NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ SONATA HYUNDAI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHÊ
*****************

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ SONATA HYUNDAI
Chuyên ngành: CÔNG NGHÊ KỸ THUẬT CƠ KHI
Họ tên

: NGUYỄN NGỌC PHÚ

MSSV

: 07.011.014.

Lớp

: Cơ Khí.

Niên khóa

: 2006 – 2010.

GVHD

: Th.S. HỒ HỮU CHẤN.

Vĩnh Long, tháng 6 năm 2010

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

i


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐH CỬU LONG

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIÊT NAM

KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHÊ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------OOO-------

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
----˜˜˜---...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Vĩnh Long, ngày …….. tháng ……. Năm 2010
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.S HỒ HỮU CHẤN

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

ii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐH CỬU LONG

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIÊT NAM

KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHÊ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------OOO-------

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
----˜˜˜---...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Vĩnh Long, ngày …….. tháng ……. Năm 2010
GIẢNG VIÊN PHẢN BIÊN

Th.S CAO HÙNG PHI

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

iii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

LỜI CẢM ƠN
Em muốn biểu thị lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Ban Giám Hiệu, Thầy cô ở Khoa
Kỹ Thuật Công Nghệ trường Đại học Cửu Long vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và đã
truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua để đề tài của em hôm nay được tiến
hành hoàn thành tốt đẹp.
Em chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy Th.S Hồ Hữu Chấn, thầy hướng dẫn đề
tài của em, đã tận tình hướng dẫn, với những lời khuyên của thầy, sự kiên nhẫn, sự
khích lệ và sự hổ trợ. Thầy là một người cố vấn gương mẫu, nhà khoa học, và là mẫu
người thật sự đối với em.
Em thật sự cảm ơn các thầy trong Khoa đã cung cấp nhiều ý tưởng quan trọng
trên phương hướng nghiên cứu này mà tỏ ra phê bình để em hoàn thành tốt công việc
này.
Sự biết ơn và tình yêu của em hôm nay luôn hướng về cha mẹ, và người mà em
yêu quý nhất. Họ luôn là nguồn động lực, là sức mạnh tinh thần, là nguồn cảm hứng và
lòng tự hào đối với em.
Cuối cùng em rất biết ơn nhất với tất cả sự hỗ trợ, sự kiên nhẫn, sự khích lệ, và
tình yêu của đa số người quan trọng trong đời em đã cho em cảm giác thật sự hạnh
phúc.
Người thực hiện

Nguyễn Ngọc Phú

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................IV
MỤC LỤC.................................................................................................................... V
DANH MỤC CÁC HÌNH..........................................................................................IX
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................XII
LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................XIV
CHƯƠNG I : DẪN NHẬP...........................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................1
1.2. Giải quyết vấn đề...................................................................................................2
1.3. Mục tiêu của đề tài................................................................................................2
1.4. Phương pháp nguyên cứu.....................................................................................3
1.5. Giới hạn của đề tài.................................................................................................3
1.6. Thời gian thực hiện................................................................................................3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ............................................................................................................................... 4
2.1. Điều hòa không khí là gì ?.....................................................................................4
2.2. Lý thuyết về điều hòa không khí trong ôtô..........................................................4
2.3. Sự phát triển của môi chất lạnh...........................................................................8
2.3.1 Môi chất lạnh R-12............................................................................................8
2.3.2 Môi chất lạnh R-134a.........................................................................................9
2.4 Nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh trên ôtô.......................................................11

