Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Lập quy trình kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng, nạp ga hệ thống điều hòa xe TOYOTA VIOS 2007

Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
LỜI NÓI ĐẦU
Hòa trong bối cảnh phát triển chung của ngành công nghiệp thế giới. Ngành
công nghiệp ô tô ngày càng khẳng định hơn nữa vị thế vượt trội của mình so với các
ngành công nghiệp khác. Không còn đơn thuần là những chiếc xe chỉ được coi như
một phương tiện phục vụ đi lại, vận chuyển. Những phiên bản xe mới lần lượt ra đời,
kết hợp giữa những bước đột phá về công nghệ kỹ thuật và những nét sáng tạo thẩm
mỹ tạo nên những chiếc xe đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng.
Ngày nay, một chiếc xe ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàn
cho người sử dụng mà nó còn phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghi nhằm
đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Một trong số đó là hệ thống điều
hòa không khí trên ô tô. Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà hệ thống này ngày
càng được hoàn thiện và phát triển. Đem lại sự thoải mái, dễ chịu cho người ngồi trong
xe dưới mọi điều kiện thời tiết.
Ở Việt Nam ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thông dụng của
người dân. Số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòa không khí được sản xuất và bán ra
với số lượng ngày càng nhiều. Đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều
hòa ngày càng lớn. Từ nhu cầu đó mà yêu cầu cần đặt ra đối với người thợ, người kỹ
sư ô tô đó là phải được trang bị những kiến thức chuyên môn về điều hòa.
Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đề tài tốt nghiệp:
“Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Lập quy trình kiểm tra, sửa chữa,
bảo dưỡng, nạp ga hệ thống điều hòa xe TOYOTA VIOS 2007”. Nội dung của đề tài gồm:
Chương I: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
Chương II: Cấu tạo, hoạt động của hệ thống điều hòa không khí trên xe
TOYOTA VIOS 2007
Chương III: Kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng nạp ga hệ thống điều hòa không khí
xe TOYOTA VIOS 2007
Nhận thấy đây là một đề tài nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao. Vì vậy em đã
mạnh dạn xin nhận đề tài này để tìm hiểu và nghiên cứu. Trong quá trình thực hiện đề
tài mặc dù gặp không ít những khó khăn nhưng được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình
của ThS. Trần Quang Thanh cùng các thầy cô trong khoa em đã từng bước hoàn thiện

được đồ án của mình. Đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành đúng các mục
tiêu đề ra theo đúng thời gian quy định.
Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đồ án nghiên cứu còn khá mới với em.
Nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng đề tài của em vẫn không tránh khỏi khiếm
khuyết và hạn chế. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và
các bạn để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em hy vọng đồ án có thể được sử dụng làm
tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên yêu thích nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống
điều hòa trên ô tô. Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Dương, ngày 11 tháng 4 năm 2014
Sinh viên thực hiện:
Loan Văn Thắng
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Khi nền kinh tế ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một nâng cao.
Sự đòi hỏi được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng.
Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe được
trang bị hệ thống điều hòa chiếm một số lượng ngày càng nhiều. Điều đó đồng nghĩa
với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa trên ô tô ngày càng lớn. Vì vậy yêu cầu
đặt ra đối với những người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó là phải có được
những kiến thức về hệ thống điều hòa không khí để từ đó thực hiện việc sửa chữa một
cách hiệu quả.
Xuất phát từ những lý do trên đây, em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Nghiên cứu
hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Lập quy trình kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng,
nạp ga hệ thống điều hòa xe TOYOTA VIOS 2007”.
2. Mục đích nghiên cứu.
Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Lập quy trình kiểm
tra, sửa chữa, bảo dưỡng, nạp ga hệ thống điều hòa xe TOYOTA VIOS 2007” được
thực hiện nhằm mục đích:
Tìm hiểu chung về hệ thống điều hòa trên ô tô nhằm cung cấp kiến thức cơ bản

về hệ thống điều hòa cho người học.
Tìm hiểu về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô với nội dung tìm hiểu về các
bộ phận được sử dụng trong hệ thống điều hòa, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các
bộ phận chính.
Đưa ra và hướng dẫn phân tích một số sơ đồ mạch điện điều hòa. Chẩn đoán và
sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa không khí ô tô theo
phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường. phương pháp nạp ga điều hòa.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
Hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô TOYOTA VIOS 2007.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết
-Nghiên cứu các tài liệu, các sách hướng dẫn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô.
-Tra cứu trên internet.
- Nghiên cứu từ các bản vẽ, sách tạp chí, tài liệu đào tạo của hãng Toyota.
- Phương pháp quan sát thực tập sửa chữa tại xưởng ô tô
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa, về bảo dưỡng sửa chữa
nạp ga hệ thống điều hòa trên ô tô cho người học.
CHƯƠNG I
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
1.1. Giới thiệu chung về thống điều hòa không khí trên ô tô
1 Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một thiết bị được sử dụng để tạo
không gian vi khí hậu thoải mái cho người lái xe và khách ngồi trên ô tô.
2 Hệ thống điều hòa không khí là thuật ngữ chung dùng để chỉ những thiết bị
đảm bảo không khí trong xe ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong xe
cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “sự làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt
độ trong xe thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”). Mặt khác,
hơi nước được thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong xe ở mức
độ phù hợp.

