intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST
Báo xấu
48
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô" giới thiệu những kiến thức cơ bản về lý thuyết, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kỹ thuật kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa của hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

  1. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÓA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2020
  2. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô LỜI NÓI ĐẦU Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên mùa hè tương đối nóng nực và có độ ẩm khá cao. Cùng với sự phát triển của đất nước, đời sống con người ngày càng được cải thiện và nâng cao, do đó nhu cầu về việc tạo ra điều kiện vi khí hậu thích hợp cho con người ở các công sở, văn phòng, xí nghiệp, nhà ở và phương tiện đã trở nên rất cấp thiết. Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế, ôtô đã được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng và ngày càng được cải tiến, nâng cấp tối ưu về mặt tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên ôtô hiện đại ngày càng phát triển, hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng, một trong những tiện nghi phổ biến đó là hệ thống điều hoà không khí trong ôtô. Giáo trình này giới thiệu những kiến thức cơ bản về lý thuyết, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kỹ thuật kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa của hệ thống điều hòa không khí trên xe ô tô. Giáo trình được dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trong nhà trường và làm tài liệu tham khảo cho những người làm công tác kĩ thuật trong ngành ô tô, kỹ thuật viên thiết kế. Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 1-
  3. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 1.1. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Willis H.Carrier (1876 – 1950) là người đưa ra định nghĩa điều hoà không khí là sự kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái không khí không đổi phục vụ cho mọi yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ. Năm 1902, Tiến Sĩ Willis Carrier phát minh ra máy điều hòa không khí kiểu ly tâm đầu tiên trên thế giới, có khả năng kiểm soát được cả nhiệt độ và độ ẩm. Phát minh này đã tạo ra môi trường làm việc tiện nghi trong lĩnh vực thương mại và công nghiệp. Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng Ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái không khí yêu cầu (Trans. Amer. Soc. mech. Engineers. Bd. 33 (1911)). Ông chính là người đi đầu cả trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng chế, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hoà không khí. Năm 1915, Ông thành lập Công Ty Carrier và không ngừng phát triển để trở thành nhà cung cấp máy điều hòa không khí hàng đầu và nổi tiếng trên thế giới. Ông đã cống hiến trọn đời mình cho ngành điều hoà không khí và cũng đã trở thành ông tổ vĩ đại nhất của ngành này. Năm 1939 Packard (một công ty chế tạo ô tô ở Mỹ) đã ứng dụng hệ thống điều hòa dân dụng để phát minh ra chiếc xe chạy máy lạnh đầu tiên trên thế giới, sau đó nó đã được lắp đặt hàng loạt cho những chiếc xe của hãng này. Đến năm 1942 Packard đã trang bị máy lạnh cho 1.500 xe. Vào năm 1954 đã có khoảng 36.000 xe có hệ thống điều hòa không khí được lắp đặt ở các nhà máy. Trong năm 1966 đã có khoảng 3.560.000 bộ điều hòa được lắp đặt trên ô tô ở Mỹ. Những xe được trang bị máy lạnh lúc đó được bán rất chạy. Năm 1987 số lượng xe được lắp điều hòa không khí là 19.571.000. Và ước tính rằng hiện nay trên 80% số xe ô tô và xe tải nhẹ hoạt động có điều hòa không khí. