tự động trên ôtô nghiên cứu xây dựng các bài giảng thực hành hệ thống điều hòa không khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC BÀI GIẢNG
THỰC HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
S

K

C

0

0

3

9
0

5
4

9
2

MÃ SỐ: T2010 - 15

S KC 0 0 3 0 4 3

Tp. Hồ Chí Minh, 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

-----------------------------

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC BÀI GIẢNG
THỰC HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ
TỰ ĐỘNG TRÊN ƠTƠ

MÃ SỐ: T2010-15

THUỘC NHĨM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT
NGƢỜI CHỦ TRÌ
: ThS. NGUYỄN QUỐC ĐẠT
ĐƠN VỊ
: KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. HỒ CHÍ MINH – 11/2010


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Giáo dục đóng vai trò trong việc gìn giữ và truyền bá nền văn minh nhân loại.

Trong thời đại cuộc cách mạng khoa học công nghệ ngày nay, tiềm năng tri thức, trí
tuệ đang trở thành động lực chính của sự phát triển. Và giáo dục – đào tạo đƣợc coi là
nhân tố quyết định vị thế của mỗi quốc gia trên trƣờng quốc tế cũng nhƣ vị thế của của
mỗi ngƣời trong cuộc sống của mình. Do đó, Đảng và Nhà nƣớc ta đánh giá cao vai trò
của giáo dục – đào tạo và xem giáo dục – đào tạo là quốc sách hàng đầu.
Với sự phát triển nhƣ vũ bão của khoa học kỹ thuật, cùng với quá trình công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc hiện nay đòi hỏi phải có nhũng con ngƣời mới,
những con ngƣời đƣợc trang bị đầy đủ những kiến thức để có thể gánh vác đƣợc nhiệm
vụ của thời đại: Khối lƣợng kiến thức cần trang bị thì ngày càng gia tăng trong khi đó,
khung thời gian đào tạo bị rút ngắn. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu đó, nền giáo dục nƣớc
ta đang từng bƣớc đổi mới thuộc nhiều lĩnh vực, trong đó có đổi mới quá trình giảng
dạy thực hành.
Thực tế, việc nghiên cứu xây dựng phiếu công tác thực hành phục vụ giảng dạy
và học tập trong nhà trƣờng còn hạn chế. Đặc biệt là ngành cơ khí động lực ở trƣờng ta
trong giai đoạn hiện nay. Do đó, việc lập phiếu công tác thực hành dùng trong giảng
dạy cho khoa Cơ khí Động lực trở nên rất cần thiết. Nó vừa mang tính khoa học, vừa
tiết kiệm thời gian đồng thời giúp ngƣời học dễ hiểu, dễ thao tác. Qua đó, ngƣời học
rút ra đƣợc nhiều kiến thức thực tiễn, thao tác chuẩn, tăng hiệu quả trong quá trình đào
tạo.
Trƣớc nhu cầu thực tế này, ngƣời nghiên cứu đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu
biên soạn phiếu công tác thực hành hệ thống điều hòa không khí tự động trên ôtô
” với mục đích tổng hợp các quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa từ các tài liệu
kết hợp với những kiến thức và kinh nghiệm của bản thân để biên soạn thành các
phiếu công tác thực hành để phục vụ cho việc tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa những
hƣ hỏng của hệ thống điều hòa không khí nói chung và hệ thống điều hòa không
khí tự động ô tô nói riêng đƣợc hiệu quả hơn trong thời gian ngắn.
Đề tài gồm 3 phần
Phần 1: Đặt vấn đề
Phần 2: Giải quyết vấn đề
Phần 3: Kết luận

