Đồ Án Hệ Thống Điện Trên Ô Tô, Ngành Xe, Đồ Án Hệ Thống Cung Cấp Điện Trên Ô Tô

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 lượngô tô tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phươngtiện đi lại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiềuhãng xe nổi tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó Nhà nước cũngcó những chính sách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển. Ngoàinhững công ty đã…

Đang xem: đồ án hệ thống điện trên ô tô

Đồ ánHệ thống lạnh trên ô tô www.oto-hui.com 1 MỤC LỤC TrangNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………. 1NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………. 2LỜI NÓI ĐẦU …………………………………………………………………………………………………….. 5PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ……. 71.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô………………………………… 71.2 Tính cấp thiết của đề tài …………………………………………………………………………………… 8PHẦN II. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ …………. 92.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết điều hòa không khí ………………………………………….. 92.1.1 Chức năng của điều hòa không khí……………………………………………………………………. 92.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô ………………………………………………………………112.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí ………………………………………………………………………132.1.4 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn………………………………………….152.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô ………………………….192.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô…………………………………………………..192.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô ……………………………….202.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô …………………………………………………….202.3 Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh ô tô …………………………………………222.3.1 Máy nén ………………………………………………………………………………………………………..222.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) …………………………………………………………………………………282.3.3 Bình lọc (Hút ẩm môi chất) ……………………………………………………………………………..302.3.4 Van giãn nở hay van tiết lưu…………………………………………………………………………….322.3.5 Bộ bốc hơi (Giàn lạnh) ……………………………………………………………………………………372.4 Các thành phần phụ khác trong hệ thống điện lạnh ô tô……………………………………392.4.1 Ống dẫn môi chất lạnh …………………………………………………………………………………….392.4.2 Cửa sổ kính ……………………………………………………………………………………………………392.5 Các phương pháp điều khiển hệ thống điện lạnh trên ô tô…………………………………402.5.1 Bộ điều khiển nhiệt độ …………………………………………………………………………………….40 www.oto-hui.com 22.5.2 Bộ điều khiển tốc độ quạt ………………………………………………………………………………… 432.5.3 Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga)………………………………………………………………. 452.5.4 Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh …………………………………………………………. 472.5.5 Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén …………………………………………………………………….. 492.5.6 Điều chỉnh tốc độ quạt …………………………………………………………………………………….. 562.6 Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô …………………………………………………. 582.6.1 Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô ………………………………… 582.6.2 Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động………………………………………… 602.6.3 Các dạng điều khiển hệ thống điều hòa không khí tiêu biểu …………………………………. 64PHẦN III. THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỆN LẠNH TRÊN Ô TÔ …………………………. 733.1 Mục đích và yêu cầu của mô hình …………………………………………………………………….. 733.1.1 Mục đích của mô hình …………………………………………………………………………………….. 733.1.2 Yêu cầu của mô hình ………………………………………………………………………………………. 733.2 Chọn phương án, phân tích ưu điểm và nhược điểm của các mô hình ……………….. 743.2.1 Xây dựng mô hình điện lạnh trên ô tô ……………………………………………………………….. 763.2.2 Sơ đồ điện điều khiển hệ thống điện lạnh trên ô tô ……………………………………………… 81PHẦN IV. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………….. 824.1 Giảng dạy về lý thuyết ……………………………………………………………………………………… 824.1.1 Cấu tạo các bộ phận trong hệ thống điện lạnh ô tô………………………………………………. 824.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh ô tô ……………………………………………….. 824.2 Giảng dạy về thực hành……………………………………………………………………………………. 824.2.1 Các dụng cụ, thiết bị sử dụng khi bảo dưỡng, sửa chữa ……………………………………….. 824.2.2 Các bài thực tập trên mô hình …………………………………………………………………………… 864.3 Chẩn đoán xác định hỏng hóc, sửa chữa …………………………………………………………… 934.3.1 Chẩn đoán tình trạng của hệ thống ……………………………………………………………………. 934.3.2 Xác định hỏng hóc và sửa chữa ………………………………………………………………………… 99PHẦN V. THAM KHẢO ……………………………………………………………………………………. 104KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………………………………. 115TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………………….. 