt két nước. - 01 rơ le chính của động cơ (engine main relay). - 01 công tắc áp suất đơn + 2 công tắc nhiệt độ nước làm mát. Đặc điểm điều khiển: - Khi bật khóa điện rơ le chính của động cơ được cấp điện. - Các công tắc áp suất, công tắc nhiệt độ nước 1, 2 có nhiệm vụ nối mát cho cuộn dây của rơ le quạt tùy theo từng chế độ: chỉ quạt giàn nóng làm việc, chỉ quạt két nước làm mát làm việc hoặc hai quạt mắc nối tiếp cùng làm việc. b. Điều khiển quạt giàn lạnh. Cấu trúc: - 1 rơ le quạt giàn lạnh (Blower relay). - 1 quạt giàn lạnh (Blower motor). - 1 bộ điều khiển quạt giàn lạnh (A/C blower motor controller). - 1 điện trở quạt (Blower resistor). Đặc điểm điều khiển: - Cuộn dây rơ le quạt được cấp (+) sẵn khi bật khóa điện và chờ nối mát bởi ECU A/C (chân HR). - Tốc độ quạt được điều khiển bởi transistor công suất trong bộ điều khiển quạt. - Khi quạt quay tốc độ thấp, dòng điện qua điện trở quạt (Blower resistor). c. Điều khiển máy nén. Cấu trúc: - Rơ le ly hợp máy nén (MG CLT relay). - Máy nén (cuộn dây ly hợp máy nén + cảm biến tốc độ máy nén). Đặc điểm điều khiển. - Cuộn dây rơ le ly hợp máy nén được cấp (+) sẵn khi bật khóa điện, chờ nối mát bởi ECU động cơ. - ECU A/C nhận các tín hiệu: tín hiệu bật khóa điện (IG+), tín hiệu từ công tắc áp suất kép (PSW), tín hiệu cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (TE), tín hiệu cảm biến tốc độ máy nén (Lock). ECU A/C và ECU động cơ trao đổi thông tin qua chân (IGN) để điều khiển điều hòa. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 87 d. Điều khiển gió. Cấu trúc: - 1 Mô tơ trộn gió (Air mix control servo motor). - 1 Mô tơ lấy gió vào (Air inlet control servo motor). - 1 Mô tơ chia gió (Air vent mode control servo motor). Đặc điểm điều khiển: Tùy theo việc điều chỉnh nhiệt độ mà ECU A/C sẽ điều khiển các mô tơ hoạt động theo các chế độ thích hợp. 3.4.4. Sơ đồ mạch điện Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 88 Mạch điều khiển xe 2000 LEXUS ES 300 (Trang 1) Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 89 Mạch điều khiển xe 2000 LEXUS ES 300 (Trang 2). Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 90 CHƯƠNG IV: KIỂM TRA, SỬA CHỮA MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA. 4.1. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA THÔNG THƯỜNG. 4.1.1. Kiểm tra, sửa chữa một số hư hỏng thường gặp trên xe. Để xác định được các hư hỏng trong hệ thống điều hòa trên xe ô tô. Yêu cầu: Xác định kiểu xe, kiểu động cơ, kiểu điều hòa không khí. Xác định ngày giờ và tần số xảy ra sự cố. Xác định điều kiện đường xá, tình trạng thời tiết và xác định biểu hiện của hư hỏng. Một số hư hỏng thường gặp. STT Chi tiết Kiểm tra Biện pháp khắc phục 1 Máy nén. + Nghe tiếng ồn. + Phớt chắn dầu. + Công tắc áp suất ga. + Các lá van. + Thay phớt chắn dầu, công tắc áp suất nếu bị hỏng. + Sửa chữa và vệ sinh máy nén. 2 Giàn nóng, giàn lạnh. + Rò rỉ. + Cặn bẩn. + Nếu rò rỉ ít có thể hàn lại, nếu nhiều thay thế mới. + Vệ sinh giàn nóng, giàn lạnh. 3 Phin lọc. + Kiểm tra cặn bẩn, hơi nước có trong hệ thống. + Nếu thấy có cặn bẩn hoặc hơi nước có trong hệ thống thì thay phin lọc. 4 Van tiết lưu. + Điều chỉnh độ mở của van tiết lưu, hoặc thay thế 5 Các đường ống dẫn, gioăng đệm làm kín. + Rò rỉ, nứt đường ống. + Dập nát gioăng đệm. + Thay thế đường ống nối và các gioăng đệm. 6 Tấm lọc gió. + Kiểm tra bụi bẩn. + Vệ sinh làm sạch hoặc thay thế. 7 Quạt giàn nóng, giàn lạnh. + Kiểm tra sự nứt, vỡ, cong vênh của cánh + Điều chỉnh hoặc thay thế cánh quạt. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 91 quạt. + Kiểm tra các chổi than. + Thay thế các chổi than đã quá mòn. 8 Ga lạnh. + Kiểm tra áp suất ga. + Kiểm tra chất lượng ga. + Dùng đồng hồ đo áp suất để kiểm tra. + Quan sát chất lượng ga qua mắt ga. 9 Bảng điều khiển. + Kiểm tra hoạt động các phím bấm, núm điều khiển. + Nếu kẹt hoặc không có tín hiệu điện thì sửa chữa hoặc thay thế. 10 Dây curoa. + Kiểm tra sức căng dây + Kiểm tra các vết rạn nứt trên dây. + Căng lại dây cho phù hợp. + Thay thế dây mới nếu dây bị gioãng nhiều hoặc có nhiều vết rạn nứt xuất hiện. 11 Các giắc cắm, cầu chì, cảm biến. + Kiểm tra bị lỏng, bị oxy hóa, bị cháy, đứt không + Sửa chữa hoặc thay thế mới. 4.1.2. Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga. a. Tầm quan trọng của sự kiểm tra áp suất: Việc kiểm tra áp suất môi chất trong khi điều hòa làm việc cho phép ta có thể giả định những khu vực có vấn đề. Do đó điều quan trọng là phải xác định được giá trị phù hợp để chẩn đoán sự cố. b. Tìm sự cố bằng cách sử dụng đồng hồ đo áp suất. Khi thực hiện chẩn đoán bằng cách sử dụng đồng hồ đo phải đảm bảo các điều kiện sau đây: + Nhiệt độ nước làm mát động cơ: Sau khi được hâm nóng. + Tất cả các cửa: Được mở hoàn toàn. + Núm chọn luồng không khí: “FACE”. + Núm chọn dẫn khí vào: “RECIRC”. + Tốc độ động cơ: 1500 (vòng/phút)- R134a; 2000 (vòng/phút)- R12. + Núm chọn tốc độ quạt gió: HI. + Núm chọn nhiệt độ: MAX COOL. + Công tắc điều hòa: ON. Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 92 + Nhiệt độ đầu vào của điều hòa: 300C đến 350C. Chú ý: Đối với xe có trang bị bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR, vì phía áp suất thấp được điều khiển bởi EPR nên các giá trị bất thường có thể không được chỉ ra trực tiếp trên áp suất đồng hồ. Hình 4.1: Áp suất ga ở mức tiêu chuẩn. + Phía áp suất thấp: 0,15 ÷ 0,25 MPa (1,5 ÷ 2.5 kgf/cm2). + Phía áp suất cao: 1,6 ÷ 1,8 MPa (14 ÷ 16 kgf/cm2). Một số hư hỏng thường gặp được kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất Stt Hiện tượng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1 Hệ thống làm việc trong tình trạng thiếu môi chất. + Áp suất ở phía cao áp và thấp áp đều thấp hơn so với mức tiêu chuẩn. + Thấy bọt khí qua quan sát mắt ga. + Mức độ lạnh không đủ. + Thiếu môi chất. + Rò rỉ ga. + Kiểm tra rò rỉ và sửa chữa. + Nạp thêm môi chất lạnh. 2 Hệ thống thừa ga hay giải nhiệt giàn nóng không tốt. + Áp suất cao ở cả phía cao áp và thấp áp. +Không có bọt ở mắt ga dù hoạt động ở tốc độ thấp. + Mức độ làm lạnh không đủ. + Thừa môi chất. + Giải nhiệt giàn nóng kém. + Điều chỉnh đúng lượng môi chất. + Vệ sinh giàn nóng. + Kiểm tra hệ thống làm mát của xe (quạt Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 93 điện). 3 Có hơi ẩm trong hệ thống lạnh. + Hệ thống hoạt động bình thường khi hệ thống điều hòa bắt đầu hoạt động. Sau một thời gian phía áp suất thấp của đồng hồ chỉ độ chân không tăng dần. + Quan sát thấy hơi ẩm tại mắt ga. + Hơi ẩm lọt vào hệ thống làm lạnh. + Thay phin lọc, bình chứa. + Hút chân không triệt để trước khi nạp ga. 4 Sụt áp trong máy nén. + Phía áp suất thấp: cao, phía áp suất cao: thấp. + Khi tắt máy điều hòa, ngay lập tức áp suất ở phía thấp áp và cao áp bằng nhau. + Khi làm việc thân máy nén không đủ nóng. + Mức độ làm lạnh không đủ. + Sụt áp ở phía máy nén. + Kiểm tra sửa chữa máy nén 5 Tắc nghẽn trong chu trình làm lạnh. + Khi tắc nghẽn hoàn toàn, giá trị áp suất ở phía thấp áp giảm xuống giá trị chân không ngay lập tức. + Khi có xu hướng tắc nghẽn, giá trị áp suất ở phía áp thấp giảm dần xuống giá trị chân không. + Có sự chênh lệch nhiệt độ trước và sau chỗ tắc. + Bụi bẩn hoặc hơi ẩm gây tắc nghẽn, đóng băng tại van tiết lưu, van EPR hoặc các lỗ khác. + Rò rỉ ga ở thanh cảm nhận nhiệt. + Phân loại nguyên nhân gây tắc. Thay thế các bộ phận, chi tiết gây ra tắc nghẽn. + Hút chân không hệ thống. 6 Khí lọt vào hệ thống. + Giá trị áp suất ở cả hai phía cao áp và thấp áp đều cao. + Khả năng làm lạnh giảm + Hút chân không không triệt để. + Rò rỉ trên + Kiểm tra các đường ống dẫn. + Hút chân không triệt để trước khi Khoa cơ khí động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điều hòa không khí Ôtô – Tín chỉ 1 94 với sự tăng lên của áp suất