3 Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô nói chung bao gồm một bộ lạnh (hệ
thống làm lạnh), một bộ sưởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió.
4 Chức năng chính của hệ thống điều hòa không khí:
5 - Điều khiển nhiệt độ và thay đổi độ ẩm trong xe.
6 - Điều khiển dòng không khí trong xe
- Lọc và làm sạch không khí
Hình 1.1. Hệ thống điều hòa không khí
1.2. Chức năng hệ thống điều hòa không khí
1.2.1. Điều khiển nhiệt độ và độ ẩm trong xe
Có nhiều cách điều khiển nhiệt độ ra:
- Chức năng điều khiển nhiệt độ bằng cách thay đổi lượng không khí lạnh đi
qua giàn lạnh trộn với không khí ấm đi qua két sưởi nhờ thay đổi độ mở của
cánh trộn không khí.
- Chức năng điều khiển nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (themistor)
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
từ đó điều khiển đóng ngắt máy nén.
- Chức năng điều khiển nhiệt độ bằng bầu cảm nhận nhiệt độ giàn lạnh từ đó
điều khiển đóng ngắt máy nén.
Hình 1.2. Cánh điều tiết điều khiển nhiệt độ
1.2.1.1. Sưởi ấm
Hình 1.3. Bộ sưởi
Người ta dùng một két sưởi để làm nóng không khí. Két sưởi lấy nước làm mát
động cơ đã được hâm nóng và dùng nhiệt này để làm nóng không khí thổi vào trong
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
xe. Khi động cơ khởi động, nhiệt độ nước làm mát còn thấp nên két sưởi chưa làm việc.
1.2.1.2. Làm mát không khí
Hình 1.4. Hệ thống làm mát
Giàn lạnh được dùng để làm mát không khí trước khi đưa vào trong xe. Khi bật
công tắc điều hoà không khí, máy nén bắt đầu làm việc và đẩy chất làm lạnh (ga điều
hoà) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ chất làm lạnh và sau đó nó làm mát

không khí được thổi vào trong xe từ quạt giàn lạnh. Việc làm nóng không khí phụ
thuộc vào nhiệt độ nước làm mát động cơ nhưng việc làm mát không khí là hoàn toàn
độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ.
1.2.1.3. Hút ẩm
Lượng hơi nước trong không khí tăng lên khi nhiệt độ không khí cao hơn và
giảm xuống khi nhiệt độ không khí giảm xuống. Không khí được làm mát khi đi qua
giàn lạnh. Nước trong không khí ngưng tụ và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn
lạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống. Nước dính vào các cánh tản nhiệt đọng
lại thành sương và được chứa trong khay xả nước. Cuối cùng, nước này được tháo ra
khỏi khay của xe bằng một vòi.
1.2.3. Điều khiển tuần hoàn không khí
1.2.3.1. Thông gió tự nhiên
Việc lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp được tạo ra do
chuyển động của xe được gọi là sự thông gió tự nhiên. Sự phân bố áp suất không khí
trên bề mặt của xe khi nó chuyển động được chỉ ra trên hình vẽ, một số nơi có áp suất
dương, còn một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí ở những nơi
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
có áp suất dương (+) và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm (-).
Hình 1.5. Thông gió tự nhiên
1.2.3.2. Thông gió cưỡng bức
Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không
khí đưa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như
trong hệ thống thông gió tự nhiên. Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng
chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm).
Hình 1.6. Thông gió cưỡng bức
1.2.4. Lọc và làm sạch không khí
1.2.4.1 Bộ lọc không khí
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
- Chức năng: Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của điều hoà không khí để làm
sạch không khí đưa vào trong xe.

