Giáo trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống hòa khí (nghề công nghệ ô tô CĐTC)

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP
KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG
HỊA KHÍ

NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định Số:

ngày

tháng

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017
1

năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các tiêu đề đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi tiêu đề đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với tiêu đề đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2


LỜI GIỚI THIỆU

Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục
vụ cho sự nghiệp cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân
lực phục vụ cho cơng nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cơng
nghệ ơ tô là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia thị trường lao động
trong lĩnh vực ô tô đòi hỏi các học sinh cần được trang bị những kiến thức, kỹ
năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các
điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Để thực hiện được
mục tiêu trên, chúng tôi đã biên soạn giáo trình mơ đun sửa chữa và bảo dưỡng
hệ thống điều hịa khơng khí ơ tơ. Nội dung của mô đun đề cập đến các công
việc, bài tập cụ thể về phương pháp và trình tự sửa chữa và bảo dưỡng.
Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh
thực tập ở các cơng ty, doanh nghiệp bên ngồi mà nhà trường xây dựng các bài
tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại.
Mặc dù đã rất cố gắng trong q trình biên soạn, song khơng tránh khỏi
những bất cập. Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các
bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hồn thiện hơn.

Đồng Tháp, ngày 01 tháng 10 năm 2020
Chủ biên: Võ Thế Hào

3


MỤC LỤC


Trang
LỜI GIỚI THIỆU……………………………………...................................3
Bài 1: BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ………….8
1. Khái qt về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ…………………...
1.1. Cơng dụng.............................................................................................
1.2. Phân loại……………………………………………………………….
2. Các bộ phận trong hệ thống điều hịa khơng khí .................................. 10
2.1 Máy nén khí..........................................................................................
2.2 Ly hợp điện từ......................................................................................
2.3 Bộ ngưng tụ..........................................................................................
2.4 Bình lọc và hút ẩm...............................................................................
2.5 Van tiết lưu...........................................................................................
2.6 Bộ bốc hơi............................................................................................
2.7 Mắt gas.................................................................................................
2.8 Bộ tiêu âm............................................................................................
2.9 Quạt trong hệ thống điều hịa khơng khí.............................................
2.10 Hệ thống đường ống áp thấp và áp cao................................................
3. Thực hành ......................................................................................................
4


Bài 2: KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ
THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ............................................................ 37
1. Khái qt về mạch điện điều khiển hệ thống điều hồ khơng khí ...........
2. Cảm biến ........................................................................................................
3. Các chức năng điều khiển trong hệ thống điều hịa khơng khí tự động
3.1 Điều khiển nhiệt độ……………………………………………….....
3.2. Điều khiển tốc độ quạt........................................................................
3.3 Điều khiển dòng khí vào......................................................................
3.4 Điều khiển tốc độ khơng tải.................................................................

3.5 Điều khiển tan băng............................................................................
3.6 Điều khiển máy nén............................................................................
3.7 Điều khiển tốc độ động cơ…………………………………………..
Bài 3.: NẠP GAS CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHƠNG KHÍ ......... 65
1. Khái qt nạp mơi chất lạnh cho hệ thống (nạp gas)………………….
1.1. Nạp gas sử dụng thiết bị J 39500 ............................................................
1.2. Nạp gas bằng thiết bị tự động .................................................................
2. Kiểm tra sản phẩm.. ......................................................................................
Bài 4: CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG
KHÍ TRÊN Ơ TÔ. ......................................................................................... 74
1. Sơ đồ hệ thống điện điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí ơ tơ…....
2. Quy trình kiểm tra……………………………………………...
2.1. Kiểm tra hần cơ…………………………………………..…………..
5


2.2. Kiểm tra phần điện……………………………………………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………....……….

6


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/ MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Bảo dƣỡng và sửa chữa hệ thống điều hịa khơng khí
Mã mơ đun: CMĐ 34
I. Vị trí, tính chất của mơ đun:
- Vị trí: Mơ đun được bố trí dạy sau các môn học/ mô đun sau: MH 07, MH 08,
MH 09, MH 10, MH 11, MH 12, MĐ13, MĐ 14, MH 15.
- Tính chất: Mơ đun thực hành chun mơn
II. Mục tiêu mơ đun:

- Kiến thức:
Phân tích đúng những hiện tượng, ngun nhân hư hỏng trong hệ thống điều hịa
khơng khí ô tô
Trình bày được phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của các bộ
phận hệ thống hệ thống điều hịa khơng khí ơ tơ.
- Kỹ năng:
- Bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết, bộ phận trong hệ thống hệ thống điều hịa
khơng khí ơ tơ đúng quy trình, quy phạm và đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong
sửa chữa
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề cơng nghệ ơ tơ
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên
III. Nội dung mô đun:

7


BÀI 1. BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
TRÊN Ơ TƠ
1. Khái qt về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
1.1. Cơng dụng
- Đưa khơng khí sạch vào trong xe.
- Duy trì nhiệt độ khơng khí trong xe ở một nhiệt độ thích hợp
1.2. Phân loại
a) Phân loại theo vị trí của hệ thơng trên xe
- Kiểu đặt phía trước: giàn lạnh được đặt gần bảng đồng hồ, bảng điều
khiển của xe.

