Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP QUẢNG NINH

GIÁO TRÌNH

HỆ THỐNG ĐIỀU HĨA KHƠNG KHÍ
TRÊN Ơ TƠ
DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

QUẢNG NINH - 2020


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

LỜI NĨI ĐẦU
Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên mùa hè tương đối nóng nực và có độ ẩm
khá cao. Cùng với sự phát triển của đất nước, đời sống con người ngày càng được cải thiện
và nâng cao, do đó nhu cầu về việc tạo ra điều kiện vi khí hậu thích hợp cho con người ở
các cơng sở, văn phịng, xí nghiệp, nhà ở và phương tiện đã trở nên rất cấp thiết.
Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế, ôtô đã được sử dụng rộng rãi như
một phương tiện giao thông thông dụng và ngày càng được cải tiến, nâng cấp tối ưu về mặt
tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên
ơtơ hiện đại ngày càng phát triển, hồn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc
đảm bảo nhu cầu của khách hàng, một trong những tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điều
hồ khơng khí trong ơtơ.
Giáo trình này giới thiệu những kiến thức cơ bản về lý thuyết, cấu tạo, nguyên lý
hoạt động và kỹ thuật kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa của hệ thống điều hịa khơng khí trên xe
ơ tơ. Giáo trình được dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chun ngành Cơng
nghệ Kỹ thuật Ơ tô trong nhà trường và làm tài liệu tham khảo cho những người làm công tác
kĩ thuật trong ngành ô tơ, kỹ thuật viên thiết kế.

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 1-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TRÊN Ơ TƠ
1.1. Khái qt về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Willis H.Carrier (1876 – 1950) là người đưa ra định nghĩa điều hồ khơng khí là sự
kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa khơng khí, tự động duy trì khống chế
trạng thái khơng khí khơng đổi phục vụ cho mọi u cầu về tiện nghi hoặc công nghệ.
Năm 1902, Tiến Sĩ Willis Carrier phát minh ra máy điều hịa khơng khí kiểu ly tâm
đầu tiên trên thế giới, có khả năng kiểm soát được cả nhiệt độ và độ ẩm. Phát minh này đã
tạo ra môi trường làm việc tiện nghi trong lĩnh vực thương mại và công nghiệp.
Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng Ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa
tính chất nhiệt của khơng khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái khơng
khí u cầu (Trans. Amer. Soc. mech. Engineers. Bd. 33 (1911)). Ơng chính là người đi đầu
cả trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng chế, thiết kế và chế
tạo các thiết bị và hệ thống điều hồ khơng khí. Năm 1915, Ơng thành lập Cơng Ty Carrier
và khơng ngừng phát triển để trở thành nhà cung cấp máy điều hòa khơng khí hàng đầu và
nổi tiếng trên thế giới. Ơng đã cống hiến trọn đời mình cho ngành điều hồ khơng khí và
cũng đã trở thành ơng tổ vĩ đại nhất của ngành này.
Năm 1939 Packard (một công ty chế tạo ô tô ở Mỹ) đã ứng dụng hệ thống điều hòa
dân dụng để phát minh ra chiếc xe chạy máy lạnh đầu tiên trên thế giới, sau đó nó đã được
lắp đặt hàng loạt cho những chiếc xe của hãng này. Đến năm 1942 Packard đã trang bị máy
lạnh cho 1.500 xe. Vào năm 1954 đã có khoảng 36.000 xe có hệ thống điều hịa khơng khí
được lắp đặt ở các nhà máy. Trong năm 1966 đã có khoảng 3.560.000 bộ điều hịa được lắp
đặt trên ơ tơ ở Mỹ. Những xe được trang bị máy lạnh lúc đó được bán rất chạy. Năm 1987

số lượng xe được lắp điều hịa khơng khí là 19.571.000. Và ước tính rằng hiện nay trên 80%
số xe ô tô và xe tải nhẹ hoạt động có điều hịa khơng khí.
Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp ôtô đã và đang
rất phát triển. Những xe ra đời sau này được cải tiến tiện nghi, an toàn và hiện đại hơn
những chiếc xe đời cũ. Trên ôtô hiện đại đều được trang bị hệ thống điều hịa khơng khí, hệ
thống này góp phần đáng kể vào việc tạo ra sự thoải mái, dễ chịu và khỏe khoắn cho hành
khách trong xe.





Chức năng của hệ thống điều hịa khơng khí là để:
Điều khiển nhiệt độ trong xe phù hợp với cơ thể (mát mẻ hoặc ấm áp)
Điều khiển lưu thơng và phân phối khơng khí
Tách ẩm trong khơng khí
Làm sạch bụi, khử mùi

Khơng khí trong ơtơ thích hợp nhất là khi sự trao đổi nhiệt giữa người trong xe với
môi trường xung quanh tiến hành ở điều kiện cường độ cực tiểu của hệ thống tự điều chỉnh
thân nhiệt của người. Để tạo sự thích hợp trên, có thể bằng biện pháp tự nhiên hoặc bằng
thiết bị. Biện pháp đầu gắn liền với mơi trường khơng khí bên ngồi, nên khơng khí bên
trong ơtơ sẽ bị thay đổi theo vùng xe chạy, tốc độ của xe, điều kiện thời tiết khi chạy xe và
điều kiện phát nhiệt máy móc cũng như sự hấp thụ nhiệt của vỏ xe. Biện pháp sau sẽ tạo
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 2-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

được vùng tiểu khí hậu trong xe thích hợp với người trên xe. Do vậy, hệ thống điều hịa
khơng khí được sử dụng rộng rãi và ngày càng hoàn chỉnh hơn trên ơtơ hiện đại.

