Đề cương bài giảng điều hòa không khí ô tô chuyên ngành cơ điện tử ô tô và xe chuyên dụng

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG
HỌC PHẦN: ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ & XE CHUYÊN DỤNG

Hưng Yên, năm 2015


CHƢƠNG 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.
5. Giàn lạnh.
2. Giàn nóng.
6. Bình tích lũy.
3. Phin lọc.
7. Két sưởi.
4. Van tiết lưu.
8. Quạt gió.
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


1.1.1. 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
2


môi chất lạnh. Khi đó không khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát
để đưa vào trong xe.
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.

3


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..

4


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..

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.

5


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...

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…

6


Hình 1.10: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry
1.3. LÝ THUYẾT LÀM LẠNH
1.3.1. Cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí.
Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật
thể. Đây cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh.
Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau
đây:
+ Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp.
+ Khi chất khí bị nén nhiệt độ của nó sẽ tăng.
+ Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ làm phân bố nhiệt ra vùng xung
quanh và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống.
+ Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó.
+ Một lượng nhiệt sẽ được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái biến
thành hơi.
Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ
sở lý thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và
điểm sôi.
+ Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến những nơi có
nhiệt độ thấp hơn.
Ví dụ: Một vật nóng 300 F được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 800F
thì vật nóng 800F sẽ truyền nhiệt cho vật 300F. Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn

thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh.
Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay
kết hợp giữa ba cách trên.
7


- Dẫn nhiệt: Là sự truyền nhiệt có hướng trong một vật hay giữa hai vật
thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ví dụ khi ta nung nóng một đầu thanh
thép thì đầu kia dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt.
- Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt thông qua sự di chuyển của dòng chất khí
(chất lỏng) được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể
khác nhờ khối không khí trung gian bao quanh nó (Khi khối không khí được
nung nóng bởi một nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với
vật thể nguội hơn và làm nóng vật thể này). Khí nóng luôn di chuyển lên trên và
khí lạnh chìm xuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín. Quy trình này
được gọi là đối lưu tự nhiên. Đối lưu nhiệt cũng có thể bị tác động cưỡng bức bởi
gió hoặc dùng quạt.
- Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc
dù giữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau. Ta cảm thấy
ấm khi đứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn sợi đốt khi ta đứng
gần nó. Đó là bởi nhiệt của mặt trời hay của đèn sợi đốt được biến thành các tia
hồng ngoại và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của
vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là
sự bức xạ.
+ Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể
lỏng, thể rắn, thể khí. Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền
cho nó một lượng nhiệt nhất định. Ví dụ: Khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 32 0F
(00C) thì nước đóng băng thành đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể
rắn. Nếu nước được đun tới 2120F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi chuyển từ thể
lỏng sang thể khí.

Ví dụ: Khối nước đá đang ở nhiệt độ 320F ta đun nóng cho nó tan ra,
nhưng nước đá đang tan vẫn giữ nhiệt độ là 320F. Đun nước nóng đến 2120F thì
nước sôi, nhưng khi ta tiếp tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn
là 2120F (1000C) chứ không nóng hơn nữa. Lượng nhiệt được hấp thu trong nước
sôi, trong nước đá để làm thay đổi trạng thái của nước được gọi là nhiệt ẩn.
+ Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều
hòa không khí. Khi tác động áp suất lên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm
sôi của chất lỏng này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ
lúc chất lỏng sôi cao hơn so với mức bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất
tác động lên một vật chất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống. Ví dụ
điểm sôi của nước ở nhiệt độ bình thường là 1000C. Điểm sôi này có thể tăng cao
hơn bằng cách tăng áp suất trên chất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi
8


bằng cách giảm bớt áp suất trên chất lỏng hay đặt chất lỏng trong chân không.
Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước, áp suất cũng có tác dụng như thế.
1.3.2. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.
a. Đơn vị đo nhiệt lượng.
Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người ta dùng đơn vị
BTU. Nếu cần đun nóng một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 1 0F (0,550C) thì
phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt. Năng suất của một hệ thống lạnh ô tô được
định rõ bằng BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ (1 BTU = 0,252
kcal = 252 cal), (1kcal =4,187 kJ).
b. Môi chất lạnh.
Môi chất lạnh hay còn gọi là ga lạnh. Trong hệ thống điều hòa không khí
nó phải đạt được những yêu cầu sau đây:
+ Môi chất lạnh phải có điểm sôi thấp dưới 320 F (00C) để có thể bốc hơi
và hấp thụ ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp.
+ Môi chất lạnh phải hòa trộn được với dầu bôi trơn để tạo thành một hóa

