www.oto-hui.comĐồ án
Hệ thống lạnh trên ô tô
1
www.oto-hui.com
MỤC LỤC
Trang
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2
LỜI NÓI ĐẦU 5
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ 7
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô 7
1.2 Tính cấp thiết của đề tài 8
PHẦN II. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Ô TÔ 9
2.1 Chức năng, phân loại, lý thuyết điều hòa không khí 9
2.1.1 Chức năng của điều hòa không khí 9
2.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô 11
2.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí 13
2.1.4 Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn 15
2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô 19
2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô 19
2.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô 20
2.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô 20
2.3 Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh ô tô 22
2.3.1 Máy nén 22
2.3.2 Bộ ngưng tụ (Giàn nóng) 28
2.3.3 Bình lọc (Hút ẩm môi chất) 30
2.3.4 Van giãn nở hay van tiết lưu 32
2.3.5 Bộ bốc hơi (Giàn lạnh) 37

4.3.1 Chẩn đoán tình trạng của hệ thống 93
4.3.2 Xác định hỏng hóc và sửa chữa 99
PHẦN V. THAM KHẢO 104
KẾT LUẬN 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO 116
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước ngành công nghiệp ô tô
của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây lượng ô tô
tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện đi
lại thân thiện đối với người dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiều hãng xe nổi
tiếng trên thế giới đã đầu tư vào Việt Nam. Theo đó Nhà nước cũng có những chính
sách phù hợp để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển. Ngoài những công ty đã
phát triển từ lâu đời ở Việt Nam như Công ty ô tô mùng 1 tháng 5 hay công ty cơ khí ô
tô Sài Gòn. Những năm gần đây nhiều công ty ô tô nước ngoài đã đầu tư vào thị
trường Việt nam như : Toyota, Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huynđai.
Việc xuất hiện các công ty nước ngoài đã tác động mạnh mẽ tới việc đào tạo kỹ
thuật viên trong nước sao cho đáp ứng được với nền công nghiệp ô tô nước nhà. Theo
dự án đào tạo nghề của Cộng Hòa Liên Bang Đức đầu tư vào Việt Nam. Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên là một trọng tâm trong dự án đó. Trong đó ngành
cơ khí động lực được chú trọng ngay từ đầu. Trong quá trình hoạt động đã đào tạo
được các kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao đáp ứng nhu cầu của xã hội.
Là sinh Đại học được đào tạo chính quy , qua thời gian học tập và nghiên cứu tại
trường dưới một mô hình đào tạo có chất lượng. Để khẳng định chất lượng đào tạo của
Nhà trường nói chung và khoa cơ khí động lực nói riêng , chúng em được giao đề tài
tốt nghiệp: “Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô’’. Đề tài gồm
bốn phần:
Phần I : Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Phần II : Lý thuyết chung về điều hòa không khí trên ô tô
Phần III : Chọn lựa phương án thiết kế mô hình điện lạnh ô tô
Phần IV : Phạm vi ứng dụng của đề tài

như một két sưởi ấm. Két sưởi lấy nước làm mát động cơ đã được hâm nóng bởi động
cơ và dùng nhiệt này để làm nóng không khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ
của két sưởi là thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ
khởi động két sưởi không làm việc.
Để làm mát không khí trong xe, hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo một chu
trình khép kín. Máy nén đẩy môi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi vào giàn
ngưng. Ở giàn ngưng môi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Môi chất ở dạng lỏng
này chảy vào bình chứa (bình sấy khô). Bình này chứa và lọc môi chất. Môi chất lỏng
sau khi đã được lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển môi chất lỏng thành
hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Môi chất dạng khí - lỏng có nhiệt độ
thấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong giàn lạnh sẽ lấy nhiệt
của không khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng được chuyển thành hơi trong
giàn lạnh và chỉ có môi chất ở thể hơi vừa được gia nhiệt đi vào máy nén và quá trình
được lặp lại như trước.
Như vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hòa không khí kết hợp cả
két sưởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hòa trộn và vị trí
của van nước.
Để điều khiển thông khí trong xe, hệ thống điều hòa không khí lấy không khí bên
ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp được tạo ra do 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, một số nơi
có áp suất dương, còn một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí ở
những nơi có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm.
Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không
khí đưa vào trong xe.
Các cửa hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như trong hệ thống thông
gió tự nhiên. Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng chung với các hệ thống
thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm).
1.2 Tính cấp thiết của đề tài.
Ngày nay ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện tham gia giao thông

