tiểu luận kỹ thuật nhiệt lạnh đề tài phần i hệ thống điều hòa không khí trên ôtô kia optima 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

BÀI TIỂU LUẬN
TÊN HỌC PHẦN: KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
Kỳ thi học kỳ 1 năm học 2021 -2022

Giảng viên hướng dẫn: Bùi Văn Tâm

SVTH: Đỗ Vĩnh Đạt
SVTH: Lâm Nhật Bảo
SVTH: Nguyễn Anh Pha
SVTH: Mai Trung Nguyên
SVTH: Nguyễn Đăng Thức
Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật
Tp.HCM, ngày 31 tháng 10 năm 202

1

download by :


TIỂU LUẬN KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
HỌC KÌ 1A 2021-2022, lớp 20DOTC4
I. Đề tài:
PHẦN I: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÊN ÔTÔ
Nội dung:
1. Giới thiệu tổng quát về KIA Optima 2016
KIA là công ty đứng top đầu thị trường Việt Nam và trên toàn thế giới về thị phần

sử dụng trong lĩnh vực giao thông công cộng. KIA sản xuất rất nhiều loại xe đa dạng
từ trung bình đến hạng sang như: Optima,Cerato,morning,Rio,. . . và một số dòng xe
khác.
KIA optima 2016 là loại xe du lịch cỡ nhỏ được thiết kế dành riêng cho các
hãng taxi với ưu điểm là tiết kiệm nhiên liệu và giá thành thấp, với 5 chỗ ngồi, phanh
đĩa bố trí trên 2 bánh trước và 2 bánh sau và hộp số tự động 6 cấp. Là mẫu xe tiết kiệm
nhiên liệu, độ an toàn cao và tạo cảm giác lái khá tốt.

Hình 1. Kiểu dáng bên ngoài xe KIA Optima 2016
2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ĐHKK trên KIA Optima 2016
Khơng khí được lấy từ bên ngoài vào và đi qua giàn lạnh (bộ bốc hơi). Tại đây
khơng khí bị dàn lạnh lấy đi rất nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó
nhiệt độ khơng khí sẽ bi giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong khơng khí cũng
bị ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi mơi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp
suất cao sẽ trở thành mơi chất thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp. Khi quá trình này xảy
ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấy năng lượng từ khơng khí
xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng
khác). Khơng khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo nên khơng khí lạnh.

2

download by :


Trong hệ thống, máy nén làm nhiệm vụ làm môi chất từ dạng hơi áp suất, nhiệt
độ thấp trở thành hơi có áp suất, nhiệt độ cao. Máy nén hút môi chất dạng hơi áp suất,
nhiệt độ thấp từ giàn lạnh về và nén lên tới áp suất yêu cầu: 12-20 bar. Môi chất ra
khỏi máy nén sẽ ở dạng hơi có áp suất, nhiệt độ cao đi vào giàn nóng (bộ ngưng tụ).
Khi tới dàn nóng, khơng khí sẽ lấy đi một phần năng lượng của môi chất thông
qua các lá tản nhiệt. Khi môi chất mất năng lượng, nhiệt độ của môi chất sẽ bị giảm

xuống cho đến khi bằng với nhiệt độ, áp suất bốc hơi thì mơi chất sẽ trở về dạng lỏng
có áp suất cao.
Mơi chất sau khi ra khỏi giàn nóng sẽ tới bình lọc hút ẩm. Trong bình lọc hút ẩm
có lưới lọc và chất hút ẩm. Môi chất sau khi đi qua bình lọc sẽ tinh khiết và khơng cịn
hơi ẩm. Đồng thời nó cũng ngăn chặn áp suất vượt quá giới hạn.
Sau khi qua bình lọc hút ẩm, mơi chất tới van tiết lưu. Van tiết lưu quyết định
lượng môi chất phun vào giàn lạnh, lượng này được điều chỉnh bằng 2 cách: bằng áp
suất hoặc bằng nhiệt độ ngõ ra của giàn lạnh. Việc điều chỉnh rất quan trọng nó giúp hệ
thống hoạt động được tối ưu.

Hình 2 : Kết cấu của hệ thống điều hịa khơng khí.
3. Cấu tạo và các thiết bị chính của hệ thống

3.1.Máy nén trên xe Kia Optima 2016.
a. Chức năng.

Máy nén nhận dịng khí ở trạng thái có nhiệt độ và áp suất thấp. Sau đó dịng khí
này được nén, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao và được đưa tới
giàn nóng.

3

download by :


b. Cấu tạo.

Hình 3. Cấu tạo máy nén khí.
1. Ly hợp điện từ, 2. Đệm trục, 3. Van an toàn, 4. Vỏ phía trước, 5. Pit tơng, 6.

Đĩa vát, 7. Xi lanh, 8. Vỏ phía sau.

3.2.Bộ ly hợp điện từ trên xe Kia optima 2016
a. Chức năng.