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp ôtô đã và đang rất phát triển. Những xe ra đời sau này được cải tiến tiện nghi, an toàn và hiện đại hơn những chiếc xe đời cũ. Trên ôtô hiện đại đều được trang bị hệ thống điều hòa không khí, hệ thống này góp phần đáng kể vào việc tạo ra sự thoải mái, dễ chịu và khỏe khoắn cho hành khách trong xe. Chức năng của hệ thống điều hòa không khí là để:  Điều khiển nhiệt độ trong xe phù hợp với cơ thể (mát mẻ hoặc ấm áp)  Điều khiển lưu thông và phân phối không khí  Tách ẩm trong không khí  Làm sạch bụi, khử mùi Không khí trong ôtô thích hợp nhất là khi sự trao đổi nhiệt giữa người trong xe với môi trường xung quanh tiến hành ở điều kiện cường độ cực tiểu của hệ thống tự điều chỉnh thân nhiệt của người. Để tạo sự thích hợp trên, có thể bằng biện pháp tự nhiên hoặc bằng thiết bị. Biện pháp đầu gắn liền với môi trường không khí bên ngoài, nên không khí bên trong ôtô sẽ bị thay đổi theo vùng xe chạy, tốc độ của xe, điều kiện thời tiết khi chạy xe và điều kiện phát nhiệt máy móc cũng như sự hấp thụ nhiệt của vỏ xe. Biện pháp sau sẽ tạo Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 2-
  4. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô được vùng tiểu khí hậu trong xe thích hợp với người trên xe. Do vậy, hệ thống điều hòa không khí được sử dụng rộng rãi và ngày càng hoàn chỉnh hơn trên ôtô hiện đại. Hình 1.1. Biện pháp làm mát tự nhiên Hình 1.2. Biện pháp làm mát sử dụng thiết bị 1.1.1. Cơ sở lý thuyết về điều hòa không khí Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết căn bản của hệ thống điều hòa không khí. Qui trình làm lạnh được mô tả như là một hoạt động tách nhiệt ra khỏi vật thể - đây cũng chính là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí. Vậy nên, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên những nguyên lý cơ bản sau:  Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh.  Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ.  Để làm lạnh một người hay một vật thể, phải lấy nhiệt ra khỏi người hay vật thể đó  Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi một chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi. 1.1.2. Các khái niệm cơ bản Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ôtô đều được thiết kế dựa trên Cơ sở lý thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sôi. a, Dòng nhiệt “Nhiệt” truyền từ những vùng có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có chuyển động Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 3-
  5. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô mạnh hơn) đến những vùng có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển động yếu hơn). Ví dụ một vật nóng 30o C được đặt kề bên vật nóng 80o C, thì nhiệt sẽ truyền từ vật nóng 80oC sang vật nóng 30oC – chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật càng lớn thì dòng nhiệt lưu thông càng mạnh. b, Đơn vị đo nhiệt độ Gồm có 3 đơn vị đo nhiệt độ thường hay sử dụng nhất để đo giá trị của nhiệt độ đó là: oK, oC, oF Thang chia oK = oC + 273,15 Mối quan hệ giữa oC và oF: oC = 5/9 x (oF – 32); oF = 9/5 xoC + 32 Hình 1.3. Các loại nhiệt kế đo nhiệt c, Sự hấp thụ nhiệt Ta có một ví dụ: Khi cấp một lượng nhiệt lên viên đá nó sẽ tan thành thể lỏng là nước, nếu nước được đun nóng đến 212oF (100oC), nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Hình 1.4. Quá trình biến đổi trạng thái khi hấp thụ nhiệt Chúng ta thấy muốn thay đổi trạng thái của vật thể (rắn, lỏng, khí), cần phải truyền dẫn một nhiệt lượng cho nó hay nói cách khác vật thể đó cần thêm một lượng nhiệt để có thể thay đổi trạng thái, và nó sẽ hấp thụ từ xung quanh, đó gọi là sự hấp thụ nhiệt. Có 2 trạng thái của sự hấp thụ nhiệt tiêu biểu mà chúng ta xét tới ở đây, đó là: sự hóa hơi và sự ngưng tụ. Sự hóa hơi: là sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi, có thể xảy ra dưới 2 hình thức: sự tự bay hơi và sự sôi. Đầu tiên ta nói về cơ sở khoa học để hình thành sự bay hơi, điều này cũng giải thích lý do tại vì sao khái niệm "sự bay hơi" chỉ có ở chất lỏng mà không có ở các vật thể rắn:  Ở các chất rắn: các nguyên tử không thể di chuyển, vị trí của các nguyên tử là Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 4-
