Đồ án tốt nghiệp khai thác hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô TOYOTA

TRƯỜNG CAO ĐẴNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG
ƯƠNG V
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
TRÊN XE TOYOTA

Sinh viên thực hiện:

Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên duyệt:

Đà Nẵng – 2019

LỜI NÓI ĐẦU
1


Trong giai đoạn cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp
ô tô của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây
lượng ô tô tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở
thành phương tiện đi lại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu
này, ngày càng nhiều các xí nghiệp, cơng ty về lắp ráp, sửa chữa, bảo dưỡng ô tô
được thành lập ở các khu công nghiệp trọng điểm cũng như các tỉnh thành trong
cả nước. Cùng với mức sống ngày một nâng cao, sự phát triển của nền kinh tế,
số lượng xe ô tô ngày càng được tiêu thụ với số lượng lớn để đáp ứng tất cả các
nhu cầu. Từ đó kéo theo là sự địi hỏi số lượng lớn về những cán bộ kỹ thuật

hiểu biết về ô tơ. Vì vậy, việc nắm rõ và hiểu biết đầy đủ về việc sử dụng, khai
thác, bảo dưỡng, sửa chữa là yếu tố cần thiết và quan trọng của một sinh viên
ngành cơ khí động lực.
Sau 5 năm theo học tại trường, với sự đào tạo, dạy dỗ, và hướng dẫn của
các thầy cơ trong trường nói chung và thầy cơ khoa Kỹ thuật Ơ tơ – Máy Động
lực nói riêng, sự giúp đỡ tận tình của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm
khoa, thầy chủ nhiệm. Hôm nay, chúng em sắp kết thúc khóa học, đã được trang
bị kiến thức chun mơn nhất định và có thể tham gia vào sản xuất, góp một
phần cơng sức vào việc xây dựng kinh tế đất nước.
Với tiêu chí như vậy, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, cho nên em
chọn thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu khai thác hệ thống điều
hịa khơng khí trên xe ô tô”. Đề tài gồm có 4 chương:
Chương 1. Tổng quan về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Chương 2. Điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Chương 3. Hệ thống điều hịa khơng khí trên xe Toyota Vios
Chương 4. Khai thác hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Trang bị hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ là một phần khơng thế thiếu
trên các dòng xe hiện đại. Đây là hệ thống thiết yếu đảm bảo tính tiện nghi cho
nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người. Vì thế, nhu cầu sửa chữa bảo
dưỡng hệ thống điều hòa là vơ cùng lớn. Từ đó, u cầu đặt ra cho người kĩ
thuật viên, kĩ sư ô tô là phải trang bị kiến thức chuyên sâu về hệ thống điều hòa
2


và nâng cao trình độ tay nghề sửa chữa. Nhận thấy đây là một đề tài có ý nghĩa
thực tiễn cao, em đã cố gắng tìm kiếm tài liệu, học hỏi, tích lũy kiến thưc từ các
thầy giáo, các bạn và các trang mạng về chuyên ngành,…để hoàn thiện đề tài
này.
Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúp cho em sau này có thể tiếp cận
với những hệ thống điều hịa được trang bị trên các ơ tơ 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 sinh viên chuyên ngành ô tô
và các bạn sinh viên đang theo học các chun ngành khác thích tìm hiểu về kỹ
thuật ô tô.

3


 CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN TRÊN
Ơ TƠ.
1. Các khái niệm về ơ tơ.
1.1 Dịng xe Sedan
Đây là dòng xe phổ biến nhất thế giới ngày nay. Sedan là loại xe có 4 cửa,
có 4 chỗ ngồi hoặc hơn với thiết kế trần xe kéo dài từ trước ra sau, có lên
xuống cân đối tạo ra vùng cốp xe ở phía sau để chở hành lý, với cách mở
cốp hắt lên.
1.2 Dòng xe Hatchback
Hatchback là dòng xe thường cỡ nhỏ hoặc trung, dùng cho cá nhân hay
gia đình có thêm nhu cầu chở nhiều hành lý với thiết kế phần đuôi xe
không kéo dài thành cốp như sedan mà cắt thẳng ở hàng ghế sau, tạo
thành một cửa mới, có khả năng gập xuống tạo khơng gian lớn xếp đồ.
1.3 Dịng xe SUV và dịng xe Crossover
Về bản chất, SUV tức Sport Utility Vehicle – dòng xe thể thao đa dụng,
với đặc trưng rất dễ nhận biết, đó là gầm cao, hệ dẫn động 4 bánh. Dịng
xe này thường có thiết kế nam tính, đường nét đơn giản, vuông vức, to
lớn, phù hợp cho việc di chuyển đường dài hơn là sử dụng chạy nội thành.
Chính vì thế, các đường nét thiết kế ngoại thất của dịng xe này thường
vng vức, nam tính và mạnh mẽ.
Trong khi đó, Crossover (tên đầy đủ Crossover Utility Vehicle – CUV) là
đứa con lai giữa 1 chiếc SUV đúng nghĩa và xe đô thị (thường là các mẫu

