khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW X5

Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................5
1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN ÔTÔ......................................6
1.1. MỤC ĐÍCH........................................................................................................6
1.2. Ý NGHĨA...........................................................................................................6
2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN Ô TÔ.......................................6
2.1. CHỨC NĂNG....................................................................................................6
2.2. NHIỆM VỤ........................................................................................................7
2.3. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LẠNH......................................................................8
2.4. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN Ô TÔ.......................................13
2.4.1. Phân loại theo kiểu lắp đặt..........................................................................13
2.4.2. Phân loại theo chức năng............................................................................14
2.4.3. Phân loại theo phương pháp điều khiển.....................................................15
3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE BMW-X5..........................21
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE BMW-X5.........................................................21
3.1.1. Giới thiệu về xe BMW-X5...........................................................................21
3.1.2. Thông số kỹ thuật xe BMW-X5..................................................................22
3.1.3. Các hệ thống chính trên xe BMW-X5........................................................23
3.2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE BMW-X5...........................32
3.2.1. Sơ đồ bố trí của hệ thống điều hòa.............................................................32
3.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa..............................................32
3.2.2.1. Nguyên lý làm lạnh....................................................................................34
3.2.2.2. Hệ thống sưởi ấm.......................................................................................34
1


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
3.2.3. Các cụm chi tiết chính của hệ thống điều hòa...........................................35

3.2.3.1. Máy nén......................................................................................................35
3.2.3.2. Khớp điện từ ( ly hợp điện từ )..................................................................40
3.2.3.3. Công tắc áp suất kép..................................................................................41
3.2.3.4. Giàn ngưng tụ............................................................................................42
3.2.3.5. Bình lọc ( hút ẩm môi chất )......................................................................43
3.2.3.6. Van giãn nở ( van tiết lưu )........................................................................45
3.2.3.7. Giàn lạnh...................................................................................................46
3.2.3.8. Máy lọc khí.................................................................................................48
3.2.3.9. Bộ làm sạch không khí..............................................................................49
3.2.3.10. Két sưởi....................................................................................................49
3.2.4. Hệ thống điều khiển.....................................................................................50
3.2.4.1. Mạch điều khiển điều hòa trên xe BMW-X5.............................................50
3.2.4.2. Mạch điện điều khiển quạt........................................................................52
3.2.4.3. Mạch điện điều khiển nhiệt độ và phân phối không khí..........................53
3.2.4.4. Mạch điện điều khiển quạt gió giàn ngưng tụ..........................................54
3.2.4.5. Mạch điện điều khiển máy nén.................................................................55
3.2.4.6. Mạch điều khiển bù không tải...................................................................56
3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN
XE BMW-X5...........................................................................................................57
3.3.1. Xác định lớp cách nhiệt của trần................................................................57
3.3.1.1. Kết cấu lớp cách nhiệt...............................................................................57
3.3.1.2. Các thông số...............................................................................................58
3.3.1.3. Bề dày lớp cách nhiệt.................................................................................59
3.3.2. Tính nhiệt tổn thất.......................................................................................60
3.3.2.1. Tính nhiệt qua kết cấu bao che.................................................................60
2


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
3.3.2.2. Tính nhiệt do người tỏa ra.........................................................................63

3.3.2.3. Tính nhiệt do động cơ tạo ra.....................................................................63
3.3.2.4. Tính tổn thất nhiệt khi mở cửa..................................................................63
3.3.2.5. Tính tổn thất nhiệt do đèn tỏa ra...............................................................64
3.3.3. Tính chu trình và kiểm tra máy nén...........................................................64
3.3.4. Tính toán kiểm tra giàn ngưng...................................................................67
3.3.5. Tính toán kiểm tra giàn bốc hơi..................................................................69
4. KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA........70
4.1. BẢO DƯỠNG, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ..............70
4.1.1. Bảo dưỡng máy nén.....................................................................................70
4.1.2. Bảo dưỡng giàn ngưng tụ............................................................................71
4.1.3. Bảo dưỡng giàn lạnh....................................................................................71
4.1.4. Bảo dưỡng quạt............................................................................................72
4.2. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA...........72
4.3. CÁC DỤNG CỤ SỬA CHỮA, ĐẦU NỐI BƠM CHÂN KHÔNG VÀ MÁY
PHÁT HIỆN RÒ GAS CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA ..........................................75
4.3.1. Dụng cụ sửa chữa.........................................................................................75
4.3.1.1. Thang đo áp suất thay đổi..........................................................................75
4.3.1.2. Hình dạng và kích thước của đầu nối thay đổi.........................................75
4.3.1.3. Dùng các đầu nối nhanh...........................................................................76
4.3.2. Bộ đồng hồ....................................................................................................76
4.3.2.1. Các đặc điểm..............................................................................................76
4.3.2.2. Cấu tạo và cách sử dụng............................................................................77
4.3.3. Các ống nạp gas...........................................................................................79
4.3.4. Đầu nối bơm chân không............................................................................79
3


