MỤC LỤC

1


LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng.
Ôtô hiện đại thiết kế nhằm cung cấp tối đa về mặt tiện nghi cũng như tính năng an toàn
cho người sử dụng. Các tiện nghi được sử dụng trên ôtô hiện đại ngày càng phát triển,
hoàn thiện và giữ vai trò hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo nhu cầu của khách
hàng như nghe nhạc, xem truyền hình, … Một trong những tiện nghi phổ biến đó là hệ
thống điều hoà không khí (hệ thống điện lạnh) trong ôtô.Nhờ sự tiến bộ của khoa học
công nghệ mà hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và phát triển. Đem lại sự thoải
mái, dễ chịu cho người ngồi trong xe dưới mọi điều kiện thời tiết.
Ở Việt Nam ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thông dụng của người
dân. Các hãng xe lớn như: Toyota, Ford, Mecerdes, Honda, Daewoo, Huyndai, Nissan,
Isuzu…đều đã có mặt trên thị trường. Số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòa không khí
được sản xuất và bán ra với số lượng ngày càng nhiều. Đồng nghĩa với việc nhu cầu
sửa chữa hệ thống điều hòa ngày càng lớn. Từ nhu cầu đó mà yêu cầu cần đặt ra đối
với người thợ, người kỹ sư ô tô đó là phải được trang bị những kiến thức chuyên môn
về hệ thống điều hòa và rèn luyện nâng cao trình độ tay nghề sửa chữa.
Là sinh viên ngành cơ khí ô tô được đào tạo tại trường Đại học Giao thông vận tải
TP. Hồ Chí Minh,em đã được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về
chuyên môn. Đến nay đã kết thúc khoá học, để tổng kết, đánh giá quá trình học tập và
rèn luyện tại trường, em được nhà trường và khoa cơ khí giao đề tài tốt nghiệp với nội
dung: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô THACO
KINGLONG KB120SE - Thiết kế và lắp đặt mô hình hệ thống điều hòa không khí trên
ô tô”.
Nội dung của đề tài gồm:
Chương 1. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.

Một chiếc xe hiện đại ngày nay có thể được ví như một tòa nhà di động. Như vậy
có nghĩa, không thể chỉ dừng lại ở việc đảm bảo về độ an toàn, về tính hiệu quả kinh tế
hay tính thẩm mỹ của một chiếc xe, mà còn cần phải đảm bảo trang bị được những hệ
thống, thiết bị tiện nghi nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng. Vì thế đó là một
trong những yêu cầu hàng đầu mà buộc các nhà thiết kế, chế tạo ô tô phải đặc biệt quan
tâm.
Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe hầu hết đều
được trang bị hệ thống điều hòa, điều đó đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ
thống điều hòa trên ô tô ngày càng lớn. Vì vậy yêu cầu đặt ra đối với những người thợ,
người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó là phải có được những kiến thức về hệ thống điều
hòa để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả.
Tại khoa Cơ khí trường ĐH Giao thông vận tải TP. Hồ Chí Minh, việc học tập và
nghiên cứu mảng hệ thống điều hòa không khí trên ô tô còn hạn chế, cơ sở vật chất kỹ
thuật cho việc dạy và học còn thiếu thốn. Vì vậy các sinh viên của khoa chưa tiếp cận
được nhiều với mảng đề tài này. Điều này sẽ là hạn chế về mặt kiến thức cũng như gặp
khó khăn hơn khi ra trường làm việc trong môi trường nghiên cứu, sửa chữa hệ thống
điều hòa không khí trên xe.
Xuất phát từ những lý do trên đây, em xin nhận đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều
hòa không khí trên ô tô Thaco kinglong KB120SE - Thiết kế và lắp đặt mô hình hệ
thống điều hòa không khí trên ô tô”.
2. Tình hình nghiên cứu
Với hệ thống điều hòa không khí trên ô tô, các đề tài được nghiên cứu trước đây phần
4


lớn là nghiên cứu về ô tô du lịch và ô tô đông lạnh. Có rất ít những đề tài về ô tô tải và
ô tô bus, nên em hi vọng bài Luận Văn tốt nghiệp của em sẽ góp phần vào nguồn tài
liệu về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô thêm phong phú.
3. Mục đích nghiên cứu
Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô THACO


-

+ Nghiên cứu các tài liệu, các sách hướng dẫn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô.
+ Tra cứu trên internet.
Phương pháp quan sát
+ Quan sát, thực tập sửa chữa tại xưởng ô tô.
6. Các kết quả đạt được của đề tài
5


- Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô nhằm
xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu cho người học.
- Cung cấp các kiến thức và mạch điện điều khiển của hệ thống điều hòa không
khí trên xe THACO KINGLONGKB120SE.
7. Kết cấu của luận văn tốt nghiệp
Luận văn tốt nghiệp gồm có ba chương:
Chương 1. Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.
Chương 2. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô Thaco KINGLONG KB120SE.
Chương 3. Thiết kế và lắp đặt mô hình của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô.