1


Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU:
Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí điều khiển tự
động điển hình trên ôtô.
Phiếu công tác thực hành kiểm tra, chẩn đoán hƣ hỏng của hệ thống điều hòa
không khí tự động trên ôtô theo một quy trình chuẩn làm cơ sở cho việc nghiên cứu
chế tạo mô hình điều hòa không khí tự động giai đoạn sau.
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC:
Hiện nay, việc nghiên cứu xây dựng phiếu công tác thực hành phục vụ giảng
dạy và học tập trong nhà trƣờng Đại học đã phổ biến trên thế giới nhƣng còn khá
hạn chế trong các trƣờng ở Việt Nam nói chung và ngành cơ khí động lực ở trƣờng
ta nói riêng trong giai đoạn hiện nay. Do đó, việc lập phiếu công tác thực hành
dùng trong giảng dạy cho khoa Cơ khí Động lực trở nên rất cần thiết. Nó vừa mang
tính khoa học, vừa tiết kiệm thời gian đồng thời giúp ngƣời học dễ hiểu, dễ thao
tác. Qua đó, ngƣời học rút ra đƣợc nhiều kiến thức thực tế, thao tác chuẩn, tăng
hiệu quả quá trình đào tạo.
III. NHỮNG VẤN ĐỀ CÕN TỒN TẠI:
Để xây dựng phiếu công tác thực hành phục vụ giảng dạy và học tập cho các
môn thực tập chuyên ngành cơ khí động lực theo chƣơng trình đào tạo của trƣờng
cần có nhiều thời gian cũng nhƣ kiến thức….Vì thế, đề tài chỉ tập trung vào giải
quyết hai vấn đề sau:
Nghiên cứu lý thuyết về điều hòa không khí ô tô điều khiển bằng điện tử.
Nghiên cứu xây dựng phiếu công tác thực hành phục vụ giảng dạy thực tập về
điều hòa không khí điều khiển tự động trên ôtô.

2

Phần 2 : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
I.1. Khái quát và chức năng chính của hệ thống điều hoà không khí trên ôtô:

Hình 1. Hệ thống điều hoà không khí trên ôtô
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một thiết bị đƣợc sử dụng để tạo không
gian vi khí hậu thoải mái cho ngƣời lái xe và khách ngồi trên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí là thuật ngữ chung dùng để chỉ những thiết bị đảm
bảo không khí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong phòng
cao, nhiệt đƣợc lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “sự làm lạnh”) và ngƣợc lại khi nhiệt độ
trong phòng thấp, nhiệt đƣợc cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sƣởi”). Mặt khác, hơi
nƣớc đƣợc thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong phòng ở mức
độ phù hợp.
Vì lý do này, thiết bị thực hiện việc điều hòa không khí sẽ gồm tối thiểu một bộ làm
lạnh, một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió.
Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô nói chung bao gồm một bộ lạnh (hệ thống
làm lạnh), một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thông gió.
Chức năng chính của hệ thống điều hòa không khí:
1. Điều khiển nhiệt độ.
2. Điều khiển lƣu lƣợng không khí.
3. Điều khiển độ ẩm.
4. Lọc sạch không khí.
I.2. Các loại điều hoà không khí:
Điều hòa không khí ô tô đƣợc phân loại theo vị trí lắp đặt và chức năng của hệ
thống.

3

I.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt điều hòa:
- Kiểu Táplô:
Ở kiểu này, điều hòa không khí thƣờng đƣợc lắp ở bảng táplô.
Đặc điểm của loại này là không khí lạnh từ cụm điều hòa đƣợc thổi thẳng đến mặt
trƣớc ngƣời lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác hơn so với công suất của cụm điều
hòa, cửa ra không khí lạnh đƣợc điều chỉnh bởi bản thân ngƣời lái nên ngƣời lái có
thể cảm nhận đƣợc hiệu quả làm lạnh.

Hình 2. Điều hòa không khí kiểu Táplô
- Kiểu khoang hành lý:
Ở kiểu này cụm điều hòa không khí đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa vào của khí
lạnh đƣợc đặt ở lƣng ghế sau.
Do cụm điều hòa gắn ở cốp sau nơi có khoảng trống lớn nên điều hòa kiểu này có
ƣu điểm của một bộ điều hòa với công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự
trữ.

Hình 3. Điều hòa không khí kiểu khoang hành lý
- Kiểu kép:
Khí lạnh đƣợc thổi ra từ phía sau và phía trƣớc bên trong xe. Đặc tính làm lạnh
bên trong xe rất tốt, phân bố nhiệt độ bên trong xe đồng đều hơn, tạo môi trƣờng vi
khí hậu dễ chịu trong xe.

Hình 4. Điều hòa không khí kiểu kép

4


I.2.2. Phân loại theo chức năng:
Do chức năng và tính năng cần có của hệ thống điều hòa khác nhau, tùy theo môi

trƣờng tự nhiên và quốc gia sử dụng. Điều hòa có thể chia thành 2 loại tùy theo tính
năng của nó.
- Loại đơn.
Loại này bao gồm một bộ thông gió đƣợc nối hoặc với bộ sƣởi hoặc với hệ thống
lạnh chỉ dùng để sƣởi hoặc để làm lạnh.