Sedan). 1 chiếc Crossover được thừa hưởng gầm cao như SUV nhưng
thiết kế rất phức tạp, màu mè hơn. Trên thực tế hiện nay, để đáp ứng nhu
cầu của khách hàng, cùng một hãng xe có thể tìm thấy cả những mẫu
SUV và Crossover, do đó các hãng thường điều chỉnh khiến hai dòng xe
này về gần nhau, đây là giải pháp linh động cho những người sống thành
thị nhưng thích phong cách SUV do đó cách gọi crossover là SUV vẫn
được chấp nhận.
1.4 Dòng xe Bán tải (Pick-up)
4


Dịng xe bán tải hay pick-up khơng được xếp vào “car” ở thị trường Mỹ.
Tức ám chỉ những dòng xe không nghiêng về sử dụng chở hành khách
như sedan, hatchback hay crossover. Thực tế, pick-up thường có 2 hoặc 4
cửa, cách cấu tạo tương tự SUV nhưng có thùng phía sau chở hàng, ngăn
cách riêng với khoang hành khách khiến nó trở nên đa dụng và phù hợp
với nhu cầu kinh doanh kết hợp vận tải hàng hóa. Ở Việt Nam, phân khúc
xe bán tải ngày càng thịnh hành nhờ ưu điểm đa dụng, kiểu dáng thanh
lịch như một chiếc sedan lại chở được nhiều đồ cùng mức thuế phí rẻ hơn.
Các mẫu xe bán tải nổi bật và thịnh hàng ở nước ta phải kể đến như Ford
Ranger, Mazda BT-50, Toyota Hilux…
1.5 Dòng xe Minivan hay Dòng xe MPV
Minivan hay MPV (Multi-Purpse Vehicle) xe đa dụng là mẫu xe thường
sử dụng cho gia đình, có khả năng linh động chuyển đổi giữa chở người
và chở hàng hóa. MPV thường có gầm cao hơn sedan nhưng thấp hơn
crossover hay SUV.
1.6 Dòng xe Convertible (Cabriolet)
Convertible là từ chỉ chung những mẫu coupe có khả năng mở mui thành
“mui trần” như ở Việt Nam vẫn dung với tên gọi “siêu xe”. Loại xe này
vẫn có thể đóng kín bằng mui mềm từ vải hoặc mui cứng có thể xếp gọn

khi mở nắp cốp phía sau. Tại châu Âu hay sử dụng thuật ngữ Cabriolet,
thực tế định nghĩa cũng tương tự convertible
2. Các khái niệm về Động Cơ Đốt Trong.
2.1 Q trình cơng tác
Là tổng hợp tất cả biến đổi của môi chất công tác xảy ra trong xy lanh của
động cơ và trong các hệ thống gắn liền với xy lanh như hệ thống nạpthải.
2.2 Chu trình cơng tác
Là tập hợp những biến đổi của môi chất công tác xảy ra bên trong xy lanh
của động cơ và diễn ra trong một chu kỳ .
2.3 Điểm chết
5


Là điểm mà tại đó piston đổi chiều chuyển động. Có hai điểm chết là điểm
chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới (ĐCD).
2.4 Hành trình pistong
Là khoảng cách giữa hai điểm chết.
2.5 Kỳ
Là một phần của chu trình cơng tác xảy ra khi piston dịch chuyển một
hành trình.
2.6 Động cơ 2 kỳ
Là động cơ đốt trong, trong một chu trình công tác phải trải qua 2 thời kỳ
tương ứng với 2 hành trình của piston trong xi lanh, có một lần sinh cơng
có ích.
2.7 Động cơ 4 kỳ
Là động cơ đốt trong, trong một chu trình cơng tác phải trải qua 4 hành
trình dịch chuyển của piston.
2.8 Dung tích làm việc của động cơ
Là tổng thể tích làm việc của tất cả các xi lanh, do các xi lanh có thể làm
việc như nhau.