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
5. KẾT LUẬN........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................81

1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN ÔTÔ
1.1. MỤC ĐÍCH
Ngày nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đã mang lại
nhiều lợi ích cho xã hội, trong đó có cả ngành công nghệ ôtô chúng ta. Cùng với
những yêu cầu khắc khe về chất lượng sản phẩm, xe ôtô ngày càng được cải tiến về
công nghệ nhưng phải đem lại sự thỏa mái cho khách hàng khi sử dụng. Trong đó
phải kể đến hệ thống điều hòa không khí của xe, là một bộ phận không thể thiếu
trong các xe ôtô đời mới và nó có thể xem là tiêu chuẩn. Khảo sát hệ thống điều hòa
không khí trên ôtô là việc tìm hiểu rõ về chức năng hoạt động của hệ thống điều
hòa, tìm hiểu về kỹ thuật điện lạnh và những chi tiết cấu thành một hệ thống điều
hòa hoàn chỉnh của hệ thống điều hòa.
1.2. Ý NGHĨA
Vì vậy, việc tìm hiểu hệ thống điều hòa giúp cho ta hiểu rõ hơn về tính năng kỹ
thuật của hệ thống, cũng như để sử dụng hệ thống điều hòa hiệu quả hơn. Có thể
chẩn đoán một số bệnh của hệ thống khi tiếp xúc. Thông qua đề tài khảo sát này em
có được lượng kiến thức về điều hòa không khí trên ôtô.
2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN ÔTÔ
2.1. CHỨC NĂNG
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 hòa 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 nước lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ và dùng
nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe. Vì vậy nhiệt độ của két
4

Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi
động két sưởi không làm việc. Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh
ôtô hoạt động theo một chu trình khép kín. Máy nén đẩy môi chất ở 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 hổn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt
độ thấp. Môi chất có 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, hệ thống 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.
2.2. NHIỆM VỤ
Để điều khiển không 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.
Hệ thống điều hòa không khí làm nhiệm vụ duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích
hợp, cung cấp lượng không khí được lọc sạch lưu thông trong khoang hành khách
của ôtô. Khi thời tiết nóng hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ làm mát, giảm
nhiệt độ (gọi là làm lạnh). Khi thời tiết lạnh, hệ thống sẽ cung cấp khí nóng để sưởi
ấm, tăng nhiệt độ trong khoang hành khách (gọi là sưởi). Trong khoang hành khách
khi xe chuyển động không khí cần luôn được lưu thông và không có bụi cũng như
các mùi phát xạ từ động cơ, hệ thống truyền lực, khí xả của động cơ...
Điều hòa không khí là thiết bị để: Điều khiển nhiệt độ, điều khiển lưu lượng
không khí, điều khiển độ ẩm, lọc không khí.
Sự phân bố áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, một số

nơi có áp suất dương, 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
5


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
đưa vào trong xe. Các cửa hút và của 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 không khí khác (hệ thống điều hòa không khí, bộ sưởi ấm).
2.3. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LẠNH
2.3.1. Cơ sở lý thuyết làm lạnh
Có bốn khái niệm làm lạnh cơ bản được sử dụng để điều khiển sự hoạt động
của hệ thống lạnh là:
+ Độ ẩm không khí.
+ Sự trao đổi nhiệt.
+ Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ.
+ Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao.
2.3.1.1. Độ ẩm không khí
Không khí nóng có thể chứa nhiều hơi ẩm hơn không khí lạnh. Không khí
nóng có độ ẩm lớn nhất (chứa một lượng lớn nhất hơi nước) khi bị làm lạnh tới một
nhiệt độ xác định nào đó sẽ tạo ra các giọt nước. Lúc này, độ ẩm của không khí là
100%. Độ ẩm của không khí có ảnh hưởng rất nhiều đến cơ thể của chúng ta.
Chúng ta đã biết rằng khi độ ẩm của không khí thấp hơn 60% thì khô và thích
hợp vì hơi nước trong cơ thể người thoát ra dễ dàng được hấp thụ vào không khí.
Khi độ ẩm của không khí vượt quá 75% thì ngột ngạt và không thích hợp vì lúc này
không khí không thể hấp thụ thêm hơi nước.
2.3.1.2. Sự trao đổi nhiệt

6

Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.1. Sự trao đổi nhiệt
Sự trao đổi nhiệt sẽ diễn ra tại nơi tiếp xúc giữa hai bề mặt có nhiệt độ khác
nhau. Sự trao đổi nhiệt này sẽ kết thúc khi nhiệt độ của hai bề mặt trên được cân
bằng. Lượng nhiệt trao đổi được đo bằng Joules (J) hoặc là kilojoules (kJ). Lượng
nhiệt cần thiết để tăng một lít nước từ 0 0C lên đến 1000C là 420 kJ. Ngược lại, cũng
một lượng nhiệt như trên lấy ra khỏi nước nóng 1000C để làm lạnh nó đến 00C.
Trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô thì một lượng nhiệt nào đó được
lấy ra khỏi ngăn chở hành khách và truyền ra cho không khí bên ngoài.
2.3.1.3. Nhiệt hóa hơi và ngưng tụ