  6. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô cố định (tức là hai nguyên tử nằm kề nhau không thể hoán đổi vị trí cho nhau). Lưu ý là mặc dù nguyên tử không thể di chuyển nhưng nó vẫn dao động nhỏ xung quanh vị trí cân bằng của nó, điều này dẫn đến một số tính chất của chất rắn như cứng, đặc, ...v.v.  Ở các chất lỏng: vị trí của các nguyên tử là không cố định, chúng có thể di chuyển vô định hướng và hoán đổi vị trí cho nhau, làm cho chất lỏng có một số tính chất như mềm, lỏng, dễ xuôi theo trọng lực, ...v.v. Bình thường, các phân tử trong một chất lỏng không có đủ động năng để thoát khỏi chất lỏng. Nhưng khi các phân tử va chạm với nhau, chúng chuyển hóa năng lượng cho nhau ở nhiều mức độ đa dạng, phụ thuộc vào cách các phân tử va chạm vào nhau. Đôi khi, sự chuyển hóa này là một chiều đối với những phân tử gần bề mặt, cuối cùng nó sẽ tích tụ đủ năng lượng để bay hơi gọi là sự tự bay hơi. Hình 1.5. Sự tự bay hơi Ngoài ra sự bay hơi phụ thuộc vào động năng mà nó hấp thụ, trong khi động năng của một phân tử tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nó, sự bay hơi diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ cao. Sự bay hơi diễn ra nhanh nhất là khi chất lỏng hấp thụ đủ động năng (nhiệt độ) để vượt qua được lực liên kết phân tử, khi đó chất lỏng có thể bay hơi ở cả bên trong và trên bề mặt, đó gọi là sự sôi. Tuy nhiên mỗi chất lỏng có lực liên kết khác nhau nên cần một động năng (nhiệt độ) khác nhau để hóa hơi và người ta gọi đó là điểm sôi của chất lỏng (nước sôi ở 100oC). Khi các phân tử chuyển động nhanh hơn thoát ra, các phân tử còn lại sẽ có động năng trung bình thấp hơn, và nhiệt độ của chất lỏng giảm xuống. Hiện tượng này gọi là sự bay hơi để làm mát và đó chính là nguyên lý làm lạnh. Đây là lý do tại sao việc làm bay hơi mồ hôi làm mát cơ thể con người. Tương tự như vậy chúng ta cũng cảm thấy lạnh khi chúng ta bôi cồn vào tay: Cồn đã lấy nhiệt của tay chúng ta khi bay hơi. Hay nước thường đọng lại trên ly nước đá vì khi nước đá bay hơi đã lấy nhiệt ở bề mặt ly. Chúng ta có thể làm cho các vật lạnh đi bằng cách sử dụng các hiện tượng tự nhiên này: chất lỏng bay hơi có thể lấy nhiệt từ các chất. Hình 1.6. Nguyên lý làm lạnh Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi:  Nhiệt độ (Với chất có nhiệt độ cao hơn, thì các phân tử của nó sẽ có động năng trung Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 5-
  7. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô bình cao hơn, do đó bay hơi sẽ nhanh)  Áp suất (càng cao thì điểm sôi càng cao)  Diện tích bề mặt (Một chất có diện tích bề mặt lớn hơn sẽ bay hơi nhanh hơn, vì có nhiều phân tử bề mặt có khả năng thoát đi)  Khối lượng riêng (Chất lỏng có khối lượng riêng càng lớn thì sẽ bay hơi càng chậm)  Nhiệt hóa hơi riêng ( là nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển thành hơi ở một nhiệt độ xác định)  Nồng độ các chất bay hơi trong không khí (nếu không khí đã bão hòa với các chất khác, khả năng tiếp nhận chất bay hơi sẽ thấp hơn). Sự ngưng tụ: là quá trình ngược với sự hóa hơi tức là sự thay đổi trạng thái chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Bản thân chất khí lúc này sẽ bị hấp thụ nhiệt và ngưng tụ. Sự ngưng tụ bắt đầu bằng sự hình thành các cụm nguyên tử của chất đó trong thể khí của nó (hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành mây) hoặc khi tiếp xúc giữa pha khí với bề mặt lỏng hoặc rắn (hiện tượng đọng giọt nước trên nắp ấm nước khi đun sôi nước). Ngưng tụ thường xảy ra khi chất khí được làm lạnh hoặc nén đến giới hạn bão hòa của nó khi mật độ phân tử trong pha khí đạt đến ngưỡng tối đa. Vùng xảy ra các quá trình ngưng hơi có thể ở trong thể tích khối hơi khi nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ bão hòa ở áp suất tương ứng hoặc cũng có thể xảy ra trên bề mặt vật được làm lạnh. Khi bay hơi và khi ngưng tụ, bản thân môi chất sẽ hấp thụ hoặc bị hấp thụ một lượng nhiệt (động năng) để chuyển đổi trạng thái. Lượng nhiệt này người ta gọi là ẩn nhiệt (ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt ngưng tụ) Hình 1.7. Ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt ngưng tụ d, Áp suất và sự ảnh hưởng tới 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 điểm sôi của chất lỏng này. Áp suất càng lớn, điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao hơn so với 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 100 oC. 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 ứng 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 Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 6-
  8. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô gọi là môi chất lạnh hay còn gọi là tác nhân lạnh, gas lạnh, chất sinh hàn. Hình 1.8. Biểu đồ áp xuất và điểm sôi 1.1.3. Các phƣơng pháp truyền nhiệt Sự truyền nhiệt có thể được truyền bằng: Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hay kết hợp giữa ba cách trên. a, Dẫn nhiệt b, Đối lưu c, Bức xạ Hình 1.9. Các phương pháp truyền nhiệt a, 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 trực tiếp với nhau. Ví dụ, nếu nung nóng một đầu thanh thép thì đầu kia sẽ dần dần ấm lên do sự dẫn nhiệt. b, Đối lưu: Là sự di chuyển của những nhóm phân tử trong chất lỏng hoặc chất khí. Sự đối lưu nhiệt: là sự truyền nhiệt sinh ra bởi sự chuyển động của dòng chất khí (hoặc lỏng) đã được làm nóng. Khí nóng luôn di chuyển lên trên và khí lạnh chìm xuống (gọi là đối lưu tự nhiên) hoặc di chuyển theo sự tác động cưỡng bức bởi gió hay quạt, ... (gọi là đối lưu cưỡng bức) Lấy ví dụ sự đối lưu nhiệt khi đun sôi ấm nước: khi nhiệt được cấp tại phần đáy một ấm nước, các phần tử nước đã được làm nóng lên sẽ chuyển động lên phía trên, phần nước lạnh từ những vùng xung quanh sẽ chìm xuống và tiếp tục quy trình cho đến khi toàn bộ phần nước trong ấm sôi hết. c, 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 ánh đèn pha ôtô nếu ta đứng gần nó. Đó là bởi nhiệt của mặt trời hay đèn pha đã được biến thành các tia hồng ngoại và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 7-
  9. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô cho các phần tử của vật đó chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là bức xạ 1.1.4. Môi chất lạnh và sử dụng an toàn môi chất lạnh Môi chất lạnh còn gọi là gas lạnh: là chất tuần hoàn trong hệ thống điều hòa có tác dụng làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt từ việc giãn nở và bay hơi. Gas lạnh phải đảm bảo: Không cháy, nổ; không độc, không ăn mòn, không mùi. Trên ô tô sử dụng hai loại môi chất lạnh là R-12 và R-134a  R-12 có tên khoa học là Dichlorodifluoromethane, tên thương mại là Freon-12, thường được biết đến là CFC. Công thức phân tử của nó là CCl2F2, nhiệt độ sôi là −29.80C (243.3K).  Môi chất R-134a có tên khoa học là 1,1,1,2-Tetrafluoroethane hay còn được gọi là Genetron 134a hay HFC-134a, có tính chất nhiệt động học tương tự R-12 (dichlorodifluoromethane) nhưng không gây phá hủy tầng ozone. Công thức của nó là CH2FCF3 và nhiệt độ sôi là −26.30C (−15.340F). a, phân tử R-12 b, phân tử R-134a Hình 1.10. Cấu tạo phân tử R-12 và R-134a Môi chất R12 chủ yếu sử dụng trên ô tô sản xuất trước năm 1994. Từ năm 1994, việc sản xuất R-12 bị cấm ở Mỹ và nhiều nước vì những quan ngại về môi trường. Để hệ thống điều hòa không khí R-12 sử dụng được R-134a, chúng ta cần phải thay thế ống mềm, gioăng chữ O và dầu máy nén. Hình 1.11. Bảng đặc tính của Môi chất R-12 và R-134a Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 8-
