Đề tài nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

MỤC LỤC
LỜI NHẬN XÉT 1
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................... 3
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 5
1. .......................................................................................................................... Lý
do chọn đề tài ............................................................................................................. 5
2. .......................................................................................................................... Mục
đích nghiên cứu . ......................................................................................................... 5
3. .......................................................................................................................... Đối
tượng và khách thể nghiên cứu ................................................................................. .5
4. .......................................................................................................................... Phạ
m vi nghiên cứu . ......................................................................................................... 6
5. .......................................................................................................................... Phươ
ng pháp nghiên cứu . .................................................................................................. 6
6. .......................................................................................................................... Ý
nghĩa thực tiễn đề tài . ................................................................................................ .6
7. .......................................................................................................................... Giới
hạn đề tài ................................................................................................... ................. 6
Phần I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ …….
............................................................................................................................................ 7
1.1 ...................................................................................................................... CHỨ
C NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ ............................... 7
1......................................................................................................................... Máy
nén ........................................................................................................... .................. 7
2......................................................................................................................... Giàn
nóng ....................................................................................................... ................... .7

3......................................................................................................................... Phin
lọc ............................................................................................................ .................. 7
4......................................................................................................................... Van
tiết lưu ..................................................................................................... ................. 7
5......................................................................................................................... Giàn
lạnh .......................................................................................................... ................. 7
6......................................................................................................................... Bình
tích lũy ..................................................................................................... ................. 7
7......................................................................................................................... Két
sưởi ........................................................................................................... ................ 7
8......................................................................................................................... Quạt
gió ............................................................................................................ .................. 7
1.1.1 ................................................................................................................ Chức
năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe
1.1.2 ................................................................................................................ Chức
năng hút ẩm và lọc gió ................................................................ ................... 9
1.1.3 ................................................................................................................ Chức
năng loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn ................................... ..................... 10
1.2 ...................................................................................................................... PHÂ
N LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ………..... .... 10
1.2.1 ................................................................................................................ Phân
loại theo vị trí lắp đặt ................................................................. .................... 10
GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 1


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

1.2.2 ................................................................................................................ Phân
loại theo phương pháp điều khiển ........................................... ..................... 11
Phần II : HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ …………..13
2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG ……....13
2.1.1 Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động ................................. .............. .13
2.1.2 Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động ....................... .............. 13
2.1.3 Vị trí các chi tiết trong hệ thống ............................................................. ........... 14
2.1.4 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động
............................................................................................................................... .............. .14
2.2 CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.......................15
2.2.1 Cảm biến nhiệt độ trong xe ..................................................................... ............ 15
2.2.2 Cảm biến nhiệt độ môi trường ................................................................ ........... 16
2.2.3 Cảm biến bức xạ mặt trời ....................................................................... ............ 16
2.2.4 Cảm biến nhiệt độ dàn lạnh .................................................................... ............ 17
2.2.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .......................................................... ............ 17
2.2.6 Cảm biến tốc độ máy nén ........................................................................... ............ 18
2.2.7 Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe( tham khảo )......................... ........... 18
2.3 CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG
KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ ................................................................................... ...... 18
2.3.1 Mô tơ trộn gió .............................................................................................. ........... 19
2.3.2 Mô tơ dẫn gió vào ....................................................................................... ............ 20
2.3.3 Mô tơ chia gió ........................................................................................................... 21
2.4 CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG…….. 22
2.4.1 Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra .................................................................... 22
2.4.2 Điều khiển trộn gió ...................................................................................... ........... 22
2.4.3 Điều khiển chia gió ..................................................................................... ............ 23
2.4.4 Điều khiển tốc độ quạt dàn lạnh ................................................................ ........... 24