Hình 1.1. Biện pháp làm mát tự nhiên

Hình 1.2. Biện pháp làm mát sử dụng thiết bị

1.1.1. Cơ sở lý thuyết về điều hịa khơng khí
Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo của hệ thống
điều hịa khơng khí trên ơtơ, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết căn bản của hệ
thống điều hịa khơng khí.
Qui trình làm lạnh được mơ tả như là một hoạt động tách nhiệt ra khỏi vật thể - đây
cũng chính là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hịa khơng khí.
Vậy nên, hệ thống điều hịa khơng khí hoạt động dựa trên những ngun lý cơ bản
sau:





Dịng nhiệt ln truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh.
Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ.
Để làm lạnh một người hay một vật thể, phải lấy nhiệt ra khỏi người hay vật thể đó
Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi một chất lỏng thay đổi trạng thái biến
thành hơi.
1.1.2. Các khái niệm cơ bản
Tất cả các hệ thống điều hịa khơng khí ôtô đều được thiết kế dựa trên Cơ sở lý
thuyết của ba đặc tính căn bản: Dịng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sơi.
a, Dịng nhiệt

“Nhiệt” truyền từ những vùng có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có chuyển động
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 3-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

mạnh hơn) đến những vùng có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển động yếu hơn). Ví
dụ một vật nóng 30o C được đặt kề bên vật nóng 80o C, thì nhiệt sẽ truyền từ vật nóng
80oC sang vật nóng 30oC – chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật càng lớn thì dịng nhiệt lưu
thơng càng mạnh.
b, Đơn vị đo nhiệt độ
Gồm có 3 đơn vị đo nhiệt độ thường hay sử dụng nhất để đo giá trị của nhiệt độ đó
là: oK, oC, oF

Thang chia oK = oC + 273,15
Mối quan hệ giữa oC và oF:
oC = 5/9 x (oF – 32);
oF = 9/5 xoC + 32

Hình 1.3. Các loại nhiệt kế đo nhiệt

c, Sự hấp thụ nhiệt
Ta có một ví dụ: Khi cấp một lượng nhiệt lên viên đá nó sẽ tan thành thể lỏng là
nước, nếu nước được đun nóng đến 212oF (100oC), nước sẽ sơi và bốc hơi (thể khí).

Hình 1.4. Q trình biến đổi trạng thái khi hấp thụ nhiệt

Chúng ta thấy muốn thay đổi trạng thái của vật thể (rắn, lỏng, khí), cần phải truyền

dẫn một nhiệt lượng cho nó hay nói cách khác vật thể đó cần thêm một lượng nhiệt để có
thể thay đổi trạng thái, và nó sẽ hấp thụ từ xung quanh, đó gọi là sự hấp thụ nhiệt.
Có 2 trạng thái của sự hấp thụ nhiệt tiêu biểu mà chúng ta xét tới ở đây, đó là: sự hóa
hơi và sự ngưng tụ.
Sự hóa hơi: là sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi, có thể xảy ra dưới 2 hình thức: sự
tự bay hơi và sự sơi.
Đầu tiên ta nói về cơ sở khoa học để hình thành sự bay hơi, điều này cũng giải thích
lý do tại vì sao khái niệm "sự bay hơi" chỉ có ở chất lỏng mà khơng có ở các vật thể rắn:
 Ở các chất rắn: các nguyên tử không thể di chuyển, vị trí của các nguyên tử là
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 4-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tô

cố định (tức là hai nguyên tử nằm kề nhau khơng thể hốn đổi vị trí cho nhau).
Lưu ý là mặc dù ngun tử khơng thể di chuyển nhưng nó vẫn dao động nhỏ
xung quanh vị trí cân bằng của nó, điều này dẫn đến một số tính chất của chất
rắn như cứng, đặc, ...v.v.
 Ở các chất lỏng: vị trí của các ngun tử là khơng cố định, chúng có thể di
chuyển vơ định hướng và hốn đổi vị trí cho nhau, làm cho chất lỏng có một số
tính chất như mềm, lỏng, dễ xi theo trọng lực, ...v.v.
Bình thường, các phân tử trong một chất lỏng khơng
có đủ động năng để thoát khỏi chất lỏng. Nhưng khi các
phân tử va chạm với nhau, chúng chuyển hóa năng lượng
cho nhau ở nhiều mức độ đa dạng, phụ thuộc vào cách các
phân tử va chạm vào nhau. Đôi khi, sự chuyển hóa này là
một chiều đối với những phân tử gần bề mặt, cuối cùng nó
sẽ tích tụ đủ năng lượng để bay hơi gọi là sự tự bay hơi.

Hình 1.5. Sự tự bay hơi

Ngoài ra sự bay hơi phụ thuộc vào động năng mà nó hấp thụ, trong khi động năng
của một phân tử tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nó, sự bay hơi diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ
cao.
Sự bay hơi diễn ra nhanh nhất là khi chất lỏng hấp thụ đủ động năng (nhiệt độ) để
vượt qua được lực liên kết phân tử, khi đó chất lỏng có thể bay hơi ở cả bên trong và trên bề
mặt, đó gọi là sự sơi.
Tuy nhiên mỗi chất lỏng có lực liên kết khác nhau nên cần một động năng (nhiệt độ)
khác nhau để hóa hơi và người ta gọi đó là điểm sơi của chất lỏng (nước sôi ở 100oC).
Khi các phân tử chuyển động nhanh hơn thốt ra, các phân tử cịn lại sẽ có động năng
trung bình thấp hơn, và nhiệt độ của chất lỏng giảm xuống. Hiện tượng này gọi là sự bay hơi
để làm mát và đó chính là ngun lý làm lạnh.
Đây là lý do tại sao việc làm bay hơi mồ hôi làm mát cơ thể con người. Tương tự như
vậy chúng ta cũng cảm thấy lạnh khi chúng ta bôi cồn vào tay: Cồn đã lấy nhiệt của tay
chúng ta khi bay hơi. Hay nước thường đọng lại trên ly nước đá vì khi nước đá bay hơi đã
lấy nhiệt ở bề mặt ly. Chúng ta có thể làm cho các vật lạnh đi bằng cách sử dụng các hiện
tượng tự nhiên này: chất lỏng bay hơi có thể lấy nhiệt từ các chất.