  10. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô 1.2. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 1.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Điều hoà không khí trên ô tô là bộ phận điều khiển nhiệt độ trong xe, hoạt động như một máy hút ẩm có chức năng điều khiển nhiệt độ thay đổi từ cao đến thấp. Nó có nhiệm vụ điều hòa, làm mát và giảm độ ẩm của không khí giúp gia tăng kéo dài thời gian sử dụng cho các động cơ khi hoạt động. Đồng thời, hệ thống điều hòa còn giúp lưu thông và đảm bảo mang tới luồng không khí trên xe được thoải mái, tránh ngột ngạt nhất là trong những ngày oi ả. 1. Máy nén 2. Dàn nóng. 3. Bộ lọc khô 4. Van tiết lưu. 5. Dàn lạnh. 6. Bình tích lũy. 7. Két sưởi. 8. Quạt gió. Hình 1.12: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô. Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các chức năng chính như sau:  Điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.  Duy trì độ ẩm và lọc gió.  Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính. a, Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.  Chức năng sưởi ấm. Nước làm mát động cơ Đầu vào Quạt Két sưởi Đầu ra Hình 1.13: Nguyên lý hoạt động của két sưởi.. Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong xe. Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng không khí trong Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 9-
  11. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô xe nhờ quạt gió. Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như một bộ sưởi ấm.  Chức năng làm mát. Môi chất(ga điều hòa) Máy nén Đầu vào Đầu ra Quạt Dàn Giànlạnh lạnh Hình 1.14: Nguyên lý hoạt động của dàn lạnh. Dàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào khoang xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới dàn lạnh. Dàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh. Khi đó không khí thổi qua dàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe. Như vậy, việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh. Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau. b, Chức năng hút ẩm và lọc gió.  Chức năng hút ẩm. Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua dàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của dàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn.  Chức năng lọc gió. Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch không khí trước khi đưa vào trong xe. Gồm hai loại:  Bộ lọc chỉ lọc bụi.  Bộ lọc lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính. c, Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn. Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao thì hơi nước sẽ đọng lại trên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 10-
  12. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô Hình 1.15 : Bộ lọc không khí. Hình 1.16: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi. 1.2.2. Phân loại Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển. a, Phân loại theo vị trí lắp đặt.  Kiểu dàn lạnh đặt phía trước. Ở loại này, dàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt dàn lạnh thổi qua dàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang xe. Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải.. Dàn sƣởi Dàn lạnh Quạt dàn lạnh Hình 1.17: Kiểu dàn lạnh đặt phía trước. Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 11-
  13. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô  Kiểu dàn lạnh đặt phía trước và sau xe. (Kiểu kép) Kiểu dàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với dàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe. Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ.. Dàn lạnh phía sau Hình 1.18 : Kiểu dàn lạnh kép.  Kiểu kép treo trần. Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có dàn lạnh phía trước kết hợp với dàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp với các loại xe khách. Dàn lạnh treo trần Hình 1.19: Kiểu kép treo trần. b, Phân loại theo phương pháp điều khiển.  Phương pháp điều khiển bằng tay. Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời...  Phương pháp điều khiển tự động. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa ( ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời… Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 12-