chất bền vững có khả năng di chuyển thông suốt trong hệ thống và không gây ăn
mòn kim loại hoặc các vật liệu khác như cao su, nhựa được sử dụng để chế tạo.
+ Môi chất lạnh phải đảm bảo không gây độc hại, không cháy nổ và không
gây ô nhiễm môi trường khi nó xả vào khí quyển.
* Môi chất lạnh R-12
Môi chất lạnh R-12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là
CCl2F2(CFC). Nó là một chất khí không màu, nặng hơn không khí bốn lần ở
300C, có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là -21,64 0F (-29,80C), áp suất hơi trong
bộ bốc hơi là 30 (PSI) và trong bộ ngưng tụ là 150 ÷ 300 (PSI), có nhiệt lượng ẩn
để bốc hơi là 70 BTU/ 1Pound.
R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất, và không tham gia phản ứng
với các kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc
tính có khả năng lưu thông xuyên suốt trong hệ thống ống dẫn nhưng không bị
giảm thiểu hiệu suất. Chính những đặc điểm này đã làm cho R-12 được xem là
chất làm lạnh lý tưởng để sử dụng trong hệ thống điều hòa ô tô.
Tuy nhiên, khi người ta nghiên cứu đã phát hiện ra rằng R-12 có đặc tính
phá hủy tầng ôzon và gây nên hiệu ứng nhà kính, do các phân tử R-12 có thể bay
lên khí quyển trước khi phân giải. Tại đây, nguyên tử clo tham gia phản ứng hóa
học với nguyên tử 03 trong tầng ôzon khí quyển. Chính điều này đã làm phá hủy

9


tầng ozon của khí quyển. Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng
và lưu hành trên thị trường.

Hình 1.11: Sự phá hủy tầng ozon của R-12.
* Môi chất lạnh R- 134a.
Môi chất lạnh R-134a có công thức hóa học là CF3-CH2F (HFC). Do trong
thành phần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành

công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi
chất lạnh R-134a.
Môi chất R-134a có điểm sôi là -15,20F (-26,90C), và có lượng nhiệt ẩn để
bốc hơi là 77,74 BTU/Pound. Điểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên
hiệu suất của R-134a không bằng R-12. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô
dùng môi chất lạnh R-134a phải được thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng
thời phải tăng lượng không khí giải nhiệt qua giàn nóng . Ngoài ra R-134a còn có
nhược điểm nữa đó là không kết hợp được với dầu bôi trơn ở hệ thống R-12.

Hình 1.12: Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a.
10


Đồ thị đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a mô tả mối quan
hệ giữa áp suất và nhiệt độ của môi chất lạnh R-134a. Đồ thị chỉ ra điểm sôi của
R-134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất. Phần diện tích trên đường cong áp
suất biểu diễn R-134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất
biểu diễn R-134a ở trạng thái lỏng. Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng
bằng cách tăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà
không cần thay đổi áp suất. Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng
cách giảm áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không
cần thay đổi áp suất.
Như vậy, khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không
khí bằng môi chất lạnh R-134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống điều
hòa nếu nó không phù hợp với R-134a, cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất
khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi trơn chuyên dùng với môi chất lạnh R-134a là các
chất bôi trơn tổng hợp polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Ta có
thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R-134a vì thông thường nó
được ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống.

Hình1.13: Ga lạnh R134a của hệ thống điều hòa.
c. Dầu bôi trơn.
Chức năng: Dầu bôi trơn trong hệ thống điều hòa được hòa trộn với môi
chất lạnh sẽ lưu thông khắp nơi trong hệ thống nhằm bôi trơn, tránh mài mòn và
két cứng các chi tiết.
Yêu cầu: Dầu bôi trơn phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu
huỳnh, không mùi, trong suốt màu vàng nhạt. Khi bị lẫn tạp chất nó có màu nâu
đen. Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống đổi sang màu nâu đen thì
11


dầu đã bị nhiễm bẩn. Cần phải xả sạch và thay dầu mới theo đúng chủng loại và
dung lượng quy định. VD: Dầu Clavus (32, 46, 68, 100), Dầu Emkarate…

Hình1.14: Dầu bôi trơn máy nén.
1.4. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỆN LẠNH TRÊN Ô TÔ.
1.4.1. Chu trình làm lạnh cơ bản .