2.9 Thể tích tồn bộ của xi lanh
Là thể tích tích của phần xi lanh nằm ở phía trên pi tơng khi pit tơng nằm
ở ĐCD. Như vậy, thể tích tồn bộ của xi lanh chính bằng tổng của dung
tích làm việc xi lanh với thể tích buồng đốt.
2.10 Tỷ số nén
Là tỷ số giữa thể tích tồn bộ của xi lanh với thể tích buồng đốt. Tỷ số nén
cho biết thể tích của khơng khí ở trong xi lanh bị giảm đi bao nhiêu lần
khi pit tông đi từ ĐCD tới ĐCT.
2.11 Trị số octan
Là một đại lượng quy ước dùng để đặc trưng cho tính chống kích nổ của
nhiên liệu.
3. Các thuật ngữ tiếng anh trên ô tô.
- MT (Số sàn).
6


- AT (Số tự động).
Riêng hộp số tự động AT phân thành 2 loại nhỏ:
DCT (Số bán tự động có cấp).
CVT (Số tự động vô cấp).
SOHC (Single Overhead Camshafts): Trục cam đơn trên đầu xi-lanh.
DOHC (Double Overhead Camshafts): Hai trục cam phía trên xi-lanh.
4 WD, 4x4 (4 Wheel drive): Dẫn động bốn bánh chủ động.
ABS (Anti-lock Brake System): Hệ thống chống bó cứng phanh tự động.
AFL: Đèn pha mở dải chiếu sáng theo góc lái.
ARTS (Adaptive Restrain Technology System): Hệ thống điện tử kích
hoạt túi khí theo những thơng số cài đặt trước tại thời điểm xảy ra va
chạm.
BA (Brake Assist): Hệ thống hỗ trợ phanh gấp.
CATS (Computer Active Technology Suspension): Hệ thống treo điện tử

tự động điều chỉnh độ cứng theo điều kiện vận hành.
CVT (Continuously Variable Transmission): Hộp số truyền động bằng đai
thang tự động biến tốc vô cấp.
I4, I6: Dạng động cơ gồm 4 hoặc 6 xi-lanh, xếp thẳng hàng.
V6, V8: Dạng động cơ gồm 6 hoặc 8 xi-lanh, xếp thành hai hàng nghiêng,
mặt cắt cụm máy hình chữ V.
MDS (Multi Displacement System): Hệ thống dung tích xi lanh biến
thiên, cho phép động cơ vận hành với 2, 4 ,6... xi lanh tùy theo tải trọng
và tốc độ của xe.
IOE (Intake Over Exhaust): Van nạp nằm phía trên van xả.
OHV (Overhead Valves): Trục cam nằm dưới và tác động vào van qua các
tay đòn.
Supercharge: Tăng áp sử dụng máy nén khí độc lập.
Turbocharge: Tăng áp của động cơ sử dụng khí xả làm quay cánh quạt.
Turbodiesel: Động cơ diesel có thiết kế tăng áp.
VSC (Vehicle Skid Control): Hệ thống kiểm sốt tình trạng trượt bánh xe.
7


VVT-i (Variable Valve Timing With Intelligence): Hệ thống điều khiển
xu-páp biến thiên thông minh.
Satellite Radio: Hệ thống đài phát thanh qua vệ tinh.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHƠNG KHÍ
TRÊN Ơ TƠ.
2.1. Mục đích việc điều hồ khơng khí.
- Điều hịa khơng khí điều khiển nhiệt độ trong xe. Nó hoạt động như một
máy hút ẩm có chức năng điều khiển nhiệt độ lên xuống. Điều hịa khơng khí
cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt
trong của kính xe.

- Điều hịa khơng khí là bộ phận để:
+ Điều khiển nhiệt độ và thay đổi độ ẩm trong xe.
+ Điều khiển dịng khơng khí trong xe.
+ Lọc và làm sạch khơng khí.

Hình 2.1. Điều hịa khơng khí.
2.1.1. Điều khiển nhiệt độ.
2.1.1.1. Bộ sưởi ấm.

