Nghiên cứu hệ thống điều hòa trên xe ô tô Vios

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I...................................................................................................................9
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ................9
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.................................9
1.2. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................10
1.3. Nguyên lý điều hòa không khí............................................................................11
1.4. Chức năng của điều hòa không khí.....................................................................13
1.4.1. Sưởi ấm.............................................................................................................13
1.4.2. Làm mát không khí...........................................................................................13
1.4.3. Hút ẩm...............................................................................................................14
1.5. Phân loại điều hòa không khí trên ô tô................................................................15
1.5.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt...............................................................................15
1.5.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển...........................................................16
1.6. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn........................................17
1.6.1. Đơn vị đo nhiệt lượng. ....................................................................................17
1.6.2. Môi chất lạnh....................................................................................................18
1.6.3. Dầu bôi trơn. ....................................................................................................20
CHƯƠNG II...............................................................................................................22
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ.................................22
2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô. .......................22
2.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô...............................................22
2.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô................................23
2.1.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô..................................................24
2.2. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh..................................................25
2.2.1. Máy nén............................................................................................................25

2.2.2. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)..................................................................................31
2.2.3. Bình lọc (hút ẩm môi chất)...............................................................................33
2.2.4. Van tiết lưu hay van giãn nở.
....................................................................35
2.3.2. Cửa sổ kính (mắt ga)........................................................................................42
2.3.3. Van giảm áp và phớt làm kín trục....................................................................43
2.4. Điều khiển hệ thống điều hòa không khí trên ô tô..............................................45
2.4.1. Bộ điều khiển nhiệt độ......................................................................................45
2.4.2. Điều khiển nhiệt độ bằng cánh trộn khí...........................................................47
2.4.3. Bộ điều khiển tốc độ quạt.................................................................................49
2.4.4. Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga)............................................................51
2.4.5. Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh......................................................52
2.4.6. Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén....................................................................55
2.4.7. Điều chỉnh tốc độ quạt......................................................................................62


2
2.5. Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..................................................64
2.5.1. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..........................64
2.5.2. Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động...................................66
2.5.3. Các dạng điều khiển điều hòa không khí tự động............................................69
CHƯƠNG III..............................................................................................................74
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE VIOS
.....................................................................................................................................74
3.1.Tổng quan hệ thống điều hòa không khí trên xe VIOS......................................74
3.1.1. Sơ đồ hệ thống và vị trí lắp đặt trên xe............................................................74
3.1.3. Hệ thống làm lạnh............................................................................................76
3.1.4. Một số bộ phận khác của hệ thống điều hòa xe VIOS....................................77
3.1.5. Hoạt động làm lạnh trên xe VIOS...................................................................79
3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động các thiết bị điện trong hệ thống điều hòa xe

VIOS...........................................................................................................................80
3.2.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng..........................................................80
3.2.2. Mạch điện điều hòa không khí trên xe VIOS..................................................83
3.3. Thuyết minh mạch điện hệ thống lạnh xe Vios..................................................85
3.3.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng:........................................................85
3.3.2. Mạch điện hệ thống điều hòa...........................................................................85
CHƯƠNG IV..............................................................................................................87
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ..............................87
4.1. Các dụng cụ, thiết bị sử dụng khi bảo dưỡng, sửa chữa.....................................87
4.1.1. Các dụng cụ thường dùng để kiểm tra sửa chữa hệ thống điều hòa không khí.
.....................................................................................................................................87
4.1.2. Bộ đồng hồ đo áp suất. ....................................................................................88
4.1.3. Bơm hút chân không........................................................................................89
4.1.4. Thiết bị phát hiện dò ga....................................................................................90
4.1.7. Quy trình hút chân không hệ thống điện lạnh ô tô..........................................97
4.2. Chẩn đoán tình trạng hệ thống điện lạnh ô tô.....................................................99
4.3. An toàn kỹ thuật và xác định hỏng hóc, sửa chữa............................................105
4.3.1. An toàn kỹ thuật khi sửa chữa, lắp ráp..........................................................105
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN......................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................109

DANH MỤC HÌNH VẼ
CHƯƠNG I...................................................................................................................9
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ................9


3
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.................................9
1.2. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................10
1.3. Nguyên lý điều hòa không khí............................................................................11