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

v


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

CHƯƠNG III : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ SONATA HYUNDAI........................................................................................13
3.1. Giới thiệu..............................................................................................................13
3.1.1 Cảnh báo an toàn..............................................................................................13
3.1.2 Những nguyên tắc an toàn lao động.................................................................13
3.1.3 Chú ý................................................................................................................ 14
3.2. Mô tả hệ thống điều hòa không khí.......................................................................16
3.2.1 Cấu tạo.............................................................................................................16
3.2.2 Điều chỉnh nhiệt độ hoàn toàn tự động............................................................16
3.3. So sánh hệ thống điều hòa không khí EF Sonata và NF Sonata.........................17
3.3.1 Cấu tạo của bộ HVAC (EF Sonata)..................................................................19
3.3.2 Cấu tạo của bộ HVAC (NF Sonata)..................................................................19
3.4.1 Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống.......................................................................20
3.4.2 Bộ phận điều khiển và ETC.............................................................................20
3.5. Cách bố trí các thiết bị trong hệ thống điều hòa không khí và sơ đồ mạch lạnh....21
3.5.1 Cách bố trí các thiết bị.....................................................................................21
3.5.2 Sơ đồ mạch lạnh...............................................................................................22
CHƯƠNG IV : CÁC BỘ PHẬN BỐ TRI TRONG KHOANG ĐỘNG CƠ VÀ TRONG
CABIN......................................................................................................................... 24
4.1. Bố trí trong khoang động cơ..................................................................................24
4.1.1 Giàn nóng........................................................................................................24
4.1.2 Máy nén (Đĩa lắc biến thiên)............................................................................24
4.1.2.1 Các loại máy nén đĩa lật............................................................................26
4.1.2.2 Sự vận hành của máy nén đĩa lật...............................................................26
4.2. Bố trí trong cabin...................................................................................................28
4.2.1 Thành phần của hệ thống sưởi và giàn lạnh.....................................................28
4.2.2.1 Chức năng.................................................................................................29

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

4.2.2.2 Sự vận hành...............................................................................................30
4.3. Van giãn nở............................................................................................................31
4.4. Hệ thống quạt gió..................................................................................................31
4.5. Bộ lọc không khí...................................................................................................33
4.5.1 Mô tả................................................................................................................ 33
4.5.2 Tuổi thọ............................................................................................................33
4.5.3 Cách thay thế...................................................................................................33
4.6. Điều khiển tốc độ của quạt gió..............................................................................33
4.6.1 Điện trở suất của quạt gió ( điều hòa không khí bằng tay )..............................33
4.6.1.1 Hình dạng và biểu đồ trạng thái.................................................................33
4.6.1.2 Phương pháp kiểm tra điện trở..................................................................34
4.6.1.3 Mạch điều khiển tốc độ động cơ quạt gió..................................................35
4.6.2 Transitor công suất TR (FATC)........................................................................36
4.6.2.1 Hình dạng và biểu đồ trạng thái.................................................................36
4.6.2.2 Vị trí..........................................................................................................36
4.6.2.3 Kiểm tra transitor công suất TR trường hợp 1...........................................37
4.6.2.4 Kiểm tra transitor công suất TR trường hợp 2...........................................37
4.6.2.5 Mạch điều khiển tốc độ động cơ quạt gió..................................................38
CHƯƠNG V : CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH, CẢM BIẾN VÀ ĐIỀU KHIỂN...........39
5.1 Các cơ cấu chấp hành.............................................................................................39

5.1.1 Cơ cấu truyền động cửa nạp.............................................................................39
5.1.2 Cơ cấu cửa điều chỉnh nhiệt độ........................................................................42
5.1.3 Chế độ điều chỉnh truyền động cửa nạp...........................................................44
5.2. Các cảm biến.........................................................................................................46
5.2.1 Cảm biến nhiệt độ cánh tản nhiệt.....................................................................46
5.2.2 Cảm biến nhiệt độ trong ôtô.............................................................................48
5.2.3 Cảm biến quang...............................................................................................50

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

vii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

5.2.4 Cảm biến nhiệt độ môi trường.........................................................................51
5.2.5 Hệ thống kiểm tra chất lượng không khí AQS (Air Quality System)...............54
5.2.6 Cảm biến độ ẩm...............................................................................................57
5.2.7 Cảm biến APT (Automotive Pressure Transducer)..........................................59
5.2.8 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.....................................................................63
5.3. Bộ điều khiển các thiết bị......................................................................................65
5.3.1 Quạt giải nhiệt..................................................................................................65
5.3.2 Bộ điều khiển máy điều hòa không khí bằng tay.............................................66
5.3.2.1 Bộ điều khiển............................................................................................66
5.3.2.2 Công tắc chuyển đổi..................................................................................67
5.3.2.3 Bộ ghép.....................................................................................................67
5.3.2.4 Sự phân bố pin..........................................................................................68
5.3.3 Bộ điều khiển máy điều hòa không khí tự động...............................................70