Hình 1.6. Nguyên lý làm lạnh

Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi:
 Nhiệt độ (Với chất có nhiệt độ cao hơn, thì các phân tử của nó sẽ có động năng trung
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 5-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

bình cao hơn, do đó bay hơi sẽ nhanh)
 Áp suất (càng cao thì điểm sơi càng cao)
 Diện tích bề mặt (Một chất có diện tích bề mặt lớn hơn sẽ bay hơi nhanh hơn, vì có
nhiều phân tử bề mặt có khả năng thốt đi)
 Khối lượng riêng (Chất lỏng có khối lượng riêng càng lớn thì sẽ bay hơi càng chậm)
 Nhiệt hóa hơi riêng ( là nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng
để nó chuyển thành hơi ở một nhiệt độ xác định)
 Nồng độ các chất bay hơi trong không khí (nếu khơng khí đã bão hịa với các chất
khác, khả năng tiếp nhận chất bay hơi sẽ thấp hơn).
Sự ngưng tụ: là q trình ngược với sự hóa hơi tức là sự thay đổi trạng thái chuyển
từ thể khí sang thể lỏng. Bản thân chất khí lúc này sẽ bị hấp thụ nhiệt và ngưng tụ.
Sự ngưng tụ bắt đầu bằng sự hình thành các cụm nguyên tử của chất đó trong thể khí
của nó (hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành mây) hoặc khi tiếp xúc giữa pha khí với bề mặt
lỏng hoặc rắn (hiện tượng đọng giọt nước trên nắp ấm nước khi đun sôi nước).
Ngưng tụ thường xảy ra khi chất khí được làm lạnh hoặc nén đến giới hạn bão hịa
của nó khi mật độ phân tử trong pha khí đạt đến ngưỡng tối đa.
Vùng xảy ra các q trình ngưng hơi có thể ở trong thể tích khối hơi khi nhiệt độ nhỏ
hơn nhiệt độ bão hòa ở áp suất tương ứng hoặc cũng có thể xảy ra trên bề mặt vật được làm
lạnh. Khi bay hơi và khi ngưng tụ, bản thân môi chất sẽ hấp thụ hoặc bị hấp thụ một lượng
nhiệt (động năng) để chuyển đổi trạng thái. Lượng nhiệt này người ta gọi là ẩn nhiệt (ẩn
nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt ngưng tụ)

Hình 1.7. Ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt ngưng tụ

d, Áp suất và sự ảnh hưởng tới điểm sơi
Áp suất giữ vai trị quan trọng đối với hoạt động của hệ thống điều hịa khơng khí.
Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng này. Áp
suất càng lớn, điểm sơi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao hơn so với khi ở
áp suất bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vật chất thì điểm sơi của

vật chất ấy sẽ hạ xuống. Ví dụ điểm sơi của nước ở áp suất bình thường là 100 oC. Điểm sơi
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 hoặc đặt chất lỏng trong chân không.
Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước, áp suất cũng có tác dụng tương đương như thế.
Trong hệ thống điều hịa khơng khí, cũng như hệ thống điện lạnh ơtơ đã ứng dụng
hiện tượng này của áp suất đối với sự bốc hơi và ngưng tụ của một số loại chất lỏng đặc biệt
để tham gia vào quá trình sinh lạnh và điều hòa của hệ thống. Những chất lỏng này được
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 6-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

gọi là mơi chất lạnh hay cịn gọi là tác nhân lạnh, gas lạnh, chất sinh hàn.

Hình 1.8. Biểu đồ áp xuất và điểm sôi

1.1.3. Các phƣơng pháp truyền nhiệt
Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kết hợp giữa
ba cách trên.

a, Dẫn nhiệt

b, Đối lưu

c, Bức xạ

Hình 1.9. Các phương pháp truyền nhiệt

a, Dẫn nhiệt: Là sự truyền có hướng của nhiệt trong một vật hay sự dẫn nhiệt xảy ra giữa
hai vật thể khi chúng được tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ví dụ, nếu nung nóng một đầu thanh
thép thì đầu kia sẽ dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt.
b, Đối lưu: Là sự di chuyển của những nhóm phân tử trong chất lỏng hoặc chất khí.
Sự đối lưu nhiệt: là sự truyền nhiệt sinh ra bởi sự chuyển động của dịng chất khí
(hoặc lỏng) đã được làm nóng. Khí nóng ln di chuyển lên trên và khí lạnh chìm xuống
(gọi là đối lưu tự nhiên) hoặc di chuyển theo sự tác động cưỡng bức bởi gió hay quạt, ... (gọi
là đối lưu cưỡng bức)
Lấy ví dụ sự đối lưu nhiệt khi đun sôi ấm nước: khi nhiệt được cấp tại phần đáy một
ấm nước, các phần tử nước đã được làm nóng lên sẽ chuyển động lên phía trên, phần nước
lạnh từ những vùng xung quanh sẽ chìm xuống và tiếp tục quy trình cho đến khi tồn bộ
phần nước trong ấm sôi hết.
c, Bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dù giữa các vật
khơng có khơng khí hoặc khơng tiếp xúc nhau. Ta cảm thấy ấm khi đứng dưới ánh sáng mặt
trời hay cả dưới ánh đèn pha ôtô nếu ta đứng gần nó. Đó là bởi nhiệt của mặt trời hay đèn
pha đã được biến thành các tia hồng ngoại và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 7-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt
này gọi là bức xạ
1.1.4. Môi chất lạnh và sử dụng an tồn mơi chất lạnh
Mơi chất lạnh cịn gọi là gas lạnh: là chất tuần hồn trong hệ thống điều hịa có tác
dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nở và bay hơi.
Gas lạnh phải đảm bảo: Khơng cháy, nổ; khơng độc, khơng ăn mịn, khơng mùi.
Trên ô tô sử dụng hai loại môi chất lạnh là R-12 và R-134a

 R-12 có tên khoa học là Dichlorodifluoromethane, tên thương mại là Freon-12,
thường được biết đến là CFC. Cơng thức phân tử của nó là CCl2F2, nhiệt độ sơi là
−29.80C (243.3K).
 Mơi chất R-134a có tên khoa học là 1,1,1,2-Tetrafluoroethane hay còn được gọi là
Genetron 134a hay HFC-134a, có tính chất nhiệt động học tương tự R-12
(dichlorodifluoromethane) nhưng khơng gây phá hủy tầng ozone. Cơng thức của nó
là CH2FCF3 và nhiệt độ sôi là −26.30C (−15.340F).

a, phân tử R-12
b, phân tử R-134a
Hình 1.10. Cấu tạo phân tử R-12 và R-134a

Môi chất R12 chủ yếu sử dụng trên ô tô sản xuất trước năm 1994. Từ năm 1994, việc
sản xuất R-12 bị cấm ở Mỹ và nhiều nước vì những quan ngại về mơi trường. Để hệ thống
điều hịa khơng khí R-12 sử dụng được R-134a, chúng ta cần phải thay thế ống mềm, gioăng
chữ O và dầu máy nén.