  14. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô Hình 1.20: Ví dụ bảng điều khiển bằng tay Hình 1.21: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 13-
  15. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô CHƢƠNG 2: CẤU TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 2.1. Hệ thống làm lạnh 2.1.1. Nhiệm vụ Hệ thống làm lạnh trên ô tô là một trong những hệ thống tiện nghi giúp làm mát và điều hòa không khí bên trong không gian của xe. 2.1.2. Cấu tạo chung A- Máy nén còn gọi là lốc lạnh B- Dàn nóng hay Dàn ngưng tụ C- Bộ lọc khô hay Phin lọc/ hút ẩm D- Van tiết lưu hay van giãn nở E- Van xả phía cao áp F- Van giãn nở G- Dàn lạnh hay Dàn bốc hơi H- Van xả phía thấp áp I- Bộ tiêu âm 1. Sự nén 2. Sự ngưng tụ 3. Sự giãn nở 4. Sự bốc hơi Hình 2.1. Cấu tạo chung hệ thống làm lạnh 2.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống làm lạnh Trên phần lớn các xe ô tô hiện nay, lốc lạnh hay còn gọi là máy nén khí được truyền động qua dây curoa động cơ. Từ lốc lạnh, gas lạnh được bơm ra ở trạng thái hơi, nóng, áp suất cao đi vào dàn nóng (còn gọi là dàn ngưng). Tại đây, gas lạnh dạng hơi sẽ được làm mát rồi ngưng tụ thành dạng lỏng. Khi qua phin lọc gas ( bộ lọc khô), các cặn bẩn cùng nước có trong gas lạnh sẽ bị chặn lại; sau đó gas lạnh dạng lỏng tiếp tục đi vào van tiết lưu. Khi đến đây, áp suất của gas lạnh giảm đột ngột và do đó gas lỏng được xé tơi. Khi vào dàn lạnh (còn gọi là dàn bốc hơi), gas lạnh bốc hơi mạnh hút nhiệt của dàn và làm lạnh không khí thổi qua dàn ra các cửa gió. Sau khi đi qua dàn lạnh, ga lạnh ở dạng hơi, lạnh, áp suất thấp sẽ được hút về lốc lạnh và lặp lại chu trình như trên. 2.1.4. Các bộ phận chính của hệ thống làm lạnh 2.1.4.1. Máy nén Máy nén có tác dụng nén môi chất đã bay hơi ở dàn lạnh thành môi chất dạng hơi có nhiệt độ và áp suất cao. Từ đó dàn nóng có thể dễ dàng hóa lỏng môi chất, cả khi môi trường xung quanh có nhiệt độ cao. Máy nén còn có tác dụng tuần hoàn môi chất trong hệ thống. Máy nén được dẫn động bởi pulley trục khuỷu động cơ bằng dây đai (dây curoa). Một máy nén hoạt động theo chu kỳ hút – nén – xả. Tức là sẽ hút môi chất vào xy lanh, sau đó nén lại và xả (đẩy) đi tuần hoàn trên hệ thống. Máy nén được chia ra làm 2 loại: Loại chỉ sử dụng ly hợp điện từ và loại sử dụng van điều khiển (van đuôi lốc). a, Máy nén chỉ sử dụng ly hợp điện từ Là máy nén được điều khiển bằng một cơ cấu ly hợp điện từ với cấu tạo chính bao gồm : đĩa từ (ly hợp), puly, và cuộn từ. Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 14-
  16. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô Hình 2.2. Cấu tạo Máy nén sử dụng ly hợp điện từ Nguyên lý hoạt động : Cũng khá giống với nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp của động cơ - hộp số. Khi động cơ hoạt động, pulley máy nén quay theo nhờ đai dẫn động nhưng trục máy nén vẫn đứng yên cho đến khi bật công tắc A/C, bộ ly hợp điện từ sẽ khớp với pulley vào trục của máy nén cho trục khuỷu động cơ dẫn động. Khi bật công tắc A/C, dòng điện chạy qua cuộn dây của bộ ly hợp và sinh ra từ trường lớn. Lực điện từ kéo ly hợp vào pulley và nối chặt chúng lại với nhau, khi đó trục của máy nén quay cùng với pulley của máy nén. Khi không khí trong xe đủ lạnh, cảm biến nhiệt độ dàn lạnh sẽ thông báo về hộp điều khiển và ngắt nguồn điện ra cuộn từ, ly hợp sẽ tách ra và lúc này máy nén sẽ không quay và dừng điều tiết môi chất. Hiện nay có 4 loại máy nén sử dụng ly hợp từ phổ biến nhất mà không dùng van đuôi:  Máy nén loại piston dẫn động bằng đĩa chéo (đĩa lắc): Khi trục quay kết hợp với chuyển động của đĩa có biên dạng thay đổi sẽ làm piston chuyển động tịnh tiến qua trái hoặc phải. Khi piston chuyển động sang trái, van hút bên phải mở do sự chênh lệch áp suất và hút môi chất vào trong xy lanh. Ngược lại, khi piston chuyển động sang phải, van hút bên phải đóng lại để nén môi chất. Áp suất của môi chất làm mở van xả và đẩy môi chất ra. Van hút và xả cũng ngăn không cho môi chất chảy ngược lại. Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 15-