5.3.3.1 Bộ điều khiển............................................................................................70
5.3.3.2 Công tắc chuyển đổi..................................................................................71
5.3.4 Bộ chuyển đổi đơn vị.......................................................................................71
5.4. Bộ điều khiển (mạch điều khiển)...........................................................................72
5.4.1 Sự điều chỉnh nhiệt độ ôtô...............................................................................72
5.4.2 Sự điều chỉnh nhiệt độ môi trường...................................................................72
5.4.3 Điều chỉnh sự bức xạ nhiệt...............................................................................72
5.4.4 Kiểm soát nhiệt độ cửa nạp..............................................................................72
5.4.6 Loại điều khiển tự động hay cơ khí..................................................................72
5.4.7 Điều khiển kiểu cửa nạp...................................................................................73
5.4.8 Điều khiển máy nén đóng ngắt tự dộng...........................................................73
5.4.9 Chức năng nhiệt độ cao nhất............................................................................73
5.4.10 Chức năng độ lạnh cao nhất...........................................................................73
5.4.11 Chức năng ngăn ngừa không khí ẩm (Ban đầu A/C hoạt động).....................74

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

viii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

5.4.12 CELO ( Chức năng về chế độ vận hành ).......................................................74
CHƯƠNG VI : HÊ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN.........................................................75
6.1. Sử dụng bộ điều khiển FATC.................................................................................75
6.2. Sử dụng Hi-scan pro..............................................................................................77

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

ix


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

DANH MỤC CÁC HÌNH
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ............................................................................................................................... 4
Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh ôtô.....................................12
CHƯƠNG III : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ SONATA HYUNDAI........................................................................................13
Hình 3.1 Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô...................................16
Hình 3.2 Cách bố trí hệ thống HVAC.......................................................................18
Hình 3.3 Cấu trúc của HVAC EF Sonata..................................................................19
Hình 3.4 Cấu trúc của HVAC EF Sonata..................................................................19
Hình 3.5 Sơ đồ mạch lạnh của hệ thống điều hòa không khí trên xe Sonata
Hyundai....................................................................................................................... 22
CHƯƠNG IV : CÁC BỘ PHẬN BỐ TRÍ TRONG KHOANG ĐỘNG CƠ VÀ
TRONG CABIN.........................................................................................................24
Hình 4.1 Giàn nóng R134a dạng ống phân tầng......................................................24
Hình 4.2 Cấu tạo máy nén đĩa lật..............................................................................25
Hình 4.3 Sự vận hành của máy nén đĩa lật...............................................................26
Hình 4.4 Thành phần của hệ thống sưởi và giàn lạnh.............................................28
Hình 4.5 Thành phần của hệ thống sưởi và giàn lạnh.............................................29
Hình 4.6 Giàn lạnh (thiết bị bay hơi)........................................................................30
Hình 4.7 sự vận hành của giàn lạnh..........................................................................30
Hình 4.8 Van giãn nở..................................................................................................31

Hình 4.9 Hệ thống quạt gió........................................................................................32

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

x


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

Hình 4.10 Quạt gió......................................................................................................32
Hình 4.11 Hình dạng và biểu đồ trạng thái điện trở suất của quạt gió..................33
Hình 4.12 Phương pháp kiểm tra điện trở................................................................34
Hình 4.13 Mạch điều khiển tốc độ động cơ quạt gió................................................35
Hình 4.14 Hình dạng và biểu đồ trạng thái của transistor công suất TR...............36
Hình 4.15 Vị trí của transistor công suất TR............................................................36
Hình 4.16 Kiểm tra transitor công suất TR trường hợp 1.......................................37
Hình 4.17 Kiểm tra transitor công suất TR trường hợp 2.......................................37
Hình 4.18 Mạch điều khiển tốc độ động cơ quạt gió................................................38
CHƯƠNG V : CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH, CẢM BIẾN VÀ ĐIỀU KHIỂN.....39
Hình 5.1 Vị trí của cơ cấu truyền động cửa nạp.......................................................39
Hình 5.2 Phạm vi vận hành của cơ cấu truyền động cửa nạp.................................40
Hình 5.3 Cách lắp đặt các chân trong cơ cấu truyền động cửa nạp.......................40
Hình 5.4 Mạch điều khiển cơ cấu truyền động cửa nạp..........................................41
Hình 5.5 Vị trí cơ cấu cửa điều chỉnh nhiệt độ.........................................................42
Hình 5.6 Phạm vi vận hành của cơ cấu cửa điều chỉnh nhiệt độ............................42
Hình 5.7 Cách lắp đặt các chân trong cơ cấu cửa điều chỉnh nhiệt độ...................43
Hình 5.8 Mạch điều khiển cơ cấu cửa điều chỉnh nhiệt độ......................................43
Hình 5.9 Vị trí cơ cấu điều chỉnh truyền động cửa nạp...........................................44