Khi động cơ ôtô khởi động, nổ máy, buly máy nén quay theo trục khuỷu nhưng
trục khuỷu của máy nén vẫn đứng yên. Cho đến khi ta bật công tắc A/C nối điện máy
lạnh, bộ ly hợp điện từ sẽ khớp buly vào trục máy nén cho trục khuỷu động cơ dẫn
động máy nén bơm môi chất lạnh. Sau khi đã đạt đến nhiệt độ lạnh yêu cầu, hệ thống
điện sẽ tự động ngắt mạch điện bộ ly hợp từ cho máy nén ngừng bơm.
b. Cấu tạo.
Tất cả các máy nén của hệ thống lạnh trên ôtô đều được trang bị bộ ly hợp kiểu
điện từ.
Khi động cơ hoạt động, pulley máy nén quay theo nhưng trục máy vẫn đứng yên
cho đến khi bật công tắc A/C, bộ ly hợp điện từ sẽ khớp với pulley vào trục của máy
nén cho trục khuỷu động cơ dẫn động.

4

download by :


Hình 4: Cấu tạo ly hợp điện từ.
1. Cuộn dây, 2. Trục máy nén, 3. Ổ bi,
4. Đĩa ly hợp, 5. Đế chặn, 6. Trục chặn, 7. Puly.

Khi bật công tắc máy lạnh A/C, dòng điện chạy qua cuộn dây của bộ ly hợp điện
từ và sinh ra từ trường lớn. Lực điện từ kéo ly hợp vào pulley và nối chặt chúng lại với
nhau và trục của máy nén quay cùng với pulley của máy nén.
4. Hệ thống phân phối khơng khí lạnh và giải nhiệt trên xe

4.1. Thiết bị ngưng tụ (giàn nóng) trên xe Kia optima 2016.
a. Chức năng của bộ ngưng tụ.

Công dụng 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. Các cánh tỏa nhiệt bám sát
quanh ống kim loại. Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệt tối đa
và khơng gian chiếm chỗ là tối thiểu

Hình 5: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ).
5

download by :


1. Giàn nóng, 2. Cửa vào, 3. Khí nóng, 4. Đầu từ máy nén đến, 5. Cửa ra
6. Môi chất giàn nóng ra, 7. Khơng khí lạnh, 8. Quạt giàn nóng,
9. Ống dẫn chữ U, 10. Cánh tản nhiệt.

4.2.Bình lọc và hút ẩm trên xe Kia optima 2016
a. Chức năng.
Bình chứa là một thiết bị để chứa môi chất được hố lỏng tạm thời bởi giàn nóng
và cung cấp một lượng môi chất theo yêu cầu tới giàn lạnh. Bộ hút ẩm có chất hút ẩm
và lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ấm trong chu trình làm lạnh. Nếu có
hơi ấm trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết ở đó sẽ bị mài mịn hoặc đóng băng ở
bên trong van giãn nở dẫn đến bị tắc kẹt.
b. Cấu tạo.
Bình lọc và hút ẩm có vỏ làm bằng kim loại, bên trong có lưới lọc và túi chứa

chất khử ẩm (desicant). Chất khử ẩm là một vật liệu có đặc tính hút ẩm lẫn trong môi
chất rất tốt như oxyt nhôm, silica alumina và chất silicagel.

Hình 6: Cấu tạo bình lọc-bình hút ẩm.
Trên bình lọc có trang bị van an tồn, van này mở khi áp suất trong bình lọc tăng
lên đột ngột vì ngun nhân nào đó. Sau khi mơi chất được khử ẩm sẽ đi đến van tiết
lưu.
Một số loại hệ thống lạnh có bình khử nước được lắp giữa bình lọc, hút ẩm và
van tiết lưu. Bình khử nước một lần nữa hút sạch hơi nước cịn sót lại trong mơi chất
lạnh có tác dụng bảo vệ van tiết lưu khơng bị đóng băng. Ngồi ra phần trên của bình
lọc có bộ phận làm bằng kính trong suốt giúp cho quá trình quan sát, kiểm tra tình
trạng của mơi chất lạnh.

6

download by :


Một số loại có lắp cảm biến áp suất trên bình lọc. Tín hiệu áp suất cao của mơi
chất được chuyển thành tín hiệu điện áp báo về cho ECU để điều khiển tốc độ quạt và
máy nén.
4.3.Giàn lạnh trên xe Kia optima 2016.
Môi chất sau khi qua van tiết lưu làm áp suất giảm nhanh, nhiệt nhận vào trong
quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí này. Mơi chất lạnh được dẫn đến giàn lạnh
nhờ các ống xếp thành hình chữ U cùng với các cánh tản nhiệt. Tại đây, nhiệt độ thấp
của giàn lạnh được dẫn ra ngồi bởi quạt giàn lạnh.