Hình 1.7. Bộ lọc không khí
- Thay thế: Khi bộ lọc không khí bị tắc do bẩn sẽ rất khó đưa không khí vào
trong xe, điều này làm cho hiệu suất của điều hoà kém. Để ngăn ngừa điều này xảy ra
cần phải kiểm tra và thay thế bộ lọc không khí một cách định kỳ. Chu kỳ để kiểm tra
và thay thế bộ lọc không khí khác nhau tuỳ theo kiểu xe và điều kiện làm việc và do
đó phải tham khảo lịch bảo dường xe.
- Phân loại bộ lọc không khí:
Có hai loại bộ lọc không khí: Một loại chỉ lọc bụi và loại kia còn có tác dụng
khử mùi bằng than hoạt tính.
Bộ lọc không khí được lắp đặt ở phần lớn các xe ngày nay và bộ lọc có thể
được thay thế một cách dễ dàng.
1.2.4.2 Bộ làm sạch không khí
- Công dụng: Bộ làm sạch không khí là một thiết bị dùng để loại bỏ khói thuốc
lá, bụi,.v.v. để làm sạch không khí trong xe.
- Cấu tạo: Bộ làm sạch không khí gồm có một quạt giàn lạnh, motơ quạt giàn
lạnh, cảm biến khói, bộ khuyếch đại, điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính.
- Nguyên lý hoạt động: Bộ lọc không khí dùng một motơ quạt để lấy không khí
ở trong xe và làm sạch không khí đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bộ lọc.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 1.8. Bộ làm sạch không khí
1.3. Phân loại
1.3.1. Phân loại theo vị trí thiết bị
- Kiểu phía trước:
Hình 1.9. Giàn lạnh kiểu phía trước.
Giàn lạnh kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với giàn
sưởi. Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng motơ quạt. Không khí bên ngoài xe hoặc
không khí tuần hoàn thổi vào. Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy) được đẩy vào bên
trong xe.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 1.10. Các vị trí của những lỗ thoát khí.

Những lỗ thoát khí bao gồm: lỗ thoát khí vào mặt, vào chân, và tan sương trên
kính (làm tan sương ở trước kính). Có một ít không khí luôn được thổi ra từ bên hông.
- Kiểu kép:
Hình 1.11. Giàn lạnh kiểu kép.
Kiểu kép là sự kết hợp giữa kiểu phía trước và giàn lạnh phía sau được đặt
trong khoang hành lý. Cấu trúc này cho phép không khí lạnh thổi ra từ phía trước và
phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
- Kiểu kép treo trần:
Hình 1.12. Giàn lạnh kiểu kép treo trần.
Kiểu kép treo trần được sử dụng trong xe khách. Phía trước bên trong xe được
bố trí hệ thống điều hòa kiểu phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau xe.
Kiểu kép treo trần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều.
1.3.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển
- Kiểu bằng tay:
Hình 1.13. Điều khiển bằng tay
Kiểu này cho phép điều khiển bằng tay các công tắc và nhiệt độ ngõ ra bằng
cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều khiển
lượng gió và hướng gió.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
- Kiểu tự động:
Hình 1.14. Điều khiển tự động.
Điều hòa tự động điều chỉnh nhiệt độ mong muốn, bằng cách sử dụng máy tính.
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ không khí ra và tốc độ động cơ quạt một cách tự động
dựa trên nhiệt độ bên trong xe, bên ngoài xe, và bức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển qua
các cảm biến tương ứng, nhằm điều chỉnh nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong muốn.
1.4. Chu kỳ làm lạnh
1.4.1. Lý thuyết làm mát cơ bản
Trong một ngày nóng lực, chúng ta cảm thấy hơi lạnh sau khi bơi. Đó là vì khi
bay hơi, nước đã lấy nhiệt từ cơ thể của chúng ta. Tương tự như vậy, chúng ta cũng

cảm thấy lạnh khi chúng ta bôi cồn vào tay: Cồn đã lấy nhiệt của chúng ta khi bay hơi.
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 1.15. Nước bay hơi lấy nhiệt của cơ thể
Quan sát thí nghiệm trên hình vẽ. Một bình có vòi được đặt trong một hộp cách
nhiệt tốt. Chất lỏng trong bình là chất có thể bốc hơi ngay ở nhiệt độ không khí. Khi
miệng vòi được mở chất lỏng trong bình sẽ bay hơi. Khi đó nó hấp thụ nhiệt từ không
khí nằm giữa bình và hộp.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 1.16. Thí nghiệm về sự hấp thụ nhiệt
Nguyên lý này được ứng dụng trong hệ thống điều hòa không khí. Tuy nhiên,
nếu nguyên lý này được áp dụng trực tiếp thì không thực tế bởi vì khí bay hơi sẽ bị
mất đi nên chúng ta phải cấp ga lỏng liên tục. Trong thực tế, hệ thống điều hòa không
khí sử dụng chu trình khép kín. Trong đó, ga bay hơi được làm mát và ngưng tụ thành
chất lỏng trong một vòng kín tuần hoàn.
Hình 1.17. Chu trình kín làm mát và ngưng tụ
1.4.2. Môi chất lạnh
Môi chất là chất trao đổi nhiệt khi nó tuần hoàn. Nó nhận nhiệt khi bay hơi và
giải phóng nhiệt khi nó hoá lỏng, tuỳ theo áp suất và nhiệt độ mà môi chất có thể ở
trạng thái lỏng, hoặc khí.
- Các tính chất cần thiết đối với một môi chất:
+ Dễ bay hơi và hoá lỏng
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
+ An toàn
+ Ổn định và chất lượng không thay đổi.
Hình 1.18. Đồ thị trạng thái của môi chất
- Đặc tính của môi chất:
Đồ thị (hình 1.18) cho ta biết áp suất và điểm sôi của môi chất HCF-134a
(R134a). Ga điều hoà HCF-134a bay hơi ở nhiệt độ và áp suất thấp, nhưng khi áp suất
cao thì nó chuyển về trạng thái lỏng và không bay hơi thậm chí khi nhiệt độ cao.