1.4. Chức năng của điều hòa không khí.....................................................................13
1.4.1. Sưởi ấm.............................................................................................................13
1.4.2. Làm mát không khí...........................................................................................13
1.4.3. Hút ẩm...............................................................................................................14
1.5. Phân loại điều hòa không khí trên ô tô................................................................15
1.5.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt...............................................................................15
1.5.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển...........................................................16
1.6. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn........................................17
1.6.1. Đơn vị đo nhiệt lượng. ....................................................................................17
1.6.2. Môi chất lạnh....................................................................................................18
1.6.3. Dầu bôi trơn. ....................................................................................................20
CHƯƠNG II...............................................................................................................22
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ.................................22
2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô. .......................22
2.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô...............................................22
2.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô................................23
2.1.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô..................................................24
2.2. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh..................................................25
2.2.1. Máy nén............................................................................................................25
2.2.2. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)..................................................................................31
2.2.3. Bình lọc (hút ẩm môi chất)...............................................................................33
2.2.4. Van tiết lưu hay van giãn nở.
....................................................................35
2.3.2. Cửa sổ kính (mắt ga)........................................................................................42
2.3.3. Van giảm áp và phớt làm kín trục....................................................................43
2.4. Điều khiển hệ thống điều hòa không khí trên ô tô..............................................45
2.4.1. Bộ điều khiển nhiệt độ......................................................................................45
2.4.2. Điều khiển nhiệt độ bằng cánh trộn khí...........................................................47
2.4.3. Bộ điều khiển tốc độ quạt.................................................................................49
2.4.4. Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga)............................................................51

2.4.5. Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh......................................................52
2.4.6. Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén....................................................................55
2.4.7. Điều chỉnh tốc độ quạt......................................................................................62
2.5. Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..................................................64
2.5.1. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..........................64
2.5.2. Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động...................................66
2.5.3. Các dạng điều khiển điều hòa không khí tự động............................................69
CHƯƠNG III..............................................................................................................74
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE VIOS
.....................................................................................................................................74
3.1.Tổng quan hệ thống điều hòa không khí trên xe VIOS......................................74
3.1.1. Sơ đồ hệ thống và vị trí lắp đặt trên xe............................................................74
3.1.3. Hệ thống làm lạnh............................................................................................76
3.1.4. Một số bộ phận khác của hệ thống điều hòa xe VIOS....................................77
3.1.5. Hoạt động làm lạnh trên xe VIOS...................................................................79


4
3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động các thiết bị điện trong hệ thống điều hòa xe
VIOS...........................................................................................................................80
3.2.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng..........................................................80
3.2.2. Mạch điện điều hòa không khí trên xe VIOS..................................................83
3.3. Thuyết minh mạch điện hệ thống lạnh xe Vios..................................................85
3.3.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng:........................................................85
3.3.2. Mạch điện hệ thống điều hòa...........................................................................85
CHƯƠNG IV..............................................................................................................87
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ..............................87
4.1. Các dụng cụ, thiết bị sử dụng khi bảo dưỡng, sửa chữa.....................................87
4.1.1. Các dụng cụ thường dùng để kiểm tra sửa chữa hệ thống điều hòa không khí.
.....................................................................................................................................87

4.1.2. Bộ đồng hồ đo áp suất. ....................................................................................88
4.1.3. Bơm hút chân không........................................................................................89
4.1.4. Thiết bị phát hiện dò ga....................................................................................90
4.1.7. Quy trình hút chân không hệ thống điện lạnh ô tô..........................................97
4.2. Chẩn đoán tình trạng hệ thống điện lạnh ô tô.....................................................99
4.3. An toàn kỹ thuật và xác định hỏng hóc, sửa chữa............................................105
4.3.1. An toàn kỹ thuật khi sửa chữa, lắp ráp..........................................................105
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN......................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................109

DANH MỤC BẢNG BIỂU

CHƯƠNG I...................................................................................................................9
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ................9
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.................................9
1.2. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................10


5
1.3. Nguyên lý điều hòa không khí............................................................................11
1.4. Chức năng của điều hòa không khí.....................................................................13
1.4.1. Sưởi ấm.............................................................................................................13
1.4.2. Làm mát không khí...........................................................................................13
1.4.3. Hút ẩm...............................................................................................................14
1.5. Phân loại điều hòa không khí trên ô tô................................................................15
1.5.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt...............................................................................15
1.5.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển...........................................................16
1.6. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn........................................17
1.6.1. Đơn vị đo nhiệt lượng. ....................................................................................17
1.6.2. Môi chất lạnh....................................................................................................18

