Khai thác hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch

LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước nghành công nghiệp ôtô
của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời sống con người ngày càng được nâng
cao. Vì vậy những năm gần đây lượng ôtô tham gia giao thông không ngừng tăng lên.
Ngày nay ôtô đã trở thành phương tiện đi lại thân thiện đối với người dân Việt Nam.
Một chiếc xe hiện đại ngày nay có thể được ví như một toà nhà di động. Do đó đòi hỏi
được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng. 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 một chiếc xe, mà còn cần đảm bảo trang bị được những hệ thống, thiết bị tiện nghi
nhằm thoả mãn nhu cầu người tiêu dùng.
Là sinh viên Đại học được đào tạo chính quy , qua thời gian học tập và nghiên
cứu tại trường em được giao đề tài tốt nghiệp: “ Khai thác hệ thống điều hoà không
khí trên xe du lịch. Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí trên xe
ôtô ”. Đề tài gồm bốn chương:
Chương 1: Tổng quan hệ thống điều hoà không khí
Chương 2: Hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch
Chương 3: Bảo dưỡng và sữa chữa
Chương 4: Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí
trên xe ôtô
Lý do chọn đề tài: Ngày nay, việc sử dụng ôtô ở Việt Nam trở nên rất phổ biến.
Các xe được trang bị hệ thống điều hoà chiếm một số lượng ngảy càng nhiều. Điều đó
đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hoà trên ô tô ngày càng lớn. Vì
vậy, yêu cầu đặt ra đối với người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hoà đó phải có được
những kiến thức về hệ thống điều hoà để thực hiện một cách hiệu quả.
Tại Khoa Cơ khí – Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, việc học tập và nghiên
cứu mảng hệ thống điều hoà không khí trên ôtô còn hạn chế, cơ sở vật chất kỹ thuật cho
việc dạy và học còn thiếu. Vì vậy, sinh viên chưa tiếp cận được nhiều với mảng đề tài
này. Điều này sẽ hạn chế về mặt kiến thức cũng như gặp khó khăn hơn khi ra trường
i

làm việc trong một môi trường nghiên cứu, sửa chữa hệ thống điều hoà trên ô tô. Xuất
phát từ những lí do trên em xin mạnh dạn nhận đề tài : “ Khai thác hệ thống điều hoà
không khí trên xe du lịch. Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí
trên xe ôtô ”.
Mục đích nghiên cứu: Đề tài “Khai thác hệ thống điều hoà không khí trên xe
du lịch. Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí trên xe ôtô ” được
thực hiện nhằm mục đích:
- Tìm hiểu chung về hệ thống điều hoà không khí trên ôtô nhằm cung cấp kiến thức
cơ bản về hệ thống điều hoà cho người học.
- Chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hoà không
khí theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường và theo phương pháp sử dụng
hệ thống tự chẩn đoán.
Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện tham gia giao thông,
thông dụng. Ôtô 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 nay
càng phất 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 phim... Một trong những tiện nghi phổ biến đó
là hệ thống điều hoà không khí trên ôtô.
Hệ thống điện lạnh ôtô ngày càng được phát triển và hoàn thiện phục vụ nhu cầu
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 xẩy ra hư hỏng. Một sinh viên nghành công nghệ ôtô cần phải trang bị cho
mình những kiến thức cơ bản nhất về tất cả các hệ thống trên ôtô.Đặc biệt là hệ thống
điện lạnh trên ôtô mà ngày nay sự tiếp cận nó gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy việc
lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “Khai thác hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch.
Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí trên xe ôtô’’ là rất cần thiết.

ii

Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở cho chúng em sau này có thể tiếp cận với những hệ
thống điện lạnh được trang bị trên các ôtô hiện đại.
Trong quá trình thực hiện em gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự hướng
dẫn tận tình của thầy Đặng Quốc Cường và cùng các thầy cô trong khoa và các bạn
cùng lớp em đã dần khắc phục được những khó khăn. Đến nay em đã hoàn thành đề
tài đúng thời gian quy định.
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 gớp ý kiến của quý thầy cô và các bạn trong lớp 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 khoá sau.
Em xin chân thành cảm ơn !

