THIẾT kế, CHẾ tạo mô HÌNH hệ THỐNG điều hòa ô tô DÙNG CHO học tập

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.76 MB, 84 trang )

2021
TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA Ơ TƠ DÙNG CHO HỌC TẬP
Lê Minh Trường, Bùi Viết Lãm, Bùi Quang Trọng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ĐIỀU HỊA Ơ TƠ DÙNG CHO HỌC TẬP
Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu
Sinh viên thực hiện: 1. Lê Minh Trường
2. Bùi Viết Lãm
3. Bùi Quang Trọng
Mã sinh viên:
1711504210149
1711504210124
1711504210147
Lớp:
17OTO1

Đà Nẵng, 8/2021

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG
ĐIỀU HỊA Ơ TƠ DÙNG CHO HỌC TẬP
Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu
Sinh viên thực hiện: 1. Lê Minh Trường
2. Bùi Viết Lãm
3. Bùi Quang Trọng
Mã sinh viên:
1711504210149
1711504210124
1711504210147
Lớp:

17OTO1

Đà Nẵng, 8/2021

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Lớp học phần: Đồ án tốt nghiệp động lực (220DTNDL06).
Đề tài được thực hiện với mục đích giúp chúng em tiếp cận với hệ thống điều hịa ơ
tơ trên thực tế, đóng góp một phần nhỏ vào công tác giảng dạy trong nhà trường đồng
thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên ngành ô tô.
Đề tài truyền đạt những kiến thức về cấu tạo, nguyên lý chung của hệ thống điều
hịa. Bên cạnh đó việc hồn thành sa bàn có thể giúp sinh viên thực hiện các bài tập kiểm
tra, chẩn đoán, sửa chữa các hư hỏng liên quan đến hệ thống.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn:

Th.S Đỗ Phú Ngưu

Sinh viên thực hiện:

Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm

Mã SV: 1711504210149
Mã SV: 1711504210124

Bùi Quang Trọng

Mã SV: 1711504210147

1. Tên đề tài: “ Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập”.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động hệ thống điều hịa ơ tơ.
- Tìm hiểu cấu tạo chi tiết, hoạt động các bộ phần của hệ thống điều hịa ơ tơ.
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình điều hịa ơ tơ dùng cho làm phương tiện trực quan
cho dạy học hệ thống điều hịa Ơ tô tại trường.
- Đánh giá kết quả thực hiện đồ án.
4. Các sản phẩm dự kiến: Mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập
5. Ngày giao đồ án: 18/01/2021
6. Ngày nộp đồ án: 30/5/2021
7. Kết quả dự kiến đạt được:
- 1 Mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập.
- 1 Báo cáo tốt nghiệp hơn 60 trang.
- 01 bộ đĩa CD ghi chép toàn bộ: tài liệu tham khảo, báo cáo, đề cương,…
Đà Nẵng, ngày ..…tháng ..…năm 20….
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

Đỗ Phú Ngưu

LỜI NĨI ĐẦU
Hiện nay, ơ tơ là một phương tiện thông dụng được rất nhiều người sử dụng. Các
mẫu xe hiện đại thiết kế cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính năng an tồn cho
người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên ôtô ngày càng phát triển, hồn thiện và
giữ vai trị hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng như nghe
nhạc, xem phim. Một trong những tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điều hồ khơng khí ơ
tơ.