6


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô
TÔ
1.1.Giới thiệu chung về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
1.1.1.Khái niệm chung
-


7


-

Tuy nhiên, không phải bất kỳ hệ thống điều hòa không khí nào cũng phải cóđầy đủ các
thiết bị nêu trên. Ở một số trường hợp có thể có thêm các bộ phận phụkhác giúp cho hệ
thống làm việc ổn định và thích ứng hơn.
1.1.2. Chức năng của việc điều hoà không khí trên ôtô
Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các chức
năng sau:
+ Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe.
+ Duy trì độ ẩm và lọc gió.
+ Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính.
1.1.2.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe
- Chức năng sưởi ấm.

Hình 1.1: Nguyên lý hoạt động của két sưởi.
1. Đầu vào

4. Két sưởi

2. Nước làm mát động cơ

5. Đầu vào

3. Quạt
Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong xe.
Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng không khí
8

9


1.1.2.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió
- Chức năng hút ẩm.
Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ
ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được
làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản
nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn.
- Chức năng lọc gió.
+ Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch
không khí trước khi đưa vào trong xe.
+ Gồm hai loại: Bộ lọc chỉ lọc bụi và bộ lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt
tính.

Hình 1.3 : Bộ lọc không khí.

10


Hình 1.4: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi.
1. Mô tơ quạt

5. Quạt

2. Lọc

6. Cảm biến khói thuốc

3. Bộ khuyếch đại

-

trò quan trọng trong sự biến đổi đó.
Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp ôtô đã và đang
rất phát triển. Những xe ra đời sau này được cải tiến tiện nghi, an toàn và hiện đại hơn
những chiếc xe đời cũ. Trên ôtô hiện đại đều được trang bị hệ thống điều hòa không
khí, hệ thống này góp phần đáng kể vào việc tạo ra sự thoải mái, dễ chịu và khỏe khoắn
cho hành khách trong xe. Máy điều hòa nhiệt độ điều chỉnh không khí trong xe mát mẻ
hoặc ấm áp; ẩm ướt hoặc khô ráo; làm sạch bụi, khử mùi; đặc biệt rất có lợi ở những
nơi thời tiết nóng bức hoặc khi bị kẹt xe trên đườngdài. Và là một trang bị cần thiết
giúp cho người lái xe điều khiển xe an toàn.

Hình 1.5:Các nguồn gây ra sức nóng bên trong xe.
1. Nhiệt của mặt trời

5. Nhiệt

2. Giàn lạnh

6. Nhiệt từ mặt đường
12


3. Giàn nóng

7. Máy nén

4. Nhiệt
-




Sự đối lưu: Là sự truyền nhiệt qua sự di chuyển của một chất lỏng hoặc một
chất khí đã được làm nóng hay đó là sự truyền nhiệt từ vật thể này sang vật thể
kia nhờ trung gian của khối không khí bao quanh chúng. Ví dụ, khi nhiệt được
cấp tại phần đáy một bình chứa khí hay chất lỏng, các phần tử đã được làm nóng
lên sẽ chuyển động lên phía trên, chất lỏng hay chất khí nặng và lạnh từ những
vùng xung quanh sẽ chìm xuống để chiếm chỗ chất khí hay chất lỏng đã được
làm nóng và nổi lên phía trên.
Sự bức xạ: Là sự phát và truyền nhiệt dưới dạng các tia hồng ngoại, mặc dù
giữa các vật không có không khí hoặc không tiếp xúc nhau. Ta cảm thấy ấm khi
đứng dưới ánh sáng mặt trời hay cả dưới ánh đèn pha ôtô nếu ta đứng gần nó.
Đó là bởi nhiệt của mặt trời hay đèn pha đã được biến thành các tia hồng ngoại
và khi các tia này chạm vào một vật nó sẽ làm cho các phần tử của vật đó
chuyển động, gây cho ta cảm giác nóng. Tác dụng truyền nhiệt này gọi là bức
xạ.
Sự hấp thụ nhiệt:Vật chất có thể tồn tại ở một trong ba trạng thái: thể rắn,
thểlỏng, thể khí. Muốn thay đổi trạng thái của vật thể, cần phải truyền dẫn một
nhiệt lượng. Ví dụ lúc ta hạ nhiệt độ nước xuống đến 00C, nước sẽ đôngthành đá, nó
đã thay đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn.
Áp suất và điểm sôi: Áp suất giữ vai trò quan trọng đối với hoạt động của hệ
thống điều hòa không khí. Khi tác động áp suất trên mặt chất lỏng thì sẽ làm thay
đổi điểm sôi của chất lỏng này. Áp suất càng lớn, điểm sôi càng cao có nghĩa là
nhiệt độ lúc chất lỏng sôi cao hơn so với khi ở áp suất bình thường. Ngược lại nếu
giảm áp suất tác động lên một vật chất thì điểm sôi của vật chất ấy sẽ hạ xuống. Ví
dụ điểm sôi của nước ở áp suất bình thường là 1000C. Điểm sôi này có thể tăng cao
hơn bằng cách tăng áp suất trên chất lỏng đồng thời cũng có thể hạ thấp điểm sôi
bằng cách giảm bớt áp suất trên chất lỏng hoặc đặt chất lỏng trong chân không.
1.1.4. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn
1.1.4.1. Đơn vị đo nhiệt lượng