Hình 5. Hệ thống điều hòa không khí loại đơn
- Loại dùng cho tất cả các mùa trong năm:
Loại này kết hợp một bộ thông gió với bộ sƣởi và hệ thống làm lạnh chỉ dùng để
sƣởi hoặc để làm lạnh.
Hệ thống điều hòa này có thể sử dụng trong những ngày thời tiết lạnh, độ ẩm cao để
làm khô không khí. Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng hệ thống lạnh thì ngƣời trên xe sẽ cảm
thấy lạnh, vì vậy khí lạnh cũng đi qua két sƣởi để sấy nóng. Điều này đảm bảo không
khí trong xe luôn có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Đây là ƣu điểm chính của loại điều
hòa không khí 4 mùa.
Ngoài ra, loại này cũng có thể chia làm hai loại: Loại điều khiển bởi ngƣời lái và
loại điều khiển tự động (Nhiệt độ bên ngoài và bên trong xe luôn đƣợc nhận biết bằng
máy tính, bộ sƣởi hoặc bộ điều hòa không khí tự động hoạt động theo nhiệt độ do
ngƣời lái định trƣớc, duy trì nhiệt độ không đổi trong xe).

Hình 6. Hệ thống điều hòa 4 mùa
5


II. HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ
II.1. Khái quát hệ thống điều hòa không khí tự động:
Điều hòa không khí thông thƣờng luôn hoạt động tại một nhiệt độ khí thổi vào và
tốc độ thổi khí do lái xe định trƣớc. Tuy nhiên, những yếu tố nhƣ sự tỏa nhiệt của mặt
trời, nhiệt độ động cơ, nhiệt từ ống xả, nhiệt do hành khách thải ra…sẽ ảnh hƣởng đến

nhiệt độ trong xe theo thời gian.
Vì vậy, với hệ thống điều hòa loại này cần phải điều chỉnh lại nhiệt độ, tốc độ thổi
khí, hay cả hai khi cần thiết.
Hệ thống điều hòa không khí tự động đã đƣợc phát triển để khắc phục nhƣợc điểm
này.
Hệ thống điều hòa không khí tự động phát hiện nhiệt độ bên trong xe và nhiệt độ
môi trƣờng, bức xạ mặt trời…từ đó điều chỉnh nhiệt độ khí thổi cũng nhƣ tốc độ quạt
một cách tự động theo nhiệt độ đặt trƣớc bởi ngƣời lái, do vậy duy trì nhiệt độ trong xe
tại nhiệt độ đặt trƣớc.
Ngày nay, một số kiểu xe cũng bao gồm cả các chức năng điều khiển: điều khiển khí
vào, chế độ thổi khí, điều khiển máy nén bên cạnh điều khiển nhiệt độ và tốc độ thổi
khí.

Hình 7. Sơ đồ hệ thống điều hòa không khí tự động.

6


II.2. Kết cấu, hoạt động của những bộ phận chính :
II.2.1. Bảng điều khiển thiết bị nhiệt:

d. A/C switch

Hình 8. Bảng điều khiển
a : Cần điều khiển nhiệt độ; b : Công tắc quạt;
c : Công tắc điều khiển sự nạp khí; d : Công tắc A/C
II.2.2. Những chức năng của công tắc :
Chi tiết

Chức năng

Cần điều khiển nhiệt độ
Thiết lập nhiệt độ bên trong xe

FACE : Không khí đã đƣợc điều hoà
Những công tắc điều khiển lối ra của đƣợc thổi từ cửa gió trung tâm và cửa
gió bên cạnh
dòng khí
BI-LEVEL : Không khí đã đƣợc điều
hoà thổi ra từ cửa gió trung tâm và
xuống sàn xe
FACE BI- FOOT FOOT/ DEF
LEVEL
DEF
FOOT: Không khí đƣợc thổi ra cửa gió
bên cạnh và xuống sàn xe

7


FOOT/DEF: Không khí đƣợc thổi đến
tấm xông kính , những cửa gió bên
cạnh và một phần không khí đƣợc thổi
ra ở dƣới chân
DEF : Không khí đƣợc thổi từ tấm
xông kính và cạnh bên tấm xông kính
để làm tan sƣơng ở kính
AUTO : Tự động điều khiển cánh trộn
không khí và tốc độ quạt gió để cho
nhiệt độ bên trong đạt đến nhiệt độ yê

cầu

Công tắc quạt gió

LO/HI : Thiết lập tốc độ quạt gió theo
từng vị trí
Công tắc điều khiển không khí vào bên
trong xe