Hệ thống điều hồ khơng khí giới thiệu những kiến thức cơ bản về lý thuyết điều
hồ khơng khí và cấu tạo và nguyên lý làm việc, thiết kế mơ hình để giảng dạy cho học
sinh, sinh viên trong nhà trường và thực hiện các thực hành trên mô hình trong xưởng,
cách vận hình các máy lạnh trên ơtơ hiện nay.
Là sinh viên được đào tạo tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng, chúng
em đã được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chun mơn. Đến nay đã
kết thúc khố học, để tổng kết, đánh giá quá trình học tập và rèn luyện tại trường, chúng
em được nhà trường và khoa cơ khí giao cho trách nhiệm hồn thành đề tài tốt nghiệp với
nội dung: “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập”
Chúng em rất mong rằng đề tài của chúng em sẽ đóng góp phần nhỏ trong cơng tác
giảng dạy trong nhà trường. Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh,
sinh viên chuyên ngành ôtô và các bạn sinh viên học các chuyên ngành khác ham học hỏi
thích tìm hiểu về kĩ thuật ơ tơ.
Đồ án đã hồn thành theo dự kiến. Bên cạnh đó, do khả năng cịn nhiều hạn chế,
thời gian thực hiện có hạn, và vì một số lí do khách quan nên chắc chắn khơng thể tránh
khỏi những sự sai sót. Rất mong nhận được sự thơng cảm và góp ý của các thầy cô trong
bộ môn và các bạn sinh viên.
Nhân đây nhóm em cũng xin được bày tỏ lịng kính trọng, biết ơn sâu sắc tới các
quý thầy trong khoa, trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Thạc Sĩ Đỗ Phú Ngưu
đã giúp đỡ nhóm em hồn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

i

LỜI CAM ĐOAN
Nhóm chúng em xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu, thiết
kế, xây dựng mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập” là nghiên cứu độc lập
của nhóm chúng em dựa trên sự cố gắng, nỗ lực của cả nhóm, giúp đỡ từ phía nhà trường
và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS. Đỗ Phú Ngưu.

Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã được liệt kê và nêu rõ
ra tại phần tài liệu tham khảo. Đồng thời những số liệu hay kết quả trình bày trong đồ án
đều mang tính chất trung thực, khơng sao chép, đạo nhái.
Nhóm chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường nếu trường hợp
phát hiện ra bất cứ sai phạm hay vấn đề sao chép nào trong đề tài này.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 3 năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng
Lê Minh Trường.

ii

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn
Nhận xét của người phản biện
TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ .............................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. ix
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1.

Tính cấp thiết của đề tài:...................................................................................... 1

2.

Mục tiêu nghiên cứu: ........................................................................................... 1

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ...................................................................... 1

4.

Phương pháp nghiên cứu: .................................................................................... 1

5.

Bố cục đề tài: ....................................................................................................... 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................................. 2
1.1.

Lịch sử ra đời hệ thống điều hịa ơ tơ. ................................................................. 2

1.2.

Giới thiệu chung hệ thống điều hòa..................................................................... 2

1.3.

Các chức năng...................................................................................................... 2

1.3.1.

Điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng khí. ...................................................... 2

1.3.2.

Hút ẩm và lọc gió................................................................................................. 4

1.4.

Phân loại điều hịa khơng khí trên ơ tơ. ............................................................... 5

1.4.1.

Phân loại theo vị trí lắp đặt. ................................................................................. 5

1.4.2.

Phân loại theo phương pháp điều khiển. ............................................................. 6

1.5.

Lý thuyết về điều hịa khơng khí. ........................................................................ 7

1.6.

Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn......................................... 8

1.6.1.

Đơn vị đo nhiệt lượng. ......................................................................................... 8

1.6.2.

Môi chất lạnh. ...................................................................................................... 9

1.6.3.

Dầu bôi trơn. ...................................................................................................... 10

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................. 12
iii

2.1.

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô. ....................... 12

2.1.1.

Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô. ............................................... 12

2.1.2.

Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô. ................................. 12

2.1.3.

Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô. .................................................. 13

2.2.

Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh. ............................................... 13

2.2.1.

Máy nén. ............................................................................................................ 13

2.2.2.

Giàn nóng. ......................................................................................................... 20

2.2.3.

Bình lọc.............................................................................................................. 21

2.2.4.

Van tiết lưu. ....................................................................................................... 23

2.2.5.

Giàn lạnh............................................................................................................ 26

2.3.

Các phần phụ khác trong hệ thống điện lạnh ô tô. ............................................ 27

2.3.1.

Ống dẫn mơi chất lạnh. ...................................................................................... 27

2.3.2.