116 www.oto-hui.com 3 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ngành công nghiệp ô tôcủa nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây lượng ô tôtham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện đilại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiều hãng xe nổitiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó Nhà nước cũng có những chínhsách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển. Ngoài những công ty đãphát triển từ lâu đời ở Việt Nam như Công ty ô tô mùng 1 tháng 5 hay công ty cơ khí ôtô Sài Gòn. Những năm gần đây nhiều công ty ô tô nước ngoài đã đầu tư vào thịtrường 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 kỹthuật viên trong nước sao cho đáp ứng được với nền công nghiệp ô tô nước nhà. Theodự án đào tạo nghề của Cộng Hòa Liên Bang Đức đầu tư vào Việt Nam. Trường ĐạiHọc Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên là một trọng tâm trong dự án đó. Trong đó ngànhcơ khí động lực được chú trọng ngay từ đầu. Trong quá trình ho động đã đào tạo ạtđược các kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao đáp ứng nhu cầu của xã hội. Là sinh Đại học được đào tạo chính quy , qua thời gian học tập và nghiên cứu tạitrường dưới một mô hình đào tạo có chất lượng. Để khẳng định chất lượng đào tạo củaNhà trường nói chung và khoa cơ khí động lực nói riêng , chúng em được giao đề tàitốt nghiệp: “Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô’’. Đề tài gồmbốn phần: Phần I : Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Phần II : Lý thuyết chung về điều hòa không khí trên ô tô Phần III : Chọn lựa phương án thiết kế mô hình điện lạnh ô tô Phần IV : Phạm vi ứng dụng của đề tài Phần V : Tham khảo Trang bị hệ thống điều hòa trên ô tô là rất quan trọng, nhờ vậy tính tiện nghi của ột ờiô tô ngày m nâng cao , giúp con ngư cảm thấy thoải mái khi sử dụng ô tô . Nhậnthức được tính cấp thiết của đề tài, nên ngay sau khi nhận được đề tài em đã tìm hiểunhững vấn đề có liên quan, sưu tập tài liệu. www.oto-hui.com 4 Trong quá trình thực hiện chúng em gặp không ít những khó khăn, nhưng với sựhướng dẫn tận tình của thầy Ngô Văn Hóa và thầy Nguyễn Công Hân cùng các thầycô trong khoa và các bạn cùng lớp chúng em đã dần khắc phục được những khó khăn.Đến nay đề tài của chúng em đã hoàn thành đề tài đúng thời gian quy định. Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, tính rộng lớn của đề tài nên mặc dù đã cốgắng hết sức nhưng đề tài cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết , rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn trong lớp để đề tài củachúng em đư hoàn thiện hơn nữa. Em hy v ợc ọng đề tài của chúng em sẽ là tài li u ệtham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên khóa sau và là bài giảng hữu ích trong việcgiảng dạy của nhà trường. Em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày 21 tháng 08 năm 2009 Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Hữu Dũng Trần Văn Nhã www.oto-hui.com 5 PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Điều hòa không khí là m hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt độ ộtvà tuần hoàn không khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu trongnhững ngày nắng nóng mà còn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch không khí. Ngày nay, điềuhòa không khí trên xe còn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm biến và cácECU điều khiển. Điều hoà không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn nhưsương 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 nướcnhư một két sưởi ấm. Két sưởi lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi độngcơ và dùng nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độcủa két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơkhởi động két sưởi không làm việc. Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một chutrình khép kín. Máy nén đẩy môi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi vào giànngưng. Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Môi chất ở dạng lỏngnày chảy vào bình chứa (bình sấy khô). Bình này chứa và lọc môi chất. Môi chất lỏngsau khi đã được lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển môi chất lỏng thànhhỗn hợp khí – lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Môi chất dạng khí – lỏng có nhiệt độthấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệtcủa không khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi tronggiàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trìnhđược lặp lại như trước. Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cảkét sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trícủa van nước. Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bênngoài đưa vào trong xe nh chênh áp được tạo ra do chuyển động của xe được gọi là ờsự thông gió tự nhiên. www.oto-hui.com 6 Sự phân bổ áp suất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động, một số nơicó áp suất dương, còn một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí ởnhững 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 khôngkhí đưa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thônggió tự nhiên. Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với các hệ thốngthông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm).1.2 Tính cấp thiết của đề tài. Ngày nay ô tô đư sử dụng rộng rãi như một phương tiện tham gia giao thông ợcthông dụng. Ô tô hiện đại nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện n ghi cũng như tính năngan toàn cho con người khi sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên xe hiện đại ngàycàng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhucầu của khách hàng như nghe nhạc, xem truyền hình. Một trong những trang bị tiệnnghi phổ biến đó là hệ thống điện lạnh trên ô tô. Ngày nay hệ thống điện lạnh ô tô ngày càng được phát triển và hoàn thiện phụcvụ nhu cầu của con người. Nó tạo ra một cảm giác thoải mái khi sử dụng xe trong bấtkỳ thời tiết nào. Đặc biệt nó giải quyết được vấn đề khí hậu ở Việt Nam, khí hậu khắcnghiệt, không khí bụi bẩn ô nhiễm. Tuy nhiên hệ thống càng hiện đại thì khả năng tiếpcận nó càng khó khăn khi xảy ra hư hỏng. Một sinh viên ngành công nghệ ô tô cầnphải trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất về tất cả các hệ thống trên ô tô. Đặc biệt là hệ thống điện lạnh trên ô tô mà ngày nay sự tiế p cận nó gặp rất nhiềukhó khăn. Chính vì vậy việc lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế, lắp đặt và khai thácmô hình điện lạnh trên ô tô’’ là rất cần thiết. Đề tài được hoàn thành sẽ là cơ sở giúpcho chúng em sau này có thể tiếp cận với những hệ thống điện lạnh được trang bị trêncác ô tô hiện đại. Chúng em mong rằng đề tài sẽ góp phần nhỏ vào công tác giảng dạytrong nhà trường. Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh và sinhviên chuyên ngành ô tô và các b sinh viên đang theo học các chuyên ngành khác ạnthích tìm hiểu về kỹ thuật ô tô. www.oto-hui.com 7 PHẦN II. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết điều hòa không khí.2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí. + Sưởi ấm. Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm Người ta dùng một két sưởi ấm như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí.Két sưởi lấy nước làm mát của động cơ đã được hâm nóng bởi động cơ và dùng nhiệtđộ này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởilà thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động kétsưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm. + Làm mát không khí. Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khiđưa vào trong xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc đẩymôi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ chất làm lạnhvà sau đó nó làm mát không khí đợc thổi vào trong xe từ quạt gió. Việc làm nóng ưkhông khí ph thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ nhưng việc làm mát ụkhông khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ. www.oto-hui.com 8 Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát + Hút ẩm. Lượng hơi nước trong không khí tăng lên khi nhiệt độ không khí cao hơn và giảmxuống khi nhiệt độ không khí giảm xuống. Khi đi qua giàn lạnh, không khí được làmmát. Hơi nước trong không khí ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giànlạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống. Nước dính vào các cánh tản nhiệt đọnglại thành sương và được chứa trong khay xả nước. Cuối cùng, nước này được tháo rakhỏi khay của xe bằng một vòi nhỏ. Ngoài ba ch năng trên hệ thống điều hòa không khí còn có chức năng điều ứckhiển thông gió trong xe. Việc lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh ápđược tạo ra do chuyển động của xe được gọi là sự thông gió tự nhiên. Sự phân bổ ápsuất không khí trên bề mặt của xe khi nó chuyển động được chỉ ra trên hình vẽ, một sốnơi có áp suất dương, còn một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố tríở 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 khôngkhí đưa vào trong xe. Các ử hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như catrong hệ thống thông gió tự nhiên. Thông thường, hệ thống thông gió này được dùngchung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm). www.oto-hui.com 92.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô. Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phươngthức điều khiển.a. Phân loại theo vị trí lắp đặt. + Kiểu phía trước. Giàn lạnh của kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với giànsưởi. Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng mô tơ quạt.