1.6.3. Dầu bôi trơn. ....................................................................................................20
CHƯƠNG II...............................................................................................................22
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ.................................22
2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô. .......................22
2.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô...............................................22
2.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô................................23
2.1.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô..................................................24
2.2. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh..................................................25
2.2.1. Máy nén............................................................................................................25
2.2.2. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)..................................................................................31
2.2.3. Bình lọc (hút ẩm môi chất)...............................................................................33
2.2.4. Van tiết lưu hay van giãn nở.
....................................................................35
2.3.2. Cửa sổ kính (mắt ga)........................................................................................42
2.3.3. Van giảm áp và phớt làm kín trục....................................................................43
2.4. Điều khiển hệ thống điều hòa không khí trên ô tô..............................................45
2.4.1. Bộ điều khiển nhiệt độ......................................................................................45
2.4.2. Điều khiển nhiệt độ bằng cánh trộn khí...........................................................47
2.4.3. Bộ điều khiển tốc độ quạt.................................................................................49
2.4.4. Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga)............................................................51
2.4.5. Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh......................................................52
2.4.6. Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén....................................................................55
2.4.7. Điều chỉnh tốc độ quạt......................................................................................62
2.5. Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..................................................64
2.5.1. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô..........................64
2.5.2. Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động...................................66
2.5.3. Các dạng điều khiển điều hòa không khí tự động............................................69
CHƯƠNG III..............................................................................................................74
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN XE VIOS
.....................................................................................................................................74

3.1.Tổng quan hệ thống điều hòa không khí trên xe VIOS......................................74
3.1.1. Sơ đồ hệ thống và vị trí lắp đặt trên xe............................................................74
3.1.3. Hệ thống làm lạnh............................................................................................76
3.1.4. Một số bộ phận khác của hệ thống điều hòa xe VIOS....................................77
3.1.5. Hoạt động làm lạnh trên xe VIOS...................................................................79
3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động các thiết bị điện trong hệ thống điều hòa xe
VIOS...........................................................................................................................80
3.2.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng..........................................................80


6
3.2.2. Mạch điện điều hòa không khí trên xe VIOS..................................................83
3.3. Thuyết minh mạch điện hệ thống lạnh xe Vios..................................................85
3.3.1. Mạch điện quạt két nước và giàn ngưng:........................................................85
3.3.2. Mạch điện hệ thống điều hòa...........................................................................85
CHƯƠNG IV..............................................................................................................87
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH Ô TÔ..............................87
4.1. Các dụng cụ, thiết bị sử dụng khi bảo dưỡng, sửa chữa.....................................87
4.1.1. Các dụng cụ thường dùng để kiểm tra sửa chữa hệ thống điều hòa không khí.
.....................................................................................................................................87
4.1.2. Bộ đồng hồ đo áp suất. ....................................................................................88
4.1.3. Bơm hút chân không........................................................................................89
4.1.4. Thiết bị phát hiện dò ga....................................................................................90
4.1.7. Quy trình hút chân không hệ thống điện lạnh ô tô..........................................97
4.2. Chẩn đoán tình trạng hệ thống điện lạnh ô tô.....................................................99
4.3. An toàn kỹ thuật và xác định hỏng hóc, sửa chữa............................................105
4.3.1. An toàn kỹ thuật khi sửa chữa, lắp ráp..........................................................105
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN......................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................109