2.4.5 Điều khiển hâm nóng .................................................................................. ............ 25
2.4.6 Điều khiển gió trong thời gian quá độ ....................................................... ............ 26
2.4.7 Điều khiển dẫn gió vào ............................................................................... ............ 27
2.4.8 Điều khiển tốc độ không tải ....................................................................... ............ 28
2.4.9 Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng ............................................................. ............. 29
2.4.10 Điều khiển băng tan .................................................................................. ............ 31
2.4.11 Điều khiển đóng ngắt máy nén ................................................................. ........... 35
2.4.12 Điều khiển theo mạng lưới thần kinh ( tham khảo ) ............................... ........... 39
Phần III : KiỂM TRA SỬA CHỮA MỘT SỐ HƯ HỎNG TƯỜNG GẶP TRONG HỆ
THỐNG ĐIỀU HÒA ................................................................................................ ........ 40
3.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA , SỬA CHỮA THÔNG THƯỜNG ...................... .40
3.1.1 Kiểm tra , sửa chữa một số hư hỏng thường gặp trên xe ..................................... 40
3.1.2 Kiểm tra , chẩn đoán , sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga ............. ............. 42
3.2 CHẨN ĐOÁN BẰNG HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN ...................................... ..51
3.2.1 Mô tả ............................................................................................................. ........... 51
3.2.2 Ví dụ quy trình đọc mã lỗi và xóa mã lỗi trên xe Toyota ........................... .......... 51
3.2.3 Một số ví dụ về mã tự chẩn đoán trên một số hãng xe tiêu biểu ………. ........... 53
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................................................. .... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... ........ 58

GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 2


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

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 tự động 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. Các hãng xe lớn như: Toyota, Ford, Mecerdes, Honda, Daewoo, Huyndai, Nissan,
Isuzu…đều đã có mặt trên thị trường. Số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòa không khí
tự động 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 tự động và rèn luyện nâng cao trình độ tay nghề sửa chữa.
Tại khoa Cơ Khí- Động Lực trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên, việc học tập và
nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô còn hạn chế. Tài liệu tham
khảo cũng như các trang thiết bị thực hành sửa chữa chưa đáp ứng được nhu cầu học
tập. Vì thế các học sinh, sinh viên chưa tiếp cận được nhiều với mảng đề tài này.
Từ những vấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn đề tài tốt nghiệp:
“Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô”.
Nội dung của đề tài gồm:
Phần I: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
Phần II: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô.

Phần III: Phân tích một số mạch điều hòa không khí tự động tiêu biểu của một
số hãng xe ô tô.
Phần IV: Kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ
thống điều hòa.
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 thầy Đỗ Văn Cườngcùng các thầy cô trong khoa và các bạn học em đã từng bước
hoàn thiện được đề tài của mình. Đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành các
mục tiêu đề ra theo đúng thời gian quy định.
GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 3


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, đề tài nghiên cứu có phạm vi rộng. 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 đề tài của em hoàn thiện hơn. Em hy vọng đề tài 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
nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng trên ô tô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày…..tháng…..năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tuyến

GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 4


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Khi nền kinh tế ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một được nâng
cao. Sự đòi hỏi được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng.
Một chiếc xe hiện đại ngày nay có thể được ví như một tòa nhà di động. Như
vậy có nghĩa, không thể chỉ dừng lại ở việc đảm bảo về độ an toàn, về tính hiệu quả
kinh tế hay tính thẩm mỹ của một chiếc xe, mà còn cần phải đảm bảo trang bị được
những hệ thống, thiết bị tiện nghi nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng. Vì thế
đó là một trong những yêu cầu hàng đầu mà buộc các nhà thiết kế, chế tạo ô tô phải
đặc biệt quan tâm.
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 tự động chiếm một số lượng ngày càng nhiều. Điều đó đồng
nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa tự động 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 nói chung và hệ thống điều hòa tự động
nói riêng để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả.

Tại khoa Cơ khí- Động lực trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên, việc học tập và
nghiên cứu mảng hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô còn hạn chế, cơ sở vật
chất kỹ thuật cho việc dạy và học còn thiếu thốn. Vì vậy các học sinh, sinh viên chưa
tiếp cận được nhiều với mảng đề tài này. Điều này sẽ là hạn chế về mặt kiến thức cũng
như gặp khó khăn hơn khi ra trường làm việc trong môi trường nghiên cứu, sửa chữa
hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng.
Xuất phát từ những lý do trên đây, em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Nghiên cứu
hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô”.
2. Mục đích nghiên cứu.
Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô” 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 tự động trên ô tô với nội dung tìm hiểu về
các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều hòa tự động, cấu tạo
và nguyên lý hoạt động của các cụm thiết bị chính, phương pháp điều
khiển điều hòa.
 Đưa ra và hướng dẫn phân tích một số sơ đồ mạch điện điều hòa của một
số hãng xe tiêu biểu.
 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
và theo phương pháp sử dụng hệ thống tự chẩn đoán.
GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 5


