Tài liệu

Điều hòa không khí ô tô

Chng 1
TNG QUAN V IU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
1.1. GII THIU CHUNG
K thut iu hòa không khí là ngành khoa hc nghiên cu các phng pháp,
công ngh và thit b  to ra và duy trì mt môi trng không khí phù hp vi công
ngh sn xut, ch bin hoc thun tin cho sinh hot ca con ngi. Các i lng cn
to ra, duy trì và khng ch trong h thng iu hòa không khí bao gm: nhit ,  m,
s lu thông và tun hoàn ca không khí, kh bi, ting n, khí c hi và vi khun…
Mt h thng iu không khí úng ngha là h thng có th duy trì trng thái ca
không khí trong không gian cn iu hòa – trong vùng quy nh nào ó. Nó không chu
nh hng bi s thay i ca iu khí hu bên ngoài hoc s thay i ca ph ti bên
trong. T ó ta thy r!ng, có mt mi liên h mt thit gi"a iu kin thi tit bên ngoài
không gian cn iu hòa vi ch  hot ng và các c im cu to ca h thng iu

lnh t ngun sinh lnh n không gian cn thc hin k thut lnh. ) ây cht ti lnh
có th là nc, không khí hoc kt hp gi"a nc và không khí -  các h thng nh*,
cht ti lnh thng chính là tác nhân lnh.
H thng phun m: thng c dùng cho nh"ng ni có nhu cu gia t%ng 
cha hi không khí trong không gian iu hòa.
H thng thi không khí trong không gian cn iu hòa ra ngoài tri hoc tun
hoàn tr li vào h thng.
B iu ch(nh và khng ch t ng:  theo dõi, duy trì và n nh t ng các
thông s chính ca h thng.
H thng gim n, chng cháy, lc bi, kh mùi.
H thng phân phi không khí.
Tuy nhiên, không phi bt k+ h thng iu hòa không khí nào c&ng phi có y
 các thit b nêu trên. ) mt s trng hp có th có thêm các b phn ph khác giúp
cho h thng làm vic n nh và thích ng hn. H thng iu hòa không khí có th ng
dng cho các không gian ng yên: nhà , hi trng, phòng làm vic… ngoài ra còn
c ng dng cho các không gian di ng nh: ôtô, xe la, máy bay…
1.2. C S LÝ THUYT IU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
Ngày nay, cùng vi s tin b ca khoa hc k thut, nn công nghip ôtô ã và
ang rt phát trin. Nh"ng xe ra i sau này c ci tin tin nghi, an toàn và hin i
hn nh"ng chic xe i c&. Trên ôtô hin i u c trang b h thng iu hòa không
khí, h thng này góp phn áng k vào vic to ra s thoi mái, d$ chu và kh*e kho,n
cho hành khách trong xe. Máy iu hòa nhit  iu ch(nh không khí trong xe mát m-
hoc m áp; m t hoc khô ráo, làm sch bi, kh mùi; c bit rt có li  nh"ng ni
thi tit nóng bc hoc khi b k.t xe trên ng dài. Và là mt trang b cn thit giúp cho
ngi lái xe iu khin xe an toàn.

H1.1. H thng iu hòa không khí trên ôtô hin i
Không khí trong ôtô thích hp nht là khi s trao i nhit gi"a ngi trong xe
vi môi trng xung quanh tin hành  iu kin cng  cc tiu ca h thng t iu
ch(nh thân nhit ca ngi. / to s thích hp trên, có th b!ng bin pháp t nhiên hoc

2
, hi nhiên liu, khí x trong không khí  cabin c&ng không
c quá gii hn cho phép.
Nh"ng yêu cu và mc tiêu trên ch( c thc hin tt khi khoang không gian
cn làm lnh c bao kín, cách ly h1n vi các ngun nhit xung quanh. Vì vy cabin
ôtô cn phi c bao kín và cách nhit tt. H.1.2. Các ngun gây ra sc nóng bên trong xe.
/ có th bit và hiu c ht nguyên lý làm vic, c im cu to ca h
thng iu hòa không khí trên ôtô, ta cn phi tìm hiu k hn v c s lý thuyt c%n bn
ca h thng iu hòa không khí.
Qui trình làm lnh c mô t nh là mt hot ng tách nhit ra kh*i vt th -
ây c&ng chính là mc ích chính ca h thng làm lnh và iu hòa không khí.
Vy nên, h thng iu hòa không khí hot ng da trên nh"ng nguyên lý c
bn sau:
- Dòng nhit luôn truyn t ni nóng n ni lnh.
- Khi b nén cht khí s# làm t%ng nhit .
- S giãn n th tích ca cht khí s# phân b n%ng lng nhit ra kh,p mt vùng
rng ln và nhit  ca cht khí ó s# b h thp xung.
- / làm lnh mt ngi hay mt vt th, phi ly nhit ra kh*i ngi hay vt
th ó.
- Mt s lng ln nhit lng c hp th khi mt cht l*ng thay i trng
thái bin thành hi.