Điều hoà ô tô sử dụng tính chất này và làm cho môi chất dễ dàng hoá lỏng bằng
cách sử dụng máy nén. Ví dụ, môi chất ở dạng khí có nhiệt độ 70
0
C và áp suất 1,47
MPa (15kgf/cm
2
) được nén bằng máy nén khí sau đó được giải nhiệt xuống khoảng 12
hoặc 13
0
C sẽ làm cho môi chất dễ dàng hoá lỏng.
1.4.3. Dầu máy nén
- Chức năng
Dầu máy nén cần thiết để bôi trơn các chi tiết chuyển động của máy nén. Dầu
máy nén bôi trơn cho máy nén bằng cách hoà vào môi chất và tuần hoàn trong mạch
của hệ thống điều hoà. Vì vậy cần phải sử dụng dầu phù hợp.
Dầu máy nén sử dụng trong hệ thống R-134a không thể thay thế cho dầu máy
nén dùng trong R-12. Nếu dùng sai dầu bôi trơn có thể làm cho máy nén bị kẹt.
- Lượng dầu bôi trơn máy nén
Nếu không có đủ lượng dầu bôi trơn trong mạch của hệ thống điều hoà, thì máy
nén không thể được bôi trơn tốt. Mặt khác nếu lượng dầu bôi trơn máy nén quá nhiều,
thì một lượng lớn dầu sẽ phủ lên bề mặt trong của giàn lạnh và làm giảm hiệu quả quá
trình trao đổi nhiệt và do đó khả năng làm lạnh của hệ thống bị giảm xuống. Vì lý do
này cần phải duy trì một lượng dầu đúng quy định trong mạch của hệ thống điều hoà.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
- Bổ sung dầu sau khi thay thế các chi tiết
Khi mở mạch môi chất thông với không khí, môi chất sẽ bay hơi và được xả ra
khỏi hệ thống. Tuy nhiên vì dầu máy nén không bay hơi ở nhiệt độ thường hầu hết dầu
còn ở lại trong hệ thống. Do đó khi thay thế một bộ phận chẳng hạn như bộ lọc, giàn
lạnh hoặc giàn nóng thì cần phải bổ sung một lượng dầu tương đương với lượng dầu ở
lại trong bộ phận cũ vào bộ phận mới.

Bảng 1.1. Lượng dầu bổ sung khi thay thế các bộ phận trong hệ thống điều hòa
Chi tiết thay thế
Lượng dầu thay thế
(mm
3
)
Dầu máy nén và kiểu máy nén
thích hợp
Giàn nóng 40
Giàn lạnh 40
Bộ lọc 10
Các ống 10
1.4.4. Chu trình làm lạnh
Hình 1.19. Chu trình làm lạnh
Trong hệ thống làm lạnh, môi chất lưu chuyển tuần hoàn và khép kín. Môi chất
đi từ máy nén qua giàn nóng, lọc, van giãn nở, giàn lạnh và về lại máy nén.
Trạng thái môi chất trước và sau khi qua máy nén. Trước khi qua máy nén, môi
chất được cho qua giàn lạnh. Tại đây, môi chất được bốc hơn hoàn toàn nhờ sự cấp
nhiệt từ dòng không khí đi qua giàn lạnh. Kết quả là môi chất ở trạng thái hơi và nhiệt
độ thấp. Sau khi qua máy nén, môi chất được nén lên áp suất rất cao. Và do quá trình
nén nên nhiệt độ môi chất được tăng lên cao. Vì vậy, dù áp suất cao nhưng môi chất
vẫn ở trạng thái hơi vì nhiệt độ cao.
Bảng 1.2. Trạng thái môi chất sau khi qua máy nén
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Nhiệt độ Áp suất Trạng thái
Trước khi qua máy nén 3
0
C đến 4
0
C Xấp xỉ 0.2 Mpa Hơi