7

LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ngành công nghiệp ô
tô của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây lượng ô
tô tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phương
tiện đi lại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiều hãng
xe nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó Nhà nước cũng có
những chính sách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển. Ngoài các
công ty sản xuất, lắp ráp ô tô trong nước như vinaxuki, trường hải auto... Những
năm gần đây nhiều công ty ô tô nước ngoài đã đầu tư vào thị trường Việt nam như :
Toyota, Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huyndai…
Việc xuất hiện các công ty nước ngoài đã tác động mạnh mẽ tới việc đào tạo
đội ngũ kĩ sư, kỹ thuật viên trong nước sao cho đáp ứng được với nền công nghiệp ô
tô nước nhà. Trong đó, khoa Công Nghệ Ô Tô trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nôi là một trong những ngành hàng đầu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cho
ngành công nghiệp ô tô nước nhà. Là sinh Đại học được đào tạo chính quy, qua thời
gian học tập và nghiên cứu tại trường dưới một mô hình đào tạo có chất lượng. Để
khẳng định chất lượng đào tạo của Nhà trường nói chung và khoa cơ khí động lực
nói riêng, em chọn đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa trên xe ô tô
Vios”. Đề tài gồm bốn phần:
Chương I : Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Chương II : Lý thuyết chung về điều hòa không khí trên ô tô
Chương III : Hệ thống điều hòa trên xe Toyota Vios
Chương IV : Quy trình bảo dưỡng,sửa chữa hệ thống điều hòa Toyota
Vios
Trang bị hệ thống điều hòa trên ô tô một phần không thế thiếu trên các dòng
xe hiện đại. Đây là hệ thống thiết yếu đảm bảo tính tiện nghi cho nhu cầu sử dụng
ngày càng cao của con người. Vì thế, nhu cầu sửa chữa bảo dưỡng hệ thống điều

hòa là vô cùng lớn. Từ đó, yêu cầu đặt ra cho người kĩ thuật viên, kĩ sư ô tô là phải


8
trang bị kiến thức chuyên sâu về hệ thống điều hòa và nâng cao trình độ tay nghề
sửa chữa. Nhận thấy đây là một đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao, em đã cố gắng tìm
kiếm tài liệu, học hỏi, tích lũy kiến thưc từ các thầy giáo, các bạn và các trang mạng
về chuyên ngành…để hoàn thiện đề tài này.
Trong quá trình thực hiện em gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự
hướng dẫn tận tình của thầy Th.s Nguyễn Mạnh Dũng cùng các thầy trong khoa và
các bạn cùng khóa em đã dần khắc phục được những khó khăn và hoàn thành đồ án
đúng thời hạn.
Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, tính rộng lớn của đề tài nên mặc dù đã
cố gắng hết sức nhưng đề tài cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy và các bạn để đề tài của em
được hoàn thiện hơn nữa. Em hy vọng đề tài của em sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích
cho các bạn sinh viên khóa sau và là bài giảng hữu ích trong việc giảng dạy của nhà
trường.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quang Huy

9

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TRÊN Ô TÔ
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Điều hòa không khí là một hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt
độ và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu
trong những ngày nắng nóng và ấm áp trong những ngày đông và giúp giữ độ ẩm,
lọc sạch không khí. Ngày nay, điều hòa không khí trên xe còn có thể hoạt động một
cách tự động nhờ các cảm biến và các ECU điều khiển. Điều hoà không khí cũng
giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của
kính xe.
Để làm ấm không khí đi qua, hệ thống điều hòa không khí sử dụng ngay két
nước như một két sưởi ấm. Két sưởi lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng
bởi động
cơ và dùng nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt
độ của két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó, ngay sau khi
động cơ khởi động két sưởi không làm việc.
Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một
chu trình khép kín. Máy nén đẩy môi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi
vào giàn ngưng. Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Môi chất ở
dạng lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khô). Bình này chứa và lọc môi chất.
Môi chất lỏng sau khi đã được lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển
môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Môi chất dạng
khí - lỏng có nhiệt độ thấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong
giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của không khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng được
chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi
vào máy nén và quá trình được lặp lại như trước.

10
Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp
cả két sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và
vị trí của van nước làm mát.
Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí 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 bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, 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 có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất
âm.
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).

1.2. Tính cấp thiết của đề tài.
Ngày nay ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện tham gia giao
thông thông dụng. Ô tô hiện đại nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như
tính năng an toàn cho con người khi sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên xe
hiện đại ngày càng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với
việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng như nghe nhạc, xem truyền hình, google
map, camera hành trình, hỗ trợ lái, điều khiển trên vô lăng... Một trong những trang
bị tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điện lạnh trên ô tô.
Ngày nay hệ thống điện lạnh ô tô ngày càng được phát triển và hoàn thiện
phục vụ nhu cầu của con người. Nó tạo ra một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe
trong bất kỳ thời tiết nào. Đặc biệt nó giải quyết được vấn đề khí hậu ở Việt Nam,
khí hậu khắc nghiệt, không khí bụi bẩn ô nhiễm. Tuy nhiên hệ thống càng hiện đại

thì khả năng tiếp cận nó càng khó khăn khi xảy ra hư hỏng. Một sinh viên ngành
công nghệ ô tô cần phải trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất về tất cả các
hệ thống trên ô tô.
Chính vì vậy việc lựa chọn đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống điều hòa
trên xe ô tô” là rất cần thiết. Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúp cho em sau
này có thể tiếp cận với những hệ thống điện lạnh được trang bị trên các ô tô hiện
đại. Em mong rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạy trong nhà trường.
Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh và sinh viên chuyên