Hình 1.15: Sơ đồ chu trình làm lạnh cơ bản.
12


Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây:
 Môi chất lạnh ở thể hơi được bơm từ máy nén (Compressor) dưới áp suất
và nhiệt độ bốc hơi cao đến giàn nóng (condenser).
 Tại giàn nóng, nhờ quạt giàn nóng thổi mát, môi chất thể hơi ngưng tụ
thành thể lỏng dưới áp suất cao, nhiệt độ cao.
 Môi chất lạnh thể lỏng tiếp tục lưu thông đến phin lọc (Receiver - driver),
tại đây môi chất lạnh được lọc sạch nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất.

 Môi chất lạnh từ phin lọc được đưa tới van bốc hơi (Expansion Valve).
Tại đây một lượng môi chất dạng sương có nhiệt độ thấp và áp suất thấp
được điều tiết để đưa vào giàn lạnh.
 Tại giàn lạnh (Evaporator), quá trình bốc hơi của môi chất đã hấp thụ
nhiệt của giàn lạnh để làm lạnh giàn lạnh. Vì vậy, khi gió được thổi qua
giàn lạnh nó sẽ được làm mát trước khi đi vào trong xe.
 Sau khi qua giàn lạnh, môi chất ở thể hơi có áp suất và nhiệt độ thấp được
chuyển về máy nén kết thúc một chu trình làm lạnh.
1.4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các chu trình làm lạnh.
a. Chu trình làm lạnh kiểu 1.

Hình 1.16: Sơ đồ minh họa hệ thống điện lạnh có một giàn lạnh

13


Đặc điểm:
Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1 có một giàn lạnh, một
phin lọc và một van bốc hơi. Trong đó van bốc hơi có khả năng điều tiết lượng ga
cấp vào giàn lạnh theo nhiệt độ cửa ra của giàn lạnh (do có ống cảm nhận nhiệt).
b.Chu trình làm lạnh kiểu 2.

Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 2
Đặc điểm:
Ở chu trình làm lạnh kiểu 2 không có van bốc hơi mà thay vào đó là ống
tiết lưu cố định. Vì thế lượng ga cấp vào giàn lạnh không được điều tiết theo
nhiệt độ cửa ra của giàn lạnh. Bình tích lũy được lắp sau giàn lạnh sẽ thay thế
cho phin lọc và làm nhiệm vụ tích trữ môi chất dự trữ cho giàn lạnh.
c. Chu trình làm lạnh kiểu 3.

Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3
14


Đặc điểm:
Hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 3 có đặc điểm giống với
chu hệ thống điện lạnh với chu trình làm lạnh kiểu 1. Chỉ khác là sử dụng hai
hoặc nhiều giàn lạnh trong hệ thống. Với cách thiết kế này đảm bảo tối ưu việc
điều khiển nhiệt độ ở khu vực phía trước và phía sau trong cabin, đồng thời giảm
tải được cho máy nén.
Ở hệ thống này để điều khiển hai mạch môi chất cần phải bố trí thêm các
van điện từ cho giàn lạnh phía trước và phía sau.
Nguyên tắc hoạt động:
Khi bật công tắc điều hòa trước (Front A/C), dòng điện đi qua van điện từ
phía trước và van này mở trong khi đó dòng điện không đi qua van điện từ phía
sau nên nó vẫn đóng do đó môi chất chỉ tuần hoàn trong mạch phía trước.
Khi công tắc điều hòa phía sau (Rear A/C) được bật dòng điện đi qua cả
van điện từ phía trước và phía sau nên cả hai van này cùng mở. Do vậy môi chất
tuần hoàn trong cả hai mạch trước và sau.
Ở một số mẫu xe mạch điều khiển hai van điện từ độc lập với nhau.
1.5. CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LẠNH.
1.5.1. Máy nén (Block lạnh).
a. Chức năng.
Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống điện lạnh, nó nhận
môi chất lạnh ở trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp từ giàn lạnh chuyển tới.
Tại đây dòng khí này được nén lại, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp
suất cao và được đưa tới giàn nóng.
Công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu
đều do máy nén quyết định. Trong quá trình làm việc tỷ số nén vào khoảng 5÷
8,1. Tỷ số này phụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại

môi chất lạnh.
b. Phân loại.
Hệ thống điện lạnh ô tô sử dụng nhiều loại máy nén, tuy mỗi loại máy nén
có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau nhưng tất cả đều thực
hiện cùng 1 chức năng.
Trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại piston-trục khuỷu nhưng loại
này hiện nay không còn được sử dụng nữa. Thay vào đó là loại máy nén piston
dọc trục và máy nén cánh trượt được sử dụng rộng rãi.

15


Hình 1.19: Các loại máy nén.
* Máy nén loại piston.
+ Máy nén piston làm việc hai phía.