Xem thêm: Hướng Dẫn Cách Tính Lãi Suất Gửi Tiết Kiệm Ngân Hàng Agribank Năm 2020

Xem thêm: đồ án tốt nghiệp điện tử viễn thông bách khoa

Gió từ bên ngoài hoặc không khítuần hoàn bên trong được cuốn vào. Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy) được đưa vàobên trong. Hình 2.3: Kiểu phía trước + Kiểu kép. Kiểu kép là kiểu kết hợp giữa kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặttrong khoang hành lý. Cấu trúc này không cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từphía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trongxe. Hình 2.4: Kiểu kép www.oto-hui.com 10 + Kiểu kép treo trần. Kiểu này được sử dụng trong xe khách. Phía trước bên trong xe được bố trí hệthống điều hòa kiểu phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trần phía sau. Kiểu kép treotrần cho năng suất lạnh cao và nhiệt độ phân bố đều. Hình 2.5: Kiểu kép treo trầnb. Phân loại theo phương pháp điều khiển. + Kiểu bằng tay. Kiểu này cho phép điều khiển nhiệt độ bằng tay các công tắc và nhiệt độ đầu rabằng cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều khiểnlượng gió, hướng gió. Hình 2.6: Kiểu bằng tay (Khi trời nóng) Hình 2.7: Kiểu bằng tay (Khi trời lạnh) www.oto-hui.com 11 + Kiểu tự động. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn , bằng cách trang bị bộ điềukhiển điều hòa và ECU động cơ. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ không khí ra vàtốc độ động cơ quạt một cách tự động dựa trên nhiệt độ bên trong xe, bên ngoài xe, vàbức xạ mặt trời báo về hộp điều khiển thông qua các cảm biến tương ứng, nhằm điềukhiển nhiệt độ bên trong xe theo nhiệt độ mong muốn. Hình 2.8: Kiểu tự động (Khi trời nóng) Hình 2.9: Kiểu tự động (Khi trời lạnh)2.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí. Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm vệc, đặc điểm cấu tạo của hệ ithống điều hòa không khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết cănbản của hệ thống điều hòa không khí. Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể. Đâycũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí. www.oto-hui.com 12 Vì vậy hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sauđây: + Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh. + Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ. + Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ phân bố năng lượng nhiệt ra một vùng rộnglớn và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống. + Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì ta phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó. + Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng tháibiến thành hơi. Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lýthuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ, áp suất và điểm sôi. – Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có chuyểnđộng mạnh hơn) đến những nơi có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển động yếuhơn).Ví dụ: Một vật nóng 30 0F được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 800F thì vậtnóng có nhiệt độ là 80 0F sẽ truyền nhiệt cho vật 30 0F. Sự chênh lệch nhiệt độ càng lớnthì dòng nhi t lưu thông càng mạnh. Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn ệnhiệt, 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 xảyra giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau. Ví dụ khi ta nung nóng mộtđầu thanh thép thì đầu kia dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt. + Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt qua sự di chuyển của một chất lỏng hay mộtchất khí đã được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể khácnhờ khối khung khí trung gian bao quanh nó. Khi khối không khí được đun nóng bởimột nguồn nhiệt, không khí nóng sẽ bốc lên phía trên tiếp xúc với vật thể nguội hơn vàlàm nóng vật thể này. Trong một phòng không khí nóng bay lên trên, khôn g khí lạnhdi chuyển xuống dưới tạo thành