Hình 1.11. Bảng đặc tính của Mơi chất R-12 và R-134a
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 8-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

1.2. Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
1.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Điều hồ khơng khí trên ơ tơ là bộ phận điều khiển nhiệt độ trong xe, hoạt động như
một máy hút ẩm có chức năng điều khiển nhiệt độ thay đổi từ cao đến thấp. Nó có nhiệm vụ
điều hịa, làm mát và giảm độ ẩm của khơng khí giúp gia tăng kéo dài thời gian sử dụng cho

các động cơ khi hoạt động. Đồng thời, hệ thống điều hịa cịn giúp lưu thơng và đảm bảo
mang tới luồng khơng khí trên xe được thoải mái, tránh ngột ngạt nhất là trong những ngày
oi ả.
1. Máy nén
2. Dàn nóng.
3. Bộ lọc khơ
4. Van tiết lưu.
5. Dàn lạnh.
6. Bình tích lũy.
7. Két sưởi.
8. Quạt gió.
Hình 1.12: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hịa trên ơ tơ.

Điều hịa khơng khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tơ. Nó có các chức
năng chính như sau:
 Điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng 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.
a, Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hồn khơng khí trong xe.
 Chức năng sưởi ấm.
Nước làm mát động cơ

Đầu vào

Quạt

Két sưởi
Đầu ra

Hình 1.13: Nguyên lý hoạt động của két sưởi..

Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng khơng khí trong xe.
Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng khơng khí trong
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 9-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

xe nhờ quạt gió. Nhiệt độ của két sưởi vẫn cịn 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.
 Chức năng làm mát.
Mơi chất(ga điều hịa)

Máy nén

Đầu vào

Đầu ra

Quạt

Dàn
Giànlạnh
lạnh

Hình 1.14: Ngun lý hoạt động của dàn lạnh.

Dàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát khơng khí trước khi đưa vào

khoang xe. Khi bật cơng tắc điều hịa khơng khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy mơi chất
lạnh (ga điều hòa) tới dàn lạnh. Dàn lạnh được làm mát nhờ mơi chất lạnh. Khi đó khơng
khí thổi qua dàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe.
Như vậy, việc làm nóng khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ
cịn việc làm mát khơng khí lại phụ thuộc vào mơi chất lạnh. Hai chức năng này hồn tồn
độc lập với nhau.
b, Chức năng hút ẩm và lọc gió.
 Chức năng hút ẩm.
Nếu độ ẩm trong khơng khí lớn khi đi qua dàn lạnh, hơi nước trong khơng khí sẽ
ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của dàn lạnh. Kết quả là khơng 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 ngồi xe thơng qua vịi dẫn.
 Chức năng lọc gió.
Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa khơng khí để làm sạch khơng
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.
c, Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn.
Khi nhiệt độ ngồi trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao thì 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
xơng kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 10-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 1.15 : Bộ lọc khơng khí.

Hình 1.16: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi.

1.2.2. Phân loại
Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo
phương thức điều khiển.
a, Phân loại theo vị trí lắp đặt.
 Kiểu dàn lạnh đặt 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 dàn lạnh thổi qua dàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang xe.
Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải..
Dàn lạnh

Dàn sƣởi

Quạt dàn lạnh

Hình 1.17: Kiểu dàn lạnh đặt phía trước.
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 11-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

 Kiểu dàn lạnh đặt phía trước và sau xe. (Kiểu kép)
Kiểu dàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với dàn lạnh phía sau được đặt
trong khoang hành lý. Cấu trúc này 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 được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ..

Dàn lạnh phía sau

Hình 1.18 : Kiểu dàn lạnh kép.
 Kiểu kép treo trần.
Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hịa có dàn lạnh phía trước kết hợp với dàn
lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp
với các loại xe khách.

Dàn lạnh treo trần

Hình 1.19: Kiểu kép treo trần.
b, Phân loại theo phương pháp điều khiển.
 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: cơng tắc điều khiển tốc độ quạt,
hướng gió, lấy gió trong xe hay ngồi trời...
 Phương pháp điều khiển tự động.
Điều hịa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông 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 môi trường, cảm
biến bức xạ mặt trời…
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 12-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 1.20: Ví dụ bảng điều khiển bằng tay

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

Hình 1.21: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động

- 13-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

CHƢƠNG 2: CẤU TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
2.1. Hệ thống làm lạnh
2.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống làm lạnh trên ô tô là một trong những hệ thống tiện nghi giúp làm mát và
điều hịa khơng khí bên trong không gian của xe.
2.1.2. Cấu tạo chung
Máy nén cịn gọi là lốc lạnh
Dàn nóng hay Dàn ngưng tụ
Bộ lọc khô hay Phin lọc/ hút ẩm
Van tiết lưu hay van giãn nở
Van xả phía cao áp
Van giãn nở
Dàn lạnh hay Dàn bốc hơi
Van xả phía thấp áp
Bộ tiêu âm
1. Sự nén
2. Sự ngưng tụ
3. Sự giãn nở
4. Sự bốc hơi

Hình 2.1. Cấu tạo chung hệ thống làm lạnh
ABCDEFGHI-

2.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống làm lạnh
Trên phần lớn các xe ô tô hiện nay, lốc lạnh hay cịn gọi là máy nén khí được truyền
động qua dây curoa động cơ. Từ lốc lạnh, gas lạnh được bơm ra ở trạng thái hơi, nóng, áp
suất cao đi vào dàn nóng (cịn gọi là dàn ngưng). Tại đây, gas lạnh dạng hơi sẽ được làm
mát rồi ngưng tụ thành dạng lỏng. Khi qua phin lọc gas ( bộ lọc khơ), các cặn bẩn cùng
nước có trong gas lạnh sẽ bị chặn lại; sau đó gas lạnh dạng lỏng tiếp tục đi vào van tiết lưu.
Khi đến đây, áp suất của gas lạnh giảm đột ngột và do đó gas lỏng được xé tơi. Khi vào dàn
lạnh (còn gọi là dàn bốc hơi), gas lạnh bốc hơi mạnh hút nhiệt của dàn và làm lạnh khơng
khí thổi qua dàn ra các cửa gió. Sau khi đi qua dàn lạnh, ga lạnh ở dạng hơi, lạnh, áp suất
thấp sẽ được hút về lốc lạnh và lặp lại chu trình như trên.
2.1.4. Các bộ phận chính của hệ thống làm lạnh
2.1.4.1. Máy nén
Máy nén có tác dụng nén mơi chất đã bay hơi ở dàn lạnh thành mơi chất dạng hơi có
nhiệt độ và áp suất cao. Từ đó dàn nóng có thể dễ dàng hóa lỏng mơi chất, cả khi mơi
trường xung quanh có nhiệt độ cao. Máy nén cịn có tác dụng tuần hồn mơi chất trong hệ
thống. Máy nén được dẫn động bởi pulley trục khuỷu động cơ bằng dây đai (dây curoa).
Một máy nén hoạt động theo chu kỳ hút – nén – xả. Tức là sẽ hút mơi chất vào xy lanh, sau
đó nén lại và xả (đẩy) đi tuần hoàn trên hệ thống.
Máy nén được chia ra làm 2 loại: Loại chỉ sử dụng ly hợp điện từ và loại sử dụng van
điều khiển (van đuôi lốc).
a, Máy nén chỉ sử dụng ly hợp điện từ
Là máy nén được điều khiển bằng một cơ cấu ly hợp điện từ với cấu tạo chính bao
gồm : đĩa từ (ly hợp), puly, và cuộn từ.
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 14-

Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 2.2. Cấu tạo Máy nén sử dụng ly hợp điện từ

Nguyên lý hoạt động : Cũng khá giống với nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp của
động cơ - hộp số. Khi động cơ hoạt động, pulley máy nén quay theo nhờ đai dẫn động nhưng
trục máy nén 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.
Khi bật cơng tắc A/C, dịng điện chạy qua cuộn dây của bộ ly hợp và sinh ra từ trường
lớn. Lực điện từ kéo ly hợp vào pulley và nối chặt chúng lại với nhau, khi đó trục của máy
nén quay cùng với pulley của máy nén.
Khi khơng khí trong xe đủ lạnh, cảm biến nhiệt độ dàn lạnh sẽ thông báo về hộp điều
khiển và ngắt nguồn điện ra cuộn từ, ly hợp sẽ tách ra và lúc này máy nén sẽ không quay và
dừng điều tiết môi chất.
Hiện nay có 4 loại máy nén sử dụng ly hợp từ phổ biến nhất mà không dùng van
đuôi:
 Máy nén loại piston dẫn động bằng đĩa chéo (đĩa lắc):
Khi trục quay kết hợp với chuyển động của đĩa có biên dạng thay đổi sẽ làm piston
chuyển động tịnh tiến qua trái hoặc phải. Khi piston chuyển động sang trái, van hút bên phải
mở do sự chênh lệch áp suất và hút môi chất vào trong xy lanh. Ngược lại, khi piston
chuyển động sang phải, van hút bên phải đóng lại để nén môi chất. Áp suất của môi chất
làm mở van xả và đẩy môi chất ra. Van hút và xả cũng ngăn khơng cho mơi chất chảy
ngược lại.

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 15-

Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 2.3. Cấu tạo Máy nén loại piston dẫn động bằng đĩa chéo (đĩa lắc)

Hành trình hút: Khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự chênh lệch
áp suất trong khoảng khơng gian phía bên phải của piston; lúc này van hút mở ra cho môi
chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ bộ bay hơi nạp vào trong máy nén qua van hút. Và van
xả phía bên phải của piston đang chịu lực nén của bản thân van lị xo lá, nên được đóng kín.
Van hút mở ra cho tới khi hết hành trình hút của piston thì được đóng lại, kết thúc hành trình
nạp.
Hành trình xả: Khi piston chuyển động về phía bên trái thì tạo ra hành trình hút phía
bên phải, đồng thời phía bên trái của piston cũng thực hiện cả hành trình xả hay hành trình
bơm của máy nén. Đầu của piston phía bên trái sẽ nén khối hơi mơi chất lạnh đã được nạp
vào, nén lên áp suất cao cho đến khi đủ áp lực để thắng được lực tỳ của van xả thì van xả
mở ra và hơi mơi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao được đẩy đi tới bộ ngưng tụ. Van hút
phía bên trái lúc này được đóng kín bởi áp lực nén của hơi mơi chất. Van xả mở ra cho đến
hết hành trình bơm, thì đóng lại bằng lực đàn hồi của van lị xo lá, kết thúc hành trình xả.
Và cứ thế tiếp tục các hành trình mới.
 Máy nén loại cánh gạt: gồm một rotor gắn chặt với 2 cánh gạt đối xứng nhau và
được bao quanh bởi xy lanh máy nén. Khi rotor quay, hai cánh gạt quay theo và chuyển
động tịnh tiến trong rãnh của rotor, trong khi đó hai đầu cuối của cánh gạt tiếp xúc với mặt
trong của xy lanh và tạo áp suất nén môi chất.
Hành trình hút: Khi roto quay, lực li tâm bắn các cánh gạt tỳ kín vào vách máy nén,
giữa 2 cánh van và vách trong của vỏ máy nén sẽ tạo ra một thể tích lớn (buồng bơm).
Chuyển động này hút hơi mơi chất lạnh vào phần thể tích vừa tạo ra khi phần thể tích này
quay ngang qua lỗ nạp mơi chất được bố trí trên thân vỏ máy nén. Kết thúc hành trình hút là
khi cánh van quay qua khỏi lỗ nạp.
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 16-

Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 2.4. Cấu tạo Máy nén piston loại cánh gạt

Hành trình nén: Sau khi hồn thành q trình hút khối thể tích giữa van và vách vỏ
bơm có chứa hơi mơi chất lạnh sẽ giảm xuống, bắt đầu hành trình nén. Hành trình nén được
thực hiện ở phía mặt trong của vỏ bơm, áp suất hơi môi chất lạnh tăng lên khi thể tích
buồng bơm co lại.
Hành trình xả: Khi cánh van quay qua khỏi lỗ xả thì máy nén bắt đầu hành trình xả.
Lúc này hơi mơi chất lạnh đã được nén lên áp suất cao, nên tạo ra áp lực cao mở van xả và
tn dịng hơi mơi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao ra khỏi máy nén đi đến dàn ngưng tụ.
Lúc này dầu bôi trơn đã được tách ra khỏi hơi môi chất lạnh và lắng xuống buồng chứa
 Máy nén loại cánh văng:
Về cơ bản máy nén loại cánh văng cũng có nguyên lý hoạt đông tương tự như máy
nén loại cánh gạt, nó chỉ khác nhau về cấu tạo của cánh van và xy lanh.