sưởi không làm việc như là một bộ sưởi ấm.
+ Làm mát không khí.
Giàn lạnh làm việc như là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi
đưa vào trong xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc đẩy
môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ chất làm lạnh
và sau đó nó làm mát không khí đợưc 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 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát
+ Hút ẩm.
Lượng hơi nước trong không khí tăng lên khi nhiệt độ không khí cao hơn và giảm
xuống khi nhiệt độ không khí giảm xuống. 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 và được chứa trong khay xả nước. Cuối cùng, nước này được tháo ra
khỏi khay của xe bằng một vòi nhỏ.
Ngoài ba chức năng trên hệ thống điều hòa không khí còn có chức năng điều
khiển thông gió trong xe. Việc lấy không khí bên ngoài đưa vào trong xe nhờ chênh áp
được tạo ra do 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 một số nơi khác có áp suất âm. Như vậy cửa hút được bố trí
ở những nơi có áp suất dương và cửa xả khí được bố trí ở những nơi có áp suất âm.
Trong các hệ thống thông gió cưỡng bức, người ta sử dụng quạt điện hút không
khí đưa vào trong xe. Các ửca hút và cửa xả không khí được đặt ở cùng vị trí như
trong hệ thống thông gió tự nhiên. Thông thường, hệ thống thông gió này được dùng
chung với các hệ thống thông khí khác (hệ thống điều hoà không khí, bộ sưởi ấm).
2.1.2 Phân loại điều hòa không khí trên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương
thức điều khiển.
a. Phân loại theo vị trí lắp đặt.

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 2.8: Kiểu tự động (Khi trời nóng)
Hình 2.9: Kiểu tự động (Khi trời lạnh)
2.1.3 Lý thuyết về điều hòa không khí.
Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm vệic, đặc điểm cấu tạo của hệ
thống điều hòa không khí trên ô tô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết căn
bản của hệ thống điều hòa không khí.
Quy trình làm lạnh được mô tả như một quá trình tách nhiệt ra khỏi vật thể. Đây
cũng là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí.
đây:
Vì vậy hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản sau
+ Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh.
+ Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ.
+ Sự giãn nở thể tích của chất khí sẽ phân bố năng lượng nhiệt ra một vùng rộng
lớn và nhiệt độ của chất khí sẽ bị giảm xuống.
+ Để làm lạnh bất cứ một vật nào thì ta phải lấy nhiệt ra khỏi vật thể đó.
+ Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi chất lỏng thay đổi trạng thái
biến thành hơi.
Tất cả các hệ thống điều hòa không khí ô tô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lý
thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ, áp suất và điểm sôi.
- Dòng nhiệt: Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn (các phần tử có chuyển
động mạnh hơn) đến những nơi có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có chuyển động yếu
hơn).Ví dụ: Một vật nóng 30
0
F được đặt cạnh một vật nóng có nhiệt độ 80
0
F thì vật

đóng băng thành đá. Nó đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn. Nếu nước được
đun tới 212
0
F (100
0
C), nước sẽ sôi và bốc hơi (thể khí). Ở đây đặc biệt thú vị khi thay
đổi nước đá (thể rắn) thành nước ở thể lỏng và nước thành hơi ở thể khí. Trong quá
trình thay đổi trạng thái của nước ta phải tác động nhiệt vào.
Ví dụ : Khối nước đá đang ở nhiệt độ 32
0
F ta nung nóng cho nó tan ra, nhưng
nước đá đang tan vẫn giữ nhiệt độ là 32
0
F. Đun nước nóng đến 212
0
F thì nước
sôi, nhưng khi ta tếip tục đun nữa nước sẽ bốc hơi và nhiệt độ đo được vẫn là
212
0
F (100
0
C) chứ không nóng hơn nữa. Lượng nhiệt được hấp thụ trong nước
sôi, trong nước đá để làm thay đổi trạng thái của nước gọi là ẩn nhiệt.
- Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng trong hệ thống điều hòa
không khí. Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay đổi điểm sôi của
chất lỏng này. Áp suất càng lớn điểm sôi càng cao có nghĩa là nhiệt độ lúc chất lỏng
sôi cao hơn so với mức bình thường. Ngược lại nếu giảm áp suất tác động lên một vật
chất thì điểm sôi của vật chất đó sẽ bị giảm xuống. Ví dụ điểm sôi của nước ở nhiệt độ
bình thường là 100
0