Hình 1.20: Cấu tạo máy nén loại piston
Cấu tạo:
Máy nén piston loại làm việc hai phía cấu tạo gồm 3 hoặc 5 cặp piston đặt
đối nhau. Một đĩa vát được gắn trên trục máy nén và đặt nghiêng một góc so với
trục máy nén. Tại các cửa môi chất ra và vào trong xylanh được bố trí một van
hút và một van đẩy đặt ngược chiều nhau.
Nguyên lý hoạt động:
Khi trục máy nén quay, đĩa vát quay theo làm cho piston chuyển động tịnh
tiến sang trái hoặc sang phải.
16


Khi piston dịch chuyển sang trái. Áp suất trong xylanh khoang phải giảm.
Áp suất môi chất ở ống áp suất thấp lớn hơn đẩy cho van hút mở ra, môi chất

được điền đầy vào trong xylanh. Đồng thời, áp suất ở ống áp suất cao sẽ đẩy cho
van hút đóng lại không cho môi chất quay trở lại xylanh.
Trong khi đó ở phía khoang bên trái, piston dịch chuyển nén môi chất lại
làm cho áp suất trong khoang bên trái cao. Lúc này van hút bị đóng lại ngắt
đường cung cấp môi chất vào trong xylanh, van đẩy mở ra đưa môi chất bị nén
có suất cao và nhiệt độ cao tới giàn nóng.
Khi piston dịch chuyển sang phải nguyên tắc hoạt động tương tự nhưng
ngược lại.

Hình 1.21: Sơ đồ nguyên lý hoạt động.
+ Máy nén piston có lưu lượng thay đổi.

Hình 1.22: Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc.
17


Cấu tạo:
Cấu tạo của loại máy nén này gồm có các piston dịch chuyển tịnh tiến
trong xylanh. Một đĩa chéo được liên kết với trục của máy nén và một van điều
khiển lưu lượng môi chất.
Nguyên lý hoạt động:
Khi trục quay, chốt dẫn hướng quay đĩa chéo thông qua đĩa có vấu được
nối trực tiếp với trục. Chuyển động quay này của đĩa chéo được chuyển thành
chuyển động tịnh tiến của piston trong xylanh để thực hiện việc hút, nén và xả
trong môi chất.
Van điều khiển thay đổi áp suất trong buồng đĩa chéo tùy theo mức độ
lạnh. Nó làm thay đổi góc nghiêng của đĩa chéo dẫn tới thay đổi hành trình của
piston để điều khiển máy nén hoạt động một cách phù hợp

Hình 1.23: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén loại đĩa lắc.

Khi độ lạnh thấp, áp suất trong buồng áp suất thấp giảm xuống. Van mở ra
vì áp suất của ống xếp lớn hơn áp suất trong buồng áp suất thấp. Áp suất của
buồng áp suất cao tác dụng vào buồng đĩa chéo. Kết quả là áp suất tác dụng sang
bên phải thấp hơn áp suất tác dụng sang bên trái. Do vậy hành trình piston trở
nên nhỏ hơn do được dịch sang phải. Khi độ lạnh cao thì hoạt động ngược lại.

18


+ Máy nén loại cánh gạt.

Hình 1.24: Hình ảnh loại máy nén cánh gạt.

Hình1.25: Máy nén hai cánh gạt.

Hình 1.26: Máy nén nhiều cánh gạt.

19


Máy nén loại cánh gạt có dạng các cánh gạt xuyên hoặc dạng chùm cánh
gạt được gắn với roto máy nén. Khi roto quay các cánh sẽ quyét tạo ra trong thân
máy nén những khoang có áp suất thay đổi. Môi chất lạnh sẽ được đẩy từ khoang
hút vào khoang đẩy để đi ra giàn nóng.
+Máy nén loại xoắn ốc .

Hình 1.27: Hình ảnh loại máy nén loại xoắn ốc.

Hình 1.28: Cấu tạo của máy nén loại xoắn ốc.
Cấu tạo: Máy nén này gồm có một đường xoắn ốc cố định và một đường

xoắn ốc quay tròn.
Nguyên lý hoạt động: Khi máy nén hoạt động, vòng xoắn ốc di động sẽ
quay. Chuyển động quay này sẽ tạo ra giữa đường xoắn ốc cố định và đường
xoắn ốc những khoảng không gian trống dịch chuyển từ to tới nhỏ. Khi môi chất
lạnh được lấy từ khoang hút sẽ theo các khoảng trống đó để tới khoang đẩy để tới
giàn nóng. Mỗi lần vòng xoắn ốc di động thực hiện quay ba vòng thì môi chất
được xả ra từ cửa xả. Trong thực tế môi chất được xả ngay sau mỗi vòng.
20


+ Máy nén loại trục khuỷu (Tham khảo).