Sau khi qua máy nén Xấp xỉ 80
0
C Xấp xỉ 1.7MPa Hơi
- Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn nóng: Giàn nóng là bộ phận tản
nhiệt cho môi chất. Dòng không khí đi qua giàn nóng lấy đi một phần nhiệt của giàn
nóng, làm cho môi chất giảm nhiệt độ. Với áp suất cao và nhiệt độ thấp, môi chất
chuyển sang trạng thái lỏng.
Bảng 1.3. Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn nóng
Nhiệt độ Áp suất Trạng thái
Trước khi qua giàn nóng Xấp xỉ 80
0
C Xấp xỉ 1.7MPa Hơi
Sau khi qua giàn nóng Xấp xỉ 60
0
C Xấp xỉ 1.7MPa Lỏng
- Trạng thái môi chất trước và sau khi qua van tiết lưu: Van tiết lưu hay còn gọi
là van giãn nở, là bộ phận ngăn cách giữa phần áp suất thấp và áp suất cao. Tiết diện
lưu thông của van tiết lưu nhỏ nên chỉ cho qua một lượng môi chất nhất định. Kết quả
là dưới tác dụng của máy nén, một sự chênh lệch áp suất được tạo ra ở hai bên van tiết
lưu. Dòng môi chất được phun ra ở van tiết lưu. Lúc này, do sự bay hơi đột ngột, nhiệt
độ môi chất giảm xuống khá thấp làm cho một phần môi chất không thể bốc hơi hoàn
toàn, cho mên nó ở dạng sương.
Bảng 1.4. Trạng thái môi chất trước và sau van tiết lưu
Nhiệt độ Áp suất Trạng thái
Trước khi qua van tiết lưu Xấp xỉ 60
0
C Xấp xỉ 1.7MPa Lỏng
Sau khi qua van tiết lưu Xấp xỉ 0
0
C Xấp xỉ 0.2 Mpa Hơi sương

- Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn lạnh: Hơi sương được cho qua
giàn lạnh, dòng không khí thổi qua giàn lạnh cấp nhiệt cho nó và làm cho nhiệt độ môi
chất tăng lên, làm nó bốc hơi hoàn toàn.
Bảng 1.5. Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn lạnh
Nhiệt độ Áp suất Trạng thái
Trước khi qua giàn lạnh Xấp xỉ 0
0
C Xấp xỉ 0.2 Mpa Hơi sương
Sau khi qua giàn lạnh 3
0
C đến 4
0
C Xấp xỉ 0.2 Mpa Hơi
Quá trình tiết tục, môi chất được nén bởi máy nén và về lại máy nén. Cho nên,
đây là một chu trình kín. Môi chất không bị hao tổn trong một chu trình kín như vậy
ngoại trừ trường hợp hư hỏng phải tháo rời hệ thống, sửa chữa hay bị rò ga. Trong một
chu trình kín, năng lượng được bảo toàn. Nghĩa là, muốn có không khí mát thổi ra ở
giàn lạnh thì bắt buộc phải có giải nhiệt ở giàn nóng. Ngược lại, nếu quá trình giải
nhiệt ở giàn nóng không tốt thì không khí thổi ra giàn lạnh không đủ mát.
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ TRÊN XE TOYOTA VIOS 2007
2.1. Hệ thống điều hòa không khí
2.1.1. Sơ đồ hệ thống
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hệ thống điện lạnh trên ô tô là một hệ thống hoạt động áp suất khép kín gồm
những bộ phận chính được mô tả như trên hình 2.1.
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô.
1. Máy nén; 2. Giàn nóng; 3. Quạt giàn nóng; 4. Bộ lọc/hút ẩm; 5. Cảm biến áp suất;
6. Van phía cao áp; 7. Quạt giàn lạnh; 8. Giàn lạnh; 9. Van tiết lưu; 10. Van phía thấp áp;
11. Bộ tiêu âm

2.1.2. Hệ thống sưởi ấm
- Van nước:
Van nước được lắp trong mạch nước làm mát của động cơ và được dùng để
điều khiển lượng nước làm mát động cơ tới két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt). Người lái
điều khiển độ mở của van nước bằng cách dịch chuyển núm chọn nhiệt độ trên bảng
điều khiển.
Hình 2.2. Các bộ phận của hệ thống sưởi
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.3.Van nước
- Két sưởi
Nước làm mát động cơ (khoảng 80
0
C) chảy vào két sưởi và không khí khi qua
két sưởi nhận nhiệt từ nước làm mát này. Két sưởi gồm có các đường ống, cánh tản
nhiệt và vỏ. Việc chế tạo các đường ống dẹt sẽ cải thiện được việc dẫn nhiệt và truyền nhiệt.
Hình 2.4. Két sưởi
2.1.3 Hệ thống làm lạnh
2.1.3.1. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
Khi động cơ hoạt động và đóng mạch điều khiển máy nén hoạt động thì môi chất làm
lạnh sẽ tuần hoàn theo vòng kín. Các quá trình toàn hoàn sẽ diễn ra như sau:
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Máy nén hút môi chất lạnh của phần thấp áp từ giàn lạnh sau đó nén môi chất ở
thể khí làm tăng nhanh áp suất và nhiệt độ của môi chất. Sau đó môi chất lạnh được
đưa đến giàn nóng, tại đây môi chất được dẫn qua các cánh tản nhiệt và được luồng
gió mát thổi qua, quá trình này làm môi chất tỏa ra một nhiệt lượng lớn, môi chất lạnh
biến thành thể lỏng ở áp suất cao, và được dẫn đến bình lọc, hút ẩm rồi được dẫn đến
van tiết lưu, vào giàn lạnh. Tại đây môi chất được giãn nở đột ngột nên bốc hơi hoàn
toàn và thu nhiệt. Quạt lồng sóc thổi luồng khí mát này vào trong cabin theo các
đường phân phối luồng khí.