Cửa sổ kính (mắt ga). ........................................................................................ 28

2.4.

Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí trên ô tô. ........................................... 28

2.4.1.

Bộ điều khiển nhiệt độ. ...................................................................................... 28

2.4.2.

Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga). ............................................................ 30

2.4.3.

Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh. ....................................................... 31

2.4.4.

Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén. .................................................................... 33

2.5.

Hệ thống điều hồ khơng khí tự động. .............................................................. 37

2.6.

Tính tốn. ........................................................................................................... 39

2.6.1.

Tính chọn giàn ngưng. ....................................................................................... 39

2.6.2.

Tính tốn giàn bốc hơi. ...................................................................................... 40

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA Ơ TƠ DÙNG
CHO HỌC TẬP .................................................................................................................. 41
3.1.

Mục đích và u cầu của mơ hình. .................................................................... 41

3.1.1.

Mục đích của mơ hình. ...................................................................................... 41

3.1.2.

u cầu của mơ hình. ........................................................................................ 41

3.2.

Xây dựng mơ hình hệ thống điều hịa trên ơ tơ. ................................................ 41

3.3.

Chi tiết các thiết bị cần chuẩn bị. ...................................................................... 43

3.3.1.

Máy nén. ............................................................................................................ 43

3.3.2.

Giàn nóng, quạt giàn nóng................................................................................. 43

3.3.3.

Giàn lạnh( van tiết lưu, quạt lồng sóc ). ............................................................ 44

3.3.4.

Phin lọc, cơng tắc áp suất kép. .......................................................................... 44
iv

3.3.5.

Đồng hồ đo áp suất ga. ...................................................................................... 45

3.4.

Các bước làm mơ hình. ...................................................................................... 46

3.5.

Mạch điện điều khiển mơ hình. ......................................................................... 51

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH NẠP GAS, KIỂM TRA, CHẨN ĐỐN HỆ THỐNG ĐIỀU
HỊA.................................................................................................................................... 53
4.1.

Quy trình nạp ga điều hồ. ................................................................................ 53

4.1.1.

Kiểm tra rị khí. .................................................................................................. 53

4.1.2.

Q trình hút chân khơng hệ thống điện lạnh trên mơ hình. ............................. 53

4.1.3.

Quy trình nạp môi chất vào hệ thống điện lạnh trên mô hình. .......................... 54

4.2.

Hướng dẫn sử dụng mơ hình. ............................................................................ 59

4.2.1.

Hướng dẫn về lý thuyết. .................................................................................... 59

4.2.2.

Hướng dẫn về thực hành.................................................................................... 60

4.3.

Chuẩn đốn xác định hỏng hóc, sửa chữa. ........................................................ 61

4.3.1.

Kiểm tra thơng qua kính kiểm tra trên đường ống. ........................................... 61

4.3.2.

Sử dụng đồng hồ đo áp suất kiểm tra tình trạng hệ thống lạnh. ........................ 62

KẾT LUẬN VÀ TRIỂN VỌNG ........................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 66
PHỤ LỤC ............................................................................................................................. 1

v

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 3. 1 Các thiết bị cần bổ sung cho mơ hình ................................................................ 45
Bảng 3. 2 Các dụng cụ cần thiết ......................................................................................... 46
Bảng 3. 3 Quy trình lắp mơ hình ........................................................................................ 47
Bảng 4. 1 Tình trạng môi chất trong hệ thống.................................................................... 59
Bảng 4. 2: Kiểm tra thơng qua kính kiểm tra trên đường ống............................................ 62
Bảng 4. 3: Tình trạng thiếu mơi chất .................................................................................. 62