: Không khí lƣu thông tuần
hoàn bên trong xe
: Không khí ở bên ngoài đi
vào trong xe

Công tắc máy điều hoà
Mở, tắt hệ thống điều hòa

II.2.3. Bộ phận phân phối khí điều hòa:
Két sƣởi
Giàn lạnh

Quạt
Giàn lạnh

Hình 9. Bộ phận phân phối luồng khí điều hòa
8


Trong bộ phận quạt gió có một mô tơ quạt gió , thổi không khí đến giàn lạnh . Có
một cánh để thay đổi không khí ở bên trong xe hay bên ngoài xe

II.2.4. Hệ thống sƣởi và đƣờng ống dẫn dòng khí :

Hình 10. Các hƣớng gió ra chính trên xe
a : Cửa không khí đi vào ( Fresh air : khí bên ngoài vào trong xe; Recirc air :
Không khí lƣu thông tuần hoàn bên trong xe ) ; b : Môtơ quạt gió ; c: Cánh trộn khí ;
d: Cửa điều khiển gió( Cửa trung tâm, cửa gió bên , cửa gió xông kính)
Cánh đóng mở

Công tắc điều khiển

Vị trí của cánh

Cánh đóng mở
không khí bên
trong /ngoài

FRESH

(1)

RECIRC

(2)

Cánh trộn khí

(3)
AUTO
(4)

FACE

Không
khí mát
Không
khí ấm

(5), (10), (12)

9

Sự hoạt động
Đƣa không khí bên
ngoài vào trong xe
Không khí lƣu
thông ở bên trong
xe
Cánh trộn khí mở
ra ở giữa vị trí (3)
và (4) để điều
chỉnh nhiệt độ
Không khí đƣợc
thổi vào bên trong
xe từ cửa gió trung
tâm và cửa gió
cạnh bên


BI-LEVEL

(5) , (9) , (13)

FOOT

(6) , (8) , (11)

FOOT/DEF

(6) , (11)

DEF

(7) , (10) , (11)

Cổng chức năng
kiểu contact

Không khí đƣợc
thổi vào bên trong
xe từ cửa trung tâm
, cửa bên cạnh và
cửa ở sàn xe
Không khí đƣợc
thổi vào bên trong
xe từ những cửa
gió bên cạnh và
những lối ra ở phía
sàn xe. Một lƣợng
nhỏ không khí thổi
ra từ tấm xông kính

Không khí đƣợc
thổi vào bên trong
xe từ tấm xông
kính và những cửa
gió bên cạnh để
làm tan sƣơng cửa
sổ , đồng thời
không khí đƣợc
thổi ra từ phía sàn
xe
Không khí đƣợc
thổi vào bên trong
xe từ tấm xông
kính và cửa gió bên
cạnh để làm tan
sƣơng ở các cửa sổ

II.2.5. Các Motor Servo :
Những motor servo đƣợc sử dụng để chuyển đổi giữa không khí ở bên trong xe
hay ngoài xe. Việc chuyển đổi này do cánh trộn khí đóng mở .

10


Hình 11. Dạng motor servo
a. Motor servo để đóng mở cánh trộn khí :
Sự dịch chuyển của cần điều khiển nhiệt độ làm cho điện trở bên trong thay đổi
để đƣa đến bộ khuyếch đại của hệ thống điều hoà tự động . Bộ khuyếch đại của hệ
thống điều hoà tự động sẽ làm cho motor quay, theo tín hiệu này di chuyển tiếp điểm
di động để đƣa cần về vị trí thích hợp. Sự hoạt động này có thể mở hoặc đóng cánh

trộn khí thông qua cần liên kết trong khi đó cũng mở và đóng van nƣớc bằng dây cáp

Hình 12. Motor trộn khí

11


b. Motor servo điều khiển hƣớng gió ra :

