TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài
THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU HÒA KHÔNG
KHÍ VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB VÀO MÔ
PHỎNG
SVTH: NGUYỄN KHẮC HÙNG
MSSV: 17145304
SVTH: KHUẤT ĐỨC DUY
MSSV: 17145268
GVHD: Th.S NGUYỄN THÀNH TUYÊN
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸTHUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
────────
────────
TP. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Nguyễn Khắc Hùng MSSV: 17145304
Email: 17145304@student.hcmute.edu.vn Số điện thoại: 0393716337
2. Khuất Đức Duy MSSV: 17145268
Email: 17145268@student.hcmute.edu.vn Số điện thoại: 0976215311
Ngành: Công nghệ Kỹ Thuật ô tô
Khóa: 2017-2021 Lớp: 171452A
1. Tên đề tài: “Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần
mềm Matlab vào mô phỏng.” 2. Nhiệm vụ đề tài
• Ôn lại các kiến thức nền tảng về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
• Tra cứu mở rộng về các tài liệu mới có liên quan về đề tài.
• Nghiên cứu sâu rộng hơn về giải thuật, lập trình cũng như thiết kế điện.
• Thi công cải tiến hoàn thiện mô hình điều hòa thực tế dựa trên vật tư tại xưởng. .
• Mô phỏng hệ thống điều hoà.
3. Sản phẩm của đề tài
• Mô hình điều hòa đã được thi công hoàn thiện và đặt tại xưởng điện của khoa sẵn sàng
cho việc học tập và giảng dạy.
• Biên soạn hoàn chỉnh cuốn sách thiết minh đi kèm mô hình.
• Mô phỏng hệ thống thành công trên MATLAB/SIMULINK
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 10/03/2021
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Theo kế hoạch khoa CKĐ
TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
────────
────────
Bộ môn : Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Khắc Hùng MSSV: 17145304
Khuất Đức Duy MSSV: 17145268
Tên đề tài: “Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần mềm
Matlab vào mô phỏng.”
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thành Tuyên.
Ý KIẾN NHẬN XÉT
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên.
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN.
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.3 Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.4 Những tồn tại (Nếu có):
3. Đánh giá:
TT Mục đánh giá
Điểm
tối đa Điểm đạt
được
1. Hình thức và kết cấu ĐATN. 30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung. 10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài. 10
Tính cấp thiết của đề tài. 10
2. Nội dung ĐATN. 50
5
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hội,…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá. 10
15
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển. 15
5
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài. 10
4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10
Tổng điểm 100
4. Kết luận.
Được phép bảo vệ.
Không được phép bảo vệ.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
────────
────────
Bộ môn : Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Khắc Hùng MSSV: 17145304
Khuất Đức Duy MSSV: 17145268
Tên đề tài: “Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần mềm
Matlab vào mô phỏng.”
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô.
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV):.......................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
4. Những kiến thức còn thiếu sót
....................................................................................................................................................
5. Câu hỏi.
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
6. Đánh giá.
TT
Mục đánh giá
Điểm
tối đa Điểm đạt
được
1. Hình thức và kết cấu ĐATN. 30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung. 10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài. 10
Tính cấp thiết của đề tài. 10
2. Nội dung ĐATN. 50
5
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hội,…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá. 10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy 15
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển. 15
5
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài. 10
4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10
Tổng điểm 100
7. Kết luận.
Được phép bảo vệ.
Không được phép bảo vệ.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2021
Giảng viên phản biện
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸTHUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
────────────
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần mềm
Matlab vào mô phỏng.
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Khắc Hùng MSSV: 17145304
Khuất Đức Duy MSSV: 17145268
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến
thức hết sức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Đặc biệt với sự
giúp đỡ của các quý thầy cô Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định.
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
• Giảng viên Th.S Nguyễn Thành Tuyên, thầy đã hướng dẫn tận tình cũng như theo sát đôn
đốc chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
• Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy trong khoa Cơ khí động lực – trường Đại học
Sư Phạm Kỹ Thuật đã hỗ trợ kiến thức, tư vấn kỹ thuật và cho chúng em mượn dùng các
thiết bị tại xưởng thực hành. .
• Cảm ơn gia đình và bạn bè đã hỗ trợ, động viên, khuyến khích chúng em tự tin trong cuộc
sống cũng như cố gắng vươn lên trong học tập.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Cơ Khí
Động Lực dồi dào sức khỏe, niềm vui và nhiệt huyết với nghề giáo để góp phần vào sự
nghiệp trăm năm trồng người.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện đề tài
Nguyễn Khắc Hùng
Khuất Đức Duy
i
TÓM TẮT
1. Tên đề tài: Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần mềm
Matlab vào mô phỏng.
2. Thời gian và địa điểm thực hiện:
Thời gian: 30/03/2021 – 24/08/2021.
Địa điểm: Xưởng thực tập bộ môn Điện tử Ô tô, khoa Cơ khí Động Lực, trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.
3. Mục đích đề tài:
Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống điều hòa trên ôtô.
Tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý làm việc và sơ đồ mạch điện của các bộ phận.
Xây dựng bài thực hành nối dây trên mô hình. Nhắm giúp sinh viên hiểu rõ về sơ
đồ mạch điện một cách trực quan hơn.
Áp dụng các kiến thức đã học để chọn lọc và thiết kế mô hình hệ thống.
Mô hình hóa hệ thống điều hòa trên oto bằng ứng dụng Matlab/SIMULINK.
4. Phương tiện:
Phương tiện lý thuyết:
Ôn lại các kiến thức đã học về hệ thống điều hòa cũng như các kiến thức về điện .
Tra cứu tài liệu bằng các công cụ trực tuyến, giáo trình...
Sử dụng các dụng cụ cơ khí đã được trang bị sẵn trong xưởng.
Tận dụng các trang thiết bị và nguồn lực sẵn có để tiết kiệm chi phí.
Áp dụng kiến thức đã học từ môn ứng dụng máy tính vào mô phỏng hệ thống.
5. Kết quả
Mô hình hệ thống điều hòa không khí kết hợp bài thực hành nối dây trên mô
hình.
Quyển thuyết minh cơ sở lý thuyết về hệ thống điều hòa, quá trình thực hiện,
phiếu công tác và kết quả đề tài.
Đồ thị biểu thị thông số nhiệt độ của môi chất trong hệ thống.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
TÓM TẮT ...................................................................................................................... ii
MỤC LỤC..................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................................1
1.1. Lí do chọn đề tài. ............................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài. ............................................................. 1
1.3. Phương pháp nghiên cứu. .................................................................................. 2
1.4. Phạm vi ứng dụng. ............................................................................................. 2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................3
2.1. Giới thiệu chung về điều hòa không khí. ............................................................ 3
2.1.1. Vùng nhiệt độ lý tưởng đối với cơ thể con người. ......................................... 3
2.1.2. Nhiệt và sự truyền nhiệt. ............................................................................... 3
2.2. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí. ....................................................... 5
2.2.1. Điều khiển nhiệt độ. ..................................................................................... 5
2.2.1.1. Hệ thống sưởi không khí. ....................................................................... 5
2.2.1.2. Hệ thống làm mát không khí. ................................................................. 6
2.2.1.3. Hệ thống hút ẩm không khí. ................................................................... 6
2.2.1.4. Điều khiển nhiệt độ không khí. ............................................................... 7
2.2.2. Điều khiển dòng không khí trong xe. ............................................................ 8
2.2.2.1. Thông gió tự nhiên. ................................................................................ 8
2.2.2.2. Thông gió cưỡng bức. ............................................................................ 9
2.2.3. Bộ lọc không khí. ......................................................................................... 9
2.2.3.3. Nguyên lý hoạt động bộ lọc không khí. ................................................ 10
2.3. Khái quát hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. ............................................. 10
2.3.1. Công dụng. ................................................................................................. 10
2.3.2. Yêu cầu. ..................................................................................................... 10
2.3.3 Phân loại điều hòa theo vị trí lắp đặt. ........................................................... 11
2.4. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa ô tô. ................................ 13
iii
2.4.1. Cấu tạo chung của hệ thống. ....................................................................... 13
2.4.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa ô tô. ............................. 14
2.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số bộ phận chính trong hệ thống điều
hòa không khí trên ô tô. .......................................................................................... 15
2.5.1. Máy nén. .................................................................................................... 15
2.5.1.1. Chức năng. ........................................................................................... 15
2.5.1.2. Phân loại. ............................................................................................. 15
2.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng). ........................................................................... 22
2.5.4. Bình lọc/ bộ hút ẩm .................................................................................... 24
2.5.5. Van tiết lưu hay van giãn nở. ...................................................................... 26
2.5.6. Bộ bốc hơi (Giàn lạnh). .............................................................................. 28
2.6. Một số bộ phận khác. ....................................................................................... 30
2.6.1. Cửa sổ kính (mắt ga). ................................................................................. 30
2.6.2.Quạt dàn nóng. ............................................................................................ 31
2.6.3. Quạt lồng sóc. ............................................................................................ 31
2.7. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô............................. 33
2.7.1. Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động. .............................. 34
2.7.1.1. ECU điều khiển A/C............................................................................. 35
2.7.1.2. Cảm biến. ............................................................................................. 36
2.7.1.3. Các motor trợ động............................................................................... 38
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BÀI THỰC HÀNH NỐI DÂY..................... 42
3.1. Tổng quan........................................................................................................ 42
3.2. Đặc điểm. ........................................................................................................ 42
3.3. Cấu tạo. ........................................................................................................... 42
3.3.1. Relay 5 chân. .............................................................................................. 42
3.3.2. Motor Trợ động thổi khí. ............................................................................ 43
3.3.2.1. Nguyên lí hoạt động. ............................................................................ 44
3.3.4. Mô Tơ trợ động dẫn khí vào. ..................................................................... 45
3.3.4.1. Nguyên lí hoạt động. ............................................................................ 45
3.3.5. Mô Tơ trợ động thổi khí. ........................................................................... 46
3.3.5.2. Nguyên lí hoạt động. ............................................................................ 47
3.3.6. Hộp điều khiển hệ thống. ............................................................................ 48
3.3.7. Sơ đồ mạch điện của mô hình. .................................................................... 51
iv
CHƯƠNG 4: MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH ......... 53
4.1. Bài thực hành nạp gas cho hệ thống điều hòa sử dụng gas lạnh R314a. ............ 53
4.1.1. Mục đích. ................................................................................................... 53
4.1.2. Chuẩn bị. .................................................................................................... 53
4.1.3. Chú ý an toàn. ............................................................................................ 53
4.1.4 Tiến hành thực hiện. .................................................................................... 53
4.1.4.1. Hút chân không. ................................................................................... 53
4.1.4.2. Nạp gas vào hệ thống. .......................................................................... 55
4.2. Bài thực hành phát hiện hư hỏng hệ thống điều hòa bằng đồng hồ đo áp suất gas.
............................................................................................................................... 57
4.2.1. Mục đích. ................................................................................................... 57
4.2.2. Chuẩn bị. .................................................................................................... 58
4.2.3. Chú ý an toàn. ............................................................................................ 58
4.2.4. Tiến hành thực hiện. ................................................................................... 58
4.2.4.1. Hệ thống điều hòa khi làm việc bình thường. ....................................... 58
4.2.4.2. Hệ thống bị lọt khí. ............................................................................... 59
4.2.4.3. Hệ thống điều hòa hoạt động khi thiếu ga. ............................................ 59
4.2.4.4. Hệ thống điều hòa giải nhiệt kém. ........................................................ 60
4.2.4.5. Hệ thống điều hòa hỏng máy nén, tắt bầu ngưng. ................................. 61
4.2.4.6. Hệ thống điều hòa bị tắt van tiết lưu. .................................................... 62
4.3. Bài thực hành nối dây trên mô hình. ................................................................ 62
4.3.1. Mục đích. ................................................................................................... 62
4.3.2. Chuẩn bị. .................................................................................................... 63
4.3.3. Chú ý an toàn. ............................................................................................ 63
4.3.4. Tiến hành thực hiện. ................................................................................... 63
4.3.4.1. Xác định đúng các chân Motor trợ động dẫn khí vào (Air inlet control
servo motor)...................................................................................................... 63
4.3.4.2. Motor trợ động trộn khí (Air mix control servo motor). ........................ 63
4.3.4.3. Motor trợ động thổi khí (Air vent mode servo motor). .......................... 64
4.3.4.4. Kết quả sau khi nối dây ........................................................................ 65
4.4. Quy trình chẩn đoán lỗi hệ thống điện của mô hình. ........................................ 66
CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG ỨNG DỤNG MATLAB
SIMULINK. .................................................................................................................. 67
v
5.1. Giới thiệu. ....................................................................................................... 67
5.2. Lý thuyết mô phỏng hệ thống điều hòa trên ô tô. ............................................. 67
5.2.1. Tổng quan. ................................................................................................. 67
5.2.2. Xác định vấn đề. ......................................................................................... 68
5.2.3 Mục tiêu. ..................................................................................................... 68
5.2.4 Phương pháp tiếp cận. ................................................................................. 69
5.3. Phương pháp xây dựng. ................................................................................... 69
5.3.1. Xây dựng mô hình trên Matlab. .................................................................. 70
5.3.2. Chứng minh tính hiệu quả của mô hình. ..................................................... 70
5.4. Kết quả của quá trình. ...................................................................................... 70
5.5. Các phương trình được nghiên cứu và áp dụng. ............................................... 70
5.6. Quá trình thực hiện: ......................................................................................... 75
5.6.1. Tổng quan toàn bộ quá trình. ...................................................................... 75
5.6.2. Nhiệt độ ở trong cabin. ............................................................................... 75
5.6.3. Dàn nóng .................................................................................................... 76
5.6.4. Giàn lạnh .................................................................................................... 78
5.6.5. Van tiết lưu................................................................................................. 81
5.6.6. Máy nén ..................................................................................................... 82
5.7. Kết quả thu được của việc mô phỏng hệ thống. ................................................ 83
5.8. So sánh năng suất của hệ thống điều hoà với các điều kiện đầu vào khác nhau 88
5.9. Kết luận ........................................................................................................... 92
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ......................... 93
6.1. Kết luận ......................................................................................................... 93
6.2. Hướng phát triển ........................................................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 94
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 95
vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1: Sự trao đổi nhiệt ..............................................................................................5
Hình 2. 2: Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi ấm. .............................................................6
Hình 2. 3: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát không khí. ...................................6
Hình 2. 4: Nguyên lý hút ẩm. ...........................................................................................7
Hình 2. 5: Điều khiển nhiệt độ mát. .................................................................................7
Hình 2.6: Điều khiển nhiệt độ bình thường. .....................................................................8
Hình 2.7: Điều khiển chế độ nóng....................................................................................8
Hình 2. 8: Thông gió tự nhiên. .........................................................................................9
Hình 2. 9: Thông gió cưỡng bức. .....................................................................................9