  17. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô Hình 2.3. Cấu tạo Máy nén loại piston dẫn động bằng đĩa chéo (đĩa lắc) Hành trình hút: Khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự chênh lệch áp suất trong khoảng không gian phía bên phải của piston; lúc này van hút mở ra cho môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ bộ bay hơi nạp vào trong máy nén qua van hút. Và van xả phía bên phải của piston đang chịu lực nén của bản thân van lò xo lá, nên được đóng kín. Van hút mở ra cho tới khi hết hành trình hút của piston thì được đóng lại, kết thúc hành trình nạp. Hành trình xả: Khi piston chuyển động về phía bên trái thì tạo ra hành trình hút phía bên phải, đồng thời phía bên trái của piston cũng thực hiện cả hành trình xả hay hành trình bơm của máy nén. Đầu của piston phía bên trái sẽ nén khối hơi môi chất lạnh đã được nạp vào, nén lên áp suất cao cho đến khi đủ áp lực để thắng được lực tỳ của van xả thì van xả mở ra và hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao được đẩy đi tới bộ ngưng tụ. Van hút phía bên trái lúc này được đóng kín bởi áp lực nén của hơi môi chất. Van xả mở ra cho đến hết hành trình bơm, thì đóng lại bằng lực đàn hồi của van lò xo lá, kết thúc hành trình xả. Và cứ thế tiếp tục các hành trình mới.  Máy nén loại cánh gạt: gồm một rotor gắn chặt với 2 cánh gạt đối xứng nhau và được bao quanh bởi xy lanh máy nén. Khi rotor quay, hai cánh gạt quay theo và chuyển động tịnh tiến trong rãnh của rotor, trong khi đó hai đầu cuối của cánh gạt tiếp xúc với mặt trong của xy lanh và tạo áp suất nén môi chất. Hành trình hút: Khi roto quay, lực li tâm bắn các cánh gạt tỳ kín vào vách máy nén, giữa 2 cánh van và vách trong của vỏ máy nén sẽ tạo ra một thể tích lớn (buồng bơm). Chuyển động này hút hơi môi chất lạnh vào phần thể tích vừa tạo ra khi phần thể tích này quay ngang qua lỗ nạp môi chất được bố trí trên thân vỏ máy nén. Kết thúc hành trình hút là khi cánh van quay qua khỏi lỗ nạp. Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 16-
  18. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô Hình 2.4. Cấu tạo Máy nén piston loại cánh gạt Hành trình nén: Sau khi hoàn thành quá trình hút khối thể tích giữa van và vách vỏ bơm có chứa hơi môi chất lạnh sẽ giảm xuống, bắt đầu hành trình nén. Hành trình nén được thực hiện ở phía mặt trong của vỏ bơm, áp suất hơi môi chất lạnh tăng lên khi thể tích buồng bơm co lại. Hành trình xả: Khi cánh van quay qua khỏi lỗ xả thì máy nén bắt đầu hành trình xả. Lúc này hơi môi chất lạnh đã được nén lên áp suất cao, nên tạo ra áp lực cao mở van xả và tuôn dòng hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao ra khỏi máy nén đi đến dàn ngưng tụ. Lúc này dầu bôi trơn đã được tách ra khỏi hơi môi chất lạnh và lắng xuống buồng chứa  Máy nén loại cánh văng: Về cơ bản máy nén loại cánh văng cũng có nguyên lý hoạt đông tương tự như máy nén loại cánh gạt, nó chỉ khác nhau về cấu tạo của cánh van và xy lanh. Hình 2.5. Cấu tạo Máy nén piston loại cánh văng  Máy nén loại xoắn ốc: Đường xoắn ốc quay chuyển động tuần hoàn, 3 khoảng trống giữa đường xoắn ốc Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 17-