Hình 2.5. Cấu tạo Máy nén piston loại cánh văng

 Máy nén loại xoắn ốc:
Đường xoắn ốc quay chuyển động tuần hoàn, 3 khoảng trống giữa đường xoắn ốc
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 17-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tô

quay (động) và đường xoắn ốc cố định sẽ dịch chuyển để làm cho thể tích của chúng nhỏ

dần. Khi đó mơi chất được hút vào qua cửa hút bị nén do chuyển động tuần hoàn của đường
xoắn ốc và mỗi lần vòng xoắn ốc quay thực hiện quay 3 vịng thì mơi chất được xả ra từ cửa
xả. Trong thực tế mơi chất được xả ngay sau mỗi vịng.
b, Máy nén sử dụng van điều khiển (van đuôi lốc)
Là loại máy nén điều khiển lưu lượng môi chất tuần hồn trong hệ thống dựa vào van
điều khiển nằm phía đi lốc. Nó sẽ quyết định máy nén sẽ đưa bao nhiêu môi chất đi để
phục vụ cho công việc làm lạnh khơng khí trong xe.
Cấu tạo: Máy nén sử dụng van điều khiển có cấu tạo cũng tương tự máy nén thường
(chủ yếu có cấu tạo giống máy nén sử dụng đĩa chéo) nhưng có thêm bộ phận đặt trên thân
máy nén có nhiệm vụ điều tiết lưu lượng mơi chất đó là Van điều khiển máy nén (hay cịn
gọi là van đi lốc – thường nằm ở vị trí đi trên thân lốc)
Ngun lý hoạt động: Đây là loại máy nén hoạt động theo kiểu điều tiết lưu lượng
gas để duy trì nhiệt độ trong xe như mong muốn. Máy nén có thể tích làm việc biến đổi là
do hành trình của piston thay đổi dựa vào góc nghiêng (so với trục) của đĩa lắc (đĩa cam),
thay đổi tùy theo lượng môi chất cần thiết cung cấp cho hệ thống. Góc nghiêng của đĩa lắc
lớn thì hành trình của piston dài hơn, môi chất lạnh sẽ được bơm đi nhiều hơn. Khi góc
nghiêng nhỏ, hành trình của piston sẽ ngắn, mơi chất lạnh sẽ được bơm đi ít hơn. Điều này
cho phép máy nén có thể chạy liên tục nhưng chỉ bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết.
Có 2 loại máy nén sử dụng van điều khiển là loại van cơ và loại điều khiển điện.
 Máy nén sử dụng van điều khiển cơ:

Hình 2.6. Cấu tạo Máy nén sử dụng van điều khiển cơ

Máy nén sử dụng van điều khiển cơ sử dụng một màng xếp có sẵn mơi chất với áp
suất mặc định, và nó điều khiển bằng sự chênh lệch áp suất giữa đường hồi từ dàn lạnh về
và màng xếp để đóng mở van, điều khiển áp suất của buồng điều khiển. Khi khơng khí
trong xe đã đạt độ lạnh, tức áp suất môi chất hồi về sẽ thấp hơn áp suất trong màng xếp và
điều khiển van khi đó van sẽ mở và buồng xả sẽ thông với buồng điều khiển làm cho áp
suất buồng điều khiển cao hơn áp suất nạp, khi đó đĩa lắc sẽ nghiêng một góc nhỏ hơn và
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 18-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

hành trình piston cũng sẽ nhỏ hơn, lưu lượng mơi chất đưa đi cũng ít hơn.
Tương tự như thế với trường hợp khơng khí trong xe bắt đầu cao hơn nhiệt độ mặc
định, áp suất hồi sẽ cao hơn áp suất trong màng xếp và đẩy màng xếp đi lên, đóng khe hở
van lại ngăn khơng cho buồng áp suất cao thông sang buồng điều khiển, lúc này áp suất
buồng điều khiển sẽ thấp hơn buồng nạp nên đĩa lắc sẽ nghiêng 1 góc lớn hơn, hành trình
piston cũng lớn hơn và lưu lượng môi chất nén để điều tiết đi để làm lạnh nhiều hơn, trong
xe sẽ lạnh hơn.
Loại máy nén nén này vẫn sử dụng ly hợp điện từ, nhưng lúc này ly hợp chỉ có tác
dụng để dẫn động cho máy nén quay khi bật công tắc A/C và không sử dụng cảm biến giàn
lạnh để ngắt ly hợp từ nữa. Máy nén sẽ luôn quay cho đến khi tắt cơng tắc A/C.

Hình 2.7. Hoạt động của máy nén sử dụng van điều khiển cơ

 Máy nén sử dụng van điều khiển điện:
Nguyên lý hoạt động: Góc nghiêng của đĩa lắc được điều khiển bởi một van điều
khiển. Khi công tắc A/C bật sẽ cấp điện theo dạng duty (dải điện áp) xuống van điều
khiển để điều khiển van thu hẹp khe hở làm giảm áp suất buồng xả thông với buồng điều
khiển. Sự chênh lệch áp suất giữa piston và đĩa lắc sẽ tác động làm đĩa lắc thay đổi góc
nghiêng qua đó điều khiển lưu lượng của mơi chất lạnh để duy trì nhiệt độ trong xe theo ý
muốn của người sử dụng.
Điện áp xuống van điều khiển sẽ được duy trì theo dải điện áp để điều chỉnh khe hở
van thông giữa buồng xả và buồng điều khiển. Van mở lớn hay nhỏ phụ thuộc vào các cảm
biến đầu vào đưa về hộp để hộp cấp điện áp xuống van, điện áp càng cao thì mở càng nhỏ,
điện áp thấp thì mở lớn, điện áp 12V thì đóng hồn tồn. Vì thế sẽ khơng có khái niệm máy

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 19-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

nén có ngắt hay là khơng ngắt nữa mà nó sẽ luôn quay khi động cơ nổ máy chỉ quan trọng
hành trình của piston lớn hay nhỏ, lượng gas điều tiết nhiều hay ít. Nó chỉ ngắt điện xuống
van điều khiển khi gặp sự cố như nhiệt độ trong xe quá thấp, áp suất gas quá cao hoặc quá
thấp, nhiệt độ môi trường quá thấp, nhiệt độ nước quá cao để khơng cho máy nén hoạt động.
Cịn khi bình thường van điều khiển sẽ được hộp điều khiển bằng dải điện áp biến thiên để
thay đổi hành trình của piston trong máy nén giúp duy trì nhiệt độ trong xe, vì thế khi ta đo
nhiệt độ trong xe sẽ thấy khi đã đủ lạnh nhiệt độ sẽ dao động ở một mức độ nhất định và
khơng có hiện tượng bị ngắt máy nén nữa.