8


Người ta dùng một két sưởi ấm như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng
khơng khí. Két sưởi lấy nước làm mát của động cơ đã được hâm nóng bởi động
cơ và dùng nhiệt độ này để làm nóng khơng khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy
nhiệt độ của két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên.

Do

đó

ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm.

Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm.
2.1.1.2. Hệ thống làm mát khơng khí.
Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước
khi đưa vào trong xe. Khi bật cơng tắc điều hịa khơng khí, máy nén bắt đầu làm
việc đẩy mơi chất lạnh (ga điều hịa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ
chất làm lạnh và sau đó nó làm mát khơng khí được thổi vào trong xe từ quạt
gió. Việc làm nóng khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ

nhưng việc làm mát khơng khí hồn tồn độc lập với nhiệt độ nước làm mát
động cơ.

9


Hình 2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát khơng khí.
2.1.1.3. Máy hút ẩm.
Lượng hơi nước trong khơng khí tăng lên khi nhiệt độ khơng khí cao hơn
và giảm xuống khi nhiệt độ khơng khí giảm xuống. Khi đi qua giàn lạnh, khơng
khí được làm mát. Hơi nước trong khơng khí ngưng tụ lại và bám vào các cánh
tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống. Nước dính
vào các cánh tản nhiệt đọng lại thành sương và được chứa trong khay xả nước.
Cuối cùng, nước này được tháo ra khỏi khay của xe bằng một vịi nhỏ.

Hình 2.4. Ngun lý hút ẩm.
10


2.1.1.4. Điều khiển nhiệt độ.
Điều hịa khơng khí trong ơ tô điều khiển nhiệt độ bằng cách sử dụng cả két
sưởi và giàn lạnh, và bằng cách điều chỉnh vị trí cánh hịa trộn khơng khí cũng
như van nước. Cánh hịa trộn khơng khí và van nước phối hợp để chọn ra nhiệt
độ thích hợp từ các núm chọn nhiệt độ trên bảng điều khiển.

Hình 2.5. Điều khiển nhiệt độ mát.

11

Hình 2.6. Điều khiển nhiệt độ bình thường.

Hình 2.7. Điều khiển chế độ nóng.
2.1.2. Điều khiển dịng khơng khí trong xe.
2.1.2.1. Thơng gió tự nhiên.
Việc lấy khơng khí bên ngồi đưa vào trong xe nhờ sự chênh áp được tạo ra
do sự chuyển động của xe được gọi là sự thơng gió tự nhiên. Sự phân bổ áp suất
12


khơng khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động được chỉ ra trên hình vẽ, một
số nơi có áp suất dương, cịn có một số nơi có áp suất âm. Như vậy cửa hút được
bố trí ở những nơi có áp suất dương (+) và cửa xả được bố trí ở những nơi có áp
suất (-).

Hình 2.8. Thơng gió tự nhiên.
2.1.2.2. Thơng gió cưỡng bức.
Trong các hệ thống thơng gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút
khơng khí đưa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả khơng khí được đặt ở cùng vị
trí như hệ thống thơng gió tự nhiên. Thơng thường hệ thống thơng gió này được
dùng chung với hệ thống thơng khí khác( hệ thống điều hịa khơng khí và bộ
sưởi ấm).

Hình 2.9. Thơng gió cưỡng bức.
2.1.3. Bộ lọc khơng khí.
2.1.3.1. Chức năng
Bộ lọc khơng khí là 1 thiết bị dùng để loại bỏ khói thuốc lá, bụi bẩn.. được
đặt ở cửa hút điều hịa khơng khí để làm sạch khơng khí đưa vào trong xe.
13

2.1.3.2. Cấu tạo
Bộ làm sạch khơng khí gồm có một quạt gió, mơ tơ quạt gió, cảm biến
khói, bộ khuếch đại, điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính.

Hình 2.10. Cấu tạo bộ lọc.
Nguyên lý hoạt động:
Bộ lọc không khí dùng một mơ tơ quạt để lấy khơng khí ở trong xe và làm
sạch khơng khí đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bộ lọc.
Ngồi ra một số xe có trang bị cảm biến khói để xác định khói thuốc và tự
động khởi động mơ tơ quạt gió ở vị trí “HI”.

Hình 2.11. Bảng điều khiển.