Hình 2.2. Đun sôi nước
1. Nước ngưng tụ, 2. Hơi nước, 3. Nắp vung

7


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Trong suốt quá trình hóa hơi hoặc ngưng tụ thì lượng nhiệt cung cấp dùng để
chuyển trạng thái từ lỏng sang khí hoặc ngược lại mà nhiệt độ không thay đổi.
Ví dụ như:
Khi nước được đun đến điểm sôi thì chuyển sang hơi nước. Lượng nhiệt cần
thiết cho quá trình hóa hơi hoàn toàn lượng nước trên thì được gọi là nhiệt hóa hơi.
Năng lượng nhiệt chứa trong hơi nước truyền ra môi trường thông qua nắp
vung và có các giọt nước đọng lại trên nắp vung do quá trình ngưng tụ. Lượng nhiệt
tản ra môi trường trong suốt quá trình ngưng tụ thì được gọi là nhiệt ngưng tụ.
2.3.1.4. Sự hóa hơi và ngưng tụ ở áp suất cao

Với áp suất khí quyển (theo mực nước biển) thì nước sẽ hóa hơi hoặc ngưng tụ
tại 1000C. Nếu ta đun sôi nước trong một bình kín thì hơi nước sẽ được tạo ra cho
đến khi áp suất của hơi nước bằng với áp suất của nước. Nước sẽ không tiếp tục bay
hơi cho đến khi có một lượng hơi nước ngưng tụ vì áp suất tăng.
Kết quả của trạng thái cân bằng của nước tạo ra hơi nước và lượng hơi nước
đó (hơi nước bảo hòa).

Hình 2.3. Nhiệt lượng cung cấp và nhiệt độ nước
1. Nước đá, 2. Nước, 3. Hơi nước
2.3.1.5. Tác dụng cơ bản của hệ thống làm lạnh
Chúng ta cảm thấy hơi lạnh sau khi bơi ngay cả trong một ngày nóng. Điều đó
là do nước trên cơ thể đã lấy nhiệt khi bay hơi khỏi cơ thể. Cũng tương tự như vậy
chúng ta cũng cảm thấy lạnh khi bôi cồn lên cánh tay, cồn lấy nhiệt từ cánh tay khi
nó bay hơi.

8


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Vì vậy chúng ta có thể chế tạo một thiết bị lạnh sử dụng hiện tượng tự nhiên
này tức là bằng cách cho chất lỏng lấy nhiệt từ một vật khi nó bay hơi.

Hình 2.4. Mô tả cơ bản của việc làm lạnh
1. Chất lỏng (dễ bay hơi), 2. Hộp cách nhiệt, 3. Khí,
4. Vòi, 5. Nhiệt kế, 6. Nhiệt
Một bình có khoá được đặt trong một hộp cách nhiệt tốt. Một chất lỏng bay
hơi ở nhiệt độ thường được chứa trong bình. Khi mở khoá, chất lỏng trong bình sẽ
lấy đi một lượng nhiệt cần thiết từ không khí trong hộp để bay hơi rồi biến thành
khí và thoát ra ngoài. Lúc đó nhiệt độ không khí trong hộp sẽ giảm xuống thấp hơn
lúc trước khi khoá được mở.

Chúng ta có thể làm lạnh một vật bằng cách này. Nhưng chúng ta phải thêm
chất lỏng vào bình bởi vì nó sẽ bị bay hơi hết. Cách này không hợp lý. Chúng ta sẽ
chế tạo một thiết bị làm lạnh hiệu quả hơn bằng cách sử dụng phương pháp để biến
khí thành chất lỏng và sau đó lại làm bay hơi nó.
2.3.2. Nguyên lý làm lạnh trên ôtô
2.3.2.1. Sự giãn nở và sự bay hơi
Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, khí lạnh được tạo ra bằng phương pháp sau:
+ Ga lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao được chứa trong bình.
+ Sau đó ga lỏng được xả vào giàn bay hơi (giàn lạnh) qua một lỗ nhỏ gọi là
van giãn nở, cùng lúc đó nhiệt độ và áp suất ga lỏng cũng giảm và một ít ga lỏng
chuyển thành hơi.