Bảng 4. 4: Tình trạng thừa mơi chất ................................................................................... 63
Bảng 4. 5: Tình trạng có hơi ẩm ......................................................................................... 63
Bảng 4. 6: Tình trạng máy nén yếu .................................................................................... 63
Bảng 4. 7: Tình trạng tắc nghẽn ......................................................................................... 64
Bảng 4. 8: Tình trạng khí lọt vào hệ thống lạnh ................................................................. 64
Hình 1. 1 Bộ sưởi ấm ............................................................................................................ 3
Hình 1. 2 Làm mát khơng khí ............................................................................................... 3
Hình 1. 3 Bộ lọc khơng khí .................................................................................................. 4
Hình 1. 4 Bộ làm sạch khơng khí ......................................................................................... 5
Hình 1. 5 Kiểu phía trước ..................................................................................................... 5
Hình 1. 6 Kiểu kép ................................................................................................................ 6
Hình 1. 7 Kiểu kép treo trần ................................................................................................. 6
Hình 1. 8 Kiểu bằng tay ........................................................................................................ 7
Hình 1. 9 Kiểu tự động ......................................................................................................... 7
Hình 1. 10 Sự phá hủy tầng ơzơn của CFC ........................................................................ 10
Hình 2. 1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ơ tơ ................................................................ 12
Hình 2. 2 Cấu tạo máy nén loại piston ............................................................................... 14
Hình 2. 3 Sơ đồ nguyên lý máy nén kiểu đĩa chéo ............................................................. 15
Hình 2. 4 Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc............................................................................... 15
Hình 2. 5 Nguyên lý hoạt động máy nén loại đĩa lắc ......................................................... 16
Hình 2. 6 Cấu tạo máy nén loại xoắn ốc............................................................................. 16
Hình 2. 7 Nguyên lý hoạt động của máy nén loại xoắn ốc................................................. 17
Hình 2. 8 Máy nén loại trục khuỷu và loại gạt xuyên ........................................................ 17
Hình 2. 9 Van giảm áp và phớt làm kín trục ...................................................................... 18
Hình 2. 10 Cấu tạo của ly hợp điện từ ................................................................................ 19
vi

Hình 2. 11 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ .......................................................... 19
Hình 2. 12 Nguyên lý hoạt động của ly hợp điện từ .......................................................... 20

Hình 2. 13 Cấu tạo của giàn nóng ...................................................................................... 20
Hình 2. 14 Sơ đồ cấu tạo của bình lọc ................................................................................ 22
Hình 2. 15 Van tiết lưu dạng hộp ....................................................................................... 23
Hình 2. 16 Cấu tạo Van tiết lưu thường ............................................................................. 24
Hình 2. 17 Cấu tạo của bình tích lũy .................................................................................. 25
Hình 2. 18 Hình dạng của bộ bốc hơi ................................................................................. 26
Hình 2. 19 Giàn lạnh .......................................................................................................... 27
Hình 2. 20 Hình dạng của mắt ga ....................................................................................... 28
Hình 2. 21 Cấu tạo mắt gas ................................................................................................ 28
Hình 2. 22 Kiểu điện trở ..................................................................................................... 29
Hình 2. 23 Kiểu nhiệt điện trở ............................................................................................ 29
Hình 2. 24 Bộ điều khiển bù ga khơng tải (kiểu điện) ....................................................... 30
Hình 2. 25 Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu cơ khi chưa có điện) ............................... 31
Hình 2. 26 Bộ điều khiển bù ga khơng tải (kiểu cơ khi A/C bật) ....................................... 31
Hình 2. 27 Cấu tạo van EPR ............................................................................................... 32
Hình 2. 28 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ cao).......................................... 33
Hình 2. 29 Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ thấp) ........................................ 33
Hình 2. 30 Các kiểu điều khiển máy nén............................................................................ 34
Hình 2. 31 Điều khiển máy nén kiểu A .............................................................................. 34
Hình 2. 32 Điều khiển máy nén theo tốc độ động cơ ......................................................... 35
Hình 2. 33 Vị trí lắp đặt cơng tắc áp suất kép .................................................................... 35
Hình 2. 34 Cơng tắc áp suất kép (khi có sự cố xảy ra) ....................................................... 36
Hình 2. 35 Cảm biến nhiệt độ nước.................................................................................... 36
Hình 2. 36 Hệ thống điều khiển bằng điện tử..................................................................... 37
Hình 2. 37 Sơ đồ điều khiển điều hịa tự động ơ tơ ............................................................ 38
Hình 2. 38 Sơ đồ khối tín hiệu đầu vào và đầu ra của cùm điều khiển tự động bằng điện tử
EATC .................................................................................................................................. 39
Hình 3. 1 Mơ hình hệ thống điện lạnh trên ơ tơ ................................................................. 42
Hình 3. 2 Máy nén .............................................................................................................. 43
Hình 3. 3 Giàn nóng, quạt giàn nóng.................................................................................. 44