14


2.2. Khái qt hệ thống điều hịa khơng khí trên ô tô.
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ô tô nói riêng là bao gồm những
thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ mơi trường cần làm lạnh và
thải nhiệt ra mơi trường bên ngồi.
Thiết bị lạnh ô tô bao gồm: Máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình lọc/hút ẩm,
thiết bị giãn nở, thiết bị bay hơi và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ
thống lạnh hoạt động hiệu quả nhất.

Hình 2.12. Sơ đồ bố trí hệ thống điều hịa khơng khí trên ô tô.
2.2.1. Công dụng.
- Lọc sạch, tinh khiết khối khơng khí trước khi đưa vào cabin ơtơ.
- Rút sạch chất ẩm ướt trong khơng khí này.
- Làm mát lạnh khơng khí và duy trì độ mát ở nhiệt độ thích hợp.

- Giúp cho người ngồi trong xe và người lái xe cảm thấy thoải mái, mát
dịu khi chạy xe trên đường trong khi thời tiết nóng bức.
2.2.2. Yêu cầu.
- Khơng khí trong cabin phải lạnh.
- Khơng khí phải sạch.
- Khơng khí lạnh phải được lan truyền khắp cabin.
- Khơng khí lạnh khơ (khơng có độ ẩm).
2.2.3 Phân theo vị trí lắp đặt.
Kiểu phía trước:
15


Giàn lạnh của kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với
giàn sưởi. Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng mơ tơ quạt. Gió từ bên ngồi
hoặc khơng khí tuần hồn bên trong được cuốn vào. Khơng khí đã làm lạnh
(hoặc sấy) được đưa vào bên trong.

Hình 2.13. Kiểu điều hịa phía trước.
Kiểu phía sau:
Ở kiểu này cụm điều hịa khơng khí đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa vào
của khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau.
Do cụm điều hòa gắn ở cốp sau nơi có khoảng trống lớn nên điều hịa kiểu
này có ưu điểm của một bộ điều hịa với cơng suất giàn lạnh lớn và có cơng suất
làm lạnh dự trữ.

Hình 2.2. Kiểu điều hịa phía sau.
Kiểu kép:
Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được
đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này khơng cho khơng khí thổi ra từ phía

16


trước hoặc từ phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng
đều ở mọi nơi trong xe.

Hình 2.14. Kiểu điều hịa kép.
Kiểu kép treo trần:
Kiểu này được sử dụng trong xe khách. Phía trước bên trong xe được bố
trí hệ thống điều hịa kiểu phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau.
Kiểu kép treo trần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều.

Hình 2.15. Kiểu điều hịa kép treo trần.
2.2.4 Phân loại theo phương pháp điều khiển.
Kiểu bằng tay:
Kiểu này cho phép điều khiển nhiệt độ bằng tay các cơng tắc và nhiệt độ
đầu ra bằng cần gạt. Ngồi ra cịn có cần gạt hoặc cơng tắc điều khiển tốc độ
quạt, điều khiển lượng gió, hướng gió.

17


Hình 2.16. Điều khiển bằng tay (Khi trời nóng).

Hình 2.17. Điều khiển bằng tay (Khi trời lạnh).
Kiểu tự động:
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn, bằng cách trang bị bộ
điều khiển điều hòa và ECU động cơ. Điều hịa tự động điều khiển nhiệt độ
khơng khí ra và tốc độ động cơ quạt một cách tự động dựa trên nhiệt độ bên
trong xe, bên ngoài xe, và bức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển thông qua các

cảm biến tương ứng, nhằm điều khiển nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong
muốn.

Hình 2.18. Điều khiển tự động.
2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hịa ơ tơ.
18


2.3.1. Cấu tạo chung của hệ thống.
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ơ tơ nói riêng bao gồm các bộ phận
và thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ mơi trường cần làm lạnh và
thải nhiệt ra mơi trường bên ngồi. Thiết bị lạnh ô tô bao gồm các bộ phận: Máy
nén, thiết bị ngưng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết
lưu), thiết bị bay hơi (giàn lạnh), và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ
thống hoạt động có hiệu quả nhất. Hình vẽ dưới đây giới thiệu các bộ phận trong
hệ thống điều hịa khơng khí ơ tơ.