Hình 2. 10: Cấu tạo bộ lọc. ............................................................................................ 10
Hình 2. 11: Lọc gió lạnh trong thực tế. .......................................................................... 10
Hình 2.12: Kiểu điều hòa phía trước. ............................................................................. 11
Hình 2.13: Kiểu điều hòa phía sau. ................................................................................ 11
Hình 2.14: Kiểu điều hòa kép. ....................................................................................... 12
Hình 2. 15: Kiểu điều hòa kép treo trần. ........................................................................ 12
Hình 2. 16: Điều khiển bằng tay (Khi trời nóng). ........................................................... 12
Hình 2. 17: Điều khiển bằng tay (Khi trời lạnh). ............................................................ 13
Hình 2. 18: Điều khiển tự động. ..................................................................................... 13
Hình 2.19: Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống điều hòa trên ô tô. .......................................... 14
Hình 2. 20: Cấu tạo máy nén cánh trượt. ........................................................................ 16
Hình 2. 21: Nguyên lý hoạt động máy nén cánh gạt. ...................................................... 16
Hình 2. 22: Cấu tạo máy nén khí dạng đĩa lắc. ............................................................... 17
Hình 2. 23: Nguyên lý hoạt động máy nén khí dạng đĩa lắc. .......................................... 18
Hình 2. 24: Cấu tạo máy nén xoắn ốc. ........................................................................... 18
Hình 2. 25: Nguyên lý hoạt động máy nén xoắn ốc. ....................................................... 19
Hình 2. 26: Cách cho thêm dầu vào máy nén. ................................................................ 20
Hình 2. 27: Cấu tạo của ly hợp điện từ. .......................................................................... 21
Hình 2. 28: Ly hợp từ ON. ............................................................................................. 21
Hình 2. 29: Ly hợp từ OFF. ........................................................................................... 22
vii
Hình 2. 30: Giàn nóng. .................................................................................................. 23
Hình 2. 31: Cấu tạo giàn nóng. ...................................................................................... 23
Hình 2. 32: Cấu tạo của giàn nóng kép (Giàn nóng tích hợp). ........................................ 24
Hình 2. 33: Sơ đồ cấu tạo của bình lọc. .......................................................................... 25
Hình 2. 34: Van tiết lưu dạng hộp. ................................................................................. 27
Hình 2. 35: Nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao). .............................................. 27
Hình 2. 36: Nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp). ............................................ 28
Hình 2. 37: Các loại giàn lạnh........................................................................................ 28
Hình 2. 38: Cấu tạo của giàn lạnh. ................................................................................. 29
Hình 2. 39: Hình dạng thực tế của mắt gas. .................................................................... 30
Hình 2. 40: Trạng thái môi chất qua cửa sổ kính. ........................................................... 31
Hình 2. 41: Các loại quạt. .............................................................................................. 31
Hình 2. 42: Quạt lồng sóc. ............................................................................................. 32
Hình 2. 43: Hệ thống điều khiển bằng điện tử. ............................................................... 33
Hình 2. 44: Sơ đồ điều khiển điều hòa không khí tự động ô tô. ...................................... 34
Hình 2. 45: Vị trí các bộ phận trong hệ thống điều hòa tự động. .................................... 35
Hình 2. 46: ECU điều khiển A/C. .................................................................................. 36
Hình 2. 47: Cảm biến nhiệt độ trong xe. ........................................................................ 36
Hình 2. 48: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe. ........................................................................ 37
Hình 2. 49: Cảm biến bức xạ mặt trời. ........................................................................... 37
Hình 2. 50: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. ....................................................................... 38
Hình 2. 51: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. ................................................................ 38
Hình 2. 52: Vị trí và cấu tạo motor trợ động trộn khí. .................................................... 39
Hình 2. 53: Nguyên lí hoạt động motor trợ động khí. ..................................................... 39
Hình 2. 54: Vị trí và cấu tạo motor trợ động dẫn khí vào. .............................................. 40
Hình 2. 55: Nguyên lí hoạt động motor trợ động dẫn khí vào. ........................................ 40
Hình 2. 56: Vị trí và cấu tạo motor trợ động thổi khí...................................................... 41
Hình 2. 57: Sơ đồ mạch nguyên lí hoạt động motor trợ động thổi khí. ........................... 41
Hình 3.1: Relay 5 chân ................................................................................................. 42
Hình 3.2: Bề mặt taplo trên mô hình. ............................................................................. 43
Hình 3.3: Chân giắc mô tơ trợ động thổi khí ................................................................. 43
viii
Hình 3.4: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor Trợ động thổi khí trên mô hình ................. 44
Hình 3.5: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor dẫn khí vào trên mô hình .......................... 45
Hình 3.6: Chân giắc của motor trộn khí. ........................................................................ 46
Hình 3.7: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor Trợ động trộn khí trên mô hình ................. 47
Hình 3.8: Chân giắc của hộp điều khiển. ........................................................................ 48
Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều hòa Toyota Camry 2005. ............................... 52
Hình 4. 1: Mô phỏng kết nối máy nén, đồng hồ đo vào mô hình. ................................... 53
Hình 4. 2: Mô hình thực tế. ............................................................................................ 54
Hình 4. 3: Mô phỏng quá trình hút chân không. ............................................................. 54
Hình 4. 4: Giá trị đồng hồ đo sau khi hút chân không. ................................................... 54
Hình 4. 5: Vặn đai ốc để xả không khí trong ống ra ngoài.............................................. 55
Hình 4. 6: Mô phỏng quá trình nạp gas từ phía cao áp. .................................................. 55
Hình 4. 7: Giá trị đồng hồ đo sau khi nạp gas đường áp cao. .......................................... 56
Hình 4. 8: Mô phỏng trạng thái nạp gas từ phía thấp áp. ................................................ 56
Hình 4. 9: Bật điều hòa MAX COOL, công tác gió HI. .................................................. 57
Hình 4. 10: Giá trị đồng hồ sau khi nạp gas ở đường áp thấp. ........................................ 57
Hình 4. 11: Áp suất ga bình thường. .............................................................................. 58
Hình 4. 12: Áp suất khi hệ thống bị lọt khí. ................................................................... 59
Hình 4. 13: Áp suất khi thiếu ga. ................................................................................... 59
Hình 4. 14: Áp suất khi giải nhiệt kém. .......................................................................... 60
Hình 4. 15: Áp suất khi hỏng máy nén hay tắt bầu ngưng. ............................................. 61
Hình 4. 16: Áp suất khi bị tắt van tiết lưu. ..................................................................... 62
Hình 4.17: Kết quả sau khi hoàn tất nối dây................................................................... 65
Hình 4. 18: Quy trình chẩn đoán lỗi của hệ thống. ......................................................... 66
Hình 5.1: Ứng dụng matlab trong mô phỏng. ................................................................. 67
Hình 5.2: Các thành phần cấu tạo nên hệ thống. ............................................................ 68
Hình 5.3: Các thông số đầu vào và đầu ra của model. .................................................... 69
Hình 5.4: Các thành phần của hệ thống và các yếu tố ảnh hưởng. .................................. 69
Hình 5.5: Sơ đồ tổng quát hệ thống................................................................................ 75
Hình 5.6. Tính toán nhiệt độ trong cabin. ....................................................................... 75
Hình 5.7: Tính tốc độ dòng chảy Mref từ máy nén. ........................................................ 76
ix
Hình 5.8: Các khối dùng để tính Tm. ............................................................................. 76
Hình 5.9: Các khối dung để tính Td. .............................................................................. 77
Hình 5.10: Các khối dung để tính Tw. ........................................................................... 77
Hình 5.11: Các khối dung để tính Ts.............................................................................. 78
Hình 5.12: Tính tốc độ dòng chảy Mref từ máy nén. ...................................................... 78
Hình 5.13: Các khối dung để tính Tm. ........................................................................... 79
Hình 5.14: Các khối dung để tính Td. ............................................................................ 79
Hình 5.15: Các khối dung để tính Tw. ........................................................................... 80
Hình 5.16: Các khối dung để tính Ts.............................................................................. 80
Hình 5.17: Phương trình cân bằng năng lượng ở Van tiết lưu. ....................................... 81
Hình 5.18: Phường trình cân bằng năng lượng trong máy nén........................................ 82
Hình 5.19: Đồ thị nhiệt độ trong cabin xe. ..................................................................... 83
Hình 5.20: Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn lạnh. ......................................... 84
Hình 5.21: Đồ thị của nhiệt độ môi chất trong máy nén. ............................................... 85
Hình 5.22: Đồ thị nhiệt độ của môi chất trong dàn nóng. .............................................. 86
Hình 5.23: Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong van giãn nở. ................................... 87
Hình 5.24: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của không gian đến nhiệt độ trong cabin. ...... 88
Hình 5.25: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong máy nén với công suất khác
nhau. ............................................................................................................................. 89
Hình 5.26: Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong dàn nóng với công suất khác nhau.
...................................................................................................................................... 90
Hình 5.27: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong van giãn nở với công suất khác
nhau. ............................................................................................................................. 91
Hình 5.28: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn lạnh với công suất khác
nhau. ............................................................................................................................. 92
x
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3. 1: Ý nghĩa chân giắc A40(B) ............................................................................ 48
Bảng 3. 2: Ý nghĩa chân giắc A39(A). ........................................................................... 49
Bảng 4. 1: Giá trị điện áp các chân của Air inlet control servo motor. ............................ 63
Bảng 4. 2: Giá trị điện áp các chân của Air mix control servo motor.............................. 64
Bảng 4. 3: Giá trị điện áp các chân của Air vent control servo motor. ............................ 65
Bảng 5.1: Ý nghĩa của các thông số ............................................................................... 72
xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
A/C: Air Conditioner.
ECU: Electronic Control Unit.
EATC: Electronic Automatic Temperature Control.
HI: High
MH: Max Hot.
MC: Max Cool.
MCU: Micro Controller Unit.
NTC: Negative temperature coefficient.
xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Lí do chọn đề tài.
Ngày nay nhu cầu sống của con người ngày một nâng cao, ô tô ngày càng được sử
dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng. Ô tô hiện đại được thiết kế
nhằm cung cấp tối đa về các tiện nghi cũng như tính năng an toàn cho người sử dụng.
Các tiện nghi được sử dụng trên ô tô hiện đại ngày càng phát triển, giữ vai trò quan
trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách hàng như xem phim, nghe nhạc, một số
hệ thống thông minh trên xe để phục vụ cho các tài xế( nhớ vị trí ghế, sưởi ghế, guơng
chiếu hậu thông minh, khóa thông minh,…), và một trong những tiện nghi không thế
thiếu trên một chiếc ôtô đó là hệ thống điều hòa nhiệt độ.
Để kịp thời nắm bắt được xu thế chung đó trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã
sớm đưa hệ thống điều hòa vào việc giảng dạy trên cơ sở lý thuyết chuyên sâu và đi
kèm với đó là mô hình thực tế minh họa nguyên lý hoạt động bên ngoài lẫn hệ thống
trên xe. Dựa trên nền tảng kiến thức được học nhóm chúng em quyết định chọn đề tài:
“Thiết kế, lắp đặt mô hình điều hòa không khí và ứng dụng phần mềm Matlab
vào mô phỏng” với mục đích chính là nghiên cứu sâu hơn về hệ thống điều hòa cũng
như tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh.
Chúng em rất mong rằng khi đề tài của chúng em được hoàn thành sẽ đóng góp phần
nhỏ trong công tác giảng dạy của nhà trường.
Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh những thiếu sót trong
quá trình thực hiện đề tài, chúng em rất mong được sự giúp đỡ và góp ý từ các thầy cô
để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn.
1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại xưởng thực hành nhóm chúng em nhận
thấy các mô hình mô tả hoạt động của hệ thống điều hòa có tại xưởng đa số đều khá cũ
và hoạt động không ổn định cũng như hư hỏng khá nhiều. Vì vậy dựa trên những kiến
thức được học kèm với quá trình nghiên cứu nhóm chúng em áp dụng thể thực hiện các
vấn đề sau:
- Vệ sinh và tu sửa mô hình cũ sau đó nâng cấp thêm.
- Biên soạn tập thuyết minh một cách rõ ràng và chi tiết về cơ sở lí thuyết, nguyên lí
hoạt động của hệ thống điều hòa cũng như chi tiết về mô hình.
1
- Nghiên cứu lý thuyết và áp dụng các kiến thức đã học để lập trình và mô phỏng hệ
thống bằng matlab.
- Sử dụng các kiến thức về phần điện đã học để xây dựng phần thực hành nối dây trên
mô hình.
Phạm vi nghiên cứu: Vì đây là mô hình cũ nên trong quá trình thi công mô hình một
số vật tư trong mô hình đã mất vì vậy nhóm em đã tìm mọi cách để thay thế và sữa
chữa và cũng vì thế mà một số thông số trên mô hinh có thể sai lệch đôi chút so với
trên xe thực tế.
1.3. Phương pháp nghiên cứu.
- Ôn tập các kiến thức còn thiếu sót và phát sinh trong quá trình thực hiện đề tài.
- Tham khảo các ý kiến từ giảng viên hướng dẫn.
- Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài để hoàn thiện một cách tốt nhất.
- Thực nghiệm nhiều lần trên mô hình kết hợp mô phỏng bằng máy tính nhằm cho ra
kết quả chính xác nhất.
1.4. Phạm vi ứng dụng.
Mô hình thực tế có thể đưa vào chương trình giảng dạy và học tập. Các bạn sinh
viên có thể thực hành trực tiếp trên mô hình dưới sự hướng dẫn của giảng viên nhằm
hiểu sâu hơn về nguyên lí hoạt động của hệ thống điều hòa.
Tài liệu đi kèm mô tả chi tiết về hoạt động của hệ thống giúp các bạn sinh viên có
cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống đang học.
2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu chung về điều hòa không khí.
Điều hòa không khí là thiết bị kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong không gian kín.
Ngoài ra điều hòa không khí còn kiểm soát áp lực đồng thời xử lý mức nhiệt độ và độ
ẩm của không khí . Điều hòa không khí còn có nghĩa là điều tiết không khí xung quanh
vị trí thiết bị được lắp đặt. Điều tiết không khí còn là một ngành khoa học nghiên cứu
tạo ra phương pháp bằng cách sử dụng công nghệ, thiết bị nhằm tạo ra và duy trì môi
trường không khí phù hợp với nhu cầu của con người.
Nguyên nhân hình thành điều hòa không khí là do thời tiết và khí hậu ngày càng
khắc nghiệt, trái đất đang dần nóng lên, gây nên nhiều hệ lụy ảnh hưởng tới sức khỏe
cũng như công việc hàng ngày của con người. Việc chế tạo ra thiết bị điều hòa không
khí là chế biến nhiệt độ theo ý thích của người sử dụng. Điều hòa không khí ở đây bao
gồm những tính năng: điều hòa nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông tuần hoàn không khí, lọc
bụi và thành phần gây hại đến sức khỏe con người.
2.1.1. Vùng nhiệt độ lý tưởng đối với cơ thể con người.
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con người có
nhiệt độ là Tct = 37oC. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn luôn toả ra nhiệt
lượng Qtỏa. Lượng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cường độ vận động. Để duy trì
thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường. Sự trao đổi nhiệt đó sẽ
biến đổi tương ứng với cường độ vận động.
Theo các nhà khoa học nghiên cứu chỉ ra rằng con người sinh trưởng và phát triển
tốt nhất trong khoảng nhiệt độ từ 22oC đến 27oC. Xét về độ ẩm, độ ẩm không khí tốt
cho sức khỏe con người là ở mức 55% - 65%. Con người có xu hướng vẫn cảm thấy
dễ chịu nếu độ ẩm cao trên 70% nhưng nhiệt độ thấp dưới 22oC hoặc nhiệt độ cao
khoảng 28oC đến 32oC nhưng độ ẩm thấp chỉ khoảng 30%.
2.1.2. Nhiệt và sự truyền nhiệt.
Nói một cách ngắn gọn thì nhiệt là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ
vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất. Trong vật chất, các
phân tử cấu tạo nên vật chuyển động hỗn loạn không ngừng, do đó chúng có động năng.
Động năng này có thể chia làm động năng chuyển động của khối tâm của phân tử, cộng
với động năng trong dao động của các nguyên tử cấu tạo nên phân tử quanh khối tâm
3
chung, và động năng quay của phân tử quanh khối tâm. Tổng các động năng này của
các phân tử chính là nhiệt năng của vật.
Nhiệt có xu hướng truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp, ví dụ như
cơ thề chúng ta cảm thấy mát mẻ là do nhiệt từ cơ thể đã truyền ra môi trường có nhiệt
độ thấp hơn làm giảm nhiệt độ tại vùng cơ thể đó.
Có 3 cách truyền nhiệt chính là: Dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ:
- Dẫn nhiệt (hay tán xạ nhiệt) là sự truyền động năng giữa các nguyên tử hay phân tử
lân cận mà không kèm theo sự trao đổi phần tử vật chất. Hình thức trao đổi nhiệt luôn
diễn ra từ vùng có mức năng lượng cao hơn (với nhiệt độ cao hơn) đến vùng có mức
năng lượng thấp hơn (với nhiệt độ thấp hơn). Sự truyền nhiệt trong kim loại thông qua
sự chuyển động của các electron cũng là sự dẫn nhiệt.
- Đối lưu nhiệt là quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện nhờ sự chuyển động của chất
lỏng hay chất khí giữa các vùng có nhiệt độ khác nhau hoặc sự truyền nhiệt từ một hệ
rắn sang một hệ lỏng (hoặc khí) và ngược lại. Người ta phân biệt giữa đối lưu tự nhiên
(dòng vật chất chuyển động nhờ nội năng trong chất lỏng, khí) và đối lưu cưỡng bức
(dòng chuyển động do ngoại lực tác dụng, ví dụ như quạt, bơm v.v...).
- Bức xạ nhiệt là sự trao đổi nhiệt thông qua sóng điện từ. Bức xạ nhiệt có thể truyền
qua mọi loại vật chất cũng như qua chân không. Tất cả các vật thể có nhiệt độ lớn hơn
độ không tuyệt đối (0 Kelvin) đều bức xạ nhiệt. Trong bức xạ nhiệt, dòng nhiệt không
chỉ truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh mà còn theo chiều ngược lại. Tuy nhiên, vì dòng
nhiệt từ nóng sang lạnh luôn luôn lớn hơn dòng từ lạnh sang nóng nên dòng nhiệt tổng
hợp luôn theo chiều từ nóng sang lạnh. Hiểu theo một cách khác, sự chênh lệch nhiệt
độ luôn nhỏ đi. Trong bức xạ nhiệt, dòng nhiệt được tính thông qua định luật Stefan-
Boltzmann.
4
Hình 2. 1: Sự trao đổi nhiệt
2.2. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí.