Hoạt động của hệ thống điện lạnh được tiến hành theo các bước cơ bản nhằm
lọc sạch, truất nhiệt, làm lạnh khối không khí và phân phối luồng khí mát trong cabin ô tô:
Hình 2.5. Vị trí các bộ phận
a. Môi chất lạnh ở thể hơi được bơm đi từ máy nén dưới áp suất cao và nhiệt độ cao
đến giàn nóng.
b. Tại giàn nóng nhiệt độ môi chất lạnh rất cao, quạt gió thổi mát giàn nóng, môi chất
lạnh thể hơi được giải nhiệt, giảm áp nên ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao
nhiệt độ thấp.
c. Môi chất lạnh thể lỏng tiếp tục được lưu thông đến bình lọc/hút ẩm, tại đây môi chất
lạnh được làm tinh khiết nhờ hút hết hơi ẩm và tạp chất.
d. Van giãn nở điều tiết lưu lượng của môi chất thể lỏng để phun vào giàn lạnh, làm
lạnh môi chất ở áp suất thấp. Do được giảm áp đột ngột nên môi chất lạnh thể lỏng sôi
và bốc hơi biến thành thể hơi bên trong giàn lạnh.
e. Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt của luồng khí thổi vào cabin ô
tô nhờ quạt giàn lạnh.
Sau đó môi chất lạnh ở thể hơi, áp suất thấp được hút trở về lại máy nén.
2.2. Các bộ phận
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
2.2.1. Máy nén kiểu cam nghiêng.
a. Công dụng
Máy nén trong kỹ thuật lạnh hoạt động như một cái bơm để hút môi chất ở áp
suất thấp nhiệt độ thấp sinh ra ở giàn lạnh rồi nén lên áp suất cao (100SI: 7 ÷ 17,5 kgf/
2
cm
) và nhiệt độ cao để đẩy vào giàn nóng, đảm bảo sự tuần hoàn của môi chất lạnh
một cách hợp lý và tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất trong hệ thống.
Máy nén là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điêu hòa không khí. Công
suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén
quyết định. Trong quá trình làm việc, tỉ số của máy nén vào khoảng 5 ÷ 8,5. Tỉ số này
phụ thuộc vào nhiệt đọ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh.

c. Vị trí lắp đặt
Máy nén được gắn bên hông động cơ, nhận truyền động đai từ động cơ ô tô
sang đầu trục máy nén qua một ly hợp từ. Tốc độ vòng quay của máy nén lớn hơn tốc
độ quay của động cơ.
d. Cấu tạo:
Các cặp piston được đặt trong đĩa chéo cách nhau một khoảng 72
0
C

đối với máy
nén 10 xilanh và 120
0
C đối với loại máy nén 6 xilanh. Khi một phía piston ở hành
trình nén, thì phía kia ở hành trình hút.
Hình 2.6. Cấu tạo máy nén
e. Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động của máy nén cam nghiêng được chia làm hai hành trình như sau :
- Hành trình hút: khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự chênh lệch
áp suất trong khoảng không gian phía bên trong của piston. Lúc này van hút mở ra cho hơi
môi chất lạnh có áp suất , nhiệt độ thấp từ giàn lạnh nạp vào trong máy nén qua van hút. Và
van xả phía bên phải của piston đang chịu lục nén của bản thân van lò xo lá, nên được đóng
kín. Van hút mở cho tới khi hết quá trình hút của piston thì được đóng lại, kết thúc hành
trình nạp.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.7. Hành trình hút của máy nén
- Hành trình xả: Khi piston chuyển dịch về phía bên trái thì tạo ra hành trình
hút phía bên phải, đồng thời bên phía trái cũng thực hiện hành trình xả. Đầu của
piston phía bên trái sẽ nén khối hơi môi chất lạnh đã được nạp vào, nén lên áp suất
cao cho đền khi đủ lực thắng được lực tì của van xả mở ra và hơi môi chất lạnh có
áp suất, nhiệt độ cao được đẩy đến giàn nóng. Van hút phía bên trái lúc này được

đóng kín bởi áp lực nén của hơi môi chất. Van xả mở ra cho đến hết hành trình bơm
thì đóng lại nhờ lực đàn hồi của lò xo lá, kết thúc quá trình xả (Hình 2.8). Và cứ thế
tiếp tục hành trình mới.
Hình 2.8. Hành trình xả của máy nén