Hình 2.19. Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống điều hịa trên ơ tơ.
A. Máy nén (lốc lạnh)
B. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)
C. Bộ lọc hay bình hút ẩm
D. Cơng tắc áp suất cao
E. Van xả phía cao áp

F. Van tiết lưu (van giãn nở)
G. Bộ bốc hơi (giàn lạnh)
H. Van xả phía thấp áp
I. Bộ tiêu âm

1. Sự nén

3. Sự giãn nở

2. Sự ngưng tụ

4. Sự bốc hơi

19


2.3.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hịa ơ tơ.
Hệ thống điện lạnh ơ tơ hoạt động theo các bước cơ bản sau đây.
+ Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất cao và nhiệt độ
bốc hơi cao đến bộ ngưng tụ (B) hay giàn nóng ở thể hơi.
+ Tại bộ ngưng tụ (B) nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt gió thổi mát giàn
nóng, mơi chất ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất
cao nhiệt độ thấp.
Trước khi qua giàn nóng
Sau khi qua giàn nóng

Nhiệt độ
Áp suất
0
Xấp xỉ 80 C Xấp xỉ 1.7MPa
Xấp xỉ 600C Xấp xỉ 1.7MPa

Trạng thái
Hơi
Lỏng

Bảng 2.1. Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn nóng.
+ Mơi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lưu thơng đến bình lọc hay bộ hút
ẩm (C), tại đây môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm
và tạp chất.
+ Van giãn nở hay van tiết lưu (F) điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng
chảy vào bộ bốc hơi (Giàn lạnh) (G), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do
giảm áp nên môi chất từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi.
Trước khi qua van tiết lưu
Sau khi qua van tiết lưu

Nhiệt độ
Áp suất
0
Xấp xỉ 60 C Xấp xỉ 1.7MPa
Xấp xỉ 00C Xấp xỉ 0.2 Mpa

Trạng thái
Lỏng
Hơi sương

Bảng 2.2. Trạng thái môi chất trước và sau van tiết lưu.
+ Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ơ tơ, có
nghĩa là làm mát khối khơng khí trong cabin.
Khơng khí lấy từ bên ngồi vào đi qua giàn lạnh (Bộ bốc hơi). Tại đây
khơng khí bị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó
nhiệt độ của khơng khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong
khơng khí cũng bị ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi mơi chất ở thể
lỏng có nhiệt độ, áp suất cao sẽ trở thành môi chất ở thể hơi có nhiệt độ, áp suất
thấp.
20

Nhiệt độ
Trước khi qua giàn lạnh Xấp xỉ 00C
Sau khi qua giàn lạnh
30C đến 40C

Áp suất
Xấp xỉ 0.2 Mpa
Xấp xỉ 0.2 Mpa

Trạng thái
Hơi sương
Hơi

Bảng 2.3. Trạng thái môi chất trước và sau khi qua giàn lạnh.
Khi quá trình này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó
sẽ lấy năng lượng từ khơng khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi
mà chuyển từ dạng này sang dạng khác). Khơng khí mất năng lượng nên nhiệt
độ bị giảm xuống, tạo nên khơng khí lạnh. Mơi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ
cao và áp suất thấp được hồi về máy nén.
Trước khi qua máy nén
Sau khi qua máy nén

Nhiệt độ
3 C đến 40C
Xấp xỉ 800C
0

Áp suất

Xấp xỉ 0.2 Mpa
Xấp xỉ 1.7MPa

Trạng thái
Hơi
Hơi

Bảng 2.4. Trạng thái mơi chất sau khi qua máy nén.
2.3.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điều hịa trên ơ tơ.
- Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hịa được
lắp ở phía trước (táp lơ) hoặc phía sau (cốp xe) là đảm bảo được việc cung cấp
khí mát vào trong xe khi cần thiết.
- Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hịa giống
xe con thì sẽ khơng đảm bảo làm mát tồn bộ xe hay q trình làm mát sẽ kém
đi nhiều. Vì vậy xe khách được lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo
làm mát toàn bộ xe tạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe.