Điều hòa không khí còn gọi là điều tiết không khí là quá trình tạo ra và giữ ổn định
các thông số trạng thái của không khí theo một chương trình định sẵn không phụ thuộc
vào điều kiện bên ngoài. Khác với thông gió, trong hệ thống điều hòa, không khí trước
khi thổi vào phòng đã được xử lý về mặt nhiệt ẩm. Vì thế điều tiết không khí đạt đạt
hiệu quả cao hơn thông gió.
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một hệ thống quan trọng bởi nó không chỉ
điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe mà nó còn hoạt động như một máy
hút ẩm có chức năng điều khiển nhiệt độ lên xuống. Điều hòa không khí cũng giúp loại
bỏ các tác nhân gây cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính
xe.
Các chức năng của điều hòa không khí trên ô tô:
- Điều khiển nhiệt độ và thay đổi độ ẩm trong xe.
- Điều khiển dòng không khí trong xe.
- Lọc và làm sạch không khí.
2.2.1. Điều khiển nhiệt độ.
2.2.1.1. Hệ thống sưởi không khí.
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 nhiệt
độ này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của két sưởi
5
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.
2.2.1.2. Hệ thống làm mát không khí.
Giàn lạnh trong hệ thống điều hòa làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát
không khí trước khi đưa vào trong xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén
bắt đầu làm việc đẩy môi chất lạnh (ga) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ môi
chất làm lạnh và sau đó nó làm mát không khí được thổi vào trong xe từ quạt gió. Việc
làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ nhưng việc làm
mát không khí hoàn toàn độc lập với nhiệt độ nước làm mát động cơ.
Hình 2. 3: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát không khí.
2.2.1.3. Hệ thống hút ẩm không khí.
Lượng hơi nước trong không khí tăng lên khi nhiệt độ không khí cao và giảm xuống
khi nhiệt độ không khí giảm. Khi đi qua giàn lạnh, không khí được làm mát. Hơi nước
trong không 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
6
và được chứa trong khay xả nước. Cuối cùng, nước này được tháo ra khỏi khay của xe
bằng một vòi nhỏ.
Hình 2. 4: Nguyên lý hút ẩm.
2.2.1.4. Điều khiển nhiệt độ không khí.
Điều hòa không khí trong ô tô điều khiển nhiệt độ bằng cách sử dụng cả két sưởi và
giàn lạnh, và bằng cách điều chỉnh vị trí cánh hòa trộn không khí cũng như van nước.
Cánh hòa trộn không 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.
7
Hình 2.6: Điều khiển nhiệt độ bình thường.
Hình 2.7: Điều khiển chế độ nóng.
2.2.2. Điều khiển dòng không khí trong xe.
2.2.2.1. Thông gió tự nhiên.
Việc lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ sự chênh áp được tạo ra do sự
chuyển động của xe được gọi là sự thông gió tự nhiên. Sự phân bổ áp suất không khí
trên bề mặt của xe khi nó chuyển động được chỉ ra trên hình vẽ, một số nơi có áp suất
dương, còn 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 (-).
8
Hình 2. 8: Thông gió tự nhiên.
2.2.2.2. Thông gió cưỡng bức.
Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không khí
đưa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như hệ thống
thông gió tự nhiên. Thông thường hệ thống thông gió này được dùng chung với hệ
thống thông khí khác (hệ thống điều hòa không khí và bộ sưởi ấm).
Hình 2. 9: Thông gió cưỡng bức.
2.2.3. Bộ lọc không khí.
Chức năng bộ lọc không khí.
Bộ lọc không khí là một thiết bị dùng để loại bỏ khói thuốc lá, bụi bẩn, tạp chất,...
được đặt ở cửa hút điều hòa không khí để làm sạch không khí đưa vào trong xe.
Cấu tạo bộ lọc không khí.
Bộ làm sạch không khí gồm có một quạt gió, mô tơ quạt gió, cảm biến khói, bộ
khuếch đại, điện trở và bầu lọc có cacbon hoạt tính.
9
Hình 2. 10: Cấu tạo bộ lọc.
Hình 2. 11: Lọc gió lạnh trong thực tế.
2.2.3.3. Nguyên lý hoạt động bộ lọc không khí.
Bộ lọc không khí dùng một mô tơ quạt để lấy không khí ở trong xe và làm sạch
không khí đồng thời khử mùi nhờ than hoạt tính trong bộ lọc.
Ngoài ra một số xe có trang bị cảm biến khói để xác định khói thuốc và tự động khởi
động mô tơ quạt gió ở vị trí “HI”.
2.3. Khái quát hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
2.3.1. Công dụng.
- Lọc sạch không khí trước khi đưa vào cabin ôtô. - Hút ẩm trong không khí này.
- Làm mát lạnh không khí và duy trì nhiệt độ thích hợp trong xe.
- Giúp cho người ngồi trong xe và người lái xe cảm thấy thoải mái khi chạy xe.
2.3.2. Yêu cầu.
- Không khí phải sạch.
- Không khí trong cabin phải lạnh.
- Không khí lạnh phải được lan truyền đều khắp cabin.
10
- Không khí lạnh khô (có độ ẩm thấp).
2.3.3 Phân loại điều hòa theo vị trí lắp đặt.
Điều hòa kiểu phía trước.
Giàn lạnh của điều hòa kiểu phía trước được gắn sau bảng đồng hồ và được nối với
giàn sưởi. Quạt giàn lạnh được dẫn động bằng mô tơ quạt. Gió từ bên ngoài hoặc không
khí tuần hoàn bên trong được cuốn vào. Không khí đã làm lạnh (hoặc sấy) được đưa
vào bên trong.
Hình 2.12: Kiểu điều hòa phía trước.
Điều hòa kiểu phía sau.
Ở kiểu này cụm điều hòa không 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 hòa kiểu này có
ưu điểm của một bộ điều hòa với công suất giàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự
trữ.
Hình 2.13: Kiểu điều hòa phía sau.
Điều hòa 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 không cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía
sau.
11
Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe.
Hình 2.14: Kiểu điều hòa kép.
Kiểu điều hòa kép treo trần:
Kiểu này được sử dụng trong xe khách. Phía trước bên trong xe được bố trí hệ thống
điều hòa 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 hòa kép treo trần.
2.3.4. Phân loại điều hòa 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 ra bằng
cần gạt. Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc độ quạt, điều khiển lượng
gió, hướng gió.
Hình 2. 16: Điều khiển bằng tay (Khi trời nóng).
12
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 hòa tự động điều khiển nhiệt độ không 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.
2.4. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa ô tô.
2.4.1. Cấu tạo chung của hệ thống.
Hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa ô tô nói riêng bao gồm các bộ
phận và thiết bị nhằm thực hiện một chu trình khép kín lấy nhiệt từ môi trường cần làm
lạnh và thải nhiệt ra môi trường bên ngoài. Hệ thống điều hòa 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 hòa không khí ô tô.
13
Hình 2.19: Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống điều hòa trên ô tô.
2.4.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa ô tô.
Hệ thống điều hòa ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây:
- Môi chất ở dàn lạnh ( thể hơi, nhiệt độ thấp, áp suất thấp) được mấy nén nén chuyển
đến dàn nóng ( thể hơi, nhiệt độ cao, áp suất cao).
- Tại dàn nóng thì môi chất được quạt gió thổi mát, môi chất ở thể hơi được giải
nhiệt ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao nhiệt độ cao.
- Môi chất tiếp tục lưu thông đến bình lọc hay bộ hút ẩm, 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 điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng chảy vào bộ bốc
hơi (giàn lạnh), làm hạ thấp áp suất của môi chất. Do giảm áp nên môi chất từ thể
lỏng biến thành thể hơi, nhiệt độ thấp trong bộ bốc hơi.
- Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong khoang ô tô, có nghĩa là
làm mát khối không khí trong khoang.
- Không khí lấy từ bên ngoài vào đi qua giàn lạnh (bộ bốc hơi). Tại đây không khí
bị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ của
không khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khí cũng bị
ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp
suất cao 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 lấy năng lượng từ không
14
khí xung quanh giàn lạnh. 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 thấp
được hồi về máy nén.
2.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số bộ phận chính trong hệ thống điều
hòa không khí trên ô tô.
2.5.1. Máy nén.
2.5.1.1. Chức năng.
Máy nén trong hệ thống điều hòa không khí là loại máy nén đặc biệt 15auk 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 (100 psi; 7÷17.5 kg/cm2) và nhiệt độ cao
để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm bảo sự tuần hoàn của môi chất lạnh một cách hợp lý và
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 không khí
môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh. Có thể so sánh máy nén lạnh có tầm quan
trọng giống như trái tim của cơ thể sống. 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.
2.5.1.2. 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 không còn 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.
Máy nén kiểu cánh gạt.
• Cấu tạo.
15
Máy nén cánh gạt gồm một rotor gắn chặt với hai cặp cánh gạt và được bao quanh
bởi xylanh máy nén. Mỗi cánh gạt của máy nén này được đặt đối diện nhau, có 2 cặp
cánh gạt như vậy mỗi cánh gạt được đặt vuông góc với cánh kia trong rãnh của roto.
Khi roto quay cánh gạt sẽ được nâng theo chiều hướng kính vì các đầu của chúng trượt
trên mặt trong của xylanh.
Nguyên lý làm việc:
Hình 2. 20: Cấu tạo máy nén cánh trượt.
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 xylanh và tạo
áp suất nén môi chất.
Hình 2. 21: Nguyên lý hoạt động máy nén cánh gạt.
16
Máy nén khí dạng đĩa lắc.
• Cấu tạo:
Khi trục quay, chốt dẫn hướng quay đĩa chéo thông qua đĩa có vấu được nối trực
tiếp với trục. Chuyển động quay này của đĩa chéo được chuyển thành chuyển động
quay của piston trong xylanh để thực hiện hút, nén và xả trong môi chất.
Hình 2. 22: Cấu tạo máy nén khí dạng đĩa lắc.
• Nguyên lý hoạt động:
Van điều khiển áp suất trong buồng đĩa chéo tùy theo mức độ lạnh. Nó làm thay đổi
góc độ nghiêng của đĩa chéo nhờ chốt dẫn hướng và trục có tác dụng như là bản lề và
hành trình piston để điều khiển máy nén hoạt động một cách phù hợp.
Khi độ lạnh thấp, áp suất trong buồng áp suất giảm thấp xuống thì van mở ra vì áp
suất của ống xếp lớn hơn áp suất trong buồng áp suất thấp từ đó áp suất của buồng áp
suất cao tác dụng vào buồng đĩa chéo. Kết quả là áp suất tác dụng sang bên phải thấp
hơn áp suất tác dụng sang bên trái. Do vậy hành trình piston trở nên nhỏ hơn do được
dịch sang phải.
Công suất máy nén này thay đổi vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải nhiệt nên
công suất cũng được điều chỉnh tối ưu theo tải nhiệt. Công suất máy nén này thay đổi
vì sự thay đổi thể tích hút và đẩy theo tải nhiệt nên công suất cũng được điều chỉnh tối
ưu theo tải nhiệt.
17
Máy nén thay đổi lưu lượng theo tải nhiệt có thể thay đổi góc nghiêng của đĩa. Sự
thay đổi hành trình của piston giúp công suất máy nén luôn được điều chỉnh và đạt cao
nhất.
Hình 2. 23: Nguyên lý hoạt động máy nén khí dạng đĩa lắc.
Máy nén kiểu xoắn ốc.
• Cấu tạo:
Máy nén gồm một đường xoắn ốc cố định và một đường xoắn ốc quay tròn.
Hình 2. 24: Cấu tạo máy nén xoắn ốc.
• Nguyên lý hoạt động:
Tiếp theo chuyển động tuần hoàn của đường xoắn ốc quay, 3 khoảng trống giữa
đường xoắn ốc quay và đường xoắn ốc cố định sẽ dịch chuyển để làm cho thể tích của
chúng nhỏ dần. Đó là 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 3 vòng thì môi chất
được xả ra từ cửa xả. Trong thực tế môi chất được xả ngay sau mỗi vòng.
18
Dầu máy nén:
Hình 2. 25: Nguyên lý hoạt động máy nén xoắn ốc.
Chức năng:
Dầu máy nén là một loại dầu chuyên dụng cho máy nén, cần thiết để bôi trơn các chi
tiết chuyển động trong máy nén. Dầu máy nén bôi trơn cho máy nén bằng cách hòa vào
môi chất và tuần hoàn trong mạch của hệ thống điều hòa. Vì vậy cần phải sử dụng dầu
phù hợp. Dầu máy nén sử dụng trong hệ thống R-134a không thể thay thế cho dầu máy
nén dùng trong R- 12. Nếu dùng sai dầu bôi trơn có thể làm cho máy nén bị kẹt gây ra
hư hỏng cho máy nén.
Lượng dầu bôi trơn trong máy nén:
Nếu không có đủ lượng dầu bôi trơn trong mạch của hệ thống điều hòa, thì máy nén
không thể được bôi trơn tốt. Mặt khác nếu lượng dầu bôi trơn trong máy nén quá nhiều,
thì một lượng lớn dầu sẽ phủ lên bề mặt trong của giàn lạnh và làm giảm hiệu quả của
quá trình trao đổi nhiệt và do đó khả năng làm lạnh của hệ thống giảm xuống. Vì lí do
này nên cần phải duy trì đúng một lượng dầu quy định trong hệ thống làm lạnh.
Bổ sung dầu sau khi thay thế các chi tiết:
Khi mở mạch môi chất thông với không khí, môi chất sẽ bay hơi và được xả ra khỏi
hệ thống. Tuy nhiên vì dầu máy nén không bị bay hơi ở nhiệt độ thường, hầu hết dầu
còn lại ở trong hệ thống. Do đó khi thay thế một bộ phận chẳng hạn như bình chứa bộ
hút ẩm, giàn lạnh hoặc giàn nóng thì cần phải bổ sung một lượng dầu tương đương với
lượng dầu ở lại trong bộ phận cũ vào bộ phận mới.
19
Hình 2. 26: Cách cho thêm dầu vào máy nén.
2.5.2. Bộ ly hợp từ.
Tất cả các loại máy nén của hệ thống điều hòa không khí trên xe đều được trang bị
bộ ly hợp hoạt động nhờ từ trường. Bộ ly hợp này được xem như một phần của pully
máy nén.
Chức năng:
Máy nén được dẫn động bởi động cơ thông qua dây đai, ly hợp từ điều khiển sự kết
nối giữa động cơ và máy nén. Trong khi động cơ quay, ly hợp từ ăn khớp hay không
ăn khớp với trục máy nén để điều khiển trục quay của máy nén khi cần thiết.
Cấu tạo:
Ly hợp từ gồm có một Stator (nam châm điện), puli, bộ phận định tâm và các bộ
phận khác. Bộ phận định tâm được lắp cùng với trục máy nén và stator được lắp ở thân
trước của máy nén.
20
Hình 2. 27: Cấu tạo của ly hợp điện từ.
- Ly hợp điện từ làm việc theo nguyên lý điện từ, có hai loại cơ bản:
- Loại cực từ tĩnh (cực từ được bố trí trên thân máy nén).
- Loại cực từ quay (các cực từ được lắp trên rotor và cùng quay với rotor, cấp điện
thông qua các chổi than đặt trên thân máy nén).
Nguyên lý hoạt động.
Khi ly hợp mở, cuộn dây stator được cấp điện. Stator trở thành nam châm điện và
hút chốt trung tâm, quay máy nén cùng với puly.
Hình 2. 28: Ly hợp từ ON.
Khi ly hợp từ tắt, cuộn dây stator không được cấp điện. Bộ phận chốt không bị hút
làm puli quay trơn.
21
Hình 2. 29: Ly hợp từ OFF.
Hệ thống ly hợp hoạt động theo chu kỳ sẽ ngắt máy nén và bật tắt hệ thống khi nhiệt
độ hoặc áp suất giàn lạnh hạ ở dưới điểm đóng băng. Máy nén của hệ thống điều hòa
không khí được dẫn động bằng dây đai từ động cơ thông qua ly hợp từ trường. Dòng
điện đưa đến kích hoạt ly hợp khi hệ thống được bật. Dòng điện đi tới ly hợp khi bật
công tắc A/C.
Một số hệ thống sử dụng công tắc điều khiển bằng nhiệt độ gắn trong luồng khí từ
giàn lạnh thổi ra, công tắc này cũng gọi là công tắc làm tan băng, được thiết kế để ngắt
mạch và cắt dòng điện đến ly hợp khi nhiệt độ hạ dưới 32oF(00C), và đóng mạch khi
nhiệt độ lên khoảng 50C (100oF).
Áp suất và nhiệt độ có mối quan hệ khăng khít với nhau, chúng sẽ cùng tăng hay
cùng hạ thấp với nhau. Khi công tắc áp suất cảm nhận được áp suất thấp dưới điểm áp
suất ấn định (0.03 – 0.05 Mpa) thì công tắc này sẽ ngắt không vận hành máy nén, và
công tắc áp suất sẽ đóng trở lại khi áp suất tăng lên khoảng 2.74 Mpa.