Hình 3. 4 Giàn lạnh, van tiết lưu, quạt lồng sóc ................................................................. 44
Hình 3. 5 Phin lọc, cơng tắc áp suất kép ............................................................................ 45
Hình 3. 6 Đồng hồ đo áp suất ............................................................................................. 45
Hình 3. 7 Mạch điện điều khiển mơ hình ........................................................................... 51
vii

Hình 3. 8 Mơ hình sau khi hồn thiện ( mặt trước) ............................................................ 51
Hình 3. 9 Mơ hình sau khi hồn thiện ( mặt sau) ............................................................... 52
Hình 4. 1 Sơ đồ hút chân khơng ......................................................................................... 53
Hình 4. 2 Lắp ống màu vàng của bộ áp kế vào bình gas .................................................... 55
Hình 4. 3 Xả khí trong đường ống chung ........................................................................... 55
Hình 4. 4 Nạp mơi chất lạnh khi máy nén hoạt động ......................................................... 56
Hình 4. 5 Nạp mơi chất lạnh khi máy nén khơng hoạt động. ............................................. 58
Hình 4. 6 Bộ đồng hồ kiểm tra áp suất hệ thống điện lạnh ơ tơ ......................................... 60
Hình 4. 7 Bơm hút chân không........................................................................................... 60

viii

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BẢNG KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT
Đơn vị nhiệt của Anh

BTU

British Thermal Unit

CFC

Cholorofluarocarbon

HCF

Hydrofluarocarbon

R-12

Freon 12

Môi chất lạnh

R-134a

Freon 134

Môi chất lạnh

PSI

Pound per square inch

Đơn vị đo áp suất

A/C

Air Conditioning

Điều hịa khơng khí

ECU

Electronic control unit

Cụm điều khiển điện tử

HI

Cao

LO

Thấp

ISCV

Idle Speed Control Vale

Điều khiển cầm chừng

IC

Intergrated

Mạch tích hợp

EATC

Electronic Automatic Temperature

Control

Hệ thống điều khiển điều hịa
khơng khí tự động

ix

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Với sự phát triển của kinh tế, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật những năm qua
cuộc sống con người được trang bị thêm nhiều tiện nghi. Vì vậy, trên ơ tơ cũng trang bị
nhiều tiện nghi để đáp ứng nhu cầu của con người, một trong những tiện nghi phổ biến là
hệ thống điều hồ khơng khí trong ơ tơ.
Với mục đích làm quen với cơng việc nghiên cứu trong nhóm, củng cố và mở rộng
kiến thức chun mơn, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống điều hịa khơng khí
ơ tơ nên chúng em đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp của mình là: “Thiết kế, chế tạo mơ hình
hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập”.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập để
phục vụ công tác giảng dạy trong nhà trường và giúp trang bị thêm những kiến thức thực
tế cho sinh viên.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ.
- Phạm vi nghiên cứu: trên thực tế và tài liệu.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu về hệ thống
điều hòa ô tô. Tìm kiếm các tài liệu và thông tin trên mạng Internet, các website của các

trường đại học kỹ thuật trong nước và các website nước ngoài liên quan đến hệ thống điều
hịa ơ tơ.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: quan sát tìm hiểu hệ thống trên xe thực tế,
xây dựng phương án thiết kế mơ hình, phương án lắp đặt, kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng hệ
thống.
- Phương pháp thực nghiệm, phân tích đánh giá kết quả: từ kết quả thực tế trên sa
bàn và tài liệu đưa ra các vấn đề về kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điều hịa ơ tơ.
5. Bố cục đề tài:
Chương I: Tổng quan
Chương II: Cơ sở lý thuyết
Chương III: Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ dùng cho học tập
Chương IV: Quy trình nạp ga, kiểm tra, chẩn đốn hệ thống điều hịa
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