Hình 5.10 Chế độ vận hành của cơ cấu điều chỉnh truyền động cửa nạp..............44
Hình 5.11 Các chân trong cơ cấu điều chỉnh truyền động cửa nạp........................45
Hình 5.12 Vị trí cảm biến nhiệt độ cánh tản nhiệt...................................................46

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

Hình 5.13 Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ cánh tản nhiệt................................47
Hình 5.14 Vị trí của cảm biến nhiệt độ trong ôtô.....................................................48
Hình 5.15 Hình dạng và cấu trúc bộ cảm biến.........................................................48
Hình 5.16 Cách lắp đặt chân các đầu nối của cảm biến nhiệt độ trong ôtô...........49
Hình 5.17 Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ trong ôtô.........................................50
Hình 5.18 Mạch điều khiển cảm biến quang............................................................51
Hình 5.19 Vị trí cảm biến nhiệt độ môi trường........................................................52
Hình 5.20 Hình dạng của cảm biến nhiệt độ môi trường........................................52
Hình 5.21 Cách lắp đặt vị trí các chân trong cảm biến nhiệt độ môi trường.........53
Hình 5.22 Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ môi trường.....................................54
Hình 5.23 Vị trí của AQS...........................................................................................55
Hình 5.24 Hình dạng của AQS...................................................................................55
Hình 5.25 Cách lắp đặt các chân trong AQS............................................................56
Hình 5.26 Vị trí cảm biến độ ẩm................................................................................57
Hình 5.27 Hình dạng và cấu trúc cảm biến độ ẩm...................................................57
Hình 5.28 Mạch điều khiển cảm biến độ ẩm............................................................58
Hình 5.29 Bố trí hệ thống cảm biến APT..................................................................59

Hình 5.30 Mặt cắt ngang của cảm biến APT............................................................60
Hình 5.31 So sánh áp suất môi chất lạnh và điện áp................................................60
Hình 5.32 Sự thay đổi áp suất môi chất lạnh............................................................61
Hình 5.33 Sơ đồ đầu vào và đầu ra của cảm biến APT............................................62
Hình 5.34 Vị trí của cảm biến APT...........................................................................62

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

Hình 5.35 Mạch điều khiển cảm biến APT...............................................................63
Hình 5.36 Vị trí cảm biến WTS.................................................................................64
Hình 5.37 Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ nước làm mát WTS.......................64
Hình 5.38 Quạt giải nhiệt...........................................................................................65
Hình 5.39 Bộ ghép của bộ điều khiển máy điều hòa không khí bằng tay...............67
Hình 5.40 Bộ điều khiển máy điều hòa không khí tự động.....................................70
Hình 5.41 Bộ chuyển đổi đơn vị của hệ thống điều hòa không khí.........................71
CHƯƠNG VI : HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN......................................................75
Hình 6.1 Hi-scan pro..................................................................................................77

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xiii

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

DANH MỤC CÁC BẢNG

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ............................................................................................................................... 4
Bảng 2.1 : So sánh đặc tính kỹ thuật của môi chất lạnh R-12 và R-134a...............11
CHƯƠNG III : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
ÔTÔ SONATA HYUNDAI........................................................................................13
Bảng 3.1 : Cấu trúc của EF Sonata và NF Sonata....................................................18
Bảng 3.2 Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống................................................................20
Bảng 3.3 Bộ phận điều khiển và ETC.......................................................................21
Bảng 3.4 Tên các thiết bị trong hệ thống điều hòa không khí.................................22
CHƯƠNG IV : CÁC BỘ PHẬN BỐ TRÍ TRONG KHOANG ĐỘNG CƠ VÀ
TRONG CABIN.........................................................................................................24
Bảng 4.1 So sánh máy nén đĩa lật HS-18 và VS-18..................................................26
Bảng 4.2 So sánh các điều kiện nạp của máy nén....................................................27
Bảng 4.3 Kiểm tra giá trị điện trở.............................................................................34
CHƯƠNG V : CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH, CẢM BIẾN VÀ ĐIỀU KHIỂN.....39
Bảng 5.1 Đặc điểm của cảm biến nhiệt độ cánh tản nhiệt.......................................46
Bảng 5.2 Các chỉ số của cảm biến nhiệt độ môi trường...........................................53
Bảng 5.3 Lôgic điều khiển quạt giải nhiệt.................................................................65
Bảng 5.4 Công tắc chuyển đổi của bộ điều khiển máy điều hòa không khí bằng tay
...................................................................................................................................... 67
Bảng 5.5 Sự phân bố pin của bộ điều khiển máy điều hòa không khí bằng tay.....69