Nếu giàn nóng không được thông hơi bình thường hoặc độ lạnh vượt quá mức độ
cho phép, thì áp suất ở phía có áp suất cao của giàn nóng và bình chứa. Máy hút ẩm áp
suất sẽ trở nên cao bất thường tạo nên sự nguy hiểm cho đường ống dẫn. Để ngăn không
cho hiện tượng này xảy ra nếu áp suất ở phía áp suất cao tăng lên khoảng từ 3,43 Mpa
đến 4,14 Mpa thì van giảm áp mở để giảm áp suất.
2.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng).
Chức năng.
Giàn nóng (giàn ngưng) làm mát môi chất ở thể khí có áp suất và nhiệt độ cao bị nén
bởi máy nén và chuyển nó thành môi chất ở trạng thái và nhiệt độ áp suất cao ( phần
lớn môi chất ở trạng thái lỏng và có lẫn một số ít trạng thái khí).
22
Hình 2. 30: Giàn nóng.
Cấu tạo.
Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành nhiều hình chữ
U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng. Các cánh tỏa nhiệt bám sát
quanh ống kim loại. Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệt tối đa
và không gian chiếm chỗ là tối thiểu.
Hình 2. 31: Cấu tạo giàn nóng.
1. Giàn nóng. 5. Cửa ra. 9. Ống dẫn chữ U.
2. Cửa vào. 6. Môi chất giàn nóng ra. 10. Cánh tản nhiệt
3. Khí nóng. 7. Không khí lạnh.
4. Đầu từ máy nén đến. 8. Quạt giàn nóng
Trên ô tô bộ ngưng tụ được lắp ráp ngay trước đầu xe, phía trước thùng nước tỏa
nhiệt của động cơ, ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát thổi
xuyên qua do xe chuyển động và do quạt gió động cơ tạo ra.
Nguyên lý hoạt động.
23
Trong quá trình hoạt động, bộ ngưng tụ nhận được hơi môi chất lạnh dưới áp suất
và nhiệt độ rất cao do máy nén bơm vào. Hơi môi chất lạnh nóng chui vào bộ ngưng tụ
qua ống nạp bố trí phía trên giàn nóng, dòng hơi này tiếp tục lưu thông trong ống dẫn
đi dần xuống phía dưới, nhiệt của khí môi chất truyền qua các cánh toả nhiệt và được
luồng gió mát thổi đi. Quá trình trao đổi này làm toả một lượng nhiệt rất lớn vào trong
không khí.
Lượng nhiệt được tách ra khỏi môi chất lạnh thể hơi để nó ngưng tụ thành thể lỏng
tương đương với lượng nhiệt mà môi chất lạnh hấp thụ trong giàn lạnh để biến môi
chất thể lỏng thành thể hơi.
Dưới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này chảy thoát
ra từ lỗ thoát bên dưới bộ ngưng tụ, theo ống dẫn đến bầu lọc (hút ẩm). Giàn nóng chỉ
được làm mát ở mức trung bình nên hai phần ba phía trên bộ ngưng tụ vẫn còn ga môi
chất nóng, một phần ba phía dưới chứa môi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ nóng vừa vì đã
được ngưng tụ.
Ngày nay trên xe người ta trang bị giàn nóng kép hay còn gọi là giàn nóng tích hợp
để nhằm hóa lỏng ga tốt hơn và tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh trong một số chu
trình.
Hình 2. 32: Cấu tạo của giàn nóng kép (Giàn nóng tích hợp).
Trong hệ thống có giàn lạnh tích hợp, môi chất lỏng được tích lũy trong bộ chia hơi
lỏng, nên không cần bình chứa hoặc lọc ga. Môi chất được làm mát tốt ở vùng làm mát
trước làm tăng năng suất lạnh.
2.5.4. Bình lọc/ bộ hút ẩm
Chức năng.
24
Bình lọc là một thiết bị để chứa môi chất được hóa lỏng tạm thời bởi giàn nóng và
cung cấp một lượng môi chất theo yêu cầu tới giàn lạnh. Bộ hút ẩm có chứa chất hút
ẩm và
lưới lọc dùng để loại trừ các tạp chất hoặc hơi ẩm trong chu trình làm lạnh.
Nếu có hơi ẩm trong chu trình làm lạnh thì các chi tiết đó sẽ bị mài mòn hoặc đóng
băng bên trong van giãn nở dẫn đến bị tắc nghẽn.
Cấu tạo.
Bình lọc (hút ẩm) môi chất lạnh là một bình kim loại bên trong có lưới lọc (2) và
chất khử ẩm (3). Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất
lạnh. Bên trong bầu lọc/hút ẩm, chất khử ẩm được đặt giữa hai lớp lưới lọc hoặc được
chứa trong một túi khử ẩm riêng. Túi khử ẩm được đặt cố định hay đặt tự do trong bầu
lọc. Khả năng hút ẩm của chất này tùy thuộc vào thể tích và loại chất hút ẩm cũng như
tuỳ thuộc vào nhiệt độ.
Phía trên bình lọc (hút ẩm) có gắn cửa sổ kính (6) để theo dõi dòng chảy của môi
chất, cửa này còn được gọi là mắt ga. Bên trong bầu lọc, ống tiếp nhận môi chất lạnh
được lắp đặt bố trí tận phía đáy bầu lọc nhằm tiếp nhận được 100% môi chất thể lỏng
cung cấp cho van giãn nở.
Hình 2. 33: Sơ đồ cấu tạo của bình lọc.
1. Cửa vào 4. Ống tiếp nhận
2. Lưới lọc 5. Cửa ra
3. Chất khử ẩm 6. Kính quan sát
25
Nguyên lý hoạt động.
Môi chất lạnh, thể lỏng, chảy từ bộ ngưng tụ vào lỗ (1) bình lọc (hút ẩm), xuyên qua
lớp lưới lọc (2) và bộ khử ẩm (3). Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâm
nhập vào trong quá trình lắp ráp sửa chữa hoặc do hút chân không không đạt yêu cầu.
Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và chất ẩm thì các van trong hệ thống
cũng như máy nén sẽ chóng bị hỏng.
Sau khi được tinh khiết và hút ẩm, môi chất lỏng chui vào ống tiếp nhận (4) và thoát
ra cửa (5) theo ống dẫn đến van giãn nở.
Môi chất lạnh R-12 và môi chất lạnh R-134a dùng chất hút ẩm loại khác nhau. Ống
tiếp nhận môi chất lạnh được bố trí phía trên bình tích luỹ. Một lưới lọc tinh có công
dụng ngăn chặn tạp chất lưu thông trong hệ thống. Bên trong lưới lọc có lỗ thông nhỏ
cho phép một ít dầu nhờn trở về máy nén.
Kính quan sát là lỗ để kiểm tra được sử dụng để quan sát môi chất tuần hoàn trong
chu trình làm lạnh cũng như để kiểm tra lượng môi chất.
Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia được
lắp ở giữa bình chứa và van giãn nở.
2.5.5. Van tiết lưu hay van giãn nở.
Chức năng.
Sau khi qua bình chứa tách ẩm, môi chất lỏng có nhiệt độ thấp, áp suất cao được
phun ra từ lỗ tiết lưu. Kết quả làm môi chất giãn nở nhanh và biến môi chất thành hơi
sương có áp suất thấp và nhiệt độ thấp.
Van tiết lưu điều chỉnh được lượng môi chất cấp cho giàn lạnh theo tải nhiệt một
cách tự động.
26
Cấu tạo.
Hình 2. 34: Van tiết lưu dạng hộp.
Van tiết lưu kiểu hộp gồm thanh cảm ứng nhiệt, phần cảm ứng nhiệt được thiết kế
để tiếp xúc trực tiếp với môi chất.
Thanh cảm ứng nhiệt nhận biết nhiệt độ của môi chất (tải nhiệt) tại cửa ra của giàn
lạnh và truyền đến hơi chắn trên màn. Lưu lượng của môi chất được điều chỉnh khi kim
van di chuyển. Điều này xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất trên màn thay đổi, giãn ra
Nguyên lý hoạt động.
hoặc co lại do nhiệt độ và tác dụng của lò xo.
Khi tải nhiệt tăng, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh tăng. Điều này làm nhiệt truyền
đến hơi chắn trên màn tăng, vì thế hơi chắn đó dãn ra. Màn chắn di chuyển sang phía
bên trái, làm thanh cảm biến nhiệt độ và đầu của kim van nén lò xo. Lỗ tiết lưu mở ra
cho một lượng lớn môi chất vào trong giàn lạnh. Điều này làm tăng lưu lượng môi chất
tuần hoàn trong hệ thống lạnh, bằng cách đó làm tăng khả năng làm lạnh cho hệ thống.
Hình 2. 35: Nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao).
27
Khi tải nhiệt nhỏ, nhiệt độ tại cửa ra của giàn lạnh giảm. Điều đó làm cho nhiệt
truyền đến hơi chắn trên màn giảm nên hơi môi chất co lại. Màng di chuyển về phía
phải, làm thanh cảm ứng nhiệt và đầu của kim van đẩy sang phía phải bởi lò xo. Lỗ tiết
lưu đóng bớt lại, nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống giảm, bằng cách đó
làm giảm mức độ lạnh của hệ thống.
Hình 2. 36: Nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải thấp).
2.5.6. Bộ bốc hơi (Giàn lạnh).
Chức năng.
Giàn lạnh làm bay hơi môi chất ở dạng sương sau khi qua van giãn nở có nhiệt độ
và áp suất thấp, và làm lạnh không khí ở xung quanh nó.
Phân loại.
Giàn lạnh làm bay hơi hỗn hợp lỏng khí (dạng sương) có nhiệt độ thấp, áp suất được
cung cấp từ van tiết lưu. Do đó làm lạnh không khí xung quanh giàn lạnh. Có hai loại
giàn lạnh.
Hình 2. 37: Các loại giàn lạnh.
28
Cấu tạo.
Bộ bốc hơi (giàn lạnh) được cấu tạo bằng một ống kim loại (5) dài uốn cong chữ chi
xuyên qua vô số các lá mỏng hút nhiệt, các lá mỏng hút nhiệt được bám sát tiếp xúc
hoàn toàn quanh ống dẫn môi chất lạnh. Cửa vào của môi chất bố trí bên dưới và cửa
ra bố trí bên trên bộ bốc hơi. Với kiểu thiết kế này, bộ bốc hơi có được diện tích hấp
thu nhiệt tối đa trong lúc thể tích của nó được thu gọn tối thiểu.
Trong xe ô tô bộ bốc hơi được bố trí dưới bảng đồng hồ. Một quạt điện kiểu lồng
sóc thổi một số lượng lớn không khí xuyên qua bộ này đưa khí mát vào cabin ô tô.
Hình 2. 38: Cấu tạo của giàn lạnh.
Nguyên lý làm việc.
Trong quá trình hoạt động, bên trong bộ bốc (giàn lạnh) hơi xảy ra hiện tượng sôi
và bốc hơi của môi chất lạnh. Quạt gió sẽ thổi luồng không khí qua giàn lạnh, khối
không khí đó được làm mát và được đưa vào trong xe. Trong thiết kế chế tạo, một số
yếu tố kỹ thuật sau đây quyết định năng suất của bộ bốc hơi:
- Đường kính và chiều dài ống dẫn môi chất lạnh.
- Số lượng và kích thước các lá mỏng bám quanh ống kim loại.
- Số lượng các đoạn uốn cong của ống kim loại.
- Khối lượng và lưu lượng không khí thổi xuyên qua bộ bốc hơi.
- Tốc độ của quạt gió.
Bộ bốc hơi hay giàn lạnh còn có chức năng hút ẩm, chất ẩm sẽ ngưng tụ thành nước
và được hứng đưa ra bên ngoài ô tô nhờ ống xả bố trí dưới giàn lạnh. Đặc tính hút ẩm
này giúp cho khối không khí mát trong cabin được tinh chế và khô ráo.
29
Tóm lại, nhờ hoạt động của van giãn nở hay của ống tiết lưu, lưu lượng môi chất
phun vào bộ bốc hơi được điều tiết để có được độ mát lạnh thích ứng với mọi chế độ
tải của hệ thống điện lạnh. Trong công tác tiết lưu này, nếu lượng môi chất chảy vào
bộ bốc hơi quá lớn, nó sẽ bị tràn ngập, hậu quả là độ lạnh kém vì áp suất và nhiệt độ
trong bộ bốc hơi cao. Môi chất không thể sôi cũng như không bốc hơi hoàn toàn được,
tình trạng này có thể gây hỏng hóc cho máy nén. Ngược lại, nếu môi chất lạnh lỏng
nạp vào không đủ, độ lạnh sẽ rất kém do lượng môi chất ít sẽ bốc hơi rất nhanh khi
chưa kịp chạy qua khắp bộ bốc hơi.
2.6. Một số bộ phận khác.
2.6.1. Cửa sổ kính (mắt ga).
Hình 2. 39: Hình dạng thực tế của mắt gas.
Cấu tạo của kính xem ga bao gồm phần thân hình trụ tròn, phía trên có lắp một kính
tròn có khả năng chịu áp lực tốt và trong suốt để quan sát lỏng. Kính được áp chặt lên
phía trên nhờ một lò xo đặt bên trong. Trên đường ống cấp môi chất của hệ thống lạnh
có lắp đặt kính xem ga, mục đích là báo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một
cách định tính. Cụ thể như sau:
Báo hiệu lượng ga chảy qua đường ống có đủ không. Trong trường hợp lỏng chảy
điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của dòng môi chất lỏng,
ngược lại nếu thiếu môi chất, trên mắt kính sẽ thấy sủi bọt. Khi thiếu ga trầm trọng trên
mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua hình gợn sóng.
Báo hiệu độ ẩm của môi chất. Khi trong môi chất lỏng có lẫn ẩm thì màu sắc của nó
bị biến đổi. Màu xanh: Khô; Màu vàng: Có lọt ẩm cần thận trọng; Màu nâu: Lọt ẩm
nhiều, cần xử lý. Để tiện so sánh, trên vòng tròn chu vi của mắt kính người ta có in sẵn
các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh.
30
Ngoài ra khi trong môi chất lỏng có lẫn các tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắt
kính. trong trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ hàn trên đường ống.
Có hai loại kính kiểm tra: Một loại được lắp ở đầu ra của bình chứa và loại kia được
lắp ở giữa bình chứa và van giãn nở.
Hình 2. 40: Trạng thái môi chất qua cửa sổ kính.
2.6.2.Quạt dàn nóng.
Quạt giải nhiệt giàn nóng có công dụng thổi luồng khí mát xuyên qua bộ ngưng tụ
(giàn nóng) để giải nhiệt bộ này, hoặc thổi một khối lượng lớn không khí xuyên qua bộ
bốc hơi (giàn lạnh) để truyền nhiệt cho bộ này.
Trong hệ thống điện lạnh ô tô có hai loại hệ thống quạt được sử dụng:
- Loại máy quạt có cánh thông thường được gắn trước bộ ngưng tụ để thổi gió tản
nhiệt cho bộ này.
Hình 2. 41: Các loại quạt.
2.6.3. Quạt lồng sóc.
- Quạt lồng sóc hút không khí nóng trong cabin xe hoặc từ ngoài xe vào, thổi xuyên
qua giàn lạnh, trao nhiệt cho bộ này và đưa không khí mát, khô trở lại cabin ô tô.
31
- Trên hầu hết các loại ô tô du lịch, đều trang bị hai quạt tản nhiệt, một quạt giải nhiệt
giàn nóng, quạt còn lại giải nhiệt két nước. Vận tốc của hai quạt này thay đổi tùy theo
nhiệt độ của nước làm mát.
- Loại quạt lồng sóc: Được lắp trong vỏ bộ bốc hơi. Quạt lồng sóc là một ống được chế
tạo bằng thép lá hoặc bằng chất dẻo có nhiều cánh xếp nghiêng song song.
Khi hoạt động không phát ra tiếng ồn như loại cánh, năng suất hút và đẩy không khí
khá tốt. Quạt lồng sóc được điều khiển hoạt động với nhiều vận tốc khác nhau nhờ bộ
điện trở lắp ráp trong mạch điện điều khiển.
Hình 2. 42: Quạt lồng sóc.
32
2.7. Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô.
Hình 2. 43: Hệ thống điều khiển bằng điện tử.