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu là: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô.
Khách thể nghiên cứu là: Trên ô tô
4. Phạm vi nghiên cứu.
Hệ thống điều hòa tự động của một số hãng xe tiêu biểu: Daewoo, Honda,
Lexus, Toyota, Nissan, Suzuki…
5. Phương pháp nghiên cứu.
5.1 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.
Nghiên cứu trên các phần mềm: phần mềm Mitchell Ondemand 5, phần mềm
đào tạo kỹ thuật viên Toyota.
Tra cứu trên internet.
5.2 Phương pháp quan sát
Quan sát, thực tập sửa chữa tại xưởng điều hòa.
6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa trên ô tô nói chung và hệ
thống điều hòa tự động nói riêng nhằm xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu cho
người học.
Thực hiện phân tích các mạch điện điều khiển chính trong hệ thống điều hòa
giúp cho người học làm quen với việc phân tích các mạch điện trên sơ đồ.
7. Giới hạn đề tài.
Do điều kiện và thời gian có hạn, cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tài của
em mới chỉ nghiên cứu và phân tích đặc điểm hệ thống điều hòa tự động trên bốn hãng
xe tiêu biểu: Toyota, Honda, Lexus, Daewoo.
Đề tài tập trung nghiên cứu về mặt lý thuyết cơ bản. Phần nghiên cứu các điều
khiển và các cụm thiết bị chính trong hệ thống điều hòa tự động còn hạn chế.

GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 6


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Phần I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
Ô TÔ
1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô.
1. Máy nén.
2. Giàn nóng.
3. Phin lọc.
4. Van tiết lưu.
5. Giàn lạnh.
6. Bình tích lũy.
7. Két sưởi.
8. Quạt gió.

GVHD : §ç V¨n C-êng
SVTH: NguyÔn V¨n TuyÕn

Trang: 7

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các
chức năng sau:
+ Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe.
+ Duy trì độ ẩm và lọc gió.
+ Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính.
1.1.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.
a. Chức năng sưởi ấm.

Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của két sưởi..
Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong
xe. Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng
không khí trong xe nhờ quạt gió. Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khi
nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm
việc như một bộ sưởi ấm.
b. Chức năng làm mát.

Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh.
Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa
vào khoang 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 môi chất lạnh.
Khi đó không khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong
xe.
GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 8


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Như vậy,việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát
động cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh. Hai chức năng
này hoàn toàn độc lập với nhau.
1.1.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió.
a. Chức năng hút ẩm.
Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí
sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ
được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các
cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua
vòi dẫn.
b. Chức năng lọc gió.
Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch
không khí trước khi đưa vào trong xe.
Gồm hai loại:
 Bộ lọc chỉ lọc bụi.
 Bộ lọc lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính.

Hình 1.4 : Bộ lọc không khí.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 9


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 1.5: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi.
1.1.3. Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn.
Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao. Hơi nước sẽ đọng
lại trên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này
hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan
hơi nước.
1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ.
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo
phương thức điều khiển.
1.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt.
a. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước.
Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc
không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào
trong khoang xe.
Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải..

Hình 1.6: Kiểu giàn lạnh đặt phía trước.
b. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe. (Kiểu kép)
Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau
được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này 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.
Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ..

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 10


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 1.7 : Kiểu giàn lạnh kép.
c. Kiểu kép treo trần.
Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với
giàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe
nên thích hợp với các loại xe khách.
Hình 1.8: Kiểu kép treo trần.

1.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển.
a. Phương pháp điều khiển bằng tay.
Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào
các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ: công tắc điều khiển
tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời...

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 11


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 1.9: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford
b.Phương pháp điều khiển tự động.
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển
điều hòa ( ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào
tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt
độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời…

Hình 1.10: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 12


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Phần II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG
TRÊN Ô TÔ

2.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG.
2.1.1. Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động.

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều hòa tự động trên ô tô.
Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào
(các cảm biến), bộ xử lý tín hiệu và điều khiển (ECU) và bộ phận chấp hành (Quạt
gió, van điều khiển).
2.1.2. Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động.
Khi bật điều hòa, nhấn nút Auto và chọn nhiệt độ mong muốn. Hệ thống điều
hòa tự động sẽ điều chỉnh nhiệt độ trong xe đến nhiệt độ đã chọn và duy trì nhiệt độ
đó nhằm mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên ô tô trong mọi điều kiện
thời tiết.

Hình 2.2:Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 13


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống.

Hình 2.3: Vị trí các chi tiết trong hệ thống điều hòa tự động.
1. ECU điều khiển A/C.