1

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Lịch sử ra đời hệ thống điều hịa ơ tơ.
Năm 1939 khi mà những nhà sản xuất xe cao cấp ở New York – Parkard – phát
triển hệ thống điều hòa thiết thực đầu tiên cho xe ô tô.Parkard đã tạo ra điều hịa khơng
khí cho xe đầu tiên như một tùy chọn bổ sung. Nếu có bất kỳ người mua nào muốn có

1.1.

điều hịa khơng khí, thì một cơng ty thứ ba có tên là Bishop và Babcock Co. sẽ lắp đặt hệ
thống này vào trong xe.Thật không may là “điều hòa nhiệt độ” của Packard thất bại trong
việc thương mại hóa do chi phí lắp đặt q cao. Ngồi ra thì điều hịa của Packard cũng
gặp vấn đề về máy móc và cần phải bảo dưỡng liên tục. Cơng ty này đã ngừng sản xuất
điều hòa vào năm 1941.
Tuy nhiên GM đã đưa điều hòa nhiệt độ trở thành một trang bị tiêu chuẩn trong hầu
hết những mẫu xe được sản xuất trong năm 1953, và Nash và Pontiac cũng bắt kịp xu
hướng này trong năm sau đó. Một vài nhà sản xuất xe khác cũng bắt đầu triển khai một
vài năm sau.
Doanh số bán điều hịa khơng khí cho xe ô tô tăng mạnh trong những năm 60.
Cadillac đã thực sự thay đổi cục diện cuộc chơi bằng việc đưa vào sử dụng hệ thống điều
khiển điều hịa khơng khí lần đầu tiên vào năm 1964. Cài đặt này cho phép thay đổi nhiệt
độ về mức phù hợp hơn với nhu cầu người dùng[8].
Giới thiệu chung hệ thống điều hịa.
Điều hịa khơng khí là một hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt độ và
tuần hồn khơng khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong những

1.2.

ngày nắng nóng mà cịn giúp khử độ ẩm và lọc sạch khơng khí. Ngày nay, 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.
1.3.

Các chức năng.
Điều hồ khơng khí có chức năng:
- Điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng khí trong xe

- Hút ẩm và lọc gió

1.3.1. Điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng khí.
a. Sưởi ấm.
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

2

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ để làm nóng khơng khí
trong xe nhờ quạt gió.

Hình 1. 1 Bộ sưởi ấm[7]
b. Làm mát khơng khí.
Khí gas được xả từ van giãn nở lập tức biến thành dạng sương có áp suất và nhiệt
độ thấp và bắt đầu bay hơi tại giàn lạnh. Mơi chất trong giàn lạnh có nhiệt độ và áp suất
thấp nó làm lạnh khơng khí xung quanh dàn lạnh.

Hình 1. 2 Làm mát khơng khí[6].
c. Tuần hồn khơng khí trên xe.
- Thơng gió tự nhiên: lấy khơng khí từ bên ngồi đưa vào bên trong xe nhờ sự
chênh lệch áp suất khi xe chuyển động.
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm

Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

3

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

- Thông gió cưỡng bức: là sử dụng quạt điện để hút khơng khí từ bên ngồi đưa
vào trong xe.
1.3.2. Hút ẩm và lọc gió.
a. Bộ lọc khơng khí.
- Chức năng: Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của điều hồ khơng khí để làm sạch
khơng khí đưa vào trong xe.
- Phân loại bộ lọc khơng khí: có hai loại bộ lọc khơng khí, một loại chỉ lọc bụi và
loại kia cịn có tác dụng khử mùi bằng than hoạt tính. Bộ lọc khơng khí có thể thay thế dễ
dàng.