Hình 13. Các vị trí làm việc của motor điều khiển hƣớng gió ra
Sự hoạt động của công tắc điều khiển dòng khí làm cho motor quay ( cùng
chiều hoặc ngƣợc chiều kim đồng hồ ) bằng cách điều khiển dòng điện ở bên trong
motor servo , để đƣa cần về vị trí yêu cầu nhờ sự thay đổi vị trí tiếp điểm di động . Sự
hoạt động này đóng mở từng vị trí của cánh bởi các thanh quay liên kết với nhau .
c. Motor servo điều khiển hƣớng gió vào :
Motor này đƣợc đặt trƣớc cụm két sƣởi và dàn lạnh . Motor quay khi đƣợc điều
khiển . Cánh đóng mở đƣợc di chuyển bởi các đòn bẩy đƣợc liên kết với nhau và gây
ra sự chuyển động.
II.2.6. Những bộ phận chính của hệ thống điều hòa không khí tự động :
Hệ thống điều hòa không khí tự động là hệ thống điều hòa thƣờng nhƣng có lắp
thêm các bộ phận chức năng nhƣ:
 Các cảm biến để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ và bức xạ mặt trời.
 Các bộ điều khiển để xác định các chế độ làm việc dực trên các tín hiệu từ các
cảm biến.
 Các bộ chấp hành đƣợc dẫn động bởi bộ điều khiển làm dịch chuyển các cánh
gió và các bộ phận khác.
a. Các cảm biến:
Các cảm biến chính dùng trong điều hòa không khí tự động ô tô có cấu tạo từ chất
bán dẫn.
 Các cảm biến dùng nhiệt điện trở và đƣa về bộ điều khiển những thay đổi về giá

trị nhiệt độ dƣới dạng những thay đổi về điện trở .

Hình 14. Đặc tính của cảm biến nhiệt điện trở.
12




Loại này bao gồm:
+
Cảm biến nhiệt độ không khí trong xe: là loại cảm biến hút không khí
bên trong xe để xác định nhiệt độ không khí trong khoang hành khách.
Có hai kiểu hút không khí: kiểu dùng môtơ và loại dùng ống hút (sử dụng
luồng không khí qua bộ sƣởi.

Hình 15. Các loại cảm biến nhiệt trong hệ thống
+ Cảm biến nhiệt độ không khí môi trƣờng:
Cảm biến này đƣợc đặt kín trong vỏ nhựa nhằm tránh phản ứng đột ngột về
nhiệt độ, nó cho phép nhận biết chính xác nhiệt độ môi trƣờng.

Hình 16. Cảm biến nhiệt độ môi trƣờng
+
Cảm biến giàn lạnh: phát hiện nhiệt độ của khí đi qua giàn lạnh. Loại
này chỉ dùng cho điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử lý.

13


.

+

Hình 17. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
Cảm biến/công tắt nhiệt độ nƣớc: phát hiện nhiệt độ nƣớc làm mát.

Hình 18. Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát.

Một cảm biến bức xa mặt trời dùng đi-ốt quang học để gửi về bộ điều khiển
những thay đổi về sự tỏa nhiệt của mặt trời dƣới dạng nhửng thay đổi về điện dòng
điện.

Hình 19. Đặc tính cảm biến bức xạ mặt trời.

14


Hình 20. Cảm biến bức xạ mặt trời.
b. Các bộ điều khiển và các bộ dẫn động :
Bộ điều khiển có thể chia thành hai loại: loại dùng IC và loại dùng bộ vi xử lý.
Chúng đƣợc gọi là “bộ khuếch đại điều hòa tự động” hay “ECU điều hòa không khí”.
Điều hòa không khí tự động đƣợc điều khiển bằng bộ khuếch đại dùng IC đƣợc
gọi là “điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại” còn loại bộ khuếch
đại dùng bộ vi xử lý đƣợc gọi là “điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử
lý”.

Hình 21. Bộ khuếch đại và bộ vi xử lý điều hòa tự động

15

 Bộ khuếch đại điều khiển:

9
( 1)
(2)

(12)

(3)

(8)
(11)

(4)
(7)

(5)

(6)

Hình 22. Sơ đồ hệ thống điều hòa tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại.
1: Contact điều khiển tốc độ quạt
2: Chiết áp kế
3: Contact điều khiển dòng khí
4: Contact điều khiển van nƣớc
5: Motor servo điều khiển van nƣớc
6: Van nƣớc
7: Bộ khuyếch đại hệ thống
8: Cảm biến nhiệt độ môi trƣờng
9: Cảm biến bức xạ nhiệt