11
ngành ô tô và các bạn sinh viên đang theo học các chuyên ngành khác thích tìm
hiểu về kỹ thuật ô tô.

1.3. Nguyên lý điều hòa không khí.
Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo của hệ
thống điều hòa không khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết
căn bản của hệ thống điều hòa không khí.
Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể.
Đây cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí.
Vì vậy hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau
đây:
+ Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh.
+ Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ.
+ Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ phân bố năng lượng nhiệt ra một vùng
rộng lớn và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống.
+ Để làm lạnh bất cứ một vật 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.
Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở

lý thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ, áp suất và điểm sôi.

- Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có chuyển
động mạnh hơn) đến những nơi có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển động
yếu hơn).Ví dụ: Một vật nóng 500C được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 800C thì
vật nóng có nhiệt độ là 80 0C sẽ truyền nhiệt cho vật 50 0C. Sự chênh lệch nhiệt độ
càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh. Sự truyền nhiệt có thể được truyền
bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kết hợp giữa ba cách trên.
+ Dẫn nhiệt: Là sự truyền có hướng của nhiệt trong một vật hay sự dẫn nhiệt
xảy ra giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ví dụ khi ta nung nóng
một đầu thanh thép thì đầu kia dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt.
+ Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt qua sự di chuyển của một chất lỏng hay một
chất khí đã được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khác
nhờ khối không khí trung gian bao quanh nó. Khi khối không khí được đun nóng
bởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội
hơn và làm nóng vật thể này. Trong một phòng không khí nóng bay lên trên, không


12
khí lạnh di chuyển xuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín, nhờ vậy các
vật thể trong phòng được nung nóng đều, đó là hiện tượng của sự đối lưu.
+ Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dù
giữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau. Ta cảm thấy ấm khi
đứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn pha khi ta đứng gần nó. Đó
là bởi nhiệt của mặt trời hay đèn pha được biến thành các tia hồng ngoại và 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. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ.
+ 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 32 0F (00C) thì

nước đóng băng thành đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu
nước được đun tới 2120F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Ở đây đặc biệt
thú vị khi thay đổi nước đá (thể rắn) thành nước ở thể lỏng và nước thành hơi ở thể
khí. Trong quá trình thay đổi trạng thái của nước ta phải tác động nhiệt vào.
Ví dụ: Khối nước đá đang ở nhiệt độ 32 0F ta nung nóng cho nó tan ra, nhưng
nước đá đang tan vẫn giữ nhiệt độ là 32 0F. Đun nước nóng đến 2120F thì nước sôi,
nhưng khi ta tiếp tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn là 212 0F
(1000C) chứ không nóng hơn nữa. Lượng nhiệt được hấp thụ trong nước sôi, trong
nước đá để làm thay đổi trạng thái của nước gọi là ẩn nhiệt.
+ Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa
không 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 sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng
sôi cao hơn so với mức bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một
vật chất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống. Ví dụ điểm sôi của nước ở
nhiệt độ bình thường là 1000C. Điểm sôi 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 hay đặt chất lỏng trong chân không. Đối với điểm ngưng tụ của
hơi nước, áp suất cũng có tác dụng như thế. Trong hệ thống điều hòa không khí,
cũng như hệ thống điện lạnh ô tô đã áp dụng hiện tượng này của áp suất đối với sự
bốc hơi và ngưng tụ của một số loại chất lỏng đặc biệt tham gia vào quá trình sinh
lạnh và điều hòa của hệ thống.
Lý thuyết về điều hòa không khí được tóm lược theo ba nguyên tắc sau:
1. Làm lạnh một vật thể là rút bớt nhiệt của vật thể đó.