iii


LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Cơ khí Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành, và sự
đồng ý của Thầy giáo hướng dẫn ThS. Đặng Quốc Cường em đã thực hiện đề tài “ Khai
thác hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch. Thiết kế chế tạo hệ thống điều hoà
không khí trên xe ôtô”.
Để hoàn thành khoá luận này. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo đã
tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu vả rèn luyện ở
Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành.
Xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn ThS. Đặng Quốc Cường đã tận
tình, chu đáo hướng dẫn em thực hiện khoá luận này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh. Nhhưng
do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận thực tế cũng như

hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất
định mà bản thân em chưa thấy được. Em rất mong được sự góp ý của Thầy, Cô giáo
và các bạn trong lớp để khoá luận được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

iv


NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Ngày ....tháng ....năm .....
(Ký tên)

v


NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Ngày ....tháng ....năm .....
(Ký tên)

vi


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. iv
Chương 1 ....................................................................................................................... 1
Tổng quan về hệ thống điều hoà không khí trên ôtô ................................................. 1
1.1

Giới thiệu chung về hệ thống điều hoà không khí trên ôtô ......................... 1

1.1.1 Mục đích về điều hoà không khí .................................................................. 2
1.1.2 Cơ bản về điều hoà không khí trên ôtô ....................................................... 3
1.2 Đơn vị đo nhiệt lượng. Môi chất lạnh. Dầu nhờn bôi trơn ............................ 5
1.2.1 Đơn vị đo nhiệt lượng .................................................................................. 5
1.2.2 Môi chất lạnh ................................................................................................. 6
1.2.3 Dầu nhờn bôi trơn......................................................................................... 7
Chương 2 ..................................................................................................................... 10
Hệ thống điều hòa không khí trên xe du lịch .......................................................... 10
2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết về điều hoà không khí ................................ 10
2.1.1 Chức năng của điều hoà không khí ........................................................... 10
2.1.2

Phân loại điều hoà không khí trên ôtô ................................................. 12

2.1.3

Lý thuyết về điều hoà không khí ........................................................... 15

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên xe du lịch ..... 15
2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên xe du lịch ............................ 15
2.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh trên xe du lịch ...... 16
2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên xe du lịch ..................................... 17
2.4 Các thành phần chính trong hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch . 18
2.4.1 Máy nén ....................................................................................................... 18
2.4.2 Bộ ly hợp điện từ ......................................................................................... 23
2.4.3 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) ............................................................................ 26
2.4.4 Bình lọc/hút ẩm ........................................................................................... 27
2.4.5 Van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt ................................................. 29
2.4.6 Van giãn nở có ống cân bằng bên ngoài ................................................... 30
vii


2.4.7 Hệ thống điện lạnh trên xe du lịch trang bị ống tiết lưu ......................... 32
2.4.8 Bộ bốc hơi (giàn lạnh) ................................................................................. 34
2.5 Các bộ phận phụ................................................................................................ 35
2.5.1 Ống dẫn môi chất lạnh ............................................................................... 35
2.5.2 Cửa sổ kính .................................................................................................. 37
2.5.3 Bộ tiêu âm .................................................................................................... 38
2.6 Điều khiển hệ thống điện lạnh trên xe du lịch ................................................ 39
2.6.1 Kiểm soát tình trạng đóng băng giàn lạnh ............................................... 39
2.6.2 Thiết bị an toàn bảo về hệ thống điện lạnh .............................................. 40
2.6.3 Phân phối không khí đã được điều hoà .................................................... 42
Chương 3: .................................................................................................................... 47
Bảo dưỡng và sửa chữa .............................................................................................. 47
3.1 Dụng cụ và thiết bị thông thường khi sữa chửa, bảo trì hệ thống điện lạnh
trên ôtô ..................................................................................................................... 49
3.2 An toàn kỹ thuật ................................................................................................ 49