10: Cảm biến nhiệt độ không khí bên trong xe
11: Nhiệt điện trở
12: Motor servo điều khiển dòng khí
(E): Dàn lạnh (Evaporator)
(H): Lõi nhiệt( Heater core )
Trong sơ đồ trên, công tắt điều khiển tốc độ thổi khí, và công tắt điều khiển van
nƣớc hoạt động cùng với cánh điều khiển hòa trộn khí bằng môtơ servo điều khiển hòa
trộn khí, do vậy cho phép điều khiển đƣợc nhiệt độ, tốc độ quạt thổi khí và chế độ thổi
khí.
Phần tiếp theo mô tả kết cấu và hoạt động của hệ thống điều hòa không khí tự động
điều khiển bằng bộ khuếch đại
Điều hòa không khí tự động bao gồm các chức năng điều khiển sau:
 Điều khiển nhiệt độ ( Temperature control)
16


 Điều khiển tốc độ quạt thổi ( Blower speed control)
 Điều khiển chế độ khí thổi ra ( Air flow speed control )
 Các bộ phận dẫn động :
Những bộ dẫn động bao gồm : mô tơ quạt gió , máy nén khí và những mô tơ
servo

Hình 23. Môtơ servo
II.2.7. Những chức năng điều khiển tự động :
Điều hòa không khí tự động bao gồm các chức năng điều khiển sau:
 Điều khiển nhiệt độ ( Temperature control)
 Điều khiển tốc độ quạt thổi ( Blower speed control)
 Điều khiển chế độ khí thổi ra ( Air flow speed control )

Hình 24. Bảng điều khiển điều hòa không khí tự động bằng bộ khuếch đại.

Các hệ thống điều khiển này hoạt động bằng cách gạt các cần điều khiển và bật
các công tắt trên bảng điều khiển điều hòa nhiệt độ.
a) Cần điều khiển nhiệt độ.
Cần này đƣợc gạt bằng tay để đặt nhiệt độ trong xe theo ý muốn.
b) Cần điều khiển tốc độ quạt thổi khí.
Khi đặt ở vị trí AUTO, cần này cho phép quạt thổi khí tự động chuyển đến tốc độ
phù hợp với nhiệt độ không khí trong xe.
c) Công tắt tự động đặt chế độ thổi khí:
Công tắt này cho phép chế độ thổi khí thay đổi tự động giữa FACE và BI-LEVEL,
BI-LEVEL và FOOT tƣơng ứng với nhiệt độ khí thổi.
a. Điều khiển nhiệt độ :

17


Hệ thống điều khiển nhiệt độ bao gồm cảm biến nhiệt độ khí trong xe, cảm biến
nhiệt độ không khí môi trƣờng, cảm biến bức xạ mặt trời, điện trở đặt nhiệt độ, bộ
khuếch đại hệ thống và môtơ servo điều khiển hòa trộn khí.
- Điện trở đặt nhiệt độ:
Đặt bên trong bảng điều khiển và đƣợc nối với cần điều khiển nhiệt độ, nhiệt độ
đặt trƣớc đƣợc đƣa vào bộ khuếch đại hệ thống dƣới dạng những giá trị điện trở thay
đổi (giá trị điện trở lớn khi cần đƣợc đặt ở vị trí nhiệt độ thấp).

Hình 25. Điện trở đặt nhiệt độ.
- Môtơ servo điều khiển hòa trộn khí:
Môtơ servo đìều khiển hòa trộn khí đƣợc lắp dƣới bộ sƣởi. Nó dẫn động cánh
đìều khiển hòa trộn khí và công tắt điều khiển tốc độ quạt thổi qua thanh nối. Nó có
một bộ giới hạn, biến trở, công tắt điều khiển van nƣớc và công tắc điều khiển chế độ
thổi khí.

Hình 26. Môtơ servo điều khiển hòa trộn khí.
- Bộ phận giới hạn ( limiter )
Bộ giới hạn ngắt dòng điện đến mô tơ servo di chuyển đến mức lạnh nhất hoặc
ấm nhất ( MAX COOL or MAX WARM )
- Chiết áp ( Potentiometer )
Chiết áp là một biến trở để xác định vị trí của mô tơ . Nó sử dụng một tiếp
điểm di động ( Moving con tact )

18


(1)

(1): Tiếp điểm di động
(2): Bộ phận giới hạn
(3): Chiết áp
(4): Contact điều khiển van nƣớc
(5): Con tact điều khiển chế
độ dòng khí
(3)

(2)

(4)
(5)

Hình 27. Các vị trí điều khiển tốc độ quạt
Ngoài ra một số mạch mô tơ trộn gió còn có thêm công tắc điều khiển van nƣớc (
Water Valve Control Switch ). Công tắc này đƣợc lập trình để mở hoặc đóng van VSV.
Nó đóng van VSV làm cho mô tơ di chuyển tiếp điểm di động và đóng van nƣớc khi cần