Áp suất nạp < giá trị chuẩn van điều khiển

Áp suất nạp > giá trị chuẩn van điều khiển
Đóng van điều khiển

Mở van điều
khiển

Giảm áp suất nạp

Tăng áp suất nạp

Giảm tải dàn lạnh

Tăng tải dàn lạnh

Hình 2.8. Cấu tạo và sơ đồ hoạt động của máy nén sử dụng van điều khiển điện

Một số hiện tượng phát hiện hư hỏng đối với loại máy nén này:
Khi bật A/C , kiểm tra đã có điện ra van điều khiển ( hoặc ly hợp từ vẫn đóng), mà áp
suất trên đồng hồ đo gas báo hai bên cao áp và thấp áp gần bằng nhau hoặc quan sát bằng
máy chẩn đoán trong dữ liệu data thấy van điều khiển có tín hiệu mở (hoặc ly hợp từ ON)
mà áp suất khơng thay đổi thì là van điều khiển hỏng, cần thay thế van.
Khi bật A/C điều hòa vẫn mát sau một hồi lại mất mát, kiểm tra điện vẫn có ở van
điều khiển (hoặc ly hợp từ vẫn đóng), áp suất thấp áp cao và áp suất cao áp thấp, sau đó ta
tắt đi bật lại thì điều hịa lại mát, áp suất lại bình thường, và hiện tượng này cứ tiếp diễn là
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 20-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tô

hiện tượng của máy nén đã bị hư hỏng ( thường là piston và xi lanh của máy nén đã bị
xước).
Đó là hai trường hợp hay gặp nhất của loại máy nén này, và để chắc chắn khi kiểm
tra ta nên xả một chút gas ra để xem gas có mùi lạ hoặc dầu đã đậm màu chưa, nếu có thì
chắc chắn bạn cần phải thay máy nén.
 Một số điều lưu ý khi sửa chữa:
Với loại máy nén này thì khi thay chúng ta cần vệ sinh hệ thống thật sạch, thay lọc
gas, van tiết lưu và cần xem xét thay dàn nóng (dàn ngưng tụ) vì loại máy nén này khá là
kén nên chỉ cần vệ sinh hệ thống khơng sạch sẽ , dàn nóng tản nhiệt kém (do đã bị lão hóa,
lâu ngày hoạt động đóng cặn bẩn bên trong khơng thể vệ sinh hết được vì khi máy nén hỏng
sẽ có mạt và cặn bẩn lẫn với dầu kết lại trên bề mặt trong dàn nóng) thì chỉ một thời gian

ngắn nó sẽ lại bị hỏng.
Lưu ý : khi thay thế loại máy nén này cần thay thế loại máy nén tốt, không nên thay
loại máy nén bãi hay máy nén rẻ tiền kém chất lượng nếu không bạn sẽ phải thay nhiều máy
nén cho một chiếc xe đó
c, Dầu máy nén
Chức năng: Trong máy nén, vấn đề sử dụng đúng loại dầu bôi trơn và đủ dung lượng
yêu cầu bôi trơn cho máy nén là thật cần thiết để đảm bảo cho sự bôi trơn tốt hơn, có tác
dụng đệm kín và giúp máy nén làm việc ổn định. Khi hệ thống điều hịa khơng khí hoạt
động, dầu được bơm vào cùng lúc với mơi chất lạnh và cùng với mơi chất lạnh tuần hồn
trong suốt chu trình làm lạnh của hệ thống. Lưu ý dầu máy nén sử dụng trong hệ thống sử
dụng gas R-134a không thể thay thế cho dầu máy nén dùng trong gas R-12. Nếu dùng sai
dầu bơi trơn có thể làm cho máy nén bị hỏng.
Lượng dầu bôi trơn máy nén: Một lượng dầu bôi trơn luôn tồn tại và lưu thơng qua
dàn nóng, dàn lạnh, bình lọc hút ẩm. Về mặt kỹ thuật, địi hỏi loại dầu bơi trơn này phải
được tinh lọc và tuyệt đối không lẫn lộn chất ẩm ướt. Nếu lượng dầu bôi trơn nhiều quá
hoặc ít quá cũng đều ảnh hưởng đến năng suất lạnh của hệ thống: nếu lượng dầu bôi trơn
nhiều hơn quy định (thừa), khi lưu thơng qua dàn nóng và dàn lạnh thì sẽ ngăn cản sự trao
đổi nhiệt của các thiết bị, do đó làm suy giảm hiệu suất lạnh; nếu lượng dầu bơi trơn ít hơn
quy định (thiếu) trong máy nén, có thể là nguyên nhân làm cho máy nén sớm bị mài mòn,
ma sát lớn, sẽ bị quá nhiệt và cuối cùng là bị kẹt ở các bộ phận bên trong, khiến cho máy
nén khơng hoạt động bình thường được.
Bổ sung dầu sau khi thay thế các chi tiết: Khi tháo rời hệ thống điều hịa, mơi chất sẽ
bay hơi và được xả ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên, vì dầu máy nén khơng bay hơi ở nhiệt độ
thường, hầu hết dầu còn ở lại trong hệ thống và chỉ thất thốt một lượng nhỏ do q trình xả
mơi chất dầu sẽ bị đưa cùng ra ngồi. Do đó khi thay thế một bộ phận trên hệ thống như :
dàn nóng, dàn lạnh, máy nén, bình lọc... cần phải bổ sung một lượng dầu tương đương với
lượng dầu ở lại trong bộ phận mới hoặc khi vệ sinh xúc rửa lại toàn bộ hệ thống cần phải
thêm đúng lượng dầu của cả hệ thống. Lượng dầu của hệ thống thường sẽ được ghi trên thân
máy nén hoặc trong tài liệu tra cứu của xe đó do nhà sản xuất đưa ra.