13
2. Mục tiêu làm lạnh chỉ thực hiện tốt khi khoảng không gian cần làm lạnh
được bao kín xung quanh.vì thê, cabin ô tô cần được bao kín và cách nhiệt tốt.
3. Khi chất lỏng bốc hơi, quá trình bốc hơi sẽ sinh hàn và hấp thụ một lượng
nhiệt đáng kể. Ví dụ cho một ít rượu cồn vào lòng bàn tay, cồn hâp thụ nhiệt từ lòng

bàn tay để bốc hơi. Hiện tượng này làm ta cảm thấy mát lạnh tại chỗ giọt cồn đang
bốc hơi.

1.4. Chức năng của điều hòa không khí.
1.4.1. Sưởi ấm.

Hình 1.1: Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm
Người ta dùng một két sưởi ấm như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không
khí. Két sưởi lấy nước làm mát của động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ và dùng
nhiệt độ này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của
két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ
khởi động két sưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm.

1.4.2. Làm mát không khí.
Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước
khi đưa vào trong xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm
việc đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) 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 gió. Việc
làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ nhưng việc
làm mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ.


14

Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát
1.4.3. 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. Khi đi qua giàn lạnh, không khí
được làm mát. Hơi nước trong không khí ngưng tụ lại 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 nhỏ.
Ngoài ba chức năng trên hệ thống điều hòa không khí còn có chức năng lọc
sạch bụi và các tạp chất trong không khí, điều khiển thông gió trong xe. 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 bổ 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 có áp
suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm.
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).


15

1.5. Phân loại điều hòa không khí trên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương
thức điều khiển.

1.5.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt.
+ Kiểu phía trước.
Giàn lạnh của kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với
giàn sưởi. Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng mô tơ quạt. Gió từ bên ngoài hoặc
không khí tuần hoàn bên trong được cuốn vào. Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy)
được đưa vào bên trong.

Hình 1.3: Kiểu phía trước

+ 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 không cho không 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.

Hình 1.4: Kiểu kép


16
+ Kiểu kép treo trần.
Kiểu này 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. Kiểu kép
treo trần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều.

Hình 1.5: Kiểu kép treo trần
1.5.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển.
+ Kiểu bằng tay.
Kiểu này cho phép điều khiển nhiệt độ bằng tay các công tắc và nhiệt độ đầu
ra bằng cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều
khiển lượng gió, hướng gió.

Hình 1.6: Kiểu bằng tay (Khi trời nóng)

Hình 1.7: Kiểu bằng tay (Khi trời lạnh)
+ Kiểu tự động.


17
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn, bằng cách trang bị bộ điều

khiển điều hòa, ECU động cơ và các cảm biến. Khi bật điều hòa về chế độ auto và
chỉnh nhiệt độ mong muốn, hệ thống 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, nhiệt độ nước làm mát và bức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển thông qua
các cảm biến tương ứng, nhằm điều khiển nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong
muốn.

Hình 1.8: Kiểu tự động (Khi trời nóng)

Hình 1.9: Kiểu tự động (Khi trời lạnh)
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 1 0F (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).


18

1.6.2. Môi chất lạnh.
Môi chất lạnh còn gọi là tác nhân lạnh hay ga lạnh trong hệ thống điều hòa
không khí phải đạt được những yêu cầu sau đây:
+ Môi chất lạnh phải có điểm sôi thấp dưới 32 0F (00C) để có thể bốc hơi và
hấp thụ ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
+ Phải có tính chất tương đối trơ nghĩa là không ăn mòn kim loại hoặc các vật
liệu khác như cao su, nhựa, hòa trộn được với dầu bôi trơn để tạo thành một hóa
chất bền vững,.
+ Đồng thời chất làm lạnh phải là chất không độc, không cháy, và không gây

nổ, không sinh ra các phản ứng phá hủy môi sinh và môi trường khi nó xả ra vào
khí quyển.

Phân loại và kí hiệu môi chất lạnh:
- Các freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên tử hydro
được thay thế một phần hoặc toàn bộ bằng nguyên tử clo, flo hoặc brom.
+ R (refrigerant): Chất làm lạnh, môi chất lạnh.
+ Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt. Ví dụ như R-134a
+ Các olefin có số 1 đứng trước 3 chữ số. Ví dụ như C3F6 kí hiệu là R1216.
+ Các hợp chất có cấu trúc mạch vòng thêm chữ C.Ví dụ như C4H8 là RC138.