9


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.5. Phương pháp tạo ra khí lạnh trên ôtô
1. Bình chứa, 2. Van giãn nở, 3. Giàn bay hơi (giàn lạnh), 4. Bơm
Ga có áp suất và nhiệt độ thấp chảy vào trong bình chứa gọi là giàn bay hơi.
Trong giàn bay hơi, ga lỏng bay hơi, trong quá trình này nó lấy nhiệt từ không khí
xung quanh.
2.3.2.2. Sự ngưng tụ khí R-134a
Hệ thống không thể làm lạnh không khí khi dùng hết ga lỏng. Vì vậy phải
cung cấp ga lỏng cho bình chứa. Hệ thống làm lạnh cơ khí biến đổi ga dạng khí
thoát ra từ giàn lạnh thành ga lỏng.
Như đã biết, khi khí bị nén, cả áp suất và nhiệt độ của nó đều tăng. Ví dụ: Khi
khí ga bị nén từ 2,1 kgf/cm 2 lên 15 kgf/cm2, nhiệt độ của khí ga sẽ tăng từ 0 0C lên
800C.
Điểm sôi của ga lạnh ở 15 kgf/cm2 là 570C. Nên nhiệt độ 800C của khí ga bị

nén là cao hơn điểm sôi (570C).
Vì vậy khí ga sẽ biến thành ga lỏng nếu nó bị mất nhiệt đến tận khi nhiệt độ nó
giảm xuống tới điểm sôi hay thấp hơn. Ví dụ: Khí ga 15 kgf/cm 2, 800C có thể biến
thành chất lỏng bằng cách hạ nhiệt độ xuống còn khoảng 23 oC.
Trong hệ thống làm lạnh cơ khí, việc ngưng tụ khí ga được thực hiện bằng
cách tăng áp suất sau đó giảm nhiệt độ. Khí ga sau khi ra khỏi giàn lạnh bị nén bởi
máy nén. Trong giàn ngưng (giàn nóng) khí ga bị nén sẽ tỏa nhiệt vào môi trường
xung quanh và nó ngưng tụ thành chất lỏng. Ga lỏng sau đó trở về bình chứa.
10


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.6. Sự ngưng tụ khí R-134a
1. Máy nén, 2. Giàn ngưng (giàn nóng), 3. Bình chứa, 4. Nhiệt
2.4. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN ÔTÔ
2.4.1. Phân loại theo kiểu lắp đặt
2.4.1.1. Thổi từ bảng táp lô
Kiểu này, điều hoà không khí thường được gắn với bảng táp lô. Đặc điểm của
kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hoà được thổi thẳng đến mặt trước người lái
nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so với công suất điều hoà, có các lưới
cửa ra của không khí lạnh có thể được điều chỉnh bởi bản thân người lái nên người
lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh.

Hình 2.7. Thổi từ táp lô

11


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

2.4.1.2. Thổi từ khoang hành lý
Ở khoang hành lý, điều hoà không khí được đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa
vào của khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau. Do cụm điều hoà gắn ở cốp sau nơi có
sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hoà kiểu này có thể thiết kế 1 hệ thống
điều hoà công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ cao.

Hình 2.8. Thổi từ khoang hành lý
2.4.1.3. Kiểu kép
Hình 2.9 trình bày cách lắp điều hoà kiểu kép. Có hai cách lắp điều hoà kiểu
kép:
+ Ở hình trên là kiểu lắp gộp cả táp lô và khoang hành lý.
+ Ở hình dưới được lắp trên một số xe với kích thước lớn hơn. Có một giàn
lạnh được lắp trên trần xe.
Mô tả đường đi của khí lạnh. Khí lạnh được thổi ra từ phía trước và phía sau
bên trong xe. Đặc tính làm lạnh bên trong xe rất tốt, sự phân bố nhiệt độ trong xe
đồng đều, có thể đạt được một môi trường rất dễ chịu trong xe. Phụ thuộc vào kết
cấu của xe mà ta có thể chọn một trong hai kiểu lắp trên hình để bố trí cho phù hợp.

12


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Hình 2.9. Lắp đặt kiểu kép
2.4.2. Phân loại theo chức năng
Do chức năng và tính năng cần có của hệ thống điều hoà khác nhau tuỳ theo
môi trường tự nhiên và quốc gia sử dụng, điều hoà có thể chia thành 2 loại tuỳ theo
tính năng của nó.
2.4.2.1. Cho một mùa
Loại này bao gồm một bộ thông gió được nối hoặc với bộ sưởi hoặc là hệ
thống làm lạnh, chỉ dùng để sưởi ấm hay làm lạnh (hình 2.10).

Hình 2.10. Bố trí hệ thống điều hoà cho một mùa
1. Nạp khí sạch, 2. Nạp khí tuần hoàn, 3. Quạt, 4. Cửa ra thông gió, 5. Cửa ra sấy
kính, A. Van nạp khí, B. Van điều khiển luồng khí ra, E. Giàn lạnh, H. Giàn sưởi
2.4.2.2. Loại cho tất cả các mùa
Loại này kết hợp với một bộ thông gió thoáng với một bộ sưởi ấm và hệ thống
làm lạnh. Hệ thống điều hoà này có thể sử dụng trong những ngày lạnh, ẩm để làm
khô không khí. Tuy nhiên, điều đó cũng hạ thấp nhiệt độ không khí, làm cho nó trở
nên lạnh đối với hành khách. Để tránh điều đó, nó cũng cho khí đi qua két sưởi để
sấy nóng.