điều khiển nhiệt độ ở vị trí lạnh nhất (MAX COOL). Trong trƣờng hợp khác nó mở van
VSV để mở van nƣớc ( dùng dây cáp để đóng hoặc mở van nƣớc )
- Công tắc điều khiển dòng khí :

Hình 28. Công tắc điều khiển dòng khí
Contact này đƣợc lập trình để điều khiển dòng khí nhờ motor servo điều khiển
di chuyển tiếp điểm di động .
Hoạt động :
Ngoại trừ cảm biến bức xạ mặt trời, các cảm biến nhiệt độ khác đƣợc mắc nối tiếp
vào bộ khuếch đại của hệ thống.

(1)

19


(2)

(3)
(4)

Hình 29. Sơ đồ mạch điều khiển nhiệt độ
(1): Bộ khuếch đại hệ thống
(2): Motor servo điều khiển trộn khí
(3): Cảm biến bức xạ nhiệt
(4): Bộ khuyếch đại vi phân
R2: biến trở thay đổi theo nhiệt độ đặt trƣớc
Rp0: điện trở chiết áp.
Rr: điện trở của cảm biến nhiệt độ không khí bên trong xe.
Ram: điện trở của cảm biến nhiệt độ không khí môi trƣờng.

R1 = Rp0 + Rr + Ram
Sự thay đổi của những điện trở này đƣợc đƣa vào bộ khuếch đại hệ thống dƣới dạng
những thay đổi về điện áp (Vi).
Vi là sự sụt áp xảy ra trên R1 tạo bởi V0, V0 do bộ khuếch đại tạo ra, và sụt áp trên
R1 và R2. vì vậy Vi thay đổi khi R1 hoặc R2 thay đổi. Từ mối liên hệ giữa V i và V0
cho phép bộ khuếch đại dẫn động môtơ servo điều khiển hòa trộn khí.
 Nguyên tắc hoạt động để thay đổi nhiệt độ bên trong xe.
Trƣờng hợp 1: Khi nhiệt độ đặt trƣớc và nhiệt độ bên trong xe gần bằng nhau R1
và R2 gần bằng nhau. Vi  1/2V0. Lúc này, bộ khuếch đại vi sai sẽ gửi điện áp bằng
nhau đến bộ khuếch đại 1 và 2, do đó môtơ servo vẫn giữ ở tình trạng hiện thời.
Trƣờng hợp 2: nhiệt độ trong xe thấp hơn nhiệt độ đặt trƣớc.
Điều này xảy ra khi đặt nhiệt độ cao hơn, kết quả làm giảm R2 hay khi nhiệt độ bên
trong xe giảm xuống thấp hơn nhiệt độ đặt trƣớc, kết quả tăng làm Rr.
Cả hai trƣờng hợp trên R2 nhỏ hơn R1, nên Vi > 1/2 V0, bộ khuếch đại vi sai phát
hiện sự sai lệch này, lúc này bộ khuếch đại vi sai cấp điện áp “H” (cao) đến bộ
khuếch đại chuyển đổi 2 và cấp điện áp “L” (thấp) đến bộ khuếch đại chuyển đổi 1,
điều này dẫn động môtơ servo hòa trộn khí, môtơ sẽ quay cánh điều khiển hòa trộn khí
đến “L” (thấp) để tăng tỉ lệ luồng khí lạnh qua bộ sƣởi nhằm tăng nhiệt độ khí thổi ra.
Điều này làm giảm điện trở của chiết áp gắn với cánh điều khiển hòa trộn khí, làm
giảm dần Vi cho đến
khi môtơ servo điều khiển hòa trộn khí ngừng hoạt động.
Trƣờng hợp 3: khi nhiệt độ bên trong xe cao hơn nhiệt độ đặt trƣớc.
20