3.3 Kiểm tra, chẩn đoán, sữa chửa hệ thống điện lạnh ôtô ................................. 51
3.3.1 Quy trình kiểm tra ...................................................................................... 51
3.3.2 Chẩn đoán xử lý các hư hỏng thông thường ............................................ 52
Chương 4 ..................................................................................................................... 59
Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống điều hoà không khí trên ôtô ............................ 59
4.1 Ý nghĩa của việc thiết kế và lắp ráp mô hình. ................................................ 59
4.2 Yêu cầu mô hình. ............................................................................................... 59
4.3 Lựa chọn phương án thiết kế, lắp đặt mô hình. ............................................. 59
4.3.1 Phương án 1. ................................................................................................ 59
4.3.2 Phương án 2 ................................................................................................. 60
4.4 Tổng quan mô hình ........................................................................................... 61
4.5 Thực hành tháo lắp các bộ phận của mô hình. .............................................. 64
4.5 Các bài tập trên mô hình .................................................................................. 69
4.5.1 Bài tập xả ga ................................................................................................ 69

viii


4.5.2 Bài tập hút chân không .............................................................................. 71
4.5.3 Bài tập nạp ga. ............................................................................................. 72
4.6 Một số thao tác cơ bản ...................................................................................... 74
4.6.1 Thao tác lắp ráp áp kế. ............................................................................... 74
4.6.2 Thao tác đo kiểm áp suất: ............................................................................. 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 77

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH

Bảng 3.1: Giới thiệu một số dụng cụ thông thường phục vụ công tác sửa chữa hệ thống
điện lạnh ôtô trên xe du lịch…………………………………………………………...49
Bảng 3.2: Liên quan giữa nhiệt độ dòng khí thổi ra và áp suất của hệ thống điện lạnh
ôtô trên xe du lịch đối với nhiệt độ môi trường………………………………………..53
Bảng 3.3: Giới thiệu tóm tắc cụ thể năm trường hợp áp suất bất thường cùng các nguyên
do hỏng hóc tạo ra sự bất thường này trong hệ thống điện lạnh trên xe du lịch………...58
Bảng 4.1: Vật liệu dùng chính dùng để thiết kế chế tạo mô hình………………………61
Bảng 4.2: Dụng cụ dùng để thiết kế chế tạo mô hình…………………………………..62
Hình 1.1: Sơ đồ khối giới thiệu quá trình lọc sạch, hút ẩm và làm lạnh khối không khí
đưa vào cabin ôtô……………………………………………………………………….2
Hình 1.2: Sự lan truyền nhiệt nhờ sự dẫn nhiệt…………………………………………3
Hình 1.3: Nhiệt được truyền dẫn do sự đối lưu…………………………………………4
Hình 1.4: Nhiệt truyền dẫn do tia bức xạ………………………………………………..4
Hình 1.5: Thay dầu máy nén……………………………………………………………9
Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động sười ấm……………………………………………….10
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát……………………………………..11
Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động hút ẩm………………………………………………..11
Hình 2.4: Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước…………………………………………..12
Hình 2.5: Hệ thống lạnh đặt kiểu kép…………………………………………………13
Hình 2.6: Kiểu hệ thống lạnh đặt kiểu treo trần………………………………………..13
Hình 2.7: Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ bằng tay…………………………………14
Hình 2.8: Hệ thống lạnh điều chỉnh nhiệt độ tự động………………………………….14
Hình 2.9: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều hoà không khí trên xe du lịch…………………..16
x


Hình 2.10: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hoà trên xe du lịch…………….17
Hình 2.11: Nguyên lý làm việc máy nén kiểu piston…………………………………..18
Hình 2.12: Cấu tạo máy nén trục khuỷu có biến dạng cam thay đổi…………………...19
Hình 2.13: Nguyên lý máy nén trục khuỷu biến dạng cam thay đổi…………………...19