13


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.11. Bố trí hệ thống điều hoà cho tất cả các mùa
1. Cửa vào khí trong lành, 2. Cửa vào khí tuần hoàn, 3. Quạt, 4. Cửa ra sàn xe,
5. Cửa ra thông gió, 6. Cửa ra sấy kính, A. Van khí nạp, B. Van điều khiển nhiệt độ,
C. Van điều khiển luồng khí ra, E. Giàn lạnh, H. Giàn sưởi
Điều này cho phép điều hoà không khí đảm bảo được không khí có nhiệt độ và
độ ẩm thích hợp. Đây là một ưu điểm chính của điều hoà không khí loại 4 mùa.
Loại này cũng có thể chia thành loại điều khiển nhiệt độ thường, lái xe phải
điều khiển nhiệt độ bằng tay khi cần, loại điều khiển nhiệt độ tự động, nhiệt độ bên
ngoài, trong xe luôn được máy tính nhận biết, bộ sưởi hay và điều hoà không khí tự
động hoạt động theo nhiệt độ do lái xe đặt ra. Vì vậy, duy trì được nhiệt độ trong xe
không đổi.
2.4.3. Phân loại theo phương pháp điều khiển
Trên xe ôtô, lò sưởi và máy điều hoà không khí hợp nhất nhau thành một hệ
thống gọi là máy điều hoà không khí - sưởi ấm. Nó có thể điều khiển bằng tay hoặc

tự động.
2.4.3.1. Kiểu điều khiển bằng tay
Kiểu này cho phép điều khiển nhiệt độ bằng tay các công tắc và nhiệt độ đầu
ra bằng cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều
khiển lượng gió, hướng gió.
Cửa hổn hợp nhiệt độ thường được điều chỉnh bằng cần điều khiển dùng dây
cáp cơ khí. Ở một số xe hiện đại người ta sử dụng một động cơ trợ lực chạy bằng
14


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
điện để điều khiển vị trí của cửa hổn hợp nhiệt độ. Khi cần điều khiển nhiệt độ được
thiết lập ở chế độ lạnh nhất, cửa hổn hợp nhiệt độ sẽ ngăn dòng không khí không
cho qua lõi của bộ sưởi ấm, không khí vào trong ôtô sẽ lạnh nhất vì dòng không khí
đến thẳng từ bộ bốc hơi. Khi cần điều khiển được thiết lập ở chế độ nóng nhất, cửa
hổn hợp nhiệt độ sẽ cho toàn bộ không khí đi qua lõi của bộ sưởi ấm, dòng không
khí được nung nóng đi vào khoang hành khách. Khi thiết đặt cần điều khiển ở một
chế độ giữa nóng và lạnh, dòng không khí nạp vào sẽ trộn lẫn không khí nóng và
lạnh, cho phép người tài xe điều khiển đến một nhiệt độ thích hợp.
Trong hệ thống điều khiển không khí bằng tay nhiều ôtô sử dụng cơ cấu dẫn
động bằng chân không, để vận hành cổng nạp không khí vào các cửa chế độ. Những
cơ cấu này được vận hành bằng các van chân không, các van này hoạt động nhờ các
đầu điều khiển. Sự điều khiển bằng chân không được vận hành dễ dàng hơn khi đều
khiển bằng dây cáp Bowden và các ống dẫn chân không dễ dàng xuyên qua không
gian chật hẹp trong ôtô hơn các dây cáp. Tuy nhiên, dây cáp Bowden được sử dụng
để điều khiển cửa hổn hợp nhiệt độ trong hầu hết các hệ thống này, bởi vì nó có khả
năng điều khiển chính xác vị trí của cửa theo yêu cầu.
Mạch điều khiển chân không bắt đầu ở động cơ, đi qua các ống nhỏ được điều
khiển bằng một hay nhiều van và kết thúc tại một trong nhiều động cơ chân không.
Nguồn chân không lấy lại tại đường ống nạp của động cơ, được tạo ra do cánh

bướm ga đóng lại một phần khi động cơ xăng làm việc. Hầu hết các hệ thống đều sử
dụng van kiểm tra một chiều và bình chứa chân không trên đường ống từ động cơ
đến để duy trì nguồn cung cấp chân không, trong lúc cánh bướm ga mở rộng hoàn
toàn.