1. Công tắc điều hòa. 6. Một số cảm biến khác.
2. Van xả áp suất cao của máy nén. 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
3. Quạt tản nhiệt giàn nóng. 8. Ống thổi gió sạch.
4. Công tắc ngắt áp suất của điều hòa. 9. Bộ điều khiển.
5. Cảm biến nhiệt độ. 10. Bu ly máy nén.
Trong hệ thống điều khiển tự động EATC (Electronic Automatic Temperature
Control) có trang bị bộ vi xử lý để giúp hệ thống duy trì được nhiệt độ mát lạnh định
sẵn một cách ổn định. Đồng thời có thể điều khiển được nhiệt độ ở phía ghế tài xế và
khu vực ghế hành khách một cách độc lập. Hệ thống tự động này có khả năng phân
phối luồng khí mát đến các hàng ghế phía sau nhưng không ảnh hưởng tới luồng khí
mát thổi đến các ghế ngồi phía trước.
Hệ thống điều hoà không khí tự động được kích hoạt bằng cách đặt nhiệt độ
mong muốn bằng núm chọn nhiệt độ và ấn vào công tắc AUTO. Hệ thống sẽ điều
chỉnh ngay lập tức và duy trì nhiệt độ ở mức đã thiết lập nhờ chức năng điều khiển tự
động của ECU.
33
Hình 2. 44: Sơ đồ điều khiển điều hòa không khí tự động ô tô.
Hệ thống được điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ các nguồn
khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác
động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm:
- Bộ cảm biến năng lượng mặt trời, cảm biến này là một pin quang điện được cài
đặt trên bảng đồng hồ, có chức năng đo lường ghi nhận nhiệt từ mặt trời.
- Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe, nó được cài đặt phía sau bảng đồng hồ và có
chức năng theo dõi, đo kiểm nhiệt độ của không khí bên trong khoang cabin ô tô.
- Bộ cảm biến môi trường, ghi nhận nhiệt độ của phía ngoài xe.
- Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ .
- Công tắc áp suất điều khiển bộ ly hợp điện từ buly máy nén theo chu kỳ.
- Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển về nhiệt độ mong muốn và về vận tốc quạt
gió.
Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử EATC
(ECU), sẽ phân tích, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnh
tốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ thổi khí và
luồng khí ứng với nhiệt độ thích hợp.
2.7.1. Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí tự động.
Hệ thống điều hoà không khí tự động có các bộ phận sau đây:
34
Hình 2. 45: Vị trí các bộ phận trong hệ thống điều hòa tự động.
1. ECU điều khiển A/C (bộ điều khiển A/C). 2. ECU động cơ.
3. Bảng điều khiển. 4. Cảm biến nhiệt độ trong xe.
5. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe. 6. Cảm biến nhiệt độ mặt trời.
7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 8. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
9. Công tắc áp suất của A/C. 10. Mô tơ trợ động trộn khí.
11. Mô tơ trợ động dẫn khí vào. 12. Mô tơ trợ động thổi khí.
13. Mô tơ quạt gió. 14. Bộ điều khiển quạt gió.
2.7.1.1. ECU điều khiển A/C.
ECU tính toán nhiệt độ và lượng không khí được hút vào dựa trên nhiệt độ được xác
định bởi các cảm biến và nhiệt độ mong muốn xác lập ban đầu. Sau khi tính toán ECU
sẽ điều khiển vị trí cánh trộn gió, tốc độ quạt và cánh điều khiển hướng gió.
35
Hình 2. 46: ECU điều khiển A/C.
2.7.1.2. Cảm biến.
Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Hình 2. 47: Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Cảm biến nhiệt độ trong xe là nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô có một đầu
hút. Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khí bên trong
xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Cảm biến phát hiện nhiệt độ trong xe
dùng làm cơ sở cho việc điều khiển nhiệt độ.
36
Cảm biến nhiệt độ ngoài xe.
Hình 2. 48: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến nhiệt độ ngoài xe là một nhiệt điện trở và được lắp ở phía trước của giàn
nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe
do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến bức xạ mặt trời.
Cảm biến bức xạ nắng mặt trời là một diode quang và được lắp ở phía trên của bảng
táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời.
Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi
nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời.
Hình 2. 49: Cảm biến bức xạ mặt trời.
37
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
Hình 2. 50: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh dùng một nhiệt điện trở và được lắp ở giàn lạnh để phát
hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh (nhiệt độ bề mặt của giàn lạnh).
Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và
điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ.
Cảm biến nhiệt độ nước.
Hình 2. 51: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một nhiệt điện trở. Nó phát hiện nhiệt độ nước
làm mát dựa vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. Tín hiệu này được truyền
từ ECU động cơ. Ở một số kiểu xe, cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp ở két
sưởi. Nó được sử dụng để điều khiển nhiệt độ, điều khiển việc hâm nóng không khí.
2.7.1.3. Các motor trợ động.
Motor trợ động trộn khí.
• Cấu tạo:
Motor trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, tiếp điểm động…như trên hình
và nó sẽ được điều khiển bởi tín hiệu ECU.
38
Hình 2. 52: Vị trí và cấu tạo motor trợ động trộn khí.
• Nguyên lí hoạt động:
Hình 2. 53: Nguyên lí hoạt động motor trợ động khí.
Khi cánh điều khiển được chuyển tới vị trí HOT, thì chân AMH sẽ được cấp điện và
chân AMC cấp mass để quay motor điều khiển cánh trộn gió. Khi chân AMC cấp điện
và chân AMH cấp mát thì motor sẽ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh điều khiển
về vị trí COOL.
Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của motor, tạo
ra các giá trị điện theo vị trí và đưa thông tin vị trí này tới ECU. Khi cánh điều khiển
trộn khí tới vị trí mong muốn, motor trộn gió sẽ được ngắt dòng điện cấp tới.
Motor trộn gió được trang bị bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới motor khi đi hết hành
trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với motor trộn gió tiếp xúc với các vị
trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt nên motor dừng lại.
Motor trợ động dẫn khí vào.
• Cấu tạo:
Motor trợ động dẫn khí vào gồm có một mô tơ, bánh răng, đĩa động… như hình
bên dưới.
39
Hình 2. 54: Vị trí và cấu tạo motor trợ động dẫn khí vào.
• Nguyên lí hoạt động:
Hình 2. 55: Nguyên lí hoạt động motor trợ động dẫn khí vào.
Khi nhấn công tắc lựa chọn gió sẽ làm đóng mạch điện của motor trợ động làm cho
dòng điện đi qua motor và làm dịch chuyển cánh điều khiển dẫn khí vào.
Khi cánh điều khiển khí vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC, thì tiếp điểm
của đĩa động nối với motor được tách ra và mạch nối với motor bị ngắt và làm motor
dừng lại.
40
Motor trợ động thổi khí.
• Cấu tạo.
Hình 2. 56: Vị trí và cấu tạo motor trợ động thổi khí.
Motor trợ động thổi khí gồm có mô tơ, tiếp điểm động, mạch dẫn động mô tơ,…
được điều khiển bởi tín hiệu ECU.
• Nguyên lí hoạt động.
Hình 2. 57: Sơ đồ mạch nguyên lí hoạt động motor trợ động thổi khí.
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ gió: FACE, B/L, FOOT, F/D,
DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt động một trong năm chế độ chia gió sẽ được kích
hoạt. ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo tín
hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển.
41
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BÀI THỰC HÀNH NỐI DÂY.
3.1. Tổng quan.
Để hiểu rõ về sơ đồ mạch điện và bổ sung về các kiến thức về phần điện trong hệ
thông. Chúng em đã xây dựng cho mô hình thêm phần đọc hiểu sơ đồ mạch điện và nối
dây cho hệ thống để nó có thể hoạt động. Mục đích tạo cho bài giảng sinh động và
chúng ta có thể nắm bắt được kiến thực một cách tốt hơn.
3.2. Đặc điểm.
Sử dụng các role để điều khiển đóng ngắt mạch điện do đó chúng ta cần phải hiểu
được các thông số và xác định cụ thể các chân hoạt động của các bộ phận trên mô hình
để nối dây được chính xác.
3.3. Cấu tạo.
3.3.1. Relay 5 chân.
Rơ-le là một công tắc. Nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản, rơ-le được kích
hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Chính vì lẽ đó, rơ-le được dùng làm công tắc
điện tử! Vì rơ-le là một công tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở. “Khi nào nó đóng?
Khi nào nó mở? vì vậy chúng em đã sử dụng nó cho 2 trường hợp của nó để áp dụng
vào mô hình.
Hình 3.1: Relay 5 chân
Hình ảnh về bề mặt taplo để cho các sinh viên dễ thực hiện đo kiểm các chân được
vẽ lại bằng phần mềm AI.
42
Hình 3.2: Bề mặt taplo trên mô hình.
Chúng em đã chia các chân của từng loại motor vào từng ô riêng biệt, để khi tiến hành
đo các cặp chân thì nếu như để 15 chân của 3 motor lại thì số lần đo rất nhiêu, mặt khác
các cặp chân trong từng motor thì có giá trị giống nhau nên dễ bị nhầm lẫn. Để tránh trường
hợp đó thì chúng em mới quyết định chia ra 3 ô chứa 3 motor khác nhau. Còn về phía chân
của hộp điều khỉ thì chúng em ghi sẵn tên của các chân lên mô hình luôn, bởi vì các giá trị
của nó chúng ta không thể sử dụng các thiết bị thông thường để đo được. Vì chúng được
cấu thành từ rất nhiều linh kiện điện tử ở trong nên các kí hiệu từng chân trên bảng điều
khiển sẽ được nhà sản xuất cung cấp sẵn.
3.3.2. Motor Trợ động thổi khí.
Hình 3.3: Chân giắc mô tơ trợ động thổi khí
- Có 5 chân được đưa ra ngoài.
- Các kí hiệu chân bên phần hộp điều khiển được biết trước nhờ dữ liệu của nhà sản
suất cung cấp.
43
- Các chân còn lại của Relay được đưa lên Taplo để ứng dụng cho phần nối dây
Hình 3.4: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor Trợ động thổi khí trên mô hình
3.3.2.1. Nguyên lí hoạt động.
Nguyên lý hoạt động: khi công tắc IG bật lên nguồn điện sẽ được cấp cho công tắc đo
kiểm. khi công tắc đo kiểm OFF thì relay chuyển qua bên phải khi đó các chân của công
tắc điều khiển đươc nối với các chân của các motor trợ động. khi đó toàn bộ hệ thống sẽ
hoạt động bình thường, mặt khác các chân của các motor trợ động được nối lên taplo cũng
có thể sử dụng đồng hồ VOM để đo điện áp. Các cặp chân của motor khi này có áp nhuưng
ta lại chưa hề biết cụ thể tên các chân này. Vì thế ta cần phải đo từng cặp chân với nhau
rồi đối chiếu với bảng số liệu để xác định đúng các chân đó. Khi công tắc đo kiểm chuyển
qua chế độ ON thì các chân của relay dịch qua bên trái hệ thống không còn hoạt động và
các chân trên taplo khi này cũng không còn xuất hiện điện áp. Để hệ thống hoạt động được
ta cần lấy các dây có đầu nối được chuẩn bị sẵn để nối giữa motor trợ động, với công tắc
đo kiểm. nếu chúng ta đã xác định đúng chân thì hệ thống sé hoạt động được bình thường
còn ngược lại thì không.
44
3.3.4. Mô Tơ trợ động dẫn khí vào.
Hình 3.5: Chân giắc của Mô tơ trợ động dẫn khí vào.
- Có 5 chân được đưa ra ngoài.
- Các chân bên phần hộp điều khiển được biết trước nhờ dữ liệu của nhà sản suất cung
cấp.
- Các chân còn lại của Relay được đưa lên Taplo để ứng dụng cho phần nối dây
Hình 3.5: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor dẫn khí vào trên mô hình
3.3.4.1. Nguyên lí hoạt động.
Nguyên lý hoạt động: khi công tắc IG bật lên nguồn điện sẽ được cấp cho công tắc đo
kiểm. khi công tắc đo kiểm OFF thì relay chuyển qua bên phải khi đó các chân của công
tắc điều khiển đươc nối với các chân của các motor trợ động. khi đó toàn bộ hệ thống sẽ
45
hoạt động bình thường, mặt khác các chân của các motor trợ động được nối lên taplo cũng
có thể sử dụng đồng hồ VOM để đo điện áp. Các cặp chân của motor khi này có áp nhuưng
ta lại chưa hề biết cụ thể tên các chân này. Vì thế ta cần phải đo từng cặp chân với nhau
rồi đối chiếu với bảng số liệu để xác định đúng các chân đó. Khi công tắc đo kiểm chuyển
qua chế độ ON thì các chân của relay dịch qua bên trái hệ thống không còn hoạt động và
các chân trên taplo khi này cũng không còn xuất hiện điện áp. Để hệ thống hoạt động được
ta cần lấy các dây có đầu nối được chuẩn bị sẵn để nối giữa motor trợ động, với công tắc
đo kiểm. nếu chúng ta đã xác định đúng chân thì hệ thống sé hoạt động được bình thường
còn ngược lại thì không.
3.3.5. Mô Tơ trợ động thổi khí.
Hình 3.6: Chân giắc của motor trộn khí.
- Có 5 chân được đưa ra ngoài.
- Các chân bên phần hộp điều khiển được biết trước nhờ dữ liệu của nhà sản suất cung
cấp.
- Các chân còn lại của Relay được đưa lên Taplo để ứng dụng cho phần nối dây
46
Hình 3.7: Sơ đồ thiết kế lúc thi công Motor Trợ động trộn khí trên mô hình
3.3.5.2. Nguyên lí hoạt động.
Nguyên lý hoạt động: khi công tắc IG bật lên nguồn điện sẽ được cấp cho công tắc đo
kiểm. khi công tắc đo kiểm OFF thì relay chuyển qua bên phải khi đó các chân của công
tắc điều khiển đươc nối với các chân của các motor trợ động. khi đó toàn bộ hệ thống sẽ
hoạt động bình thường, mặt khác các chân của các motor trợ động được nối lên taplo cũng
có thể sử dụng đồng hồ VOM để đo điện áp. Các cặp chân của motor khi này có áp nhưng
ta lại chưa hề biết cụ thể tên các chân này. Vì thế ta cần phải đo từng cặp chân với nhau
rồi đối chiếu với bảng số liệu để xác định đúng các chân đó. Khi công tắc đo kiểm chuyển
qua chế độ ON thì các chân của relay dịch qua bên trái hệ thống không còn hoạt động và
các chân trên taplo khi này cũng không còn xuất hiện điện áp. Để hệ thống hoạt động được
ta cần lấy các dây có đầu nối được chuẩn bị sẵn để nối giữa motor trợ động, với công tắc
đo kiểm. nếu chúng ta đã xác định đúng chân thì hệ thống sé hoạt động được bình thường
còn ngược lại thì không.
47
3.3.6. Hộp điều khiển hệ thống.
Bảng 3. 1: Ý nghĩa chân giắc A40(B)
Hình 3.8: Chân giắc của hộp điều khiển.
Chân
Kí hiệu
Ý nghĩa
số
1
GND
Chân Mass
2
SPD
Chân cảm biến vận tốc
3
4
LOCK
Chân tín hiệu cảm biến lock
5
SG-LOCK
Chân mass cảm biến lock
6
IGN
Chân tín hiệu đánh lửa
7
PSW
Chân tín hiệu công tắc áp suất
8
TW
Chân tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát
9
IG
Nguồn cung cấp cho hộp
10
B
Nguồn thường trực
11
TAMG
Chân tín hiệu cảm biến nhiệt độ môi trường
12
BLW
Chân tín hiệu điều khiển tốc độ quạt lồng sóc
13
AC1
14
RDFG
15
HR
Chân điều khiển Relay quạt lồng sóc
16
MGCR
Chân điều khiển tín hiệu đóng lock máy nén
17
SW1
Chân bật tín hiệu đèn cảnh báo Hazard
18
ACT
Chân tín hiệu ECU động cơ
48
19
LP
Chân giao tiếp Multiplex
20
Bảng 3. 2: Ý nghĩa chân giắc A39(A).
Chân số
Kí hiệu
Ý nghĩa
1
SG-TPM
Chân mass motor điều khiển hướng gió
2
SG-TP
Chân mass của motor trộn
3
SG-TPI
Chân mass của motor điều khiển lấy gió vào
4
TR
Chân tín hiệu nhiệt độ trong xe
5
TE
Chân tín hiệu nhiệt độ giàn lạnh
6
7
TPM
Chân tín hiệu motor điều khiển hướng gió
8
TP
Chân tín hiệu của motor trộn
9
TPI
Chân tín hiệu của motor điều khiển lấy gió vào
10
S5-TPM
Chân dương motor điều khiển hướng gió
11
S5-TP
Chân dương của motor trộn
12
S5-TPI
Chân dương của motor điều khiển lấy gió vào
13
AIR
Chân điều khiển motor gió trong
14
AIF
Chân điều khiển motor gió ngoài
15
AOD
Chân điều khiển motor cửa gió (sấy kính trước)
16
AOF
Chân điều khiển motor cửa gió (hướng vào mặt)
17
AMC
Chân điều khiển motor trộn gió (lạnh)
18
AMH
Chân điều khiển motor trộn gió (sưởi)
19
SG-TR
Chân mass tín hiệu cảm biến nhiệt độ trong xe
20
SG-TE
Chân mass tín hiệu cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
21
22
23
TS
Chân tín hiệu cảm biến bức xạ mặt trởi
49
24
S5-TS
Chân dương tín hiệu cảm biến bức xạ mặt trởi
50
3.3.7. Sơ đồ mạch điện của mô hình.
51
Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều hòa Toyota Camry 2005.