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xiv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

Bảng 5.6 Công tắc chuyển đổi của bộ điều khiển máy điều hòa không khí tự động
...................................................................................................................................... 71
CHƯƠNG VI : HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN......................................................75
Bảng 6.1 Hệ thống tự chẩn đoán với bộ điều khiển FATC......................................75
Bảng 6.2 Danh sách mã hư hỏng DTC (Diagnostic Trouble Code) và dự phòng...76
Bảng 6.3 Danh sách DTC sử dụng Hi-scan pro........................................................78

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

LỜI NÓI ĐẦU
- Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngành công nghiệp ôtô
của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong 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. Nhận biết được nhu cầu này, nhiều hãng xe
nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó, Nhà nước cũng có những
chính sách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ôtô phát triển. Ngoài những công ty

đã phát triển từ lâu đời ở Việt Nam như Công ty cơ khí ôtô Sài Gòn, những năm gần
đây nhiều công ty ôtô nước ngoài đã đầu tư vào thị trường Việt nam như: Toyota,
Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huynđai.
- Việc xuất hiện các công ty nước ngoài đã tác động mạnh mẽ tới việc đào tạo kỹ
thuật viên trong nước sao cho đáp ứng được với nền công nghiệp ôtô nước nhà. Trong
đó, ngành cơ khí động lực được chú trọng ngay từ đầu. Trong quá trình hoạt động đã
đào tạo được các kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao đáp ứng nhu cầu của xã
hội.
- Là sinh viên đại học được đào tạo chính quy, qua thời gian học tập và nghiên
cứu tại trường dưới một mô hình đào tạo có chất lượng. Để khẳng định chất lượng đào
tạo của Nhà trường nói chung và khoa cơ khí động lực nói riêng, em được giao đề tài
tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ôtô Sonata Hyundai”.
- Trang bị hệ thống điều hòa không khí trên ôtô là rất quan trọng, nhờ vậy tính
tiện nghi của ôtô ngày một nâng cao, giúp con người cảm thấy thoải mái khi sử dụng
ôtô. Nhận thức được tính cấp thiết của đề tài, nên ngay sau khi nhận được đề tài em đã
tìm hiểu những vấn đề có liên quan, sưu tập tài liệu.
- Trong quá trình thực hiện chúng em gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự
hướng dẫn tận tình của thầy Th.S Hồ Hữu Chấn cùng các thầy cô trong khoa kỹ thuật
công nghệ và các bạn cùng lớp, em đã dần khắc phục được những khó khăn. Đến nay

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xvi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

đề tài của em đã hoàn thành đề tài đúng thời gian quy định. Nhưng do kiến thức

chuyên môn còn hạn chế, tính rộng lớn của đề tài nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng
đề tài cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng
góp ý kiến của các quý thầy 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 khóa sau và là bài giảng hữu ích trong việc giảng dạy của nhà trường.
Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

xvii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

CHƯƠNG I : DẪN NHẬP
1.1. Đặt vấn đề
- Ngày nay, ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện thông dụng khi tham
gia giao thông. Ôtô hiện đại có thể cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính năng
an toàn cho con người khi sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên xe hiện đại ngày
càng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo các
nhu cầu của khách hàng như nghe nhạc, xem truyền hình. Và một trong những trang
bị tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điện lạnh trên ôtô.
- Hệ thống điện lạnh ôtô ngày càng được phát triển và hoàn thiện phục vụ nhu cầu
của con người. Nó tạo ra một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe trong bất kỳ thời tiết
nào. Đặc biệt nó giải quyết được vấn đề khí hậu ở Việt Nam, khí hậu khắc nghiệt,
không khí nhiều bụi bẩn và ô nhiễm. Tuy nhiên, hệ thống điều hòa không khí là một hệ
thống tương đối phức tạp và gặp nhiều khó khăn khi tiếp cận và khắc phục những hư
hỏng, nhất là các hệ thống điều hòa không khí trên ôtô hiện đại. Một sinh viên ngành

động lực ô tô 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 cơ bản trên ô tô Sonata Hyundai.
- Chính vì vậy, được giao đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không
khí trên ôtô Sonata Hyundai” là rất cần thiết. Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúp
cho chúng em sau này có thể tiếp cận với những hệ thống điện lạnh được trang bị trên
các ôtô hiện đại. Chúng em mong rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạy
trong nhà trường. Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh và sinh
viên chuyên ngành ô tô và các bạn sinh viên đang theo học các chuyên ngành khác
thích tìm hiểu về kỹ thuật ô tô.