15


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.12. Sơ đồ mạch điều khiển bằng chân không điển hình
1. Đến bảng điều khiển, 2. Đến làm băng tan, 3. Lõi bộ sưởi, 4. Cửa hổn hợp nhiệt
độ, 5. Lõi bộ bốc hơi, 6. Không khí ngoài trời, 7. Không khí tuần hoàn,
8. Bình chứa không khí, 9. Van kiểm tra, 10. Đầu nối
2.4.3.2. Kiểu điều khiển tự động
Hệ thống điều hoà không khí tự động đã được phát triển để loại bỏ các thao tác
điều chỉnh không thuận tiện này.
Điều hoà không khí tự động phát hiện nhiệt độ bên trong xe và môi trường, sự
toả nhiệt của mặt trời... và điều chỉnh nhiệt độ khí thổi cũng như tốc độ một cách tự
động theo nhiệt độ đặt trước bởi người lái xe, do vậy duy trì được nhiệt độ bên
trong xe tại nhiệt độ đặt trước.
Điều hòa không khí tự động có lắp các cảm biến để phát hiện sự thay đổi nhiệt
độ bên trong và bên ngoài, sự tỏa nhiệt của mặt trời. Các cảm biến được mắc nối
tiếp vào bộ điều khiển. Tín hiệu từ các cảm biến được gửi đến bộ điều khiển và tại
đây bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin xác định các chế độ làm việc gửi đến bộ chấp
hành điều khiển nhiệt độ khí thổi và tốc độ khí thổi.
16


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.13. Sơ đồ điều khiển hệ thống điều hòa không khí tự động
1.Các cảm biến, 2. Điều khiển chế độ khí thổi, 3. Giàn sưởi ấm,
4&7. Điều khiển nhiệt độ, 5. Điều khiển khí vào, 6. Điều khiển tốc độ quạt,
8. Điều khiển máy nén, 9. Máy nén
Trong loại tự động được chia làm hai loại: loại điều khiển bằng bộ khuếch đại
và loại điều khiển bằng bộ vi xử lý.
a. Loại điều khiển bằng bộ khuếch đại
Trong điều hoà không khí tự động điều khiển bằng bộ khuếch đại, cảm biến
nhiệt độ không khí trong xe và cảm biến nhiệt độ môi trường được mắc nối tiếp vào
bộ khuếch đại. Từ đây các tín hiệu gửi đến bộ chấp hành để điều khiển nhiệt độ khí
thổi,tương ứng với nhiệt độ mà cảm biến nhận được ở trong xe và bên ngoài. Đồng
thời điều khiển tốc độ khí thổi, thông qua tốc độ của mô tơ quạt khí thổi. Tốc độ của
mô tơ quạt được điều khiển nhờ biến trở.
Môtơ điều khiển hòa trộn khí được lắp bên dưới bộ sưởi ấm. Nó dẫn động
cánh điều khiển hòa trộn khí và công tắc điều khiển tốc độ quạt thổi qua thanh nối.
Nó có một bộ giới hạn biến trở, công tắc điều khiển van nước và công tắc điều
khiển chế độ dòng khí.

17


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750

Hình 2.14. Sơ đồ điều khiển bằng bộ khuếch đại
1. Mô tơ điều khiển hoà trộn khí, 2. Công tắc điều khiển van nước, 3. Công tắc điều
khiển chế độ thổi khí, 4.Biển trở, 5. Công tắc điều khiển quạt thổi khí, 6. Mô tơ quạt
thổi khí, 7. Cánh điều khiển trộn khí, 8. Giàn lạnh, 9. Kết sưởi, 10. Cánh điều khiển
chế độ dòng khí, 11. Cảm biến nhiệt độ bên trong, 12. Cảm biến bức xạ mặt trời,
13. Cảm biến nhiệt độ bên ngoài, 14. Khuếch đại hệ thống,

15. Điện trở đặc nhiệt độ, 16. Buồng khí, 17. Van nước
Trong sơ đồ hệ thống (hình 1.14) công tắc điều khiển tốc độ thổi khí, công tắc
điều khiển chế độ thổi và công tắc điều khiển van nước hoạt động cùng với cánh
điều khiển hòa trộn khí bằng motor điều khiển hòa trộn khí, do vậy cho phép điều
khiển được nhiệt độ, tốc độ quạt thổi khí và chế độ thổi khí.
Điều hoà không khí tự động lắp trong xe này bao gồm các hệ thống điều khiển
tự động như:
+Điều khiển nhiệt độ.
+ Điều khiển tốc độ quạt thổi.
+ Điều khiển chế độ thổi (điều khiển khí ra).
Các hệ thống điều khiển này hoạt động bằng cách gạt các cần điều khiển và
bật các công tắc đặt trên bảng điều khiển điều hòa.
18


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
b. Loại điều khiển bằng bộ vi xử lý
Điều hòa không khí tự động điều khiển bằng bộ vi xử lý, từng cảm biến gửi tín
hiệu đến bộ khuếch đại điều hòa không khí tự động (hay còn gọi là ECU điều hoà)
một cách độc lập, sau đó hệ thống sẽ phát hiện dựa vào chương trình có sẵn trong
bộ vi xử lý của khuếch đại điều hoà tự động, do đó điều khiển độc lập các bộ chấp
hành.