52
CHƯƠNG 4: MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG CỦA MÔ
HÌNH
4.1. Bài thực hành nạp gas cho hệ thống điều hòa sử dụng gas lạnh R314a.
4.1.1. Mục đích.
- Kiểm tra được sự rò rỉ của gas.
- Thực hiện được quy trình nạp gas.
4.1.2. Chuẩn bị.
- Accu 12 - 14V, nguồn điện 3 pha 380V.
- Đồng hồ đo áp suất gas.
4.1.3. Chú ý an toàn.
- Chú ý gắn đúng cực accu.
- Cẩn thận trong việc kết nối motor với nguồn điện 3 pha 380V.
4.1.4 Tiến hành thực hiện.
4.1.4.1. Hút chân không.
Công dụng: Giúp đẩy không khí, độ ẩm và ga cũ hết ra ngoài. Nếu không hút hết
ga cũ ra, việc nạp ga ô tô sẽ khiến trộn lẫn ga cũ và ga mới gây giảm tuổi thọ cho cả hệ
thống điều hòa.
Quy trình thực hiện:
B1: Lắp ráp bơm chân không, bộ đồng hồ vào hệ thống như hình vẽ:
Hình 4. 1: Mô phỏng kết nối máy nén, đồng hồ đo vào mô hình.
53
Hình 4. 2: Mô hình thực tế.
B2: Bật bơm chân không sau đó mở cả hai van cao áp và thấp áp (vặn ra).
Hình 4. 3: Mô phỏng quá trình hút chân không.
B3: Quan sát đồng hồ phía thấp áp độ chân không phải đạt 750 mmHg, duy trì độ chân
không 750 mmHg và hút tiếp khoảng 10 phút.
Hình 4. 4: Giá trị đồng hồ đo sau khi hút chân không.
B4: Đóng cả hai van cao áp và thấp áp (vặn vào), tắt bơm, giữ nguyên trạng thái trong
5 phút để kiểm tra rò rỉ.
54
B5: Xác định hệ thống không rò rỉ (kim đồng hồ không nhảy), sau đó tháo máy hút
chân không ra.
4.1.4.2. Nạp gas vào hệ thống.
Lắp van vào bình nạp gas.
Lắp bộ đồng hồ và bình nạp gas vào hệ thống như hình vẽ:
- Đóng cả 2 van tay (vặn chặt vào).
- Đục lỗ nắp bình gas (phải vặn mở van nắp bình ga ra hết cỡ để bình ga không
bị thủng).
- Nới lỏng đai ốc nối ống giữa của bộ đồng hồ đo đến khi nghe tiếng gió xì. Cho
không khí thoát ra ngoài một vài giây và sau đó siết chặt đai ốc lại.
Hình 4. 5: Vặn đai ốc để xả không khí trong ống ra ngoài.
Nạp gas từ phía cao áp.
Hình 4. 6: Mô phỏng quá trình nạp gas từ phía cao áp.
55
Hình 4. 7: Giá trị đồng hồ đo sau khi nạp gas đường áp cao.
* Động cơ không hoạt động.
- Lắp ráp bình gas, đồng hồ vào hệ thống.
- Mở van cao áp hết cỡ.
- Nạp một bình ga đủ lượng vào hệ thống sau đó đóng van cao áp.
Chú ý:
- Có thể nạp nhanh bằng cách lộn ngược bình ga và nạp gas lỏng vào hệ thống.
Phương pháp này cho phép nạp nhanh hơn tuy nhiên không được nổ máy và van thấp
áp phải đóng hoàn toàn.
- Trong quá trình nạp ga vào, ta chú ý quan sát mắt gas trên bình lọc đến khi
không còn thấy khí sôi thì có thể dừng nạp gas.
Nạp gas từ phía thấp áp
Hình 4. 8: Mô phỏng trạng thái nạp gas từ phía thấp áp.
- Công tắc gió ở vị trí HI.
- Công tắc A/C bật ON.
56
- Bộ chọn nhiệt ở MAX COOL.
- Mở toàn bộ cửa.
- Nổ máy động cơ, đạp gas lên khoảng 1500 rpm (bật motor).
Hình 4. 9: Bật điều hòa MAX COOL, công tác gió HI.
Lưu ý: Những công đoạn trên nhằm giả lập trạng thái hoạt động thực với công suất
sử dụng hệ thống điều hòa cao nhất khi người dùng sử dụng.
- Đóng van cao áp, mở từ từ van thấp áp.
- Khi nào phía áp suất thấp đạt 1,5 – 2,5kgf/cm2 và phía áp suất cao đạt 14 – 16
kgf/cm2 là được.
- Đóng van thấp áp.
- Tháo dây từ đồng hồ ra khỏi hệ thống.
Hình 4. 10: Giá trị đồng hồ sau khi nạp gas ở đường áp thấp.
4.2. Bài thực hành phát hiện hư hỏng hệ thống điều hòa bằng đồng hồ đo áp suất
gas.
4.2.1. Mục đích.
- Kiểm tra hệ thống thông qua đồng hồ đo.
- Tìm nguyên nhân và cách khắc phục hư hỏng.
57
4.2.2. Chuẩn bị.
- Accu 12 - 14 V.
- Nguồn cung cấp cho motor: Điện 3 pha 380V.
- Đồng hồ đo áp suất ga.
4.2.3. Chú ý an toàn.
- Chú ý gắn đúng cực accu
- Ngắt nguồn 3 pha trước khi kết nối với motor.
- Kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống trước khi tiến hành
4.2.4. Tiến hành thực hiện.
- Kết nối accu, điện 3 pha, đồng hồ đo áp suất với mô hình như khi nạp gas.
- Chạy mô hình.
- Xem áp suất trên đồng hồ.
4.2.4.1. Hệ thống điều hòa khi làm việc bình thường.
Hình 4. 11: Áp suất ga bình thường.
Hệ thống đủ gas và hoạt động bình thường là khi :
- Áp suất thấp 1,5 – 2,5 kg/cm2
- Áp suất cao áp từ 14 – 16 kg/cm2
- Sờ ống thấp áp thấy lạnh
- Sờ ống cao áp (từ giàn nóng – giàn van tiết lưu) thấy ấm
- Không khí ra mát lạnh
Tuy nhiên giá trị đưa ra ở đây là dạng tổng quát. Các giá trị thực tế thì khác nhau
do nhiệt độ môi trường xung quanh và đặc điểm kỹ thuật của xe.
58
4.2.4.2. Hệ thống bị lọt khí.
Hình 4. 12: Áp suất khi hệ thống bị lọt khí.
Hiện tượng: Áp suất ở cả 2 bên thấp áp và cao áp đều cao hơn bình thường, không
khí trong xe chỉ hơi mát, áp suất bên thấp áp không thay đổi khi ly hợp từ đóng/ngắt.
Nguyên nhân:Do quy trình hút chân không chưa đạt hay máy hút chân không kém,
hoặc trong quá trình nạp gas bị lọt không khí vào theo.
Phương pháp khắc phục: xả gas, và hút chân không lại cho thật kỹ (khoảng 15
phút) với một máy hút chân không tốt đảm bảo đồng hồ bên thấp áp về mức -750
mmhg (-100 kpa = -1 bar = -1 kg/cm2).
4.2.4.3. Hệ thống điều hòa hoạt động khi thiếu ga.
Hình 4. 13: Áp suất khi thiếu ga.
Hiện tượng: Áp suất thấp áp thấp, áp suất cao áp thấp. Không khí trong xe lạnh kém.
Sờ ống thấp áp chỉ hơi lạnh.
59
Nguyên nhân: Thiếu gas, do hệ thống đang bị rò rỉ.
Phương pháp khắc phục:
- Cần tháo toàn bộ hệ thống ra thử kín để tìm ra nguyên nhân gây rò rỉ (vì đây là
hệ thống tuần hoàn kín nên có thể rò rỉ tại bất cứ bộ phận nào). Sau đó tiến hành quy
trình bảo dưỡng.
- Nếu hệ thống không rò rỉ thì tiến hành nạp thêm ga.
4.2.4.4. Hệ thống điều hòa giải nhiệt kém.
Hình 4. 14: Áp suất khi giải nhiệt kém.
Hiện tượng: Áp suất thấp áp bình thường, áp suất cao áp cao. Không khí trong xe
không mát. Ống cao áp sờ thấy rất nóng.
Nguyên nhân: Do quạt giải nhiệt không quay hoặc quay yếu không cung cấp đủ
không khí để gải nhiệt cho dàn nóng.
Do hệ thống quá nhiều dầu phủ khắp bề mặt giàn nóng nên gas không thoát nhiệt
được, hay nhiều gas nên hệ thống giải nhiệt không đáp ứng kịp. Hoặc giàn nóng quá
bẩn, bịt kín các lan tản nhiệt, và gió lưu thông qua để giải nhiệt bị hạn chế.
Phương pháp khắc phục: Kiểm tra lại các điều kiện trên để đưa ra hướng khắc
phục như: thay quạt giàn nóng, xử lý hệ thống điện quạt nếu mất điện quạt hoặc chạy
không đúng tốc độ. Xả gas và xả bớt dầu trên lốc nếu nhiều quá. Nếu giàn nóng bẩn
quá cần vệ sinh lại.
60
4.2.4.5. Hệ thống điều hòa hỏng máy nén, tắt bầu ngưng.
Hình 4. 15: Áp suất khi hỏng máy nén hay tắt bầu ngưng.
Hiện tượng: Áp suất cao áp thấp, áp suất thấp áp cao. Trong xe không mát. Sờ ống
cao áp thấy hơi mát (không ấm). Xả 1 chút gas ra thấy mùi hôi và dầu chuyển màu tối,
đen.
Nguyên nhân: Máy nén bị hỏng (các chi tiết bị mòn sinh ra khe hở lớn, không nén
đủ áp suất). Hoặc van điều khiển máy nén bị kẹt ở tình trạng luôn mở (buồng cao áp
luôn thông với buồng điều khiển). Và trường hợp bầu ngưng bị tắc dẫn tới không đáp
ứng đủ lượng gas tới máy nén.
Phương pháp khắc phục: Thay máy nén với 2 trường hợp đầu, thay bầu ngưng với
trường hợp sau. Khi thay máy nén lưu ý cần thay phin lọc gas, vệ sinh xúc rửa lại toàn
bộ hệ thống để đánh bật các chất bẩn đóng cặn cùng với dầu bên trong, thay dầu mới,
hút chân không và nạp đủ lượng gas mới.
Đặc biệt với hệ thống sử dụng van điều khiển nên xem xét thay giàn nóng vì giàn
nóng tản nhiệt kém, và giàn nóng là nơi đầu tiên máy nén đẩy môi chất và các mạt kim
loại, dầu bẩn đến. Và van tiết lưu cũng nên được thay thế trong trường hợp này để đảm
bảo hệ thống được an toàn và hoạt động hiệu quả.
61
4.2.4.6. Hệ thống điều hòa bị tắt van tiết lưu.
Hình 4. 16: Áp suất khi bị tắt van tiết lưu.
Hiện tượng: Áp suất thấp áp thấp ( có thể về tới áp suất chân không là dưới 0
bar/cm2) và áp suất cao thấp. Không khí trong xe không mát. Sờ đường ống 2 bên
không nóng, không lạnh.
Nguyên nhân: Van tiết lưu ống mao bị tắc do cặn bẩn đóng kẹt trên ống tiết lưu
của van tiết lưu ống mao bị tắc do cặn bẩn đóng kẹt trên ống tiết lưu của van.
Phương pháp khắc phục: Thay thế van tiết lưu. Thực hiện quy trình bảo dưỡng vệ
sinh bảo dưỡng lại toàn bộ hệ thống, thay phin lọc gas, thay dầu mới, hút chân không,
nạp gas mới. Nếu hệ thống bên trong quá bẩn, dầu chuyển màu cần thay bầu ngưng
trên hệ thống này.
4.3. Bài thực hành nối dây trên mô hình.
4.3.1. Mục đích.
- Luyện tập cho học viên phương pháp kiểm tra giá trị điện áp các chi tiết trên hệ
thống điều hòa không khí ô tô.
- Xác định được các giá trị điện áp ở các cực của servo motor.
- Nắm rõ được sơ đồ mạch điện của hệ thống.
- Tìm được các hư hỏng thông thường của công tắc điều khiển thông qua đồng hồ
VOM
- Mắc sơ đồ mạch điện.
62
4.3.2. Chuẩn bị.
- Accu 12 - 14V.
- Đồng hồ VOM.
- Dây dẫn có giắc cắm
4.3.3. Chú ý an toàn.
- Chú ý gắn đúng cực accu.
- Chọn đúng thang đo của đồng hồ VOM.
4.3.4. Tiến hành thực hiện.
- Kết nối accu với mô hình.
- Chỉnh đồng hồ VOM ở thang đo DCV 20V.
- Khởi động hệ thống và bật công tắc đo kiểm.
- Tiến hành xác định các chân của các motor ở trên taplo.
4.3.4.1. Xác định đúng các chân Motor trợ động dẫn khí vào (Air inlet control
servo motor).
- Bật công tắc IG
- Bật công tắc đo kiểm để hệ thống hoạt động bình thường.
- Sử dụng đồng hồ VOM để xác định củ thể các chân của motor ở trên bảng taplo.
- Lần lượt đo các giá trị của từng cặp chân.
- Ghi lại các giá trị vừa đo rồi so sánh với bảng dữ liệu.
- Từ bảng giá trị điện áp cho sẵn ta xác định được chân motor.
- Tắt công tắc đo kiểm và hoàn thành việc nối dây trên mô hình.
Bảng 4. 1: Giá trị điện áp các chân của Air inlet control servo motor.
Điều kiện
Ký hiệu
S5-TPI - SG-TPI
AIF - SG-TPI
AIR - SG-TPI
TPI - SG-TPI Công tắc IG ON.
Công tắc IG ON.Lấy gió trong xe
Lấy gió ngoài xe
Công tắc IG ON.Lấy gió trong xe
Lấy gió ngoài xe
Công tắc IG ON.Lấy gió trong xe
Lấy gió ngoài xe Điện áp
10 - 14V
0V
10-14V
10-14V
0V
4.2V
0.9V
4.3.4.2. Motor trợ động trộn khí (Air mix control servo motor).
- Bật công tắc IG
- Bật công tắc đo kiểm để hệ thống hoạt động bình thường.
- Sử dụng đồng hồ VOM để xác định củ thể các chân của motor ở trên bảng taplo.
63
- Lần lượt đo các giá trị của từng cặp chân.
- Ghi lại các giá trị vừa đo rồi so sánh với bảng dữ liệu.
- Từ bảng giá trị điện áp cho sẵn ta xác định được chân motor.
- Tắt công tắc đo kiểm và hoàn thành việc nối dây trên mô hình.
Bảng 4. 2: Giá trị điện áp các chân của Air mix control servo motor.
Điều kiện
Ký hiệu
S5-TP - SG-TP
AMC - SG-TP
AMH - SG-TP
TP - SG-TP
Công tắc IG ON.
Công tắc IG ON.
Bấm dần từ max HOT đến max COOL
Công tắc IG ON.
Bấm dần từ max HOT đến max COOL
Công tắc IG ON.
Bấm dần từ max HOT đến max COOL
Điện áp
10 - 14V
Từ 0-1V
lên 10-14V
Từ 0-1V
lên 10-14V
Điện áp
tăng dần từ
0.9-4.1V
Chú ý: Khi đo điện áp ở AMC và AMH khi motor quay thì điện áp 10 - 14V, motor
ngừng quay thì điện áp về lại 0 - 1V.
4.3.4.3. Motor trợ động thổi khí (Air vent mode servo motor).
- Bật công tắc IG
- Bật công tắc đo kiểm để hệ thống hoạt động bình thường.
- Sử dụng đồng hồ VOM để xác định củ thể các chân của motor ở trên bảng taplo.
- Lần lượt đo các giá trị của từng cặp chân.
- Ghi lại các giá trị vừa đo rồi so sánh với bảng dữ liệu.
- Từ bảng giá trị điện áp cho sẵn ta xác định được chân motor.
- Tắt công tắc đo kiểm và hoàn thành việc nối dây trên mô hình.
64
Bảng 4. 3: Giá trị điện áp các chân của Air vent control servo motor.