2. ECU động cơ.
3. Bảng điều khiển.
4. Cảm biến nhiệt độ trong xe.
5. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe.
6. Cảm biến bức xạ mặt trời.
7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
8.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
9. Công tắc áp suất A/C
10. Mô tơ trộn gió.
11. Mô tơ lấy gió vào.
12. Mô tơ chia gió.
13. Mô tơ quạt gió (quạt giàn lạnh).
14. Bộ điều khiển quạt giàn lạnh.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 14


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

2.1.4. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động.
Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáu nguồn
khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác
động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm:
 Bộ cảm biến bức xạ nhiệt.

 Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe
 Bộ cảm biến nhiệt độ bên ngoài xe.
 Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ.
 Công tắc áp suất A/C
 Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển.
Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử sẽ
phân tích, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnh tốc độ
quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ trộn gió, lấy gió
và chia gió ứng với từng yêu cầu nhiệt độ.
2.2. CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.
2.2.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe.

Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Cảm biến nhiệt độ trong xe là một nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô có
một đầu hút. Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khí
bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Sau đó nó sẽ gửi tín hiệu
đến ECU A/C.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 15


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

2.2.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường

Hình 2.5: Cảm biến nhiệt độ môi trường
Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trước giàn
nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong
xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe.
2.2.3. Cảm biến bức xạ mặt trời.
Cảm biến bức xạ mặt trời là một điốt quang được lắp ở phía trên của bảng táp lô
để xác định cường độ ánh sáng mặt trời.
Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay
đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời.

Hình 2.6: Cảm biến bức xạ mặt trời.
2.2.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát
hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh.
Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và
điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 16


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 2.7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
2.2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Hình 2.8: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy
thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm
mát sẽ được gửi tới ECU động cơ. Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữa ECU động cơ
và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làm mát động cơ để điều
khiển nhiệt độ.
2.2.6. Cảm biến tốc độ máy nén.

Hình 2.9: Cảm biến tốc độ máy nén.
GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 17


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Cảm biến tốc độ máy nén được gắn trên máy nén. Cấu tạo của nó gồm một lõi
sắt và một cuộn dây có chức năng như máy phát điện. Đĩa vát trong máy nén có gắn
một nam châm. Khi đĩa vát quay sinh ra các xung điện. ECU A/C có thể đếm tốc độ
xung để biết tốc độ máy nén.
Việc phát hiện tốc độ máy nén xẽ giúp cho ECU A/C xác định được trạng thái
làm việc của máy nén cũng như kịp thời ngắt máy nén khi máy nén gặp sự cố.
2.2.7. Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo)

Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điện trở và được lắp trong bộ cửa gió bên.
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng khí thổi vào bộ cửa gió bên và điều khiển
chính xác nhiệt độ của mỗi dòng không khí.
Cảm biến khói ngoài xe được lắp ở phía trước của xe để xác định nồng độ CO
(Cacbonmonoxit), HC (hydro cacbon) và NOX (các oxit nitơ), để bật tắt giữa các chế
độ FRESH và RECIRC .

Hình 2.10 : Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe.
Đối với cảm biến nhiệt độ trong xe (hình 2.4), cảm biến nhiệt độ ngoài xe (hình
2.5), cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (hình 2.7), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (hình
2.8) có cấu tạo là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ.

Hình 2.11: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa điện trở và nhiệt độ
2.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ
ĐỘNG TRÊN Ô TÔ.
2.3.1. Mô tơ trộn gió.
a. Cấu tạo:
Mô tơ trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động. Mô tơ
được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU A/C.
GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 18


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

b. Nguyên lý hoạt động.
Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH được cấp
điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộn gió. Khi
cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơ quay theo chiều
ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL.

Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ trộn gió.
Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của mô tơ,
tạo ra các tín hiệu điện theo vị trí của cánh trộn gió và đưa thông tin vị trí thực tế của
cánh điều khiển trộn gió tới ECU A/C
Mô tơ trộn gió được trang bị một bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới mô tơ khi đi
đến vị trí hết hành trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với mô tơ tiếp xúc
với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt để dừng mô tơ lại.
2.3.2. Mô tơ dẫn gió vào.
a. Cấu tạo: Mô tơ trợ động dẫn gió vào gồm có một mô tơ, bánh răng, đĩa động…