Hình 2.14: Cấu tạo máy nén có hai cánh gạt…………………………………………..20
Hình 2.15: Nguyên lý làm việc máy nén có hai cánh gạt………………………………20
Hình 2.16: Cấu tạo máy nén nhiều cánh trượt…………………………………………21
Hình 2.17: Cấu tạo máy nén nhiều cánh trượt…………………………………………21
Hình 2.18: Cấu tạo máy nén kiểu xoắn ốc……………………………………………..22
Hình 2.19: Nguyên lý máy nén kiểu xoắn ốc………………………………………….22
Hình 2.20: Cấu tạo máy nén có lưu lượng thay đổi…………………………………....22
Hình 2.21: Nguyên lý máy nén có lưu lượng thay đổi…………………………………23
Hình 2.22: Cấu tạo ly hợp điện từ……………………………………………………..24
Hình 2.23: Chi tiết tháo rời ly hợp điện từ trang bị bên trong máy nén………………...24
Hình 2.24: Kết cấu của ly hợp điện từ…………………………………………………25
Hình 2.25: Cấu tạo và nguyên lý của giàn nóng……………………………………….26
Hình 2.26: Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bình lọc hút ẩm………………………28
Hình 2.27: Cấu tạo van giãn nở trang bị bầu cảm biến………………………………...29
Hình 2.28: Cấu tạo van giãn nở có ống cân bằng bên ngoài…………………………...31
Hình 2.29: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với ống tiết lưu cố định………………………….32
Hình 2.30: Cấu tạo ống tiết lưu………………………………………………………..32
Hình 2.31: Cấu tạo bình tích luỹ……………………………………………………....33
Hình 2.32: Cấu tạo giàn lạnh………………………………………………………….34
xi


Hình 2.33: Các ống dẫn môi chất trên hệ thống điện lạnh trang bị van giãn nở………..36
Hình 2.34: Cấu tạo ống dẫn môi chất lạnh…………………………………………….36
Hình 2.35: Cửa sổ kính………………………………………………………………..37
Hình 2.36: Hệ thống điện lạnh ôtô trên xe du lịch trang bị van nhánh khí nóng………..39
Hình 2.37: Kết cấu hai kiểu công tắc quá nhiệt………………………………………..41
Hình 2.38: Bảng điều khiển hệ thống lạnh ôtô trên xe du lich bằng tay………………..43
Hình 2.39: Hệ thống điều khiển bằng điện tử………………………………………….45
Hình 2.40: Sơ đồ tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra cụm điều khiển tự động bằng điện

tử EATC………………………………………………………………………………46
Hình 4.1: Sơ đồ tổng quan……………………………………………………………60
Hình 4.2: Sơ đồ mạch điện trên mô hình………………………………………………62
Hình 4.3: Quạt lồng sóc……………………………………………………………….63
Hình 4.4: Giàn lạnh…………………………………………………………………...63
Hình 4.5: Van tiết lưu…………………………………………………………………64
Hình 4.6: Bầu cảm biến và ống mao dẫn………………………………………………64
Hình 4.7: Cảm biến nhiệt độ…………………………………………………………..65
Hình 4.8: Điện trở quạt………………………………………………………………..65
Hình 4.9: Lắp quạt giàn nóng………………………………………………………….65
Hình 4.10: Lắp lọc ga…………………………………………………………………66
Hình 4.11: Lắp máy nén………………………………………………………………66
Hình 4.12: Tổng quan các bộ phận trên mô hình………………………………………67
Hình 4.13: Mặt trước mô hình………………………………………………………...67

xii


Chương 1

Tổng quan về hệ thống điều hoà không khí trên ôtô
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hoà không khí trên ôtô
Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô là một trong những hệ thống cực kỳ quan
trọng và thực sự rất cần thiết trên xe, đặt biệt là những nước có khí hậu nóng ẩm và
môi trường nhiều khói bụi như ở Việt Nam. 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 mà còn giúp giữ độ ẩm và 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 ôtô 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.
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. Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí
1


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).

1.1.1 Mục đích về điều hoà không khí
- Lọc sạch, tinh khiết khối không khí trước khi đưa vào cabin ôtô.
-

Rút sạch chất ẩm ướt trong khối không khí này.

-

Làm mát khối không khí và duy trì độ mát ở nhiệt độ thích hợp.