Hình 7: Cấu tạo giàn lạnh.
Ở một số nước nhiệt độ thấp, giàn lạnh có hai nhiệt điện trở, một cho thiết bị

chống đóng băng, một đóng vai trị là cảm biến giàn lạnh. Cảm biến giàn lạnh phát
hiện nhiệt độ khí đi qua giàn lạnh và chỉ dùng cho hệ thống điều hịa khơng khí tự
động điều khiển bằng bộ vi xử lý.
4.4.Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh trên xe Kia Optima
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát
hiện nhiệt độ của khơng 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.

7

download by :


Hình 7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
4.5. Van tiết lưu hay van giãn nở trên xe Kia optima 2016
a. chức năng.

Ga lỏng sau khi đi qua bình chứa/hút ẩm được phun ra từ một van tiết lưu làm
cho ga lỏng giãn nở đột ngột và biến thành dạng sương mù có áp suất và nhiệt độ thấp.
Điều chỉnh lượng ga cấp cho giàn lạnh dựa trên tải làm mát để tạo hiệu quả làm
lạnh cực đại tại mọi thời điểm. Kết quả là ga lỏng liên tục biến thành trạng thái khí ở
cửa ra của giàn lạnh mà khơng phụ thuộc vào tải lạnh và tốc độ máy nén.
b. cấu tạo.

8

download by :

2.12. Cấu tạo van tiết lưu.
1. Cửa van cao áp, 2. Cửa van thấp áp, 3. ống xi phông, 4. Thân van, 5. Ty van,
6. Lò xo, 7.Màng đàn hồi, 8. Nắp trên của van, 9. Ống nối cân bằng ngồi.
5. Mơi chất lạnh và dầu bơi trơn sử dụng cho hệ thống ĐHKK KIA Optima 2016

Các ôtô đời cũ sử dụng môi chất R-12 (Freon 12). Môi chất lạnh R12 gây ảnh
hưởng đến tầng ozôn bao xung quanh trái đất.
Các ôtô ngày nay sử dụng môi chất R-134a (H-FKW 134a). Đây là mơi chất
dạng khí, khơng màu, mùi ête nhẹ, nhiệt độ sơi là 26,5oC và ít gay hại cho tần ozơn.
Trong q trình bảo dưỡng, sửa chữa khơng được dùng lẫn môi chất này với môi
chất kia. Nếu không sẽ gây hư hỏng cho hệ thống lạnh. Đồng thời, không nên dùng
dầu bôi trơn của máy nén cho hệ thống R12 cho hệ thống R134a vì đặc tính hai mơi
chất này hồn tồn khác nhau.
6. Các điểm đặc biệt của hệ thống ĐHKK trên KIA Optima 2016

Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hồn
cưỡng bức nhờ bơm nước.
-

Hệ thống bơi trơn: Theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn
cưỡng bức kết hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE 5W-30,
SAE 10W-30, SAE 15W-40
-

Hệ thống điều hịa khơng khí trên xe cịn có thể hoạt động một cách tự động
nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển. Điều hồ khơng khí cũng giúp loại bỏ các
chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe.
-

Để làm mát khơng khí trong xe, hệ thống điện lạnh ơ tơ hoạt động theo một

chu trình khép kín. Máy nén đẩy mơi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi vào
giàn ngưng. Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Mơi chất ở dạng
lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khơ). Bình này chứa và lọc mơi chất. Mơi chất
lỏng sau khi đã được lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển mơi chất lỏng
thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Mơi chất dạng khí - lỏng có nhiệt
độ thấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt
của khơng khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi trong
giàn lạnh và chỉ có mơi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình
được lặp lại như trước.
-

7. Nhận xét và kết luận KIA Optima 2016

9

download by :


Cơng nghệ điều hịa khơng khí trên KIA Optima 2016 được trang bị để đem lại sự
thỏai mái cho người trong xe, không những mang đến sự sang trọng mà còn đem đến
trải nghiệm tốt nhất cho người dùng; Điều hoà tự động 2 vùng độc lập, hành khách và
người lái dễ dàng tự điều chỉnh nhiệt dộ phù hợp; Tự động điều chỉnh tốc độ quạt
theo nhiệt độ, 2 vùng nhiệt độ riêng biệt, độc lập với nhau; Lọc khí i-on.
KIA Optima mới cũng là 1 trong 5 mẫu xe thành công nhất trong dãy sản phẩm series
K chiến lược toàn cầu của Tập đoàn Kia Motors. Là một mẫu xe xứng đáng để đem

cho người dùng trải nghiệm thoải mái nhất

Phần 2: Bài tập
Câu 1:

1

download by :


1

download by :


1

download by :


1

download by :


Câu 3:

1

download by :


1

download by :


Câu 5:

1

download by :


Câu 10:

1

download by :


1

download by :


Câu 15:

1

download by :


Câu 19:

2

download by :


Câu 23:

2

download by :


2

download by :


2

download by :


2

download by :


Câu 33:

2

download by :