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

1.2. Giải quyết vấn đề
- Để giải quyết vấn đề tiện nghi cho ôtô ở hệ thống lạnh, ta đi nguyên cứu hệ thống
điều hòa không khí trên ôtô Sonata Hyundai vì các lý do sau:
 Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô Sonata Hyundai là hệ thống điều hòa
không khí cơ bản và đơn giản hơn so với các hệ thống điều hòa không khí khác.
 Những nguyên tắc, nguyên lý chung của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô
Sonata Hyundai có nền tảng giống với các hệ thống điều hòa không khí khác.
 Khi ta nắm vững được các kiến thức về hệ thống điều hòa không khí trên ôtô
Sonata Hyundai, ta có thể dể dàng tìm hiểu và áp dụng trên các hệ thống điều hòa
không khí còn lại.
- Giải quyết vấn đề điện lạnh trên ôtô bằng cách nguyên cứu và nắm vững tất cả

các kiến thức về nguyên lý, nguyên tắc về hệ thống điều hòa trên ôtô Sonata Hyundai.
Đồng thời, tham khảo các kiến thức về hệ thống điều hòa không khí trên các loại ôtô
khác.
1.3. Mục tiêu của đề tài
- Nắm vững các kiến thức về hệ thống để có thể áp dụng dể dàng trên hệ thống.
Nắm vững nguyên lý chung để có sự điều chỉnh cho phù hợp với từng hệ thống.
- Giải quyết được vấn đề sự khó khăn khi tiếp cận hệ thống lạnh trên ôtô bằng các
kiến thức nguyên cứu được.
- Phát hiện được các hư hỏng bằng hệ thống tự chẩn đoán mà không cần phải tháo
rời các chi tiết.
- Hiểu rõ các kiến thức về từng bộ phận, từng cơ cấu trong hệ thống điều hòa không
khí để có cách khắc phục, sửa chữa hợp lý.
- Từ những kiến thức đã biết, có thể thao tác trên các hệ thống lạnh trên ôtô khác
chứ không phải chỉ là trên hệ thống lạnh trên ôtô Sonata Hyundai.

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

1.4. Phương pháp nguyên cứu
- Dựa vào các kiến thức về ôtô đã được học trong trường và tài liệu tham khảo về
hệ thống lạnh trên ôtô Sonata Hyundai.
- Các tài liệu có liên quan trên mạng internet.
- Các tài liệu đào tạo của Hyundai Auto.
- Các tài liệu đào tạo của Toyota.

- Đồng thời, đi đến các cơ sở điện lạnh ôtô, các gara ôtô để tìm hiểu thực tế để bổ
sung cho các kiến thức còn thiếu.
1.5. Giới hạn của đề tài
- Giới hạn đầu tiên của đề tài là chỉ nguyên cứu trên hệ thống điều hòa không khí
trên ôtô Sonata Hyundai nên còn nhiều hạn chế khi nói về hệ thống điều hòa không khí
trên ôtô nói chung.
- Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô Sonata Hyundai là hệ thống cơ bản nên gặp
nhiều khó khăn khi tiếp xúc với các hệ thống điều hòa không khí hiện đại do có sự
khác biệt .
- Do hệ thống điều hòa không khí trên ôtô Sonata Hyundai có rất nhiều bộ phận và
chi tiết nên đề tài này chỉ nguyên cứu những bộ phận và chi tiết cơ bản mà không
nguyên cứu hết tất cả các thành phần của hệ thống.
- Mặc dù đề tài nguyên cứu còn nhiều giới hạn nhưng chỉ cần nắm vững được các
kiến thức cơ bản để làm nền tảng cho việc tiếp thu và nguyên cứu các hệ thống điều
hòa không khí khác một cách có hiệu quả.
1.6. Thời gian thực hiện
- Thời gian thực hiện đề tài là 13 tuần
- Từ ngày 22/3/2010 đến ngày 30/6/2010.