-

Giúp cho hành khách và người lái xe cảm thấy thoải mái, mát dịu, khi xe đang
chạy trên đường trong thời tiết nóng bức.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hoà không khí trên ôtô được mô tả

theo sơ đồ khối (hình 1.1).

Hình 1.1: Sơ đồ khối giới thiệu quá trình lọc sạch, hút ẩm và làm lạnh khối không
khí đưa vào cabin ôtô.

2


1.1.2 Cơ bản về điều hoà không khí trên ôtô
Hệ thống điện điều hoà không khí giúp đưa không khí sạch vào trong xe, duy
trì nhiệt độ không khí trong xe ở một nhiệt độ thích hợp. Được thiết kế dựa trên các
đặc tính cơ bản sau đây: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt và áp suất đối với điểm sôi.
1.1.2.1 Dòng nhiệt
Hệ thống điện lạnh được thiết kế để xua đẩy nhiệt từ vùng này sang vùng khác.

Nhiệt có tính truyền dẫn từ vật nóng sang vật nguội. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai
vật càng lớn thì dòng điện lưu thông càng mạnh.
Nhiệt truyền từ vật này sang vật khác theo ba cách :
-

Dẫn nhiệt.

-

Sự đối lưu.

-

Sự bức xạ.

a. Dẫn nhiệt

Hình 1.2 Sự truyền nhiệt nhờ sự dẩn nhiệt.
Nhiệt độ của mỏ hàn được truyền đi trong thanh đồng. Sự dẫn nhiệt xẩy ra
giữa hai vật thể khi chúng được tiếp xúc với nhau. Nếu đầu của một cuộn dây đồng
tiếp xúc với ngọn lửa (hình 1.2), nhiệt độ của ngọn lửa sẽ truyền đi nhanh chống
xuyên qua đoạn dây đồng. Trong dây đồng, nhiệt độ lưu thông từ phần tử này sang
phần tử kia. Môt vài vật chất có đặt tính dẫn nhiệt nhanh hơn các vật chất khác.

3


b. Sự đối lưu

Hình 1.3 Nhiệt được truyền dẫn do sự đối lưu. Không khí bề mặt nung nóng, bay

nên nung chín gà.
Nhiệt có thể truyền từ vật thể này sang vật thể kia, nhờ trung gian của khối
không khí bao quanh chúng, đặt tính này là hình thức của sự đối lưu. Lúc khối không
khí được đun nóng bên trên một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp
xúc với vật thể nguội hơn ở phía trên và làm nóng vật thể này (hình 1.3). Trong một
phòng, không khí nóng bay lên trên, không khí nguội di chuyển xuống dưới tạo thành
một vòng tròn luân chuyển khép kín, nhờ vậy các vật thể trong phòng được nung
nóng điều, đó là hiện tượng của sự đối lưu.
c. Sự bức xạ

Hình 1.4 Truyền dẫn nhiệt do tia bức xạ. Mặt trời truyền nhiệt nung nóng Trái Đất
nhờ tia hồng ngoại.

4


Sự bức xạ là 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 sang đèn pha khi ta đứng gần nó. Đó là 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 của sự truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ.
1.1.2.2 Sự hấp thụ nhiệt
Vật có thề được tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể rắn, thể lỏng và thể khí.
Muốn thay đổi trạng thái của vật thể, cần phải truyền cho nó một lượng nhiệt. Ví dụ
khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 320F (00C) nước sẽ đông thành đá, nếu nung nóng
lên tới 2120F (1000C) nước sôi sẽ bốc hơi. Nếu nung nóng nước đá ở 00C thì nó sẽ
tan ra, nhưng nước đá tan vẫn giữ nguyên nhiệt độ. Đun nóng đến 100 0C ta tiếp tục
truyền nhiệt nhiều hơn nữa cho nước bốc hơi chỉ thấy nhiệt độ của nước giữ nguyên
1000C. Hiện tượng này gọi là ẩn nhiệt hay tiềm nhiệt.