quyển.
Phân loại và kí hiệu môi chất lạnh.
- Các freon: Là các cacbuahydro no hoặc chưa no mà các nguyên tử hydro được
thay thế một phần hoặc toàn bộ bằng nguyên tử clo, flo hoặc brom.
+ R (refrigerant): Chất làm lạnh, môi chất lạnh.
+ Các đồng phân có thêm chữ a, b để phân biệt. Ví dụ như R-134a
+ Các olefin có số 1 đứng trước 3 chữ số. Ví dụ như C3F6 kí hiệu là R1216.
+ Các hợp chất có cấu trúc mạch vòng thêm chữ C.Ví dụ như C4H8 là RC138.
- Các chất vô cơ: Kí hiệu là R7M, trong đó với M là phân tử lượng làm tròn của
chất đó.Ví dụ NH3 kí hiệu là R717.
- Môi chất lạnh R-12.
Môi chất lạnh R -12 là hợp chất của cacbon, clo và flo có công thức hóa học là
CCl2F2 (CFC). Nó là một chất khí không màu nó nặng hơn không khí bốn lần ở 30
0
C,
có mùi thơm rất nhẹ, có điểm sôi là 21,7
0
C (-29,8
0
C), áp suất hơi của nó trong bộ bốc
hơi là 30 PSI và trong bộ ngưng tụ là 150 -300 PSI, và có nhiệt lượng ẩn để bốc hơi là
70 BTU trên 1 Pound.
R-12 rất dễ hòa tan trong dầu khoáng chất, và không tham gia phản ứng với các
kim loại, các ống mềm và đệm kín sử dụng trong hệ thống. Cùng với đặc tín h có
khả năng lưu thông xuyên sốut hệ thống ống dẫn nhưng không bị làm giảm hiệu
suất, chính những đặc điểm này đã làm cho R -12 là môi chất lý tưởng sử dụng
trong hệ thống điều hòa ô tô.
Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ôzôn và gây ra hiệu ứng nhà kính,
do các phân
ửt

Khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí bằng môi chất
R134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với R134a,
cũng như phải thay đổi dầu bôi trơn, chất khử ẩm của hệ thống. Dầu bôi trơn chuyên
dùng cùng với môi chất lạnh R 134a là các chất bô i trơn tổng hợp
polyalkalineglycol (PAG) hay polyolester (POE). Hai chất này không hòa trộn với môi
chất lạnh R-12. Ta có thể phân biệt được giữa hai môi chất lạnh R-12 và R134a vì
thông thường nó được ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống.
c. Dầu bôi trơn.
+ Tùy theo quy định của nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 ml
được nạp vào máy nén nhằm đảm bảo các chức năng sau đây : Bôi trơn các chi tiết của
máy nén tránh mòn và két cứng , một phần dầu nhờn sẽ h òa trộn với môi chất lạnh và
lưu thông khắp nơi trong hệ thống , giúp van giãn nở hoạt động chính xác , bôi trơn cổ
trục máy nén.
+ Dầu bôi trơn máy nén phải tinh khiết không được sủi bọt, không lẫn lưu huỳnh.
Dầu bôi trơn máy nén kh ông có mùi, trong suốt màu vàng nhạt . Khi bị lẫn tạp chất nó
có màu nâu đen . Vì vậy nếu phát hiện dầu bôi trơn trong hệ thống điện lạnh đổi sang
màu nâu đen, thì dầu đã bị nhiễm bẩn. Nó cần được xả sạch và thay dầu mới theo đúng
chủng loại và đúng dung lượng quy định.
+ Chủng loại và độ nhớt của dầu bôi trơn máy nén tùy thuộc vào quy định của
nhà chế tạo máy nén và tùy thuộc vào lượng môi chất lạnh đang sử dụng trong hệ
thống. Dầu nhờn được hò a ta với môi chất lạnh và lưu thông xuyên suốt hệ thống , do
vậy bên trong mỗi bộ phận đều có dầu bôi trơn khi tháo rời các bộ phận đó ra khỏi hệ
thống. Lượng dầu bôi trơn phải được cho thêm sau khi thay mới bộ phận được quy
định do nhà chế tạo.
2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ô tô nói riêng bao gồm các bộ phận và
thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải
nhiệt ra môi trường bên ngoài. Thiết bị lạnh ô tô bao gồm các bộ phận: Máy nén, thiết
bị ngưng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết lưu), thiết bị bay