Hình 1.2.1. Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước
- Kiểu kép (giàn lạnh đặt trước và sau xe): kiểu kép cho năng suất lạnh cao

hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe vì khơng khí lạnh được thổi từ phía
trước ra phía sau xe.

8


Hình 1.2.2. Hệ thống lạnh kiểu kép
- Kiểu kép treo trần: kiểu này thường sử dụng cho xe khách. Hệ thống lạnh
được đặt phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần, kiểu này cũng cho năng
suất lạnh cao và khơng khí lạnh đồng đều.

Hình 1.2.3. Hệ thống lạnh kiểu đặt trên trần
b) Phân loại theo phƣơng pháp điều khiển: có hai loại
- Hệ thống lạnh với phương pháp điều khiển bằng tay.

9


Hình 1.2.4. Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ bằng tay
Với phương pháp này cho phép điều khiển bằng tay các công tắc nhiệt và
nhiệt độ ngõ ra bằng cần gạt. Ngồi ra cịn có cần gạt hoặc cơng tắc điều khiển
tốc độ quạt, điều khiển lượng gió và hướng gió.
- Hệ thống điều hịa khơng khí với phương pháp điều khiển tự động.

Hình 1.2.5. Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ tự động
1.3. u cầu
- Khơng khí trong khoang hành khách phải lạnh.
- Khơng khí phải sạch.
- Khơng khí lạnh phải được lan truyền khắp khoang hành khách.
10

- Khơng khí lạnh khơ (khơng có độ ẩm)
2. Các bộ phận chính trong hệ thống điều hịa khơng khí ôtô
2.1. Máy nén
Máy nén có tác dụng nén môi chất đã bay hơi ở giàn lạnh thành môi chất
dạng hơi có nhiệt độ và áp suất cao. Từ đó giàn nóng có thể dễ dàng hóa lỏng
hơi 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 lạnh. Máy nén name bên hông động cơ
và được dẫn động bởi pulley trục khuỷu động cơ.
Có các loại máy nén sau:
a. Máy nén kiểu piston
- Máy nén kiểu piston (crank-type compressor): loại này thường được thiết
kế nhiều piston (thường từ 3-5 pisron) theo kiểu thẳng hàng hoặc chữ V (inline
or V type). Trong quá trình hoạt động mỗi piston thực hiện một thì hút và một
thì nén. Trong thì hút, máy nén hút mơi chất lạnh ở phần thấp áp từ giàn lạnh
vào máy nén qua van hút (van hoa mai).

Hình 2.1.1 Nguyên lý hoạt động máy nén kiểu piston
11


- Quá trình nén, piston di chuyển lean trên nén môi chất lạnh với áp suất và
nhiệt độ cao, van hút đóng lại, van xả mở ra mơi chất được nén đến giàn nóng.
Van xả là điểm xuất phát của phần cao áp của hệ thống. Các van thường làm
bằng thép là lò xo mỏng, dễ biến dạng hoặc gãy nếu q trình nạp mơi chất lạnh
sai kỹ thuật.

Hình 2.1.2. Vị trí và và nguyên lý nạp-xả của
các van máy nén kiểu piston

- Máy nén kiểu piston mà trục khuỷu là một đĩa có biên dạng thay đổi
(axial compressor type), khi đĩa quay tạo nên sự chuyển động tịnh tiến của
piston.

12


Hình 2.1.3. Cấu tạo máy nén trục khuỷu có biên dạng cam thay đổi.
Ngun lý được mơ tả như hình bên dưới.

Hình 2.1.4. Ngun lý máy nén trục khuỷu có biên dạng cam thay đổi.
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 qua phải. Kết quả là môi chất
lạnh bị nén và môi chất được hút hoặc xả thông qua các van.
b. Máy nén kiểu hai cánh gạt

13


Hình 2.1.5. Cấu tạo máy nén có hai cánh gạt
Máy nén cánh gạt gồm một rotor gắn chặt với hai cặp cánh gạt và được
bao quanh bởi xylanh 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 xylanh và tạo áp suất nén môi chất.