1.1.2.3 Áp suất và điểm sôi
Sự ảnh hưởng của áp suất đối với điểm sôi có một tác động quan trọng đối với
hoạt động biến thể của môi chất lạnh trong máy nén điều hoà không khí. Thay đổi áp
suất trên mặt thoáng của chất lỏng sẽ làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng này. Áp
suất càng lớn thì điểm sôi càng cao, có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi sẽ cao hơn
so với chất lỏng bình thường. Ngược lại, nếu giảm áp suất trên mặt thoáng chất lỏng
thì điểm sôi của nó sẽ giảm. Hệ thống điều hoà không khí cũng như hệ thống điện
lạnh ôtô ứng dụng ảnh hưởng này của áp suất đối với sự bốc hơi và sự ngưng tụ của
một loạị chất lỏng đặc biệt để sinh hàn gọi là môi chất lạnh.
1.2 Đơn vị đo nhiệt lượng. Môi chất lạnh. Dầu nhờn bôi trơn
1.2.1 Đơn vị đo nhiệt lượng
Để đo nhiệt lượng truyền từ vật thể này sang vật thể khác, thông thường người
ta dùng đơn vị Calorie và BTU.
- Calorie là số nhiệt lợng cần cung cấp cho 1kg nước để tăng nhiệt độ lên 10C.
- BTU viết tắt của chữ British Thermal Unit. Nếu cần nung 1 pound nước
5


(0,454kg) đến 10F (0,550C) phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt.
Năng suất của một hệ thống điện lạnh ôtô được định rõ ràng bằng BTU/giờ,
vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ.
(1BTU = 0,252 cal = 252 kcal; 1kcal = 4,187 kj).
1.2.2 Môi chất lạnh
Môi chất lạnh còn gọi là tác nhân lạnh hay ga lạnh dùng trong hệ thống điều
hoà không khí ôtô phải đạt được các yêu cầu sau đây:
- Dễ bốc hơi có điểm sôi thấp.
- Phải trộn lẫn được với dầu bôi trơn.
- Có hoá tính trơ, nghĩa là không làm hỏng các ống cao su, nhựa dẻo, không
gây sét gỉ cho kim loại.
- Không gây cháy nổ và độc hại. Hệ thông điện lạnh ôtô sử dụng hai loại môi

chất lạnh phổ biến là R-12 và R-134a.
a. Môi chất lạnh R-12
Môi chất lạnh R-12 là một hợp chất gồm clo, flo và cacbon. Điểm sôi của R12 là -2200F (-3000C), nhờ vậy:
- Ưu điểm: Nó bốc hơi nhanh chóng trong giàn lạnh và hấp thu nhiều nhiệt.
R-12 hoà tan được trong dầu nhờn bôi trơn chuyên dùng cho máy lạnh (loại dầu
khoáng chất), không phản ứng làm hỏng kim loại, các ống mềm và gioăng đệm. Nó
có khả năng lưu thông xuyên suốt qua hệ thống lạnh nhưng không bị giảm
hiệu suất lạnh.
- Nhược điểm: Chất này thải vào không khí, nguyên tử clo tham gia phản ứng
làm thủng tầng ôzôn bao bọc bảo vệ Trái Đất. Trên tầng cao từ 16 ÷ 48 km, tầng
ôzôn bảo vệ Trái Đất bằng cách ngăn chặn tia cực tím của mặt trời phóng vào Trái
Đất. Do đó, ngày nay hệ thống điện lạnh ôtô dùng loại môi chất mới R-134a thay thế
cho R-12.

6


b. Môi chất lạnh R-134a
Môi chất lạnh R-134a là hợp chất gồm flo và cacbon. Điểm sôi của môi chất
R-134a là -150F (-260C).
- Ưu điểm: Hợp chất này không tham gia phá hỏng tầng ôzôn. Vì trong phân
tử này không chứa clo.
- Nhược điểm: R-134a không hoà tan được với dầu nhờn bôi trơn khoáng chất.
- Một số khác biệt quan trọng của môi chất lạnh R-134a và R-12 là:
+ Dầu nhờn bôi trơn chuyên dùng cùng với môi chất lạnh R-134a là các chất
bôi trơn tổng hợp polyakalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Hai chất bôi trơn
này không thể hoà lẫn với môi chất lạnh R-12.
+ Chất khử ẩm dùng cho R-134a khác với chất khử ẩm dùng cho R-12.
+ Hệ thống điện lạnh ôtô dùng môi chất lạnh R-134a cần áp suất bơm của máy
nén và lưu lượng không khí giải nhiệt giàn nóng (bộ ngưng tụ) phải tăng cao hơn so