Tác dng truyn nhit này gi là bc x.
S hp th nhit: Vt cht có th tn ti  mt trong ba trng thái: th r,n, th
l*ng, th khí. Mun thay i trng thái ca vt th, cn phi truyn d0n mt nhit lng.
Ví d lúc ta h nhit  nc xung n 32
0
F (0
0
C), nc s# ông thành á, nó ã thay
i trng thái t th l*ng sang th r,n.
Nu nc c un nóng n 212
0
F (100
0
C), nc s# sôi và bc hi (th khí). )
ây có iu c bit thú v khi thay i nc á (th r,n) thành nc (th l*ng) và nc
thành hi nc (th khí). Trong quá trình làm thay i trng thái ca nc, ta phi tác
ng nhit vào, nhng lng nhit này không th o lng c th c. Ví d khi nc
á ang  nhit  32
0
F, ta nung nóng cho nó tan ra, nhng nc á ang tan v0n gi"
c nhit  32
0
F. /un nc nóng n 212
0
F nc s# sôi. Ta truyn tip thêm nhiu
nhit n"a cho nc bc hi, nu o nhit  ca hi nc c&ng ch( thy 212
0
F ch
không nóng hn. Lng nhit b hp th mt trong nc á, trong nc sôi  làm thay
i trng thái ca nc gi là n nhit – hin tng n nhit là nguyên lý c bn ca quá

lnh hay gas lnh – là cht môi gii s dng trong chu trình nhit ng ngc chiu 
hp thu nhit ca môi trng cn làm lnh có nhit  thp và ti nhit ra môi trng có
nhit  cao hn. Có khá nhiu môi cht lnh c s dng trong k thut iu hòa
không khí, nhng ch( có 2 loi c s dng rng rãi trong h thng iu hòa không khí
ca ôtô i mi ó là R-12 và R-134a.
Môi cht lnh phi có im sôi di 32
0
F (0
0
C)  có th bc hi và hp thu n
nhit ti nh"ng nhit  thp. Nhit  thp nht chúng ta có th s dng  làm lnh các
khoang hành khách  ôtô là 32
0
F (0
0
C) bi vì khi  nhit  di nhit  này s# to ra
á và làm t,t lung không khí i qua các cánh tn nhit ca thit b bc
hi.
Môi cht lnh phi là mt cht tng i “tr”, hòa trn c vi du bôi trn
 tr thành mt hóa cht bn v"ng, sao cho du bôi trn di chuyn thông sut trong h
thng  bôi trn máy nén khí và các b phn di chuyn khác. S trn l0n gi"a du bôi
trn vi môi cht lnh phi tng thích vi các loi vt liu c s dng trong h thng
nh: kim loi, cao su, nha d-o…/ng thi, cht làm lnh phi là mt cht không c,
không cháy, và không gây n, không sinh ra các phn ng phá hy môi sinh và môi
trng khi x nó vào khí quyn.
Ký hiu môi cht lnh:
+ Các Freon: Là các cacbuahydro no hoc cha no mà các nguyên t hydro c
thay th mt phn hoc toàn b b!ng các nguyên t clo, flo hoc brom.

- Các ng phân có thêm ch" a, b  phân bit. Ví d: R134a

bc hi là 70 BTU trên 1 pound.
R-12 d$ hòa tan trong du khoáng cht và không tham gia phn ng vi các loi
kim loi, các ng mm và m kín s dng trong h thng. Cùng vi c tính có kh
n%ng lu thông xuyên sut h thng ng d0n nhng không b gim hiu sut, chính
nh"ng iu ó ã làm cho R-12 tr thành môi cht lnh lí tng s dng trong h thng
iu hòa không khí ôtô.
R c h f
S lng nguyên t Clo
S lng nguyên t Hydro + 1
S lng nguyên t C – 1 (nu = 0 thì không ghi)
Refrigerant (Môi cht lnh)