14


Hình 2.1.6. Ngun lý làm việc của máy nén có hai cánh gạt.
c. Máy nén nhiều cánh trƣợt

Hình 2.1.7. Cấu tạo máy nén nhiều cánh trượt

15


Nguyên lý:

Hình 2.1.8. Nguyên lý làm việc của máy nén nhiều cánh trượt
d. Máy nén kiểu xoắc ốc

16


* Cấu tạo

Hình 2.1.9. Cấu tạo của máy nén kiểu xoắn ốc
* Nguyên lý làm việc

Hình 2.1.10. Nguyên lý làm việc của máy nén kiểu xoắn ốc
e. Máy nén có lƣu lƣợng thay đổi
Công suất máy nén này thay đổi vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải nhiệt
nên công suất cũng được điều chỉnh tối ưu theo tải nhiệt.
17


Hình 2.1.11. Ngun lý làm việc của máy néncó lưu lượng thay đổi
Cơng suất máy nén này thay đổi vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải
nhiệt nên công suất cũng được điều chỉnh tối ưu theo tải nhiệt.
Máy nén thay đổi lưu lượng theo tải nhiệt có thể thay đổi góc ngiêng của

đĩa th. Sự thay đổi hành trình của piston giúp cơng suất máy nén luôn được điều
chỉnh và đạt cao nhất.
2.2. Ly hợp điện từ (magnetic clutch)
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.

18


Hình 2.1.12. Cấu tạo ly hợp điện từ
Khi bật cơng 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.
2.3. Bộ ngưng tụ hay giàn nóng (condenser)
Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành hình
chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng.

19


Hình 2.1.13. Cấu tạo giàn nóng
Cơng dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh đang ở thể hơi với
áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén bơm tới biến thành thể lỏng, ở nay nó tỏa ra
một lượng nhiệt lớn. Hơi nóng của mơi chất lạnh bơm vào bộ ngưng tụ qua ống
nạp bố trí phía trên giàn ống dẫn và đi dần xuống phía dưới, nhiệt của môi chất
lạnh truyền qua cánh tản nhiệt và được làm mát bằng gió.
2.4. Bình lọc và hút ẩm

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 mơi chất rất tốt như oxyt nhôm, silica alumina và chất silicagel.

20


Hình 2.1.14. 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 nguyên 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 q trình quan
sát, kiểm tra tình trạng của mơi chất lạnh.
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.
2.5. Van tiết lưu (expansion valve)
Van tiết lưu được lắp giữa bộ bốc hơi và bình lọc có tác dụng:
- Phối hợp với cảm biến nhiệt độ để điều khiển lưu lượng của môi chất
lạnh và nhiệt độ của giàn lạnh.
- Giảm áp suất môi chất sau khi đi qua van tiết lưu.
Thông thường van tiết lưu có hai loại: loại hộp và loại dạng kim (hay loại
thường).

Hình 2.1.15. Cấu tạo van tiết lưu
21

2.6. Bộ bốc hơi (evaporator) hay giàn lạnh
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 2.1.16. 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.
2.7. Mắt gas
Mắt gas cho phép quan sát dòng chảy của mơi chất lạnh trong hệ thống
lạnh. Nó dùng để kiểm tra mức độ điều đầy của môi chất lạnh.
Có hai loại mắt gas: một loại đặt ở ngõ ra của bình lọc gas và một loại đặt
giữa bình lọc và van tiết lưu.

22


Hình 2.1.17. Cấu tạo mắt gas
2.8. Bộ tiêu âm (muffler)
Bộ tiêu âm có tác dụng giảm tiếng ồn phát sinh do máy nén. Thông
thường bộ tiêu âm được lắp tại van xả của máy nén. Một vài kiểu kết cấu có bọc
cao su bên ngồi của bộ tiêu âm ngăn tiếng ồn truyền vào xe. Ngoài ra, để giảm
được lượng dầu bôi trơn ứ đọng trong bộ tiêu âm, cửa vào của nó bố trí bên trên,
cửa ra được bố trí dưới đáy.
2.9. Quạt trong hệ thống lạnh
Quạt giàn lạnh có tác dụng thổi luồng khơng khí xun qua. Quạt trong hệ

thống lạnh có hai loại:
- Loại cánh: thường lắp trước giàn nóng để giải nhiệt cho giàn nóng.

23


Hình 2.1.18. Cấu tạo quạt làm mát giàn nóng
- Loại lồng sóc: thường được lắp ở giàn lạnh để thổi khí lạnh vào trong
xe.

Hình 2.1.29. Cấu tạo quạt làm mát giàn lạnh (kiểu lồng sóc)
2.10. Hệ thống đường ống áp thấp và áp cao.
Trong hệ thống lạnh trên ơtơ có hai loại ống chính và cũng được phân thành
hai nhánh riêng:
+ Nhánh có áp suất thấp được giới hạn bởi phần môi chất sau van tiết lưu
và cửa vào (van nạp) của máy nén. Đường ống này có đường kính lớn và trở nên
lạnh khi hệ thống hoạt động.
24


+ Nhánh có áp suất cao được giới hạn bởi phần môi chất ngay trước van tiết
lưu và cửa ra (van xả) của máy nén. Đường kính đường ống của nhánh này nhỏ
hơn nhánh trên và nhiệt độ cao hơn.

Hình 2.1.20. Hệ thống đường ống trong hệ thống lạnh
Ở trong khoảng nhiệt độ 25-30oC, áp suất trong hai nhánh có giá trị trong
khoang:
- Nhánh áp suất thấp: 147.1-294.2 kPa (21.3-42.7 psi)
25