Hình 2.15. Sơ đồ điều khiển bằng bộ vi sử lý
1. Transistor, 2. Máy nén, 3. Motor thổi khí, 4. Motor điều khiển khí nạp, 5. Giàn
lạnh, 6. Cảm biến giàn lạnh, 7. Motor điều khiển hoà trộn khí, 8. Giàn sưởi, 9. Cảm
biến nhiệt độ nước, 10. Motor điều khiển chế độ thổi khí, 11. Cảm biến mặt trời,
12. Cảm biến nhiệt độ trong xe, 13. Cảm biến nhiệt độ khí trời, 14. Bộ vi xử lý,
15. Bộ khuếch đại điều hoà tự động
Điều hòa không khí tự động lắp trên các xe này bao gồm các hệ thống điều

khiển tự động sau:
+ Điều khiển nhiệt độ.
+ Điều khiển tốc độ quạt thổi.
+ Điều khiển khí vào (tuỳ chọn, chỉ có ở các xe hay thị trường đặc biệt).
+ Điều khiển chế độ dòng khí (điều khiển khí ra).
+ Điều khiển máy nén.
19


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE BMW-X5
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE BMW-X5

1765

3.1.1. Giới thiệu về xe BMW-X5

2934

210

27°

27°

920

1000

1562

1933

4854

Hình 3.1. Xe BMW-X5
Xe BMW-X5 được sản xuất từ Đức, được thiết kế với kiểu dáng sang trọng và
mạnh mẽ, được trang bị hai cầu chủ động và hộp số 6 cấp tự động nên chạy được
trên mọi địa hình. Bộ đôi ống xả được thiết kế mới hình tròn mở rộng đến 80mm.
Nội thất xe BMW-X5 rộng rãi và được thiết kế linh hoạt tăng cảm giác thoải mái
cho người dùng. Khoang hành lý có sức chứa từ 620 lít đến tối đa 1750 lít. BMWX5 sử dụng động cơ I6 mã “N55” có dung tích 3.0L, sử dụng bộ tăng áp đơn. Ngoài
ra, động cơ xăng I6 của BMW-X5 là động cơ I6 đầu tiên đi cùng công nghệ
Valvetronic hiện đại của BMW. Valvetronic là hệ thống tự động điều chỉnh hòa khí
của động cơ thông qua cơ cấu phun xăng đa điểm và độ mở xu-páp biến thiên thay
cho bướm ga cơ khí để điều khiển lượng hòa khí cho động cơ. Công nghệ này giúp
xe tiết kiệm nhiên liệu 10% và giảm lượng khí thải độc hại do hòa khí được đốt
cháy triệt để.

20


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
3.1.2. Thông số kỹ thuật xe BMW-X5
Bảng 1-1: Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe BMW-X5
TT

Thông Số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

1

Trọng lượng bản thân xe

G0

Kg

4982

2

Trọng lượng toàn bộ

Gt

Kg

-

3

Chiều cao toàn bộ

Ha

mm

1765

4

Chiều rộng tổng thể

Ba

mm

1933

5

Chiều dài tổng thể

La

mm

4854

6

Chiều dài cơ sở

L

mm

2934

7

Khoảng sáng gầm xe

-

mm

210

8

Số chỗ ngồi (kể cả người lái)

-

Người

07

Trước

-

mm

1562

Sau

-

mm

1572

Vết bánh xe
9

Bảng 1-2: Bảng thông số kỹ thuật động cơ I6-3.0L
Thông Số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Kiểu xe

-

-

BMW-X5

Động cơ

-

-

I6-3.0L

Số xy lanh và bố trí

-

-

6 máy thẳng hàng

Cơ cấu xupap

-

-

24 xupap DOHC,
dẫn động xích

Dung tích xy lanh

-

cm3

2996

Đường kính xy lanh x Hành
trình piston

DxS

mm

85,09 x 87,884

Tỉ số nén

ε

-

10,7

Công suất cực đại ứng số
vòng quay

Nemax

Hp

260

Mômem cực đại

Memax

N.m

305
21


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Khe hở xu páp

-

-

Tự động điều chỉnh

Đĩa căng xích cam

-

-

Có cao su

Kiểu lọc dầu bôi trơn

-

-

Hộp chảy ngang

3.1.3. Các hệ thống chính trên xe BMW-X5
3.1.3.1. Hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa trên xe BMW-X5 là hệ thống đánh lửa điện tử loại DIS (Direct
ignition system) là một hệ thống phân phối trực tiếp điện cao áp đến các bugi từ các
cuộn đánh lửa mà không dùng bộ chia bao gồm: ECU, các cảm biến tín hiệu, bugi
và các cuộn đánh lửa.
Cuäü
n âaïnh læía 1
IGT1
IGF
GND