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 21-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

2.1.4.2. Dàn nóng
Cơng dụng: Thiết bị ngưng tụ của hệ thống điều hịa khơng khí ơtơ hay cịn gọi là
dàn nóng là thiết bị trao đổi nhiệt để biến mơi chất lạnh ở thế khí (có áp suất và nhiệt độ cao
sau quá trình nén) thành trạng thái lỏng trong chu trình làm lạnh. Đây là một thiết bị cơ bản
trong hệ thống điều khơng khí, có ảnh hưởng rất lớn đến các đặc tính năng lượng của hệ
thống.
Vị trí lắp đặt: Trên ôtô, bộ ngưng tụ được ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước
làm mát của động cơ, ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng khơng khí mát thổi
xun qua khi xe đang lao tới và do quạt gió tạo ra.
Phân loại: Có 2 loại là dàn nóng liền lọc gas và dàn nóng riêng.

Hình 2.9. Vị trí lắp đặt và phân loại dàn nóng trên ơ tơ

Ngun lý hoạt động: Q trình mơi chất lạnh ngưng tụ thành thể lỏng được mơ tả
như sau: Trong q trình hoạt động bộ ngưng tụ tiếp nhận mơi chất lạnh ở thể khí dưới áp
suất và nhiệt độ rất cao do máy nén bơm vào, qua cổng nạp được bố trí phía trên dàn nóng.
Dịng khí này tiếp tục lưu thơng trong ống dẫn đi dần xuống phía dưới, nhiệt của khí mơi
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 22-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tô

chất lạnh truyền qua các cánh tỏa nhiệt và được luồng gió mát (quạt dàn nóng) thổi đi. Q
trình trao đổi khí này làm tỏa một lượng nhiệt rất lớn vào trong khơng khí; do bị mất nhiệt,
mơi chất giảm nhiệt độ, đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bão hòa (hay nhiệt độ sơi) ở áp suất
ngưng tụ thì bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng.
Môi chất lạnh thể lỏng, áp suất cao này tiếp tục chảy đến bộ bốc hơi (dàn lạnh). Sự
trao đổi nhiệt ở dàn nóng nếu xảy ra không đầy đủ sẽ làm tăng áp suất trong hệ thống và gây
ra sự ngưng tụ khơng hồn tồn của mơi chất lạnh. Đồng thời, nếu khơng ngưng tụ hồn
tồn thì lúc này trong mơi chất lạnh cịn ở thể hơi, làm cho thể tích của mơi chất lạnh lớn sẽ
không qua hết được thiết bị tiết lưu để vào dàn lạnh. Do đó, điều này sẽ làm giảm đáng kể
cơng suất của hệ thống vì khơng đủ mơi chất lạnh quy định tuần hồn trong một chu trình
làm lạnh
Dàn nóng

Khơng khí sau khi qua dàn

Gas lỏng từ dàn nóng ra

Hình 2.10. Mơ phỏng ngun lý hoạt động của dàn nóng

2.1.4.3. Bộ lọc khơ ( phin lọc gas/hút ẩm)
Công dụng: Bộ lọc là một thiết bị để
chứa môi chất được hố lỏng tạm thời bởi dàn
nóng và cung cấp một lượng môi chất theo
yêu cầu tới dàn lạnh. Bộ lọc có chất hút ẩm và
lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi
ẩm trong chu trình làm lạnh. Nếu có hơi ẩm
trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết sẽ bị
mài mịn hoặc đóng băng ở van giãn nở dẫn
đến bị nghẹt. Phin lọc gas thường nằm phía

sau dàn nóng, hoặc nằm liền bên sườn dàn
nóng (với loại dàn nóng liền phin lọc). Một số
dịng xe trên bình lọc cịn có thêm kính quan
sát để quan sát lưu lượng gas để đánh giá sơ
qua về lượng gas trong hệ thống và khả
năng hóa lỏng của dàn nóng.
Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

Hình 2.11. Vị trí lắp đặt bộ lọc khơ

- 23-


Giáo trình Hệ thống điều hịa khơng khí trên Ơ tơ

Hình 2.12. Cấu tạo bộ lọc khơ

2.1.4.4. Van tiết lƣu
a, Vị trí lắp đặt: Trên ơtơ, van tiết lưu hay còn gọi là van giãn nở nhiệt được lắp đặt tại ống
vào của dàn lạnh, nối tiếp sau dàn nóng, phin lọc gas
b, Công dụng: Môi chất lạnh ở thể lỏng áp suất cao, sau khi ra khỏi bình lọc hút ẩm và theo
ống dẫn môi chất đến van tiết lưu (hay còn gọi là thiết bị định lượng dòng chảy hay van giãn
nở). Tại thiết bị này, môi chất lạnh ở thể lỏng được phun thành một lớp sương mù có nhiệt
độ thấp, áp suất thấp nạp vào dàn bay hơi. Van tiết lưu hay van giãn nở nhiệt là một loại van
biến đổi, nó có thể thay đổi độ mở của van để đáp ứng được với các chế độ tải trọng làm
lạnh của bộ bốc hơi. Thiết bị giãn nở được điều khiển bằng áp suất vào của bộ bốc hơi, van
này sẽ mở để lưu thông nhiều môi chất lạnh hơn khi trong cabin ôtô yêu cầu độ lạnh nhiều
hơn hoặc khi chế độ tải lạnh u cầu ít hơn, thì van giãn nở sẽ giảm dịng chảy của mơi chất
lạnh xuống.
c, Phân loại: Có 3 kiểu van giãn nở được sử dụng trong HTĐHKK trên Ôtô:

 Kiểu van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt độ, (được sử dụng rộng rãi) kiểu này có
hai loại:
 Loại van giãn nở nhiệt có bầu cảm biến nhiệt cân bằng trong
 Loại van giãn nở có ống cân bằng ngồi (hay cịn gọi là van tiết lưu cụm).
 Kiểu van vuông điều khiển bằng áp suất.
 Kiểu van giãn nở có áp suất khơng đổi (hay cịn gọi là ống mao dẫn; ống định cỡ
OT
d, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
 Kiểu van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt:
Cấu tạo : Bầu cảm ứng nhiệt của van tiết lưu được đặt ở bên ngoài đầu ra dàn lạnh,
một đầu nối với đỉnh van tiết lưu bên trong có chứa một mơi chất mặc định. Áp suất của
môi chất thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ đầu ra của dàn lạnh. Áp suất môi chất ở đầu ra của
dàn lạnh tác động vào đáy màng xếp. Sự cân bằng giữa lực đẩy màng lên (áp suất mơi chất ở
bên ngồi của dàn lạnh F2 + lị xo F3) và áp suất mơi chất của bầu cảm ứng nhiệt F1 làm
dịch chuyển van kim do đó điều chỉnh được dịng mơi chất.

Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI

- 24-