Trạng thái này xảy ra khi đặt nhiệt độ giảm xuống hoặc nhiệt độ trong xe tăng lên
cao hơn nhiệt độ đặt trƣớc, kết quả làm giảm Rr.
Trong trƣờng hợp này, R2 trở nên lớn hơn R1 kết quả làm Vi < 1/2V0, bộ khuếch đại
vi sai phát hiện sự thay đổi này. Bộ khuếch đại vi sai cấp điện áp “H” (cao) cho
khuếch đại chuyển đổi 1 và “L” cho khuếch đại chuyển đổi 2. Điều này dẫn động môtơ

servo hòa trộn khí, môtơ sẽ quay cánh điều khiển hòa trộn khí đến “H” (cao) để giảm tỉ
lệ luồng khí lạnh qua bộ sƣởi nhằm giảm nhiệt độ khí thổi ra. Điều này làm tăng điện
trở của chiết áp gắn với cánh điều khiển hòa trộn khí, làm tăng dần Vi cho đến khi
môtơ servo điều khiển hòa trộn khí ngừng hoạt động.
a.
Điều khiển tốc độ quạt ( Blower Speed Control ):
Chức năng điều khiển tốc độ quạt thổi của hệ thồng điều hòa không khí tự động
cũng ứng dụng mạch điều khiển nhƣ hệ thồng điều hòa không khí thông thƣờng nhƣng
bổ sung thêm các chi tiết chức năng sau:
Công tắc điều khiển tốc độ quạt thổi khí.
Công tắc nhiệt độ nƣớc.
Công tắc chế độ FOOT.
- Công tắc nhiệt độ nƣớc:
Công tắc đƣợc lắp bên dƣới két sƣởi ấm. Nó bao gồm một công tắc bật tại 20 0C và
một công tắc bật tại 400C.

Hình 30. Công tắc nhiệt độ nƣớc
- Công tắc chế độ FOOT:
Công tắc chế độ FOOT đƣợc lắp trong môtơ servo điều khiển chế độ dòng khí. Nó
tắt khi chế độ dòng khí đƣợc đặt tại FOOT (công tắc chế độ dòng khí đƣợc đặt tại vị trí
FOOT, hay chế độ FOOT trong vị trí AUTO).

21


Hình 31. Công tắc chế độ FOOT.
Hoạt động :
 Điều khiển tự động:
Điều khiển tự động làm thay đổi tốc độ quạt thổi một cách tự động tùy thuộc vào sự
chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong và bên ngoài xe. Nó tăng tốc độ quạt thổi khi chênh

lệch này lớn, và ngƣợc lại.

Hình 32. Đồ thị quan hệ điều chỉnh tốc độ quạt thổi với chênh lệch nhiệt độ.
Tốc độ quạt thổi thay đổi phụ thuộc vào vị trí các tiếp điểm của công tắc điều khiển
tốc độ quạt thổi, công tắc này dịch chuyển cùng với cánh điều khiển hòa trộn khí.
Chức năng điều khiển này chỉ hoạt động khi cần điều khiển tốc độ quạt thổi trên
bảng điều khiển đƣợc đặt tại vị trí AUTO. Khi cần điều khiển đặt tại vị trí khác, chức
năng điều khiển này sẽ dẫn động quạt thổi ở tốc độ đặt trƣớc.
 Điều khiển hâm nóng:
Khi nhiệt độ nƣớc làm mát động cơ tƣơng đối thấp, dòng khí thổi ở chế độ sƣởi sẽ
làm cho hành khách cảm thấy lạnh. Để tránh hiện tƣợng này, chức năng điều khiển
hâm nóng sẽ điều khiển tốc độ quạt thổi khi chế độ dòng khí đặt tại FOOT và cần điều
khiển tốc độ quạt thổi đặt tại vị trí AUTO nhƣ sau:
22


Trƣờng hợp 1: Khi nhiệt độ nƣớc làm mát thấp hơn 200C.
Rơle bộ sƣởi không bật, môtơ quạt thổi không hoạt động.

Hình 33. Sơ đồ điều khiển tốc độ quạt trong trƣờng hợp 1
Trƣờng hợp 2: Khi nhiệt độ nƣớc làm mát cao hơn 200C và thấp hơn 400C.
Công tắc nhiệt độ nƣớc a và rơle bộ sƣởi ấm bật, nhƣng công tắc nhiệt độ nƣớc b
vẫn tắt, do đó rơle tự động tắt. Điều này làm cho dòng điện đến môtơ quạt thổi chạy
qua toàn bộ điện trở của điện trở quạt thổi, bỏ qua vị trí của tiếp điểm trên công tắt
điều khiển tốc độ quạt thổi, do đó điều chỉnh tốc độ quạt thổi ở chế độ L0.

Hình 34. Sơ đồ điều khiển tốc độ quạt trong trƣờng hợp 2.
Trƣờng hợp 3: Khi nhiệt độ nƣớc làm mát cao hơn 400C.

23