- Các chất vô cơ: Kí hiệu là R7M, trong đó với M là phân tử lượng làm tròn
của chất đó.Ví dụ NH3 kí hiệu là R717.

- Môi chất lạnh R-12.
Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là
CCl2F2 (CFC). Nó là một chất khí không màu nó nặng hơn không khí bốn lần ở
300C, có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là -21,7 0F (-29,80C), nhờ vậy nó bốc hơi
nhanh chóng trong giàn lạnh và hấp thụ nhiều nhiệt, 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 hòa tan trong dầu khoáng chất, và không 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 thông xuyên suốt hệ thống ống dẫn nhưng không 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 hòa ô tô.
Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ôzôn 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

19
quyển, nguyên tử clo đã tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O 3 trong tầng
ôzôn khí quyển. Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hành
trên thị trường.

Hình 1.10: Sự phá hủy tầng ôzôn của CFC
- Môi chất lạnh R-134a.
Môi chất lạnh R134a có công thức hóa học là CF 3-CH2F (HFC). Do trong
thành phần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành
công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất
lạnh R134a.
Các đặc tính, các mối quan hệ áp suất và nhiệt độ của môi chất R134a có điểm
sôi 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 không bằng so với R12. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi chất lạnh R134a được thiết
kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn không khí giải nhiệt
thổi xuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ). R134a có nhược điểm nữa là không kết
hợp được với các dầu khoáng dùng để bôi trơn hệ thống.
Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Đồ thị chỉ ra điểm sôi của
R134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất. Phần diện tích trên đường cong áp suất
biểu diễn R134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất biểu
diễn R134a ở trạng thái lỏng. Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng chỉ
bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà
không cần thay đổi áp suất. Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách
giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay
đổi áp suất.


20

Hình 1.11: Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a

Khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí bằng môi
chất R134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với
R134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi
trơn chuyên dùng cùng với môi chất lạnh R134a là các chất bôi trơn tổng hợp
polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Hai chất này không hòa trộn với
môi chất lạnh R-12. Ta có thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R134a
vì thông thường nó được ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống.

1.6.3. Dầu bôi 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 hòa trộn với môi
chất lạnh và lưu thông khắp nơi trong hệ thống, giúp van giãn nở hoạt động chính
xác, bôi 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 không 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 đen, có mùi hăng nồng thì dầu đã bị nhiễm bẩn. Nó cần được
xả sạch, thay bầu lọc hút ẩm và thay dầu mới theo đúng chủng loại và đúng dung
lượng quy định.
+ Chủng loại và độ nhớt của dầu bôi trơn máy nén tùy thuộc vào quy định của
nhà chế tạo máy nén và tùy thuộc vào lượng môi chất lạnh đang sử dụng trong hệ


21
thống. Dầu nhờn được hòa tan với môi chất lạnh và lưu thông xuyên suốt hệ thống,
do vậy bên trong mỗi bộ phận đều có dầu bôi trơn. Khi tháo rời các bộ phận đó ra
khỏi hệ thống. Lượng dầu bôi trơn phải được cho thêm sau khi thay mới bộ phận
được quy định do nhà chế tạo và được chế trực tiếp vào bộ phận đó.
Ví dụ về quy định của hãng ford:

Giàn lạnh( bộ bốc hơi)

90cc

Giàn nóng( bộ ngưng tụ) 30cc
Bầu lọc/ hút ẩm

30cc

Tổng số thể tích dầu bôi trơn trong một hệ thống điện lạnh ô tô khoảng 240cc.
Để có thể châm thêm dầu nhờn vào máy nén bù đắp cho lượng dầu bị thất
thoát do xì ga, người ta sản xuất những bình dầu nhờn áp suất. Loại bình này chứa
59 ml dầu nhờn và một lượng thích ứng môi chất lạnh. Môi chất lạnh này có công
dụng tạo áp suất đẩy dầu nhờn nạp vào hệ thống.

Hình 1.12: Bình chứa 59 ml dầu nhờn bôi trơn dưới áp suất, dung để châm
thêm vào hệ thống điện lạnh ô tô.