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ TRÊN ÔTÔ

2.1. Điều hòa không khí là gì ?
- Điều hòa không khí (Air conditioning) trong ôtô nhằm các mục đích :
+ Lọc sạch, tinh khiết khối không khí đưa vào cabin ôtô .
+ Hút sạch hơi ẩm trong khối không khí này.
+ Làm mát lạnh không khí và duy trì độ mát ở nhiệt độ thích hợp.
- Một ôtô có trang bị hệ thống điện lạnh sẽ giúp cho lái xe và du khách cảm thấy
thoải mái mát mẻ, nhất là trên đường dài vào thời tiết nóng bức. Vì vậy, ôtô thế hệ mới
đều được trang bị hệ thống diều hòa không khí.
2.2. Lý thuyết về điều hòa không khí trong ôtô
- Hệ thống điều hòa không khí trên ôtô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lý thuyết
của ba đặc tính cơ bản: dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sôi.
+ Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ những vùng có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có
chuyển động mạnh hơn) đến những vùng có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển
động yếu hơn). Ví dụ một vật nóng 30 độ Fahrenheit (300F) được đặt kề bên vật nóng
80 độ Fahrenheit (800F), thì nhiệt sẽ truyền từ vật nóng 800F sang vật nóng 300F –
chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh. Sự
truyền nhiệt có thể bằng: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kết hợp giữa ba cách trên.
* Dẫn nhiệt: Là sự truyền có hướng của nhiệt trong một vật hay sự dẫn nhiệt xảy
ra giữa hai vật thể khi chúng được tiếp xúc với nhau. Ví dụ, nếu nung nóng một đầu
thanh thép thì đầu kia sẽ dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt.
* Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt qua sự di chuyển của một chất lỏng hoặc một
chất khí đã được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể kia nhờ

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

trung gian của khối không khí bao quanh chúng. Ví dụ, khi nhiệt được cấp tại phần đáy
một bình chứa khí hay chất lỏng, các phần tử đã được làm nóng lên sẽ chuyển động lên
phía trên, chất lỏng hay chất khí nặng và lạnh từ những vùng xung quanh sẽ chìm
xuống để chiếm chỗ chất khí hay chất lỏng đã được làm nóng và nổi lên phía trên.
* 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 nhau. Ta cảm thấy ấm khi đứng
dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới đèn pha ôtô nếu ta đứng gần nó. Đó là bởi nhiệt của
mặt trời hay đèn pha đã dược 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 bức xạ.
+ Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể 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 dẫn một nhiệt
lượng.
Ví dụ, lúc ta hạ nhiệt độ nước xuống đến 320F (00C), nước sẽ đông thành đá, nó đã thay
đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn.
- Nếu nước được đun sôi lên 2120F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Ở đây
có điều đặc biệt thú vị khi thay đổi nước đá (thể rắn) thành nước (thể lỏng)và nước
thành hơi nước (thể khí). Trong quá trình làm thay đổi trạng thái của nước, ta phải tác
động nhiệt vào, nhưng lượng nhiệt này không thể đo lường cụ thể được. Ví dụ, khối
nước đá đang ở nhiệt độ 320F, ta nung nóng cho nó tan ra, nhưng nước đá đang tan vẫn
giữ nhiệt độ 320F. Đun nước nóng đến 2120F nước sẽ sôi. Ta truyền tiếp thêm nhiều
nhiệt nữa cho nước bốc hơi, nếu đo nhiệt độ của hơi nước cũng chỉ thấy 212 0F chứ
không nóng hơn. Lượng nhiệt bị hấp thụ mất trong nước đá, trong nước sôi để làm thay
đổi trạng thái của nước gọi là ẩn nhiệt – hiện tượng ẩn nhiệt là nguyên lý cơ bản của
quá trình làm lạnh ứng dụng cho tất cả hệ thống điều hòa không khí.
+ Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng đối với hoạt động của hệ
thống điều hòa không khí. Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