H.1.3. C ch và tình trng phá hy tng ozon ca môi cht lnh R12
Tuy nhiên, R-12 li có mc  phá hy tng ôzôn ca khí quyn và gây hiu ng
nhà kính ln – do các phân t ca nó có th bay lên bu khí quyn trc khi phân gii;
và ti bu khí quyn, nguyên t clo ã tham gia phn ng vi O
3
trong tng ôzôn ca khí
quyn, chính iu này ã làm phá hy ôzôn ca khí quyn. Do ó, môi cht lnh R-12 ã
b cm sn xut, lu hành và s dng t ngày 1.1.1996. Thi hn này kéo dài thêm 10
n%m  các nc ang phát trin.
1.3.2. Môi cht lnh R-134a
/ gii quyt vn  môi cht lnh R-12 (CFC-12) phá hy tng ôzôn ca khí
quyn, mt loi môi cht lnh mi v a c dùng  thay th R-12 trong h thng iu
hòa không khí ôtô, gi là môi cht lnh R-134a có công thc hóa hc là CF
3
– CH
2
F, là
mt hydrofluorocarbon (HFC). Do trong thành phn hp cht ca R-134a không có clo,


120,3
-26,8
0
C
101,15
0
C
4,065 mpa (41,45 Kgf/cm
2
)
511 Kg/cm
3

1206,0 Kg/cm
3

0,031009 m
3
/Kg
1,4287 KJ/Kg.K (0,3413
Kcal/Kgf.K)

0,8519 KJ/Kg.K (0,2035
Kcal/Kgf.K)

216,5 KJ/Kg (51,72 Kcal/Kg)
0,0815 W/m.K (0,0701
Kcal/m.h.K)
Không cháy

Kcal/Kgf.K)

166,56 KJ/Kg (39,79 Kcal/Kg)
0,0702 W/m.K (0,0604
Kcal/m.h.K)
Không cháy
1,0
0,24 ÷3,4
Tuy nhiên, môi cht lnh R-134a có im sôi là -15,2
0
F (-26,8
0
C), và có lng
nhit n  bc hi là 77,74 BTU/pound. /im sôi này cao hn so vi môi cht R-12 nên
hiu sut ca nó có phn thua R-12. Vì vy h thng iu hòa không khí ôtô dùng môi
cht lnh R-134a c thit k vi áp sut bm cao hn, ng thi phi t%ng khi lng
ln không khí gii nhit thi xuyên qua giàn nóng (b ngng t). R-134a không kt hp
c vi các du khoáng dùng  bôi trn  h thng R-12. Các cht bôi trn tng hp
polyalkaneglycol (PAG) hoc là polyolester (POE) c s dng vi h thng R-134a.
Hai cht bôi trn này không hòa trn vi R-12. Môi cht R-134a c&ng không thích hp
vi cht kh m s dng trên h thng R-12. Vì th, khi thay th môi cht lnh R-12  h
thng iu hòa không khí trên ôtô b!ng R-134a, phi thay i nh"ng b phn ca h
thng nu nó không phù hp vi R-134a, c&ng nh phi thay i du bôi trn và cht
kh m ca h thng. Có th d$ dàng nhn ra nh"ng h thng dùng R-134a nh nhãn “R-
134a” dán trên các b phn chính ca h thng
1.4. IU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ
“iu hòa không khí” là thut ng" chung  ch( nh"ng thit b m bo không
khí trong phòng  nhit  và  m thích hp. Khi nhit  trong phòng cao, nhit c
ly i  gim nhit  (gi là “làm lnh”) và ngc li khi nhit  trong phòng thp,
nhit c cung cp  t%ng nhit  (gi là “si”). Mt khác, hi nc c thêm vào

Là mt thit b sy nóng không khí sch ly t ngoài vào trong cabin ôtô  si
m gian hành khách, ng thi làm tan b%ng kính ch,n gió ca ôtô. Có nhiu kiu thit b
si m nh: b si dùng nc làm mát, dùng nhit khí cháy và dùng khí x, tuy nhiên
kiu thit b si s dng nc làm mát thng c s dng rng rãi trên các ôtô.