Điều kiện
Ký hiệu
S5-TPM - SG-TPM
TPM - SG-TPM Công tắc IG ON.
Công tắc IG ON.FACE
B/L
FOOT
F/D
DEF Điện áp
10 - 14V
3.8-4V
3-3.2V
2.3-2.5V
1.8-1.9V
1-1.1V
AOD - SG-TPM
Từ 0.3 lên 10-14V
0.3V
AOF- SG-TPM
Công tắc IG ON.
Nhấn dần từ FACE đến DEF
Nhấn dần từ DEF về FACE
Công tắc IG ON.
Nhấn dần từ FACE đến DEF
Nhấn dần từ DEF về FACE 0.3V
Từ 0.3 lên 10-14V
Chú ý: Khi đo điện áp ở AOD và AOF khi motor quay thì điện áp 10 - 14V, motor
ngừng quay thì điện áp về lại 0.3V.
4.3.4.4. Kết quả sau khi nối dây
Hình 4.17: Kết quả sau khi hoàn tất nối dây
4.3.5. Các hư hỏng thường gặp.
Các chân motor không có điện áp.
Nguyên nhân: khi hoạt động lâu ngày do qua trình xê dịch hoặc tác động từ bên
ngoài làm các mối hàn ở relay bị bong ra, hoặc nguồn điện áp cấp cho chân cuộn dây
của relay bị lỏng dẫn tới hệ thống không hoạt động.
65
Cách khắc phục: sử dụng đồng hồ VOM kiểm tra theo sơ đồ để xem chỗ nào bị hở
dây hoặc tiếp xúc không tốt thì chúng ta khắc phục.
4.4. Quy trình chẩn đoán lỗi hệ thống điện của mô hình.
Trong quá trình sử dụng, mô hình có thể phát sinh ra một số lỗi làm cho hệ thống
không hoạt động hay hoạt động không ổn định. Do đó chúng em đã xây dựng một quy
trình chẩn đoán để tìm hiểu nguyên nhân và tìm cách khắc phục các lỗi cho mô hình.
Hình 4. 18: Quy trình chẩn đoán lỗi của hệ thống.
66
CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BẰNG ỨNG DỤNG MATLAB
SIMULINK.
5.1. Giới thiệu.
Hình 5.1: Ứng dụng matlab trong mô phỏng.
Simulink là một môi trường lập trình đồ họa dựa trên MATLAB để mô hình hóa, mô
phỏng và phân tích các hệ thống động lực học đa miền . Giao diện chính của nó là
một công cụ sơ đồ khối đồ họa và một bộ thư viện khối có thể tùy chỉnh . Nó cung cấp
tích hợp chặt chẽ với phần còn lại của môi trường MATLAB và có thể điều khiển
MATLAB hoặc được tập lệnh từ nó. Simulink được sử dụng rộng rãi trong điều khiển
tự động và xử lý tín hiệu kỹ thuật số để mô phỏng đa miền và thiết kế dựa trên mô
hình .
5.2. Lý thuyết mô phỏng hệ thống điều hòa trên ô tô.
5.2.1. Tổng quan.
Chúng em mô phỏng hệ thống điều hoà không khí trên ô tô với một công suất đầu vào
không đổi. Và mô phỏng dựa trên những điều kiện sau :
Xây dựng các phương trình vi phân dựa trên định luật bảo toàn năng lượng. Năng
lượng không tự sinh ra và cũng không tự mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng này sang
dạng khác.
67
Các phương trình vi phân cho từng thành phần của hệ thống điều hoà trên ô tô,
bao gồm : máy nén, dành lạnh, dàn nóng, van giãn nở. Bình lọc được loại bỏ để
đơn giản hoá mô hình.
Các phương trình được mô hình hoá bằng công cụ MATLAB/SIMULINK
Mô hình được chúng em xác minh tính logic và thực tiễn bằng cách thay đổi và
phân tích các thông số là “số lượng hành khách trên xe”, “khối lượng không khí
trong cabin”,”công suất của máy nén”.
5.2.2. Xác định vấn đề.
Để hiểu được hoạt động của toàn bộ quy trình, cần phải tạo ra một mô hình mô
phỏng hệ thống điều hòa không khí.
Xác minh xem hệ thống được thiết kế có phù hợp với hệ thống truyền lực cung
cấp hay không.
Hình 5.2: Các thành phần cấu tạo nên hệ thống.
5.2.3 Mục tiêu.
Các mục tiêu yêu cầu:
Mục tiêu chính là giữ cho nhiệt độ bên trong cabin không đổi tại một điểm xác
định.
Yêu cầu đầu ra:
Nhiệt độ bên trong cabin [° C].
Kiểm soát đầu vào:
68
Nguồn năng lượng cung cấp cho máy nén (từ động cơ) [W].
Những yếu tố ảnh hưởng:
Nhiệt độ bên ngoài cabin của xe [° C].
Hình 5.3: Các thông số đầu vào và đầu ra của model.
5.2.4 Phương pháp tiếp cận.
Đối với một mô hình toàn diện, thì toàn bộ quá trình phải được chia thành các quá trình
nhỏ hơn, mối quan hệ giữa các quá trình phụ này phải được xác định bằng các phương
trình cân bằng năng lượng. Năng lượng được lưu trữ dưới dạng nhiệt trong môi chất lạnh
và nhiệt này sau khi được giải phóng ra bên ngoài với sự trợ giúp của dàn nóng.
Hình 5.4: Các thành phần của hệ thống và các yếu tố ảnh hưởng.
5.3. Phương pháp xây dựng.
Công cụ chính được sử dụng để phát triển dự án này là MATLAB Simulink từ
MathWorks. MATLAB là một nền tảng lập trình được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật
69
ngành công nghiệp. Trái tim của MATLAB là ngôn ngữ MATLAB, một ngôn ngữ dựa trên
ma trận điều đó cho phép một cách tính toán tự nhiên. Simulink là một đồ họa dựa trên
matlab môi trường lập trình được thiết kế để mô hình hóa, mô phỏng và phân tích nhiều
miền hệ thống.Tất cả các giá trị cho tất cả các biến đã được khai báo trong môi trường
matlab để sau đó được nhập vào các khối liên kết simulink.
5.3.1. Xây dựng mô hình trên Matlab.
Sau khi khảo sát các tài liệu, chúng em quyết định sử dụng các phương trình được
trình bày trong phần 5.5 để xây dựng một mô hình mô phỏng hệ thống điều hoà trên ô
tô. Các số liệu như thông số kỹ thuật của hệ thống truyền lực, thông số máy nén và các
thông số khác của môi chất làm lạnh được dựa vào tài liệu và trong quá trình nghiên
cứu của chúng em. Sau đó, xây dựng các phương trình vi phân trong simulink.
5.3.2. Chứng minh tính hiệu quả của mô hình.
Tất cả các thành phần được mô hình hóa bằng cách sử dụng khái niệm cân bằng năng
lượng vì để hoàn thành trọng tâm chính của model này là làm mát khu vực cabin đến một
điểm nhất định. Nhiệt độ là một cách đo lượng nhiệt của một chất (trong trường hợp này
là môi chất làm lạnh và không khí bên trong cabin). Nhiệt là một dạng năng lượng do đó
sử dụng việc cân bằng năng lượng là chính xác nhất cho việc mô phỏng. Môi chất lạnh
R134a được lựa chọn vì hiệu suất làm lạnh, hiệu quả chi phí, được sử dụng rộng rãi trong
ngành công nghiệp ô tô và có tài liệu nghiên cứu rộng rãi. Việc chứng minh tính hiệu quả
của hệ thống bằng cách giải thích các kết quả từ các đồ thị của hệ thống. Xác minh bằng
cách thực hiện thay đổi các thông số đầu vào của hệ thống và việc phân tích kết quả.
5.4. Kết quả của quá trình.
Quá trình chạy thành công mô hình Simulink, các kết quả đã được hiển thị ty bằng
các đồ thị được biểu diễn chi tiết các cuối mỗi quá trình để nghiên cứu hiệu suất.
5.5. Các phương trình được nghiên cứu và áp dụng.
Cabin:
Nhiệt trao đổi giữa cabin và bên ngoài :
𝑀𝑟𝐶𝑝𝑟 = −𝐶𝑝𝑒𝜌𝑓(𝑇𝑚 − 𝑇𝑠) + 𝑄𝑠 + 𝑄𝑝𝑠 + 𝑈0𝐴0(𝑇𝑎 − 𝑇𝑟) + 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎(𝑇𝑎 − 𝑇𝑟) + 𝐾𝑠𝑝𝑙𝑓 𝑑𝑇𝑟
𝑑𝑡
Dàn lạnh:
Cân bằng năng lượng cho đầu vào của dàn lạnh :
70
) 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ1 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑚 − 𝑇𝑑) + 𝛼1𝐴1 (𝑇𝑤 − 𝑑𝑇𝑑
𝑑𝑡 𝑇𝑚 + 𝑇𝑑
2
Cân băng năng lượng cho môi chất ở bên trong dàn lạnh:
𝜌𝑓𝐶𝑝𝑚𝑇𝑚 = 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎𝑇𝑎 + (𝜌𝑓 − 𝑚𝑓)𝐶𝑝𝑚𝑇𝑟 + 𝑇𝑚𝑚𝑓𝐶𝑝𝑚
Cân bằng năng lượng cho đầu ra của dàn lạnh:
𝑑𝑇𝑠
𝑑𝑡
𝑇𝑑−𝑇𝑠
2
) 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ2 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑑 − 𝑇𝑠) + 𝜌𝑓ℎ𝑓𝑔(𝑊𝑚 − 𝑊𝑔) + 𝛼2𝐴2 (𝑇𝑤 −
Cân bằng năng lượng đối với nhiệt lượng mà thành dàn lạnh hấp thụ:
𝑤
(𝐶𝑝𝜌𝑉) = 𝛼1𝐴1 ( − 𝑇𝑤) + 𝛼2𝐴2 ( − 𝑇𝑤) − 𝑀𝑟𝑒𝑓(ℎ𝑟2 − ℎ𝑟1) 𝑑𝑇𝑤
𝑑𝑡 𝑇𝑚 + 𝑇𝑑
2 𝑇𝑑 + 𝑇𝑆
2
Máy nén:
Tốc độ dòng chảy của môi chất lạnh:
2𝑆𝑝𝑁𝑐
𝑀𝑟𝑒𝑓 = 𝑛 𝐷𝑐 𝜋
4
𝜂𝑉
𝑣𝑠
Cân bằng năng lượng bên trong máy nén:
𝑀𝑟𝑒𝑓𝐶𝑝𝑟𝑓 = 𝑇𝑖𝑛𝑀𝑖𝑛𝐶𝑝𝑟𝑓 − 𝑇𝑜𝑢𝑡𝑀𝑜𝑢𝑡𝐶𝑝𝑟𝑓 𝑑𝑇1
𝑑𝑡
Dàn nóng:
Cân bằng năng lượng cho đầu vào của dàn nóng:
) 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ1 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑚 − 𝑇𝑑) + 𝛼1𝐴1 (𝑇𝑤 − 𝑑𝑇𝑑
𝑑𝑡 𝑇𝑚 + 𝑇𝑑
2
Cân bằng năng lượng cho môi chất ở bên trong dàn nóng:
𝜌𝑓𝐶𝑝𝑚𝑇𝑚 = 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎𝑇𝑎 + (𝜌𝑓 − 𝑚𝑓)𝐶𝑝𝑚𝑇𝑟
Cân bằng năng lượng cho đầu ra của dàn nóng:
) 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ2 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑑 − 𝑇𝑠) + 𝜌𝑓ℎ𝑓𝑔(𝑊𝑚 − 𝑊𝑔) + 𝛼2𝐴2 (𝑇𝑤 − 𝑑𝑇𝑆
𝑑𝑡 𝑇𝑑 − 𝑇𝑆
2
Cân bằng năng lượng đối với nhiệt lượng do thành dàn nóng toả ra:
𝑤
(𝐶𝑝𝜌𝑉) = 𝛼1𝐴1 ( − 𝑇𝑤) + 𝛼2𝐴2 ( − 𝑇𝑤) − 𝑀𝑟𝑒𝑓(ℎ𝑟2 − ℎ𝑟1) 𝑑𝑇𝑤
𝑑𝑡 𝑇𝑚 + 𝑇𝑑
2 𝑇𝑑 + 𝑇𝑠
2
Van giãn nở:
Cân bằng năng lượng trong van giãn nở
𝑇in 𝑀𝑓𝑣𝐶𝑝𝑣 − 𝑇out 𝑀𝑓𝑙𝐶𝑝𝑙 = 0
71
Bảng 5.1: Ý nghĩa của các thông số
Thông số Ý nghĩa Đơn vị
Tr Nhiệt độ bên trong ºC
cabin
Tm Nhiệt độ môi chất trong ºC
dàn lạnh/nóng
Ta Nhiệt độ không khí ºC
xung quanh
Ts Nhiệt độ môi chất ở đầu ºC
ra dàn lạnh/nóng
Td Nhiệt độ môi chất ở đầu ºC
vào dàn lạnh/nóng
Tw Nhệt độ thành dàn ºC
lạnh/nóng
Mr Khối lượng không khí kg
bên trong cabin xe
mf Tốc độ dòng chảy của kg/s
dòng khí thông gió
Cpr Nhiệt dung riêng ở áp kJ/kg K
suất không đổi trong
phòng
Cpe Nhiệt dung riêng ở áp kJ/kg K
suất không đổi ở dàn
lạnh
Ce Nhiệt dung riêng ở áp kJ/kg K
suất không đổi ở trong
lõi
72
Cpa,Cpm Nhiệt dung riêng ở áp kJ/kg K
suất không đổi tại môi
trường và thời điểm
trước dàn lạnh
Qs Tải nhiệt của bức xạ mặt KW
trời
Qps Tải nhiệt của số lượng KW
người trên xe
Uo Hiệu quả truyền nhiệt W/ m² K
của thành xe
Ao Diện tích bề mặt của m²
cabin
Kspl Hệ số tăng nhiệt của KJ/ m³
quạt
f Tốc độ dòng khí thể tích KW/ m² K
ρ Mật độ của không khí kg/ m³
ẩm
Vh1 Thể tích không khí ở m³
dàn lạnh trong vùng làm
mát khô
α1 Hệ số truyền nhiệt giữa KW/ m² ºC
không khí và thành dàn
lạnh trong vùng làm mát
khô
A1 Diện tích truyền nhiệt m²
của vùng lõi dàn lạnh ở
vùng làm mát khô
Vh2 Thể tích không khí ở m³
dàn lạnh trong vùng làm
mát ướt
73
Wm Độ ẩm của hỗn hợp kg/ kg -
không khí đến đầu vào
dàn lạnh
α2 Hệ số truyền nhiệt giữa KW/ m² ºC
không khí và thành dàn
lạnh trong vùng làm mát
ướt
A2 Diện tích truyền nhiệt m²
của vùng lõi dàn lạnh ở
vùng làm mát ướt
hfg Nhiệt hoá hơi của nước kJ/kg
V Thể tích của cabin m³
Mref Tốc độ dòng chảy của kg/s
chất làm lạnh vào lõi
dàn lạnh
hr1 Entanpi của chất làm kJ/kg
lạnh ở đầu vào lõi dãn
lạnh hoặc dàn nóng
hr2 Entanpi của chất làm kJ/kg
lạnh ở đầu ra lõi dãn
lạnh hoặc dàn nóng
Wr Độ ẩm không khí bên kg/ kg
trong cabin xe – không
khí khô
Qpl Tải nhiệt của bức xạ mặt KW
trời
74
5.6. Quá trình thực hiện:
5.6.1. Tổng quan toàn bộ quá trình.
Hình 5.5: Sơ đồ tổng quát hệ thống
5.6.2. Nhiệt độ ở trong cabin.
Hình 5.6. Tính toán nhiệt độ trong cabin.
75
5.6.3. Dàn nóng
Hình 5.7: Tính tốc độ dòng chảy Mref từ máy nén.
Hình 5.8: Các khối dùng để tính Tm.
76
Hình 5.9: Các khối dung để tính Td.
Hình 5.10: Các khối dung để tính Tw.
77
Hình 5.11: Các khối dung để tính Ts.
5.6.4. Giàn lạnh
Hình 5.12: Tính tốc độ dòng chảy Mref từ máy nén.
78
Hình 5.13: Các khối dung để tính Tm.
Hình 5.14: Các khối dung để tính Td.
79
Hình 5.15: Các khối dung để tính Tw.
Hình 5.16: Các khối dung để tính Ts.
80
5.6.5. Van tiết lưu
Hình 5.17: Phương trình cân bằng năng lượng ở Van tiết lưu.
81
5.6.6. Máy nén
Hình 5.18: Phường trình cân bằng năng lượng trong máy nén.