Hình 2.20. Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hịa xe du lịch.
21


Hình 2.21. Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách.
2.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính trong hệ thống
điều hịa ơ tơ.
2.4.1. Máy nén.
2.4.1.1. Chức năng.
Máy nén trong hệ thống điều hịa khơng khí là loại máy nén đặc biệt dùng
trong kỹ thuật lạnh, hoạt động như một cái bơm để hút môi chất ở áp suất thấp
nhiệt độ thấp sinh ra ở giàn bay hơi rồi nén lên áp suất cao (100psi; 7÷17.5
kg/cm2) và nhiệt độ cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm bảo sự tuần hồn của

mơi chất lạnh một cách hợp lý và tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất lạnh
trong hệ thống.
Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, 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 tỉ số nén vào khoảng 5÷8,1. Tỉ số này phụ thuộc
vào nhiệt độ khơng khí mơi trường xung quanh và loại mơi chất lạnh. Có thể so
sánh máy nén lạnh có tầm quan trọng giống như trái tim của cơ thể sống. Sau
khi được chuyển về trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp môi chất được nén
và chuyển thành trạng thái khí ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Sau đó nó được
chuyển tới giàn nóng.
22


2.4.1.2. Cấu tạo.

Hình 2.22. Kết cấu của máy nén.
2.4.1.3. Nguyên lý hoạt động.
+ Bước 1: Sự hút môi chất của máy nén: Khi piston đi từ điểm chết trên
xuống điểm chết dưới, các van hút mở ra môi chất được hút vào xy lanh công
tác và kết thúc khi piston xuống điểm chết dưới.
+ Bước 2: Sự nén của môi chất: Khi piston từ điểm chết dưới lên điểm chết
trên, van hút đóng van xả mở ra với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất
ra sẽ cao hơn khi được hút vào. Quá trình kết thúc khi piston nên đến điểm chết
trên.
+ Bước 3: Khi piston nên đến điểm chết trên thì quá trình được lặp lại như
trên.
2.4.1.4. Phân loại.
Nhiều loại máy nén được sử dụng trong hệ thống điện lạnh ô tô, mỗi loại
máy nén đều có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc khác nhau. Nhưng tất cả
các loại máy nén đều thực hiện một chức năng như nhau: Nhận hơi có áp suất

thấp từ bộ bốc hơi và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngưng tụ.
Thời gian trước đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại hai piston và một
trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xy lanh, loại này hiện nay khơng
cịn sử dụng nữa. Hiện nay loại đang sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén
piston dọc trục và máy nén quay dùng cánh trượt.
23


Máy nén kiểu đĩa chéo:
 Cấu tạo:
Một cặp pitong được đặt trong đĩa chéo cách nhau 1 khoảng 720 cho máy
nén 10 xylanh hay 1200 cho máy nén 6 xylanh. Khi một phía của piston ở hành
trình nén thì piston ở phía kia ở hành trình hút.

Hình 2.22. Cấu tạo máy nén đĩa chéo.
Nguyên lý hoạt động:
Khi trục máy nén quay sẽ làm đĩa cam quay, piston di chuyển về bên trái
hay bên phải. Kết quả là môi chất làm lạnh bị nén lại, khi piston di chuyển về
phía bên phải do sự chênh lệch về áp suất giữa bên trong xylanh và đường ống
áp suất thấp, van hút bên trái sẽ mở ra, môi chất làm lạnh điền đầy trong xylanh.
Khi piston di chuyển về phía bên trái, van nạp sẽ đóng lại mơi chất sẽ bị
nén. Khi áp suất nén tăng lên áp suất của môi chất bên trong xylanh sẽ làm mở
van xả. Khi van xả mở môi chất bị nén sẽ đẩy ra đường ống áp suất cao. Van nạp
và van xả là van một chiều để tránh mơi chất đi ngược lại.
Nếu vì một lý do nào đó, áp suất ở phần cao áp của hệ thống lạnh quá cao,
van an toàn được lắp trong máy nén sẽ xả một phần mơi chất ra ngồi. Điều này
giúp bảo vệ các bộ phận của hệ thống điều hòa.

24

Hình 2.23. Nguyên lý hoạt động máy nén đĩa chéo.
Máy nén kiểu trục khuỷu piston.
 Cấu tạo
Máy nén kiểu piston (crank-type compressor): loại này thường được thiết
kế nhiều piston (thường từ 3-5 piston) theo kiểu thẳng hàng hoặc chữ V (inline
or V type). Trong quá trình hoạt động mỗi piston thực hiện một thì hút và một
thì nén. Trong thì hút, máy nén hút môi chất lạnh ở phần thấp áp từ giàn lạnh
vào máy nén qua van hút.

Hình 2.24. Cấu tạo máy nén trục khuỷu piston
 Nguyên lý hoạt động:

25