Hình 1. 3 Bộ lọc khơng khí[7]
b. Bộ làm sạch khơng khí.
- Cơng dụng: có tác dụng loại bỏ khí và bụi bẩn trong xe.
- Cấu tạo: Bộ làm sạch khơng khí gồm có một quạt giàn lạnh, motor quạt giàn lạnh,
cảm biến khói, bộ khuyếch đại, điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính.

Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

4

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

Hình 1. 4 Bộ làm sạch khơng khí[7]
- Ngun lý hoạt động:
Bộ lọc khơng khí dùng một motor quạt để lấy khơng khí ở trong xe và làm sạch
khơng khí đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bộ lọc. Ngồi ra, một số xe có
trang bị cảm biến khói để xác định khói thuốc và tự động khởi động khi motor quạt giàn
lạnh ở vị trí “HI”.
Phân loại điều hịa khơng khí trên ơ tơ.
Hệ thống điều hịa khơng khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương
thức điều khiển.

1.4.

1.4.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt.
- Kiểu phía trước:
Ở loại này dàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngồi hoặc khơng khí
tuần hồn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào bên trong khoang
xe. Kiểu này được dùng phổ biến trên xe 4 chỗ , xe tải,…

Hình 1. 5 Kiểu phía trước[6]
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

5

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

- Kiểu kép:
Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong
khoang hành lý. Cấu trúc này khơng cho khơng 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 dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ,…

Hình 1. 6 Kiểu kép[6]
- Kiểu kép treo trần:
Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hịa 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.

Hình 1. 7 Kiểu kép treo trần[6]
1.4.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển.
- Kiểu 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 : Cơng tắc điều khiển tốc độ quạt ,
hướng gió, lấy gió trong xe hay ngồi trời,…

Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

6

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

Hình 1. 8 Kiểu bằng tay[6]
- Kiểu tự động:
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thơng qua bộ điều khiển điều hịa
(ECU A/C). Nhiệt độ khơng 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 mơi trường,
cảm biến bức xạ mặt trời,…

Hình 1. 9 Kiểu tự động[6]
Lý thuyết về điều hịa khơng khí.
Để hiểu sâu hơn về đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống điều hịa
khơng khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu về cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hịa
khơng khí.
Bản chất của quá trình làm mát trong hệ thống điều hịa đó là tách nhiệt ra khỏi vật

1.5.

thể. Vì vậy hệ thống điều hịa khơng khí hoạt động dựa trên ngun lý cơ bản sau:
- Dịng nhiệt ln truyền từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp.
- Khi chất khí bị nén nhiệt độ của nó sẽ tăng.
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

7

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

- Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ làm phân bố nhiệt ra một vùng xung quanh và
nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống.
- Để làm lạnh bất cứ một vật thể nào thì ta phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó.
- Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến
thành hơi.
Hệ thống điện lạnh được thiết kế dựa trên các đặc tính cơ bản của sự truyền dẫn
nhiệt sau đây: Dịng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt và áp suất với điểm sơi.
- Dịng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến những nơi có nhiệt độ
thấp hơn. Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì dịng nhiệt lưu thông càng mạnh. Nhiệt
truyền từ vật này sang vật khác theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ.
+ Dẫn nhiệt: Sự dẫn nhiệt xảy ra giữa hai vật thể khi chúng được tiếp xúc trực tiếp
với nhau.
+ Sự đối lưu: là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác nhờ khối khơng khí
trung gian bao quanh nó. Khi khối khơng khí được đun nóng bởi một nguồn nhiệt, khơng
khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội hơn và làm nóng vật thể này.
+ Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, 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.
- 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 nhiệt
lượng nhất định. Ví dụ khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 00C thì nước đóng băng thành
đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu nước được đun tới 1000C, nước
sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Trong q trình thay đổi trạng thái của nước ta phải tác động
nhiệt vào.

- Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hịa khơng
khí. Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sơi của chất lỏng
này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sơi cao [2].
1.6. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.
1.6.1. Đơn vị đo nhiệt lượng.
Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị BTU. Nếu
cần nung 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 nhiệt lạnh ô tô được định rõ bằng BTU/giờ, vào
khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ.(1BTU= 0,252 cal = 252 kcal), (1 kcal = 4,187 kJ)[2].
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

8

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

1.6.2. Môi chất lạnh.
Môi chất lạnh còn gọi ga lạnh . Trong hệ thống điều hịa khơng khí nó phải đạt
được những u cầu sau đây:
- Mơi chất lạnh phải có điểm sơi thấp dưới 320F (00C) để có thể bốc hơi và hấp thụ
ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
- Phải có tính chất tương đối trơ, hịa trộn được với dầu bơi trơn để tạo thành một
hóa chất bền vững có khả năng di chuyển thông suốt trọng hệ thống và không ăn mòn kim
loại hoặc các vật liệu khác như cao su, nhựa.
- Đồng thời chất làm lạnh phải là chất không độc, không cháy, và không gây nổ,
không gây ô nhiễm mơi trường khi nó xả vào khí quyển.

- Mơi chất lạnh R-12:
Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có cơng thức hóa học là
CCl2F2 (CFC). Nó là một chất khí khơng màu nó nặng hơn khơng khí bốn lần ở 300C, có
mùi thơm rất nhẹ, có điểm sơi là 21,70C (-29,80C), áp suất hơi của nó trong bộ bốc hơi là
30 PSI và trong bộ ngưng tụ là 150-300 PSI, và có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là 70 BTU
trên 1 Pound.
R-12 rất dễ hịa tan trong dầu khống chất, và khơng 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
thơng xun suốt hệ thống ống dẫn nhưng khơng bị làm giảm hiệu suất, chính những đặc
điểm này đã làm cho R-12 là môi chất lý tưởng sử dụng trong hệ thống điều hịa ơ tơ.
Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ơzơn và gây ra hiệu ứng nhà kính, do
các phân tử này có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải, và tại bầu khí quyển,
nguyên tử clo đã tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3 trong tầng ơzơn khí quyển.
Do đó ngày nay mơi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hành trên thị trường.

Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

9

Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ô tô dùng cho học tập

Hình 1. 10 Sự phá hủy tầng ôzôn của CFC[2]
- Môi chất lạnh R-134a:
Môi chất lạnh R134a có cơng thức hóa học là CF3-CH2F (HFC). Do trong thành
phần hợp chất khơng có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành cơng nghiệp ô

tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng mơi chất lạnh R134a.
Các đặc tính, các mối quan hệ áp suất và nhiệt độ của mơi chất R134a có điểm sơi 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 có phần khơng bằng so với R-12. Vì vậy hệ thống
điều hịa khơng khí ơ tơ dùng mơi chất lạnh R134a được thiết kế với áp suất bơm cao hơn,
đồng thời phải tăng khối lượng lớn khơng khí giải nhiệt thổi xuyên qua giàn nóng (bộ
ngưng tụ). R134a có nhược điểm nữa là không kết hợp được với các dầu khống dùng để
bơi trơn hệ thống[2].
1.6.3. Dầu bơi trơn.
Tùy theo quy định của nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 ml được
nạp vào máy nén nhằm đảm bảo các chức năng sau đây: Bôi trơn các chi tiết của máy nén
tránh mòn và két cứng, một phần dầu nhờn sẽ hịa trộn với mơi chất lạnh và lưu thông
khắp nơi trong hệ thống, giúp van giãn nở hoạt động chính xác, bơi trơn cổ trục máy nén.
Dầu bôi trơn máy nén phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh. Dầu
bôi trơn máy nén khơng có 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 điện lạnh đổi sang màu nâu
Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trường
Bùi Viết Lãm
Bùi Quang Trọng

Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Phú Ngưu

10

THIẾT kế, CHẾ tạo mô HÌNH hệ THỐNG điều hòa ô tô DÙNG CHO học tập

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về