Hình 1.29: Cấu tạo máy nén loại trục khuỷu.
Ở loại máy nén trục khuỷu này chuyển động quay của trục khuỷu sẽ được
chuyển thành chuyển động tịnh tiến của piston. Loại này ngày nay ít được sử
dụng trên xe.
1.5.2. Ly hợp điện từ.
a. Chức năng:
Ly hợp từ là một thiết bị được dẫn động bằng đai để nối động cơ với máy
nén. Nó thực hiện chức năng dẫn động hoặc dừng máy nén khi cần thiết.

Hình 1.30: Hình ảnh của ly hợp điện từ.

21


b.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puli, bộ phận định tâm và
các bộ phận khác. Bộ phận định tâm được lắp cùng với trục máy nén và Stator
được lắp ở thân trước của máy nén.

Khi ly hợp hoạt động, cuộn dây Stato được cấp điện. Stator trở thành nam
châm điện và hút đĩa ép để quay máy nén cùng với puli.

a)
b)
Hình 1.31: Nguyên lý hoạt động của ly hợp máy nén.
a) Ly hợp máy nén ngắt
b) Ly hợp máy nén hoạt động
+ Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ không được cấp điện, tiếp điểm rơ le
mở không cấp điện cho cuộn dây của ly hợp. Lúc này đĩa ép không được ép quay
cùng với puly máy nén (puly máy nén quay trơn trên trục). Vì vậy máy nén
không hoạt động.
+ Khi cuộn dây của rơ le ly hợp từ được cấp điện, hút tiếp điểm đóng lại
cấp điện cho cuộn dây ly hợp. Đĩa ép được hút ép vào và chuyển động quay cùng
với puly máy nén. Trục máy nén quay, máy nén làm việc.
1.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng).
a. Chức năng.
Chức năng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh ở thể hơi dưới áp
suất và nhiệt độ cao từ máy nén bơm đến ngưng tụ thành thể lỏng.
b. Cấu tạo.
Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành
nhiều hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng.

22


Hình 1.32: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngưng tụ)
1. Giàn nóng
6. Môi chất giàn nóng ra
2. Cửa vào

3. Khí nóng
4. Đầu từ máy nén đến

7. Không khí lạnh
8. Quạt giàn nóng
9. Ống dẫn chữ U.

5. Cửa ra
10. Cánh tản nhiệt
Trên ô tô bộ ngưng tụ được lắp ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước
làm mát động cơ. Ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát
thổi xuyên qua do xe đang di chuyển và do quạt gió quay hút vào.
c. Nguyên lý hoạt động.
Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ nhận được hơi môi chất lạnh dưới
áp suất và nhiệt độ rất cao do máy nén chuyển tới. Dòng hơi môi chất này được
lưu thông trong ống dẫn đi dần từ phía trên xuống phía dưới. Nhiệt độ của môi
chất truyền qua các cánh tản nhiệt và được luồng gió mát thổi đi. Quá trình trao
đổi này làm tỏa một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí. Nhờ đó môi chất
lạnh thể hơi được ngưng tụ trở thành môi chất lạnh ở thể lỏng.
Dưới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này
chảy thoát ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bình chứa và
tách ẩm. Giàn nóng chỉ được làm mát ở mức trung bình nên hai phần ba phía trên
bộ ngưng tụ vẫn là môi chất ở thể khí, chỉ một phần ba phía dưới chứa môi chất
lạnh thể lỏng.
Ngày nay, trên xe người ta trang bị giàn nóng kép hay còn gọi là giàn
nóng tích hợp để hóa lỏng ga tốt hơn nhằm tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh.
Trong hệ thống giàn lạnh tích hợp, môi chất lỏng được tích lũy trong bộ
điều biến (bộ chia hơi - lỏng), nên không cần bình tích lũy hoặc lọc ga.
23

Hình 1.33: Hệ thống điều hòa sử dụng giàn nóng tích hợp.
Ở chu trình làm lạnh của giàn nóng tích hợp, bộ điều biến (bộ chia hơilỏng) hoạt động như phin lọc, nó lưu trữ môi chất dạng lỏng ở bên trong. Trong
bộ chia có bộ phận lọc và chất hút ẩm để loại trừ hơi ẩm cũng như vật thể lạ
trong môi chất.

Hình 1.34: Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng.
1.5.4. Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc).
a. Chức năng.
Phin lọc là một thiết bị trung gian chứa môi chất được hóa lỏng từ giàn
nóng chuyển tới và từ đó đưa tới giàn lạnh. Trong phin lọc có chất hút ẩm và lưới
lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong môi chất lạnh.
24