82
5.7. Kết quả thu được của việc mô phỏng hệ thống.
Sau khi hoát tất các quá trình thiết lập các phương trình vi phân bằng các khối trong
Sinmulink kết quả ta thu được các đồ thị thông số nhiệt độ trong từng chu trình như
sau.
Hình 5.19: Đồ thị nhiệt độ trong cabin xe.
Đồ thị 5.19 cho thấy hệ thống điều hoà không khí đã dần dần hạ thấp nhiệt độ của
không khí bên trong cabin từ giá trị ban đầu là 27 ºC đến khoảng 22 ºC. Đây là nhiệt
độ dễ chịu đối với con người. Thời gian cần thiết để đạt được nhiệt độ 22 ºC cần khoảng
4-5 phút.
83
Hình 5.20: Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn lạnh.
Tại đây, môi chất lạnh được giãn nở và bay hơi. Môi chất trao đổi nhiệt và làm giảm
nhiệt độ đến 16.2 ºC. Thời gian để đạt dàn lạnh đạt được nhiệt độ này cần khoảng gần
7 phút.
84
Hình 5.21: Đồ thị của nhiệt độ môi chất trong máy nén.
Sau khi máy nén hoạt động thì môi chất được nén lại với áp suất rất là cao vì thế
khiến nhiệt độ của môi chất cũng tăng thêm. Theo như đồ thị thì nhiệt độ của môi chất
tang từ 10 độ C lên 60 độ C trong khoảng 3 đến 4 phút.
85
Hình 5.22: Đồ thị nhiệt độ của môi chất trong dàn nóng.
Trong một chu trình làm lạnh, nhiệt độ của môi chất lạnh được hấp thụ bởi dàn nóng
và được gia tăng áp suất bởi máy nén. Trạng thái nhiệt độ cao và áp suất cao của môi
chất được chuyển thành thể lỏng ở dàn nóng. Nhiệt độ tăng từ 20 ºC lên tới 44 ºC sau
khoảng 8.3 phút
86
Hình 5.23: Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong van giãn nở.
Van giãn nở loại bỏ áp suất từ môi chất lạnh khi ra khỏi dàn nóng chuyển trạng thái
của môi chất lạnh từ thể lỏng sang thể hơi. Giải thích lý do đồ thị có đường cong đi lên
sau đó đốc xuống rồi mới tiếp tục di lên là bởi vì nhiệt độ của môi chất thông qua van
tiết lưu thì có mối tương quan với nhiệt độ môi chất trong giàn nóng nên đồ thị của 2
trường hợp này nó giống nhau chỉ khác về nhiệt độ ở van tiết lưu sẽ thấp hơn ở giàn
nóng. Hình 5.23 cho thấy sự sụt giảm nhiệt độ so với nhiệt độ dàn nóng do giãn nở.
nhiệt độ giảm từ 44 ºC xuống 5.6 ºC
87
5.8. So sánh năng suất của hệ thống điều hoà với các điều kiện đầu vào khác nhau
Hình 5.24: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của không gian đến nhiệt độ trong cabin.
Với các mẫu xe Hatchback, Sedan và SUV được thử nghiệm với các thông số tương
tự ngoại trừ khối lượng của không khí ( không gian trong cabin). AC mất nhiều thời
gian hơn để có thể làm mát cabin đối với chiếc SUV, và nhanh hơn đối với Sendan và
Hatchback do có không gian nhỏ hơn.
88
Hình 5.25: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong máy nén với công suất
khác nhau.
89
Hình 5.26: Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong dàn nóng với công suất khác
nhau.
90
Hình 5.27: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong van giãn nở với công suất
khác nhau.
91
Hình 5.28: Đồ thị so sánh nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn lạnh với công suất
khác nhau.
5.9. Kết luận
Sau khi hoàn thành mô phỏng hệ thống điều hoà trong MATLAB/SIMULINK ,
chúng em đã đạt được mục tiêu đề ra là duy trì nhiệt độ nhất định trong cabin xe.
Biết được nhiệt độ của môi chất làm lạnh khi qua từng thành phần trong hệ thống điều
hoà.
Việc xác thực cho tính thực nghiệm của mô hình được xác minh bằng việc thay đổi
các thông số đầu vào như “công suất máy nén”,”khối lượng không khí bên trong
cabin”,”số lượng hành khách trên xe”. Từ đó kết quả có được từ các đồ thị đã cho thấy
tính hợp lí của mô hình.
92
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
6.1. Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu tài liệu cùng với sự hướng dẫn theo sát của thầy hướng
dẫn nhóm chúng em đã thi công hoàn chỉnh đề tài “Thiết kế, lắp đặt mô hình điều
hòa không khí và ứng dụng phần mềm Matlab vào mô phỏng” đồng thời cải tiến
thành công một số tính năng mới giúp mô hình dễ dàng tiếp cận hơn và đưa vào thực
tiễn giảng dạy.
Với việc mô phỏng hệ thống điều hoà ô tô trên ứng dụng MATLAB/SIMULINK
đã giúp chúng em hiểu rõ hơn về hệ thống. Thấy được các yếu tố tác động đến hệ
thống. Xây dựng nên một mô hình mô phỏng hệ thống điều hoà cũng hỗ trợ cho các
bạn sinh viên dễ dàng tiếp cận và hiểu được nguyên lí hoạt động của hệ thống. Giúp
các bạn có cái nhìn trực quan hơn.
Về phần thuyết minh, cuốn thuyết minh được nhóm chúng em biên soạn rõ ràng
dựa trên những tài liệu chuyên ngành và kiến thức chúng em tự rút ra được, đảm bảo
cung cấp đầy đủ nhất các kiến thức về hệ thống điều hòa cũng như cách vận hành mô
hình.
6.2. Hướng phát triển
Như chúng ta đã biết hệ thống điều hòa ô tô là một trong những hệ thống tiện nghi
thiết yếu hàng đầu trên ô tô hiện đại. Vì vậy, việc trang bị cho sinh viên ngành ô tô
những kiến thức lý thuyết và hơn hết là mô hình thực tiễn của hệ thống điều hòa ô tô là
vấn đề hết sức cần thiết. Song, để trang bị một chiếc ô tô nhằm mục đích giảng dạy và
học tập về hệ thống điều hòa thì chi phí quá lớn. Do đó, mô hình hệ thống điều hòa tự
động trên ô tô của chúng em là câu trả lời cho vấn đề này.
Qua việc mô phỏng hệ thống điều hoà trên MATLAB/SIMUINK với việc sử dụng
định luật cân bằng năng lượng để xây dựng mô hình mô phỏng. Từ đó có thể biết được
các thông số ảnh hưởng đến mô hình để chúng ta có thể phát triển hệ thống điều hoà
trong thực tế giúp hệ thống làm việc với hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng hơn.
93
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt.
[1] Nguyễn Oanh (2008), “ Ô tô thế hệ mới Điện lạnh ô tô”, nhà xuất bản Giao
Thông Vận Tải, 202 trang.
[2] “Hệ thống sưởi ấm và điều hòa trên ô tô”, TS. Lê Thanh Phúc.
[3] Diễn đàn Axeoto.com : https://axeoto.com/ .
[4] Diễn đàn Otohui.com : https://www.oto-hui.com/ .
[5] Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên chuẩn đoán Toyota, “ Điều hòa không khí”.
[6] “Giáo trình phương pháp tính”, Th.S Lê Thị Thanh Hải.
Tiếng anh.
[1] 2005 CAMRY ELECTRICAL WIRING DIAGRAM, cardiagn.com, 251
Pages.
[2] Steven Daly (2006), “Automotive Air Conditioning and Climate Control
Systems”, 382 pages.
[3] A State Space Approach for the Dynamic Analysis of Automotive Air
Conditioning System
[4] Boufadene, M. (2018). Modeling and Control of AC Machine using
MATLAB®/SIMULINK. CRC Press
94
PHỤ LỤC
clear all
close all
clc
%% cabinspace
mr = 9000.50; % mass of air inside cabin [g]
cpr = 1.008; % specificheat at constant pressure at room in kJ/kg K
Tin = 27; % Intial Temperature of cabin space
Cpe = 1.008; % Constant pressure at evaprator in kJ/kg K
P = 1.2 ; % density of air in kg/m³
Uo = 4; % heat transfer co-efficient of vechile wall
Ao = 30; % surface area of cabin
Ta = 21; % Temperature of ambient air
Mf = 0.001 ; % mass flow rate to cabin g/s
Cpa = 1.008; % Sp.heat at constant pressure at ambient point
v = 8; % volume of cabin
Qs = 50 ; % heat load due to solar radiation
Qps = 70 ; % sensible heat load per passengers
N = 1 ; % no of passanger
Kf = 1.1 ; % Heat gain co-efficient of fan
V = 0.115 ; % volumetricair flow
%------------------------------------------%
Wm = 0.058; % moisture content of the mixture air
95
Ws = 0.009; % moisture content of the supply air
Wa = 0.0158; % Moisture content of the ambient Air
Wr = 0.0113; % Moisture content of the air inside the vehicle
%% compressor parameters
n = 6; % number of cyclinders in compressor
D = 0.14; % diameter of the cylinder
sp = 0.49; % relative piston stroke
sp1 = 10; % piston stroke
Nc =11.50; % speed of compressor (rps)
(0.3596+(1.1072*sp)-(0.4025*sp*sp)+(0.0001175*Nc)-(2.449*1.0000e-
=
nv
08*Nc*Nc));
% volumetric efficiency of compressor
vs = 0.087; % Refrigerant specific volume
f1 = 0.281; % flow rate1
f2 = 0.115; % flow rate2
cpr1 = 1.436; % Specific heat of Refrigirant
cpr2 = 0.955; % Specific heat of Refrigirant
%% Evaporator parameters
Cp_E = 1.366; % Specific heat of Refrigirant in Evaprator
hfg = .2450; % Latent heat of vaporization of water in kJ/kg
Wm = 0.0113; % moisture content of the mixture air
Wg = 0.009; % moisture content of the mixture air
a1 = 0.125; % Heat transfer coefficient between air and evaporator wall
a2 = 0.027; % Heat transfer coefficient between air and evaporator wall
A1 = 0.53; % Heat transfer area of dry – cooling region in m
A2 = 3.265; % Heat transfer area of wet – cooling region in m
hr2 = .3938; % Enthalpy of refrigerant at the evaporator core inlet
hr1 = .2335; % Enthalpy of refrigerant at the evaporator core outlet
96
Vh1 = 0.004; % Air side volume of the evaporator core
Vh2 = 0.016; % Air side volume of the evaporator core
%% Thermal Expansion valve
Mfv = 0.01; % mass flow of vapour
Mfl = 0.001; % mass flow of liquid
cpv = 0.906; % Specific heat of Refrigirant in vapour phase
cpl = 1.166; % Specific heat of Refrigirant in liquid phase
%% condensor parameters
Cp_C = 1.147; % Specific heat of Refrigirant in condensor
hfg = .2450; % Latent heat of vaporization of water in kJ/kg
Wm = 0.0113; % moiture content
Wg = 0.009; % moiture content
a1 = 0.125; % Heat transfer coefficient between air and evaporator wall
a2 = 0.027; % Heat transfer coefficient between air and evaporator wall
A1 = 2.83; % Heat transfer area of dry – cooling region in m
A2 = 0.55; % Heat transfer area of wet – cooling region in m
hr2 = .4288; % Enthalpy of refrigerant at the evaporator core inlet
hr1 = .2335; % Enthalpy of refrigerant at the evaporator core outlet
Vh1 = 0.004; % Air side volume of the evaporator core
Vh2 = 0.016; % Air side volume of the evaporator core
%% Connecting model
sim_time = 1000;
sim('AC_Vfinal')
%% plotting graph results
%% Ploting results Cabin
figure('Name','Đầu ra của hệ thống') % Naming The figure
97
set(gcf,'color','cyan')
%-----------------------plot for Cabin Temperature------------------------%
plot(T(:,1), T(:,2),'-r','linewidth',1) % DE of of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
ylim([21 28]) % setting axis limit
grid on
title('Đồ thị nhiệt độ ở cabin xe')
legend('Nhiệt độ')
%% Ploting results Evaporator
figure('Name','Đầu ra của dàn lạnh') % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%------------------plot for Evaporator temperature------------------------%
plot(Evp(:,1), Evp(:,2),'-r','linewidth',1) % DE of of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
title('Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn lạnh')
legend('Nhiệt độ')
%% Ploting results Compressor
figure('Name','Đầu ra của máy nén') % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%----------------------plot for Compressor Temperature--------------------%
plot(Comp(:,1), Comp(:,2),'-r','linewidth',1) % DE of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
98
ylim([0 70])
grid on
title('Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong máy nén')
legend('Nhiệt độ')
%% Ploting results Condenser
figure('Name','Đầu ra của dàn nóng') % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%-------------------plot for Condensor Temperature------------------------%
plot(Con(:,1), Con(:,2),'-r','linewidth',1) % DE of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
title('Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong dàn nóng')
legend('Nhiệt độ')
%% Ploting results TEV
figure('Name','Đầu ra của van giãn nở') % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%-------------------------plot for Tev Temperature------------------------%
plot(Tev(:,1), Tev(:,2),'-r','linewidth',1) % DE of Temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
title('Đồ thị nhiệt độ của môi chất lạnh trong van giãn nở')
legend('Nhiệt độ')
99
%% Sensitivity analysis
%-----------------------system response-analysis--------------------------%
%---For differrent cabin space i.e with different quantity of air --------%
for mr = [6000 9000 12000]
sim_time = 1000;
sim('AC_Vfinal')
figure(6) % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%----------------------plot for Cabin Temperature-------------------------%
% nexttile
plot(T(:,1), T(:,2)) % DE of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
ylim([21 28])
grid on
title('Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của không gian đến nhiệt độ trong cabin')
end
figure(6)
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' Hatchback';
Legend{2}=' Sedan';
Legend{3}=' SUV';
legend(Legend);
% resetting the value to intial condition
mr = 9000;
%-------------------------------------------------------------------------%
%%
%---------- Response for different no of passenger inside the car---------%
for N = [1 2 3]
sim_time = 1000;
100
sim('AC_Vfinal')
figure(7) % Naming The figure
set(gcf,'color','cyan')
%----------------------plot for Cabin Temperature-------------------------%
plot(T(:,1), T(:,2)) % DE of of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
ylim([21 28])
title('Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của số lượng người trên xe đến nhiệt độ trong cabin')
end
figure(7)
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' 1 người';
Legend{2}=' 2 người';
Legend{3}=' 3 người';
legend(Legend);
% resetting the value
N = 1;
%-------------------Components response-analysis--------------------------%
%---------------------For different power input---------------------------%
%%
for Nc = [8.6 11.75 16.00]
sim_time = 1000;
sim('AC_Vfinal')
figure(8) % Naming The figure
% subplot(2,2,1)
plot(Evp(:,1), Evp(:,2)) % DE of temp
hold on
101
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
title('Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong dàn lạnh với công suất khác nhau')
figure(9)
plot(Con(:,1), Con(:,2)) % DE of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
title('Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong dàn nóng với công suất khác nhau')
figure(10)
plot(Comp(:,1), Comp(:,2)) % DE of temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
title('Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong máy nén với công suất khác nhau')
figure(11)
plot(Tev(:,1), Tev(:,2)) % DE of Temp
hold on
xlabel('Thời gian [s]') % Labeling axis
ylabel('Nhiệt độ [°C]')
grid on
title('Đồ thị so sánh nhiệt độ môi chất lạnh trong van giãn nở với công suất khác nhau')
end
figure(8)
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' Công suất đầu vào nhỏ hơn';
Legend{2}=' Công suất đầu vào giữ nguyên';
Legend{3}=' Công suất đầu vào lớn hơn';
legend(Legend);
figure(9)
102
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' Công suất đầu vào nhỏ hơn';
Legend{2}=' Công suất đầu vào giữ nguyên';
Legend{3}=' Công suất đầu vào lớn hơn';
legend(Legend);
figure(10)
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' Công suất đầu vào nhỏ hơn';
Legend{2}=' Công suất đầu vào giữ nguyên';
Legend{3}=' Công suất đầu vào lớn hơn';
legend(Legend);
figure(11)
Legend=cell(3,1);
Legend{1}=' Công suất đầu vào nhỏ hơn';
Legend{2}=' Công suất đầu vào giữ nguyên';
Legend{3}=' Công suất đầu vào lớn hơn';
legend(Legend);
Nc = 11.75;
%--------------------------presenting graphs------------------------------%
figure(1)
movegui('northwest')
figure(2)
movegui('west')
figure(3)
movegui('southwest')
figure(4)
movegui('north')
figure(5)
movegui('center')
103
figure(6)
movegui('south')
figure(7)
movegui('northeast')
figure(8)
movegui('east')
figure(9)
movegui('southeast')
figure(10)
movegui('southeast')
figure(11)
movegui('southeast')
104
S
K
L
0
0
2
1
5
4