2.2.2. Giàn nóng
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
2.2.2.1. Công dụng và vị trí lắp đặt
Giàn nóng của hệ thống điều hòa không khí ô tô là thiết bị trao đổi nhiệt để biến
hơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao sau quá trình nén thành trạng thái trạng
thái lỏng trong chu trình làm lạnh. Đây là một thiết bị cơ bản trong hệ thống điều hòa
không khí, có ảnh hưởng rất lớn đến các đặc tính năng lượng của hệ thống.
a. Công dụng
Công dụng của giàn nóng là làm cho môi chất ở thể hơi có áp suất và nhiệt
độ cao từ máy nén bơm đến, ngưng tụ và biến thành lỏng.
Quá trình môi chất lạnh ngưng tụ thành thể lỏng được mô tả như sau: Trong
quá trình hoạt động giàn nóng tiếp nhận môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ rất
cao do máy nén bơm vào, qua lỗ nạp bố trí trên giàn nóng.
Dòng khí này tiếp tục lưu thông trong ống dẫn đi dần xuống phía dưới,
nhiệt của môi chất lạnh truyền qua các cánh tỏa nhiệt và được luồng gió mát thổi
đi. Quá trình trao đổi khí này làm tỏa một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí.
Do bị mất nhiệt, hơi môi chất giảm nhiệt độ đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bão hòa
(nhiệt độ sôi) ở áp suất ngưng tụ thì bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng.
Sự trao đổi nhiệt ở giàn nóng nếu không đầy đủ thì sẽ làm tăng áp suất
trong hệ thống và gây ra ngưng tụ không hoàn toàn của môi chất lạnh. Đồng thời,
nếu không ngưng tụ hoàn toàn thì lúc này môi chất chất lạnh vẫn còn ở thể hơi,
làm cho thể tích của môi chất lạnh lớn sẽ không đi qua hết được van tiết lưu vào
giàn lạnh. Do đó, điều này sẽ làm giảm đáng kể công suất của hệ thống vì không
đủ lượng môi chất lạnh quy định tuần hoàn trong một chu trình làm lạnh.
b.Vi trí lắp đặt:

Trên ô tô giàn nóng được lắp ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước
làm mát của động cơ, ở vị trí này giàn nóng tiếp nhận tối đa luồng khí mát thổi
xuyên qua khi xe đang lao tới và do quạt gió tạo ra.
Trong hệ thống giàn nóng được lắp sau máy nén, trước bình lọc/hút ẩm.
2.2.2.2. Cấu tạo
Hầu hết giàn nóng dùng trong hệ thống điều hòa trên ô tô đều sử dụng giàn
nóng không khí cưỡng bức bao gồm các ống xoắn có cánh sắp xếp trong nhiều
dãy và dùng quạt để tạo chuyển động của không khí.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.9. Giàn nóng
- Cấu tạo của thiết giàn nóng bao gồm những ống thẳng hoặc ống chu U nối
thông với nhau, mỗi giàn có thể có hai hay nhiều dãy mối song song qua ống góp. Vật
liệu ống và cánh tản nhiệt thường bằng nhôm (Hình 2.9.)
- Kiểu thiết kế này làm cho giàn nóng co diện tích tỏa nhiệt tối đa đồng thời
chiếm một không gian tối thiểu.
- Lá tản nhiệt: Được thiết kế chế tạo bởi các lá nhôm mỏng và được xếp song
song với nhau. Với cách thiết kế như vậy sẽ tạo được diện tích lớn nhất để tỏa nhiệt
lớn nhất.
2.2.3. Bình lọc/hút ẩm
2.2.3.1. Công dụng và vị trí lắp đặt
Bình lọc và hút ẩm môi chất là thiết bị dùng để lọc sạch tạp chất và hơi ẩm tồn
tại trong hệ thống lạnh. Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và chất ẩm ướt
thì các van trong hệ thống cũng như máy nén sẽ nhanh bị hỏng.
Sau khi được lọc sạch tinh khiết và hút ẩm, môi chất lạnh chui vào ống tiếp
nhận và thoát ra khỏi bình chứa qua lỗ thoát theo ống dẫn đén van giãn nở.
Trong hệ thống điều hòa không khí ô tô bình lọc đặt sau giàn nóng và trước van
giãn nở. Có nhiều loại bình lọc hút ẩm được sử dụng trong hệ thống, tuy nhiên chức
năng và vị trí lắp đặt không thay đổi.
2.2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Là một bình kim loại, bên trong có lưới lọc và chất hút ẩm. Chất khử ẩm có đặc