H.1.5. H thng si m không khí trên ôtô
Trong ó, nc làm mát tun hoàn qua két si  làm các ng si nóng lên và
qut thi gió s# thi không khí qua két si  sy nóng không khí. Tuy nhiên, do nc
làm mát óng vai trò ngun nhit nên két si s# không c nóng lên khi ng c v0n
còn ngui vì vy nhit  khí thi qua giàn si s# không t%ng.
B si m c iu khin bi các cn gt hoc núm xoay trong bng iu
khin ca h thng. Thng có 3 s iu khin c bn: iu khin chc n%ng, iu khin
nhit  và iu khin tc  thi gió. /iu khin chc n%ng xác nh ngõ ra nào s# phát
khí nóng. /iu khin nhit  là iu tit nhit  ca không khí và iu khin tc 
thi gió là iu khin tc  qut thi.
Khi dch chuyn các núm (hoc cn gt) iu khin chc n%ng và nhit  s# làm
thay i v trí ca các ca nhit bên trong b si. Thay i v trí ca các ca nhit s#
thay i lng khí i ngang qua lõi nhit t ó iu khin c nhit  không khí
phát ra c&ng nh ngõ ra ca nó.
Các ca c iu khin b!ng cáp hoc motor chân không. Khi xoay các núm
iu khin, chân không t cm ng np s# c truyn n motor  vn hành nó. Khi
màng ca motor chân không chuyn ng tác ng lên c cu òn by  thay i v trí
các ca thi lung không khí ã c si m. Không khí t lò si c phân phi n
các ca trên bng iu khin n dãy gh phía sau và n kính ch,n gió  làm tan b%ng,

9. Gng phân phi lung không @ABC
<nh.
10. Hp thông E5;.
- Môi cht lnh  dng th l*ng tip tc lu thông n bình lc/hút m, ti ây
môi cht lnh c làm tinh khit hn nh c hút ht hi m và tp cht nh các li
lc và các ht hút m bên trong bình cha.
- Van giãn n hay van tit lu iu tit lu lng ca môi cht l*ng phun vào b
bc hi hay giàn lnh, làm h thp áp sut ca môi cht lnh. Do gim áp nên nhit 
sôi ca môi cht gim xung, cùng vi s tác ng ca nhit  không khí bên trong
cabin xe ã làm cho môi cht sôi lên, nên trng thái ca môi cht lúc này là t th l*ng
bin thành th hi trong b bc hi.
- Trong quá trình bc hi, môi cht lnh hp thu nhit rt mnh làm cho toàn b
giàn lnh gim nhit  xung, ri nh qut gió giàn lnh hút khi không khí bên trong
cabin ôtô thi qua b bc hi và ra li cabin nh các ca s d0n gió – làm lnh khi
không khí bên trong cabin ôtô.
H.1.7. Chu trình làm lnh c bn ca h thng /HKK ôtô
- Bc k tip là môi cht lnh  trng thái hi áp sut thp c hi v máy nén
nh chu trình hút ca máy nén, và li c bm i. Kt thúc mt chu trình làm lnh và


H.1.10. H thng iu hòa không khí kiu khoang hành lý
3. Kiu kép: Khí lnh c thi ra t phía trc và phía sau bên trong xe. /c
tính làm lnh bên trong xe rt tt, s phân b nhit bên trong xe ng u, có th t
c mt môi trng rt d$ chu trong xe ( hình 1.11).

H.1.11. H thng iu hòa không khí kiu kép
1.4.4.2. Phân loi theo chc nng
Do chc n%ng và tính n%ng cn có ca h thng iu hòa khác nhau tùy theo môi
trng t nhiên và quc gia s dng, h thng iu hòa không khí có th chia thành 2
loi tùy theo tính n%ng ca nó.
1. Loi n: Loi này bao gm mt b thông thoáng c ni hoc là vi b
si hoc là h thng làm lnh, ch( dùng  si m hay làm lnh (hình 1.12).

H.1.12. H thng iu hòa không khí kiu n
2. Loi cho tt c các mùa: Loi này kt hp mt b thông gió vi mt b si
m và h thng làm lnh. H thng iu hòa này có th s dng trong nh"ng ngày lnh,
m  làm khô không khí. Tuy nhiên, nhit  trong khoang hành khách s# b h thp
xung, iu ó có th gây ra cm giác lnh cho hành khách. Nên  tránh iu ó h
thng này s# cho không khí i qua két si  sy nóng. /iu này cho phép iu hòa
không khí m bo c không khí có nhit  và  m thích hp. /ây chính là u
im chính ca iu hòa không khí loi 4 mùa (hình 1.13).

H.1.13. H thng iu hòa không khí loi bn mùa
Loi này c&ng có th chia thành loi iu khin nhit  thng, lái xe phi iu
khin nhit  b!ng tay khi cn. Và loi iu khin t ng, nhit  bên ngoài và bên
trong xe luôn c máy tính nhn bit và b si hay b iu hòa không khí s# t ng
hot ng theo nhit  do lái xe t ra, vì vy duy trì c nhit  bên trong xe luôn n
nh.
Còn trong các h thng iu hòa không khí và h thng lnh trên các xe ông