22

CHƯƠNG II
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ
2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
2.1.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ô tô nói riêng bao gồm các bộ phận và
thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải
nhiệt ra môi trường bên ngoài. Thiết bị lạnh ô tô bao gồm các bộ phận: Máy nén,
thiết bị ngưng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết lưu),
thiết bị bay hơi (giàn lạnh), và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt

động có hiệu quả nhất. Hình vẽ dưới đây giới thiệu các bộ phận trong hệ thống điện
lạnh ô tô.

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ô tô
A. Máy nén (lốc lạnh)

F. Van tiết lưu (van giãn nở)

B. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)

G. Bộ bốc hơi (giàn lạnh)

C. Bộ lọc hay bình hút ẩm

H. Van xả phía thấp áp

D. Công tắc áp suất cao

I. Bộ tiêu âm

E. Van xả phía cao áp


23

1. Sự nén

3. Sự giãn nở

2. Sự ngưng tụ

4. Sự bốc hơi

2.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô.
Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây.
+ Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất cao và nhiệt độ bốc
hơi cao đến bộ ngưng tụ (B) hay giàn nóng ở thể hơi.
+ Tại bộ ngưng tụ (B) nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt gió thổi mát giàn
nóng, môi chất ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao
nhiệt độ thấp.
Bảng 2.1 Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn nóng
Nhiệt độ
Áp suất
Trạng thái
0
Trước khi qua giàn nóng
Xấp xỉ 80 C Xấp xỉ 1.7MPa
Hơi
0
Sau khi qua giàn nóng
Xấp xỉ 60 C Xấp xỉ 1.7MPa
Lỏng
+ Môi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bình lọc hay bộ hút ẩm
(C), tại đây môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp
chất.
+ Van giãn nở hay van tiết lưu (F) điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng chảy
vào bộ bốc hơi (Giàn lạnh) (G), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do giảm áp
nên môi chất từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi.
Bảng 2.2 Trạng thái môi chất trước và sau van tiết lưu
Nhiệt độ

Áp suất
Trạng thái
0
Trước khi qua van tiết lưu
Xấp xỉ 60 C
Xấp xỉ 1.7MPa
Lỏng
0
Sau khi qua van tiết lưu
Xấp xỉ 0 C
Xấp xỉ 0.2 Mpa
Hơi sương
+ Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ô tô, có
nghĩa là làm mát khối không khí trong cabin.
Không khí lấy từ bên ngoài vào đi qua giàn lạnh (Bộ bốc hơi). Tại đây không
khí bị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ
của không khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khí cũng bị
ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp
suất cao sẽ trở thành môi chất ở thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp.
Bảng 2.3 Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn lạnh
Nhiệt độ
Áp suất
Trạng thái
0
Trước khi qua giàn lạnh
Xấp xỉ 0 C
Xấp xỉ 0.2 Mpa
Hơi sương
Sau khi qua giàn lạnh
30C đến 40C Xấp xỉ 0.2 Mpa

Hơi


24

Khi quá trình này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ
lấy năng lượng từ không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà
chuyển từ dạng này sang dạng khác). Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị
giảm xuống, tạo nên không khí lạnh. Môi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ cao và
áp suất thấp được hồi về máy nén.
Bảng 2.4 Trạng thái môi chất sau khi qua máy nén
Nhiệt độ
Áp suất
0
0
Trước khi qua máy nén
3 C đến 4 C
Xấp xỉ 0.2 Mpa
0
Sau khi qua máy nén
Xấp xỉ 80 C
Xấp xỉ 1.7MPa

Trạng thái
Hơi
Hơi

2.1.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
- Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hòa được lắp ở
phía trước (táp lô) hoặc phía sau (cốp xe) là đảm bảo được việc cung cấp khí mát

vào trong xe khi cần thiết.
- Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hòa giống xe
con thì sẽ không đảm bảo làm mát toàn bộ xe hay quá trình làm mát sẽ kém đi
nhiều. Vì vậy xe khách được lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo làm mát
toàn bộ xe tạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe.

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe du lịch


25

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách
2.2. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh.
2.2.1. Máy nén.
a. Chức năng.
Máy nén nhận dòng khí ở trạng thái có nhiệt độ và áp suất thấp. Sau đó dòng
khí này được nén, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao và được đưa
tới giàn nóng. Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, 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 nén vào khoảng 5÷8,1. Tỉ số này phụ thuộc vào
nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh.

Hình 2.4: Kết cấu của máy nén