với hệ thống điện lạnh dùng R-12.
Chú ý: Trong quá trình bảo trì sửa chữa cần tuân thủ các yếu tố kỹ
thuật sau đây:
+ Không được nạp lẫn môi chất lạnh R-12 vào trong hệ thống đang dùng môi
chất lạnh R-134a và ngợc lại. Nếu không tuân thủ điều này sẽ gây ra sai hỏng cho hệ
thống điện lạnh.
+ Không được dùng dầu bôi trơn máy nén của hệ thống R-12 cho máy nén
của hệ thống R-134a. Nên dùng đúng loại.
+ Phải sử dụng chất khử ẩm đúng loại dành riêng cho R-12 và R-134a.
1.2.3 Dầu nhờn bôi trơn
Tuỳ theo quy định của nhà chế tạo, lượng dầu bôi trơn khoảng 150 ml đến
200ml đựơc nạp vào máy nén nhằm đảm bảo các chức năng: Bôi trơn các chi tiết của
máy nén tránh mòn và kẹt cứng, một phần dầu nhờn sẽ hoà lẫn với môi chất lạnh và
lưu thông khắp nơi trong hệ thống giúp van giãn nở hoạt động chính xác, bôi trơn cổ
7


trục máy nén .v.v…
Dầu nhờn bôi trơn máy nén phải tinh khiết, không sủi bọt, không lẫn lưu
huỳnh. Dầu nhờn bôi trơn máy nén không có mùi, trong suốt màu vàng nhạt. Khi bị
lẫn tạp chất dầu nhờn đổi sang màu nâu đen. Vì vậy nếu phát hiện thấy dầu nhờn
trong hệ thống điện lạnh đổi sang màu nâu đen đồng thời có mùi hăng nồng, thì dầu
đã bị nhiễm bẩn. Cần phải xả sạch dầu cũ và thay dầu mới đúng chủng loại và 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
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.

Lượng dầu nhờn bôi trơn phải cho thêm sau khi thay mới bộ phận được quy
định do nhà chế tạo và được chế trực tiếp vào bộ phận đó.Sau khi thay thế các chi
tiết cần bổ sung thêm dầu: Khi hở mạch môi chất thông với không khí, môi chất sẽ
bay hơi và được xã ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên vì dầu máy nén không bay hơi ở
nhiệt độ thường hầu như bình chứa/bộ hút ẩm, giàn lạnh hoặc giàn nóng thì cần bổ
sung một lượng dầu tương đương với lượng dầu ở lại trong bộ phận cũ vào bộ phận
mới.

8


Hình 1.5: Thay dầu máy nén.
Sau đây là quy định của hãng ôtô Ford:
 Giàn lạnh (bộ bốc hơi) ..…………….. 90 cc.
 Giàn nóng (bộ ngng tụ) ………………. 30 cc.
 Bầu lọc hút/ẩm ………………. 30 cc.
Tổng thể tích dầu bôi trơn trong hệ thống điện lạnh ôtô khoảng 240 cc.

9


Chương 2

Hệ thống điều hòa không khí trên xe du lịch
2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết về điều hoà không khí
2.1.1 Chức năng của điều hoà không khí
a. Sưởi ấm

Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động 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.
b. 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.

10


Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát.
c. Hút ẩm

Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động 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.
11


Ngoài ba chức năng trên hệ thống điều hòa không khí còn có chức năng

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).
2.1.2 Phân loại điều hoà không khí trên ôtô
Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương
thức điều khiển.
a. Phân loại theo vị trí lắp đặt
+ Kiểu đặt 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 2.4: Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước.
12


+ 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 2.5: Kiểu kép.
+ 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 2.6: Hệ thống lạnh đặt kiểu treo trần.

13