năng lượng từ không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chuyển
từ dạng này sang dạng khác). Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống,
tạo nên không khí lạnh. Môi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ cao và áp suất thấp
được hồi về máy nén.
2.2.3 Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ô tô.
- Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hòa được lắp ở
phía trước (táp lô) hoặc phía sau (cốp xe) là đảm bảo được việc cung cấp khí mát vào
trong xe khi cần thiết.
- Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hòa giống xe con
thì sẽ không đảm bảo làm má t toàn bộ xe hay quá trình làm mát sẽ kém đi nhiều. Vì
vậy xe khách được lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo làm mát toàn bộ xe
tạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe.
Hình 2.13: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe du lịch
Hình 2.14: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách
2.3 Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh.
2.3.1 Máy nén.
a. Chức năng.
Máy nén nhận dòng khí ở trạng thái có nhiệt độ và áp suất thấp. Sau đó dòng khí
này được nén, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao và được đưa
tới giàn nóng. 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.
Hình 2.15: Kết cấu của máy nén
b. 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

vào xy lanh.
Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý máy nén loại
piston
Khi piston sang phải, van hút đóng lại và môi chất bị nén. Khi môi chất trong xy
lanh cao, làm van đẩy mở ra. Môi chất được nén vào đường ống áp suất cao (van hút
và van đẩy được làm kín và ngăn chặn môi chất quay trở lại).
Nếu vì một lý do nào đó, áp suất ở phần cao áp của hệ thống lạnh quá cao, van an toàn
được lắp trong máy nén sẽ xả một phần môi chất ra ngoài. Điều này giúp bảo vệ các
bộ phận của hệ thống điều hòa.
Hình 2.19: Van an t
oàn
Van an toàn đợưc thiết kế để ho ạt động khi gặp tình huống khẩn cấp.
Bình thường máy nén được ngắt bởi công tắc áp suất cao trong hệ thống điều khiển.
+ Máy nén loại đĩa lắc.
- Cấu tạo.
Hình 2.20: Cấu tạo máy nén loại đĩa lắc
- Nguyên lý hoạt động của máy nén loại đĩa lắc.
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 của
piston trong xylanh để thực hiện việc hút, nén và xả trong môi chất.
Để thay đổi dung tích của máy nén có 2 phương pháp: Một là dùng van điều khiển
được nêu ở trên và dùng loại van điều khiển điện từ.
Khi độ lạnh của dàn lạnh nhiều, áp suất và nhiệt độ khoang áp suất thấp (Suction)
đều nhỏ. Ống xếp bị co lại để đóng van, không cho áp suất cao từ khoang áp suất cao
thông vào khoang đĩa chéo, nên đĩa chéo nằm ở một vị trí nhất định.
Hình 2.21: Nguyên lý hoạt động máy nén loại đĩa lắc
Khi độ lạnh kém thì nhiệt độ và áp suất của khoang ống xếp tăng lên. Ống xếp nở
ra đẩy van mở cho một phần ga áp suất cao từ khoang áp suất cao, đưa vào khoang đĩa
chéo đẩy đĩa chéo nghiêng lên, làm tăng hành tìrnh của piston và tăng lưu lượng
của máy nén.