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 19


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 2.13: Mô tơ dẫn gió vào.
b. Nguyên lý hoạt động: Khi ấn lên công tắc điều khiển dẫn gió vào sẽ làm đóng mạch
điện của mô tơ dẫn gió vào cho dòng điện đi qua mô tơ và làm dịch chuyển cánh điều

khiển dẫn gió vào.
Khi cánh điều khiển dẫn gió vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC thì tiếp
điểm của đĩa động nối với mô tơ được tách ra và mạch nối với mô tơ bị ngắt làm cho
mô tơ dừng lại.
2.3.3. Mô tơ chia gió.
a. Cấu tạo: Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạch dẫn
động mô tơ…
b. Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ chia gió: FACE, B/L,
FOOT, F/D, DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt một trong năm chế độ chia gió sẽ được
kích hoạt.
ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo
tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển.
Mạch dẫn động mô tơ là một mạch tín hiệu số với tín hiệu đầu vào là tín hiệu vị
trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiển chiều dòng
điện qua mô tơ.

Hình 2.14: Mô tơ chia gió.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 20


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

2.4. CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.
2.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).

Hình 2.15: Công thức tính nhiệt độ không khí cửa ra (TAO)
Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước, ECU nhận
các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ
ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt độ. ECU xử lý tín hiệu,
tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra (TAO). Để đạt được giá trị TAO
thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điều khiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc
độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí.
Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau:
+ Nhiệt độ đặt trước thấp hơn.
+ Nhiệt độ trong xe cao hơn.
+ Nhiệt độ bên ngoài xe cao.
+ Cường độ ánh sáng mặt trời lớn.
2.4.2. Điều khiển trộn gió.
Mô tả:
Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước, nhiệt
độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gió qua đó
thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe.
Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánh điều
khiển.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 21


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 2.16: Điều khiển trộn gió.
Điều khiển:
* Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnh nhất) hoặc
MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COOL
hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO.
Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”.
* Điều khiển thông thường.
Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gió được điều
khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước.
Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió:
Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàn toàn
về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ giàn
lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0%. Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của két sưởi
(bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ bằng
TAO. ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ mở của cánh trộn
gió. Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác
định.
Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm mát- nhiệt độ
giàn lạnh) x 100.
2.4.3. Điều khiển chia gió.
Mô tả :
Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/C
được tự động bật về dòng khí mong muốn.
Điều khiển:
Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau:
+ Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE.

+ Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: BI- LEVEL.
+ Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT
GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 22


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 2.17: Điều khiển chia gió
2.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh.

Hình 2.18: Điều khiển tốc độ quạt
Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm:
+ Mô tơ quạt gió.
+ Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao.
+ ECU điều hòa.
+ Tranzistor công suất và điện trở LO
Nguyên lý hoạt động:
Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điều khiển
tốc độ của mô tơ quạt gió. Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt
trước.
+ Khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI).
+ Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO).
TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp.
Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặt trước.

ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF). Dòng điện qua mô tơ quạt gió được
nối mát thông qua điện trở LO. Đồng thời trên điện trở LO có sự sụt áp dẫn tới cường
độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm. Quạt quay với tốc độ thấp.
GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 23


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất. Khi mô
tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ tranzistor
công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistor công suất.
TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI).
Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECU điều
hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON). Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thay đổi liên tục
theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc của tranzistor công suất.
TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI).
Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ về
nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếp điểm
thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió. Như vậy tránh được sự tổn
hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió là cực đại, tốc độ
quạt là lớn nhất.
2.4.5. Điều khiển hâm nóng.

Hình 2.19: Điều khiển hâm nóng.

Điều khiển:
Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà núm chọn tốc
độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiển theo nhiệt độ
nước làm mát.
+ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chức năng
điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió.
+ Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóng không khí
trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt độ nước làm mát
và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏ hơn và làm cho quạt
quay ở tốc độ thấp hơn.
+ Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng không khí
trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO.
Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho quá trình
làm mát.
2.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ.
Mô tả:

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 24


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Cơ khí động lực

Đồ án môn học

Hình 2.20: Điều khiển tốc độ quạt trong thời gian quá độ.
Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽ thải ra

không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động. Chức năng điều khiển dòng khí trong
thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này.
Điều khiển:
+ Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức
năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắt khoảng 4 giây
trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong bộ phận làm mát.
Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (Chế độ LO) để nhả ra
không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mát rồi đưa vào trong xe.
+ Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F).
Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ cho quạt
gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây.

GVHD: Đỗ Văn Cường
SVTH : Nguyễn Văn Tuyến

Trang : 25