Cuäü
n âaïnh læía 2

NE

G

Caïc tên
hiãû
u khaïc

ECU âäü
ng cå

IGT2
IGF
GND

Cuäü
n âaïnh læía 3
IGT3
IGF
GND

Cuäü
n âaïnh læía 4
IGT4
IGF
GND

Cuäü
n âaïnh læía 5
IGT5
IGF
GND

Cuäü
n âaïnh læía 6
IGT6
IGF
GND

Bäüloü
c

xung

Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử trên xe BMW-X5
22


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa: ECU nhận được tín hiệu tử các
cảm biến đầu vào, sau đó xử lý các tín hiệu nhận được và so sánh với chương trình
đã được lập trình trong ECU để truyền tín hiệu điều khiển đến từng máy trong động
cơ, tín hiệu sẽ được truyền đến từng máy theo thứ tự làm việc của động cơ đảm bảo
việc tối ưu hóa hoạt động của động cơ. Với hệ thống đánh lửa trực tiếp loại DIS
(distributor ignition system) hệ thống phân phối đánh lửa. Với tín hiệu được nhận
trực tiếp từ ECU điều khiển, vậy nên đảm bảo luôn luôn được chính xác đối với sự
hoạt động của các máy trên động cơ.
3.1.3.2. Hệ thống nhiên liệu

Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu xe BMW-X5
1. Bình Xăng, 2. Bơm xăng điện, 3. Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm,
4. Lọc Xăn, 5. Bộ lọc than hoạt tính, 6. Lọc không khí, 7. Cảm biến lưu lượng khí
nạp, 8. Van điện từ, 9. Môtơ bước, 10. Bướm ga, 11. Cảm biến vị trí bướm ga,
12. Ống góp nạp, 13. Cảm biến vị trí bàn đạp ga, 14. Bộ ổn định áp suất,
15. Cảm biến vị trí trục cam, 16. Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu, 17. Ống phân
phối nhiên liệu, 18. Vòi phun, 19. Cảm biến tiếng gõ, 20. Cảm biến nhiệt độ nước
làm mát, 21. Cảm biến vị trí trục khuỷu, 22. Cảm biến ôxy
23


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
Hệ thống nhiên liệu đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ

thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một hệ thống đó là hệ thống điều khiển
điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự
tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới. Khả
năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu.
Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi
cảm biến lưu lượng không khí. Tỷ lệ hoà trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo
tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm biến ôxy ở đường ống xả để cảm nhận lượng ôxy dư,
điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn.
3.1.3.3. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực làm nhiệm vụ truyền mômen quay từ động cơ đến bánh
xe. Đảm bảo thắng lực cản tổng cộng của đường và lực cản gió, thực hiện quá trình
chuyển động của xe.
Hệ thống truyền lực tích hợp vào trong một cụm gồm có phần biến mô thuỷ
lực đảm nhiệm luôn vai trò là ly hợp. Phần hộp số gồm có các cơ cấu bánh răng, các
phanh, ly hợp, khớp một chiều .... Truyền lực cuối cùng (bộ vi sai) cũng tích hợp
luôn trong đó.
2
1

3

4
5

Hình 3.4. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực trên xe BMW-X5
1.Cầu trước, 2.Động cơ, 3. Ly hợp, 4. Hộp số, 5. Cầu sau
Hộp số tự động lắp trên ôtô BMW-X5 là hộp số tự động 5 cấp số tiến và 1 cấp
số lùi. Do ôtô có hai cầu đều là cầu chủ động nên hộp số đặt nằm dọc. Mômen xoắn
được truyền từ động cơ qua biến mô, qua bộ truyền lực hành tinh đến hộp phân phối
rồi ra hai cầu chủ động của hai bánh xe tr ước và hai bánh xe sau. Việc thay đổi tỷ số

24


Khảo sát hệ thống điều hòa trên xe BMW-X5 – đăng bởi GX750
truyền của hộp số cho phù hợp với chế độ động cơ được điều khiển bởi hộp điều
khiển hộp số tự động kết nối với hộp điều khiển động cơ.
Khối điều khiển điện tử hộp số tự động nhận thông tin từ những cảm biến đặt
trên xe sau đó xử lý những thông tin đó và chuyển đổi thành những tín hiệu ra điều
khiển những van điện từ để thực hiện việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số.

Hình 3.5. Kết cấu hộp số tự động trên xe BMW-X5
1. Ly hợp thủy lực, 2. phanh, 3. Bộ bánh răng hành tinh,
Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ qua bộ biến mô, làm quay trục s ơ cấp của
hộp số tự động. Phần bánh bơm của biến mô (được lắp ghép trực tiếp với trục
khuỷu động cơ) có tốc độ quay cùng với tốc độ động cơ và dẫn động bơm dầu của
hộp số, dầu có áp lực cao trong bộ biến mô tạo thành khớp nối thuỷ lực, làm quay
bánh tuabin và truyền lực đến trục thứ cấp của hộp số thông qua bộ truyền lực của
cơ cấu bánh răng hành tinh.
3.1.3.4. Hệ thống phanh
Bảng 1-4: Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh
Thông số
Đĩa phanh
trước

Đường kính
Độ dày
Độ nghiêng đảo
Đường kính

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Dtr
-

mm
mm

296
29

Ds

mm
mm

0,04
303
25