  19. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô quay (động) và đường xoắn ốc cố định sẽ dịch chuyển để làm cho thể tích của chúng nhỏ dần. Khi đó môi chất được hút vào qua cửa hút bị nén do chuyển động tuần hoàn của đường xoắn ốc và mỗi lần vòng xoắn ốc quay thực hiện quay 3 vòng thì môi chất được xả ra từ cửa xả. Trong thực tế môi chất được xả ngay sau mỗi vòng. b, Máy nén sử dụng van điều khiển (van đuôi lốc) Là loại máy nén điều khiển lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống dựa vào van điều khiển nằm phía đuôi lốc. Nó sẽ quyết định máy nén sẽ đưa bao nhiêu môi chất đi để phục vụ cho công việc làm lạnh không khí trong xe. Cấu tạo: Máy nén sử dụng van điều khiển có cấu tạo cũng tương tự máy nén thường (chủ yếu có cấu tạo giống máy nén sử dụng đĩa chéo) nhưng có thêm bộ phận đặt trên thân máy nén có nhiệm vụ điều tiết lưu lượng môi chất đó là Van điều khiển máy nén (hay còn gọi là van đuôi lốc – thường nằm ở vị trí đuôi trên thân lốc) Nguyên lý hoạt động: Đây là loại máy nén hoạt động theo kiểu điều tiết lưu lượng gas để duy trì nhiệt độ trong xe như mong muốn. Máy nén có thể tích làm việc biến đổi là do hành trình của piston thay đổi dựa vào góc nghiêng (so với trục) của đĩa lắc (đĩa cam), thay đổi tùy theo lượng môi chất cần thiết cung cấp cho hệ thống. Góc nghiêng của đĩa lắc lớn thì hành trình của piston dài hơn, môi chất lạnh sẽ được bơm đi nhiều hơn. Khi góc nghiêng nhỏ, hành trình của piston sẽ ngắn, môi chất lạnh sẽ được bơm đi ít hơn. Điều này cho phép máy nén có thể chạy liên tục nhưng chỉ bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết. Có 2 loại máy nén sử dụng van điều khiển là loại van cơ và loại điều khiển điện.  Máy nén sử dụng van điều khiển cơ: Hình 2.6. Cấu tạo Máy nén sử dụng van điều khiển cơ Máy nén sử dụng van điều khiển cơ sử dụng một màng xếp có sẵn môi chất với áp suất mặc định, và nó điều khiển bằng sự chênh lệch áp suất giữa đường hồi từ dàn lạnh về và màng xếp để đóng mở van, điều khiển áp suất của buồng điều khiển. Khi không khí trong xe đã đạt độ lạnh, tức áp suất môi chất hồi về sẽ thấp hơn áp suất trong màng xếp và điều khiển van khi đó van sẽ mở và buồng xả sẽ thông với buồng điều khiển làm cho áp suất buồng điều khiển cao hơn áp suất nạp, khi đó đĩa lắc sẽ nghiêng một góc nhỏ hơn và Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 18-
  20. Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trên Ô tô hành trình piston cũng sẽ nhỏ hơn, lưu lượng môi chất đưa đi cũng ít hơn. Tương tự như thế với trường hợp không khí trong xe bắt đầu cao hơn nhiệt độ mặc định, áp suất hồi sẽ cao hơn áp suất trong màng xếp và đẩy màng xếp đi lên, đóng khe hở van lại ngăn không cho buồng áp suất cao thông sang buồng điều khiển, lúc này áp suất buồng điều khiển sẽ thấp hơn buồng nạp nên đĩa lắc sẽ nghiêng 1 góc lớn hơn, hành trình piston cũng lớn hơn và lưu lượng môi chất nén để điều tiết đi để làm lạnh nhiều hơn, trong xe sẽ lạnh hơn. Loại máy nén nén này vẫn sử dụng ly hợp điện từ, nhưng lúc này ly hợp chỉ có tác dụng để dẫn động cho máy nén quay khi bật công tắc A/C và không sử dụng cảm biến giàn lạnh để ngắt ly hợp từ nữa. Máy nén sẽ luôn quay cho đến khi tắt công tắc A/C. Hình 2.7. Hoạt động của máy nén sử dụng van điều khiển cơ  Máy nén sử dụng van điều khiển điện: Nguyên lý hoạt động: Góc nghiêng của đĩa lắc được điều khiển bởi một van điều khiển. Khi công tắc A/C bật sẽ cấp điện theo dạng duty (dải điện áp) xuống van điều khiển để điều khiển van thu hẹp khe hở làm giảm áp suất buồng xả thông với buồng điều khiển. Sự chênh lệch áp suất giữa piston và đĩa lắc sẽ tác động làm đĩa lắc thay đổi góc nghiêng qua đó điều khiển lưu lượng của môi chất lạnh để duy trì nhiệt độ trong xe theo ý muốn của người sử dụng. Điện áp xuống van điều khiển sẽ được duy trì theo dải điện áp để điều chỉnh khe hở van thông giữa buồng xả và buồng điều khiển. Van mở lớn hay nhỏ phụ thuộc vào các cảm biến đầu vào đưa về hộp để hộp cấp điện áp xuống van, điện áp càng cao thì mở càng nhỏ, điện áp thấp thì mở lớn, điện áp 12V thì đóng hoàn toàn. Vì thế sẽ không có khái niệm máy Khoa Cơ Khí Động Lực - QUI - 19-
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2