vòng luân chuyển khép kín, nhờ vậy các vật thể trongphòng được nung nóng đều, đó là hiện tượng của sự đối lưu. + Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dùgiữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc với nhau. Ta cảm thấy ấm khiđứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh sáng đèn pha khi ta đứng gần nó. Đó làbởi nhiệt của mặt trời hay đèn pha được biến thành các tia hồng ngoại và khi các tianày chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho tacảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là sự bức xạ. www.oto-hui.com 13 – Sự hấp thụ nhiệt: Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: Thể lỏng,thể rắn, thể khí. Muốn thay đổi trạng thái của một vật thể, cần phải truyền cho nó một 0nhiệt lượng nhất định. Ví dụ khi ta hạ nhiệt độ của nước xuống 32 0F (0 C) thì nướcđóng băng thành đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu nước đượcđun tới 212 0F (1000C), nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Ở đây đặc biệt thú vị khi thayđổi nước đá (thể rắn) thành nước ở thể lỏng và nước thành hơi ở thể khí. Trong quátrình thay đổi trạng thái của nước ta phải tác động nhiệt vào. Ví dụ : Khối nước đá đang ở nhiệt độ 320F ta nung nóng cho nó tan ra, nhưngnước đá đang tan v giữ nhiệt độ là 32 0F. Đun nước nóng đến 212 0F thì n ẫn ước sôi,nhưng khi ta tế tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn là 212 0F ip(1000C) chứ không nóng hơn nữa. Lượng nhiệt được hấp thụ trong nước sôi, trongnước đá để làm thay đổi trạng thái của nước gọi là ẩn nhiệt. – Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòakhông khí. Khi tác đ ộng áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi củachất lỏng này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏngsôi cao hơn so với mức bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vậtchất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống. Ví dụ điểm sôi của nước ở nhiệt độbình thường là 100 0C. Điểm sôi này có thể tăng cao hơn bằn g cách tăng áp su trên ấtchất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi bằng cách giảm bớt áp suất trên chấtlỏng hay đặt chất lỏng trong chân không. Đối với điểm ngưng tụ của hơi nước, áp suấtcũng có tác dụng như thế. Trong hệ thống điều hòa không khí, cũng như hệ thống điệnlạnh ô tô đã áp dụng hiện tượng này của áp suất đối với sự bốc hơi và ngưng tụ củamột số loại chất lỏng đặc biệt tham gia vào quá trình sinh lạnh và điều hòa của hệthống.2.1.4 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.a. Đơn vị đo nhiệt lượng. Để đo nhiệt lượng truyền từ vật này sang vật kia người tadùng đơn vị BTU. Nếu cần nung một Pound nước (0,454 kg) nóng đến 1 0F (0,550C)thì phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt. Năng suất của một hệ thống nhiệt lạnh ô tôđược định rõ bằng BTU/giờ, vào khoảng 12000 đến 24000 BTU/giờ.(1BTU= 0,252 cal= 252 kcal), (1 kcal = 4,187 kJ).b. Môi chất lạnh. Môi chất lạnh còn gọi là tác nhân lạnh hay ga lạnh trong hệ thốngđiều hòa không khí phải đạt được những yêu cầu sau đây: www.oto-hui.com 14 0 + Môi chất lạnh phải có điểm sôi thấp dưới 32 0F (0 C) để có thể bốc hơi và hấpthụ ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp. + Phải có tính chất tương đối trơ, hòa trộn được với dầu bôi trơn để tạo thành mộthóa chất bền vững, không ăn mòn kim loại hoặc các vật liệu khác như cao su, nhựa. + Đồng thời chất làm lạnh phải là chất không độc, không cháy, và không gây nổ,không sinh ra các pản ứng phá hủy môi sinh và môi trường khi nó xả ra vào khí hquyển. Phân loại và kí hiệu môi chất lạnh. – Các freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên tử hydro đượcthay thế một phần hoặc toàn bộ bằng nguyên tử clo, flo hoặc brom. + R (refrigerant): Chất làm lạnh, môi chất lạnh. + Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt. Ví dụ như R-134a + Các olefin có số 1 đứng trước 3 chữ số. Ví dụ như C3F6 kí hiệu là