tính hút ẩm ướt lẫn trong môi chất lạnh, cụ thể như ôxit nhôm và chất sillicagel.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Trên một số bình sấy lọc còn được trang bị thêm một cửa sổ kính để theo dõi dòng
chảy của môi chất (hình 2.11). Môi chất lạnh đang ở thể lỏng từ bộ ngưng tụ theo lỗ
nạp vào bình chứa (hình 2.10) xuyên qua lớp lưới lọc và bọc khử ẩm, tại đây các chất
ẩm ướt tồn tại trong hệ thống được chất khử ấm hấp thụ và các bụi bẩn cơ khí bị chặn
lại bởi lớp lưới lọc. Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâm nhập vào
trong quá trình lắp ráp, sửa chữa.
Hình 2.10. Cấu tạo bộ lọc
Việc chọn loại bình chứa để sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
phụ thuộc nhiều vào loại môi chất lạnh được sử dụng trong hệ thống. Về cấu tạo và
nguyên lý của mỗi loại vẫn không đổi, nhưng vật liệu sử dụng để lọc và hút ẩm cho
môi chất lạnh thì khác nhau, ở hệ thống dùng môi chất lạn R12 thì dùng đá thạch anh
định hình (sillicagel) để hút ẩm; còn trong hệ thống sử dụng môi chất lạnh R134a thì
dùng chất khoáng (zeolite) để hút ẩm ( vì khi dòng môi chất lạnh R134a đi qua chất
khoáng chứa trong bình hút ẩm thì nước sẽ được tách áp suất khỏi R134a và được chất
khoáng hấp thu hoàn toàn).
* Kính quan sát
- Chức năng:
Kính quan sát là lỗ để kiểm tra để quan sát môi chất tuần hoàn trong chu trình
làm lạnh cũng như để kiểm tra lượng môi chất.
- Cấu tạo:
Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia
được lắp ở giữa bình chứa và van giãn nở.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.11. Kính quan sát lượng môi chất
Những chú ý khi kiểm tra:
Nhìn chung khi nhìn thấy nhiều bọt khí qua kính quan sát nghĩa là lượng môi
chất không đủ và khi không nhìn thấy các bọt khí thì lượng môi chất thừa.
2.2.4. Van giãn nở

2.2.4.1. Công dụng, vị trí lắp đặt và phân loại
Công dụng: Môi chất lạnh ở thể lỏng áp suất cao, khi ra khỏi bình lọc hút ẩm và
theo ống dẫn môi chất đến 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 nạp vào giàn lạnh. Van giãn nở
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 giàn lạnh. Van giãn nở được điều khiển bằng áp suất vào
của giàn lạnh, van này sẽ mở để lưu thông nhiều môi chất lạnh hơn khi trong cabin ô tô yêu
cầu độ lạnh nhiều hơn. Hoặc khi chế độ tải lạnh yêu cầu ít hơn, khi van giãn nở sẽ
giảm dòng chảy của môi chất lạnh xuống.
Vị trí lắp đặt: Trên ô tô, van giãn nở được lắp đặt tại ống vào của bộ bốc hơi,
sau giàn nóng.
Phân loại: Có hai kiểu van giãn nở được sử dụng trong hệ thống điều hòa
không khí ô tô; kiểu van giãn nở có áp suất không đổi và kiểu van giãn nở trang bị bầu
cảm biến nhiệt độ, kiểu này có hai loại: Loại van giãn nở nhiệt có bầu cảm biến nhiệt
cân bằng trong và loại van giãn nở có ống cân bằng ngoài. Trong đó kiểu van giãn nở
trang bị có bầu cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi hơn trong hệ thống điều hòa
không khí ô tô.
2.2.4.2 Van giãn nở dạng hộp
a. Cấu tạo:
Một van trực tiếp phát hiện nhiệt độ của môi chất (độ lạnh) xung quanh đầu ra
của giàn lạnh bằng một thanh cảm nhận nhiệt và truyền tới khí ở bên trong màng ngăn.
Sự thay đổi áp suất khí là do sự thay đổi nhiệt độ cân bằng giữa áp suất đầu ra của
dòng lạnh và áp lực lò xo đẩy van kim để điều chỉnh lượng môi chất.
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Nhiệt độ xung quanh cửa ra của giàn lạnh thay đổi theo đầu ra của giàn lạnh.
Hình 2.12. Cấu tạo van giãn nở dạng hộp
b. Hoạt động:
Khi độ lạnh nhỏ nhiệt độ xung quanh đầu ra của giàn lạnh giảm xuống và do đó
nhiệt độ được truyền từ thanh cảm nhận nhiệt tới môi chất ở bên trong màng ngăn
cũng giảm xuống làm cho khí co lại. Kết quả là van kim bị đẩy bởi áp lực môi chất ở

cửa ra của giàn lạnh và áp lực của lò xo nén chuyển động sang phải. Van đóng bớt lại
làm giảm dòng môi chất và làm giảm khả năng làm lạnh.
Khi độ lạnh lớn, nhiệt độ xung quanh cửa ra của dòng lạnh tăng lên và khí giãn nở. Kết
quả là van kim dịch chuyển sang trái đẩy vào lò xo. Độ mở của van tăng lên làm tăng lượng môi
chất tuần hoàn trong hệ thống và làm cho khả năng làm lạnh tăng lên.
Hình 2.13. Hoạt động van giãn nở dạng hộp
2.2.5. Giàn lạnh