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 khi ở áp suất bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động
lên một vật chất thì điểm sôi của vật chất ấy sẽ hạ xuống. Ví dụ, điểm sôi của nước ở áp
suất bình thường là 1000C. Điểm sôi này có thể tăng cao hơn bằng cách tăng áp suất
trên chất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi bằng cách giảm bớt áp suất trên
chất lỏng hoặc đặt chất lỏng trong chân không.
- Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước, áp suất cũng có tác dụng tương đương như
thế. Trong hệ thống điều hòa không khí, cũng như hệ thống điện lạnh ôtô đã áp dụng
hiện tượng này của áp suất đối với sự bốc hơi và ngưng tụ của một số loại chất lỏng đặc
biệt để tham gia vào quá trình sinh lạnh và điều hòa của hệ thống. Những chất lỏng này
được gọi là môi chất lạnh hay còn gọi là tác nhân lạnh, gas lạnh, chất sinh hàn.
- Lý thuyết về điều hòa không khí có thể tóm lược trong ba nguyên tắc :
1. Làm lạnh một vật thể là rút bớt nhiệt của vật thể đó.
2. Mục tiêu làm lạnh chỉ được thực hiện tốt khi khoảng không gian cần làm lạnh
được bao kín, cách ly hẳn với các nguồn nhiệt chung quanh. Vì vậy, cabin ôtô
cần phải được bao kín và cách nhiệt tốt.
3. Khi bốc hơi chất lỏng, quá trình bốc hơi sẻ hấp thu một lượng nhiệt đáng kể. Ví
dụ, cho một ít rượu cồn vào lòng bàn tay, cồn hấp thu nhiệt từ lòng bàn tay để
bốc hơi. Hiện tượng này làm ta cảm thấy lạnh.
- Điều hòa không khí là một hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt độ

và tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trong
những ngày nắng nóng 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 ấm lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

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 rất thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó, ngay sau
khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc.
- Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một chu
trình khép kín. Máy nén đẩy môi chất ở thể 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 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 bố 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).

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S. HỒ HỮU CHẤN

2.3. Sự phát triển của môi chất lạnh
- Đơn vị BTU (British Thermal Unit: Đơn vị nhiệt Anh): Để đo nhiệt lượng
truyền từ vật thể này sang vật thể kia người ta thường dùng đơn vị BTU. Nếu cần nung
1 pound nước (0,454kg) nóng đến 10F (0,550C) thì cần phải truyền cho nước 1 BTU
nhiệt. Năng suất của một hệ thống điện lạnh ôtô được định rõ bằng 1 BTU/giờ, vào
khoảng 12000-24000 BTU/giờ.
- Dung dịch làm việc trong hệ thống diều hòa không khí gọi là môi chất lạnh hay
gas lạnh – là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thụ

nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt
độ cao hơn. Có khá nhiều môi chất lạnh sử dụng trong kỹ thuật điều hòa không khí,
nhưng chỉ có hai loại được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều hòa không khí của ôtô
đời mới đó là R-12 và R-134a nhưng hiện nay R-12 đã cấm sử dụng.
- Môi chất lạnh phải có điểm sôi dưới 320F (00C) để có thể bốc hơi và hấp thu ẩn
nhiệt tại những nhiệt độ thấp. Nhiệt độ thấp nhất chúng ta có thể sử dụng để làm lạnh
khoang hành khách ở ôtô là 32 0F (00C) bởi vì khi ở nhiệt độ dưới nhiệt độ này sẽ tạo ra
đá và làm tắt luồng không khí đi qua các cánh tản nhiệt của thiết bị bốc hơi.
- Môi chất lạnh phải là một chất tương đối “trơ”, hòa trộn được với dầu bôi trơn
để trở thành một hóa chất bền vững, sao cho dầu bôi trơn di chuyển thông suốt trong hệ
thống để bôi trơn máy nén khí và các bộ phận di chuyển khác. Sự trộn lẫn giữa dầu bôi
trơn với môi chất lạnh phải tương thích với các loại vật liệu được sử dụng trong hệ
thống như: kim loại, cao su, nhựa dẻo….. Đồng thời, chất làm lạnh phải là một chất
không độc, không cháy, không gây nổ và không sinh ra các phản ứng phá hủy môi sinh
và môi trường khi xả nó vào khí quyển.
2.3.1 Môi chất lạnh R-12
- Môi chất lạnh R-12 là một hợp chất của clo, flo và carbon; có công thức hóa học
là CCl2F2, gọi là chlorofluorcarbon (CFC) – thường có tên nhãn hiệu là Freon 12 hay
R-12. R-12 là một chất khí không màu, có mùi thơm rất nhẹ, nặng hơn không khí

SVTH: NGUYỄN NGỌC PHÚ

8