R1216. + Các hợp chất có cấu trúc mạch vòng thêm chữ C.Ví dụ như C4H8 là RC138. – Các chất vô cơ: Kí hiệu là R7M, trong đó với M là phân tử lượng làm tròn củachất đó.Ví dụ NH3 kí hiệu là R717. – Môi chất lạnh R-12. Môi chất lạnh R -12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là 0CCl2F2 (CFC). Nó là một chất khí không màu nó nặng hơn không khí bốn lần ở 30 C,có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là 21,7 0C (-29,80C), áp suất hơi của nó trong bộ bốchơi là 30 PSI và trong bộ ngưng tụ là 150 -300 PSI, và có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là70 BTU trên 1 Pound. R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất, và không tham gia phản ứng với cáckim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc tín h có khảnăng lưu thông xuyên số hệ thống ống dẫn nhưng không bị làm giảm hiệu suất, utchính những đặc điểm này đã làm cho R -12 là môi ch lý tưởng sử dụng trong hệ ấtthống điều hòa ô tô. Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ôzôn và gây ra hiệu ứng nhà kính,do các phân ử này có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải, và tại bầu khí tquyển, nguyên tử clo đã tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3 trong tầng ôzônkhí quyển. Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng và lưu hành trên thịtrường. www.oto-hui.com 15 Hình 2.10: Sự phá hủy tầng ôzôn của CFC – Môi chất lạnh R-134a. Môi chất lạnh R134a có công thức hóa học là CF 3-CH2F (HFC). Do trong thànhphần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành công nghiệpô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất lạnh R134a. Các đặc tính, các mối quan hệ áp suất và nhiệt độ của môi chất R134a có điểm 0sôi là -15,2 F (-26,90C), và có lượng nhiệt ẩn để bốc hơi là 77,74 BTU/Pound. Điểm ớisôi này cao hơn so v môi chất R-12 nên hiệu suất có phần không bằng so với R -12.Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi ch lạnh R 134a được thiết kế với ấtáp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối lượng lớn không khí giải nhiệt thổixuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ). R134a có nhược điểm nữa là không kết hợp đượcvới các dầu khoáng dùng để bôi trơn hệ thống. Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ. Đồ thị chỉ ra điểm sôi củaR134a ở mỗi cặp giá trị nhiệt độ và áp suất. Phần diện tích trên đường cong áp suấtbiểu diễn R134a ở trạng thái khí và phần diện tích dưới đường cong áp suất biểu diễnR134a ở trạng thái lỏng. Ga lạnh ở thể khí có thể chuyển sang thể lỏng chỉ bằng cáchtăng áp suất mà không cần thay đổi nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ mà không cần thay đổiáp suất. Ngược lại ga lỏng có thể chuyển sang ga khí bằng cách giảm áp suất màkhông cần thay đổi nhiệt độ hoặc tăng nhiệt độ mà không cần thay đổi áp suất. www.oto-hui.com 16 Hình 2.11: Đường cong áp suất hơi của môi chất lạnh R-134a Khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí bằng môi chấtR134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với R134a,cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi trơn chuyêndùng cùng với môi chất lạnh R 134a là các ch bô i trơn tổng hợp polyalkalineglycol ất(PAG) hay polyolester (POE). Hai chất này không hòa trộn với môi chất lạnh R-12. Tacó thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R134a vì thông thường nó đượcghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống.c. Dầu bôi trơn. + Tùy theo quy định của nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 mlđược nạp vào máy nén nhằm đảm bảo các chức năng sau đây : Bôi trơn các chi tiết củamáy nén tránh mòn và két cứng , một phần dầu nhờn sẽ h òa trộn với môi chất lạnh vàlưu thông khắp nơi trong hệ thống , giúp van giãn nở hoạt động chính xác , bôi trơn cổtrục máy nén. + Dầu bôi trơn máy nén phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh.Dầu bôi trơn máy nén kh ông có mùi, trong suốt màu vàng nhạt . Khi bị lẫn tạp chất nócó màu nâu đen . Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống điện lạnh đổi sangmàu nâu đen, thì dầu đã bị nhiễm bẩn. Nó cần được xả sạch và thay dầu mới theo đúngchủng loại và đúng dung lượng quy định. + Chủng loại và độ nhớt của dầu bôi trơn máy nén tùy thuộc vào quy định củanhà chế tạo máy nén và tùy thuộc vào lượng môi chất lạnh đang sử dụng trong hệthống. Dầu nhờn được hò a ta với môi chất lạnh và lưu thông xuyên suốt hệ thống , dovậy bên trong mỗi bộ phận đều có dầu bôi trơn khi tháo rời các bộ phận đó ra khỏi hệ www.oto-hui.com 17thống. Lượng dầu bôi trơn phải được cho thêm sau khi thay mới bộ phận được quyđịnh do nhà chế tạo.2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô.2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô. Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ô tô nói riêng bao gồm các bộ phận vàthiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thảinhiệt ra môi trường bên ngoài. Thiết bị lạnh ô tô bao gồm các bộ phận: Máy nén, thiếtbị ngưng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết lưu), thiết bị bayhơi (giàn lạnh), và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt động có hiệuquả nhất. Hình vẽ dưới đây giới thiệu các bộ phận trong hệ thống điện lạnh ô tô. Hình 2.12: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ô tô A. Máy nén (bốc lạnh) F. Van tiết lưu B. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) G. Bộ bốc hơi C. Bộ lọc hay bình hút ẩm H. Van xả phía thấp áp D. Công tắc áp suất cao I. Bộ tiêu âm E. Van xả phía cao áp www.oto-hui.com 182.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô. Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây. + Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén (A) dưới áp suất cao và dưới nhiệt độbốc hơi cao, giai đoạn này môi chất lạnh được bơm đến bộ ngưng tụ (B) hay giàn nóngở thể hơi. + Tại bộ ngưng tụ (B) nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt gió thổi mát giàn nóng,môi chất ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao nhiệt độthấp. + Môi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông 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 vàobộ bốc hơi (Giàn lạnh) (G), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do giảm áp n ênmôi chất từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi. + Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ô tô, có nghĩalà làm mát khối không khí trong cabin. Không khí lấy từ bên ngoài vào đi qua giàn lạnh (Bộ bốc hơi). Tại đây không khíbị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá ả nhiệt, do đó nhiệt độ của tnkhông khí s bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khí cũng bị ẽngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp suấtcao sẽ trở thành môi chất ở thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp. Khi quá trình này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấynăng lượng từ không khí xung quanh giàn l nh (năng lượng không mất đi mà chuyển ạtừ dạng này sang dạng khác). Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống,tạo nên không khí lạnh. Môi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ cao và áp suất thấpđược hồi về máy nén.2.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô. – Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hòa được lắp ởphía trước (táp lô) hoặc phía sau (cốp xe) là đảm bảo được việc cung cấp khí mát vàotrong xe khi cần thiết. – Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hòa giống xe conthì sẽ không đảm bảo làm má t toàn bộ xe hay quá trình làm mát sẽ kém đi nhiều. Vìvậy xe khách được lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo làm mát toàn bộ xetạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe. www.oto-hui.com 19Hình 2.13: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe du lịchHình 2.14: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách www.oto-hui.com 20