15


Tuy nhiên R-12 lại có đặc tính phá hủy tầng ôzôn và gây ra hiệu ứng nhà
kính. Do các phân tử này có thể bay lên bầu khí quyển trước khi phân giải và tại
bầu khí quyển, nguyên tử clo đã tham gia phản ứng hóa học với nguyên tử O3
trong tầng ôzôn khí quyển. Do đó ngày nay môi chất lạnh R-12 đã bị cấm sử dụng
và lưu hành trên thị trường.
Môi chất lạnh R-134a
Môi chất lạnh R-134a có công thức hóa học là CF 3-CH2F (HFC). Do trong
thành phần hợp chất không có chứa clo nên đây chính là lý do cốt yếu mà ngành
công nghiệp ô tô chuyển từ việc sử dụng môi chất lạnh R-12 sang sử dụng môi chất
lạnh R-134a.
Các đặc tính, các mối quan hệ áp suất và nhiệt độ của môi chất R-134a có
điểm sôi là -15,20F (-26,90C), và có lượng nhiệt ẩn để bốc hơi là 77,74
BTU/Pound. Điểm sôi này cao hơn so với môi chất R-12 nên hiệu suất có phần
không bằng so với R -12. Vì vậy hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng môi chất
lạnh R-134a được thiết kế với áp suất bơm cao hơn, đồng thời phải tăng khối
lượng lớn không khí giải nhiệt thổi xuyên qua giàn nóng (bộ ngưng tụ). R-134a
có nhược điểm nữa là không kết hợp được với các dầu khoáng dùng để bôi trơn hệ
thống.
- Khi thay thế môi chất lạnh R-12 của hệ thống điều hòa không khí b ằng môi
chất R-134a thì phải thay đổi các bộ phận của hệ thống nếu nó không phù hợp với
R-134a, 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 ch ất bôi 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 R-134a
vì thông thường nó được ghi rõ và dán trên các bộ phận chính của hệ thống.
1.1.4.3. Dầu bôi trơn
- Tùy theo quy định của nhà chế tạo lượng dầu bôi trơn vào khoảng 150-200 ml

Hệ thống điều hòa không khí ôtô được phân loại theo vị trí lắp đặt, theo chức năng
và theo phương pháp điều khiển của hệ thống điều hòa điều hòa.
17


1.2.1. Phân loại hệ thống điều hòa không khí theo vị trí lắp đặt
1.2.1.1. Kiểu táplô
Ở kiểu này, điều hòa không khí được gắn với bảng táplô điều khiển của ôtô. Đặc
điểm của kiểu này là, không khí lạnh từ cụm điều hòa được thổithẳng đến mặt trước
người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so vớicông suất của điều hòa, có
các lưới cửa ra không khí lạnh có thể được điều chỉnhbởi bản thân người lái nên người
lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh(hình 1.6).

Hình 1.6:Hệ thống điều hòa không khí kiểu taplo
1.2.1.2. Kiểu khoang hành lý
Ở kiểu khoang hành lý, điều hòa không khí được đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa
vào của không khí lạnh được đặt ở lưng ghế sau. Do cụm điều hòa gắn ở cốp sau nơi có
sẵn khoảng trống tương đối lớn, nên điều hòa kiểu này có ưu điểm của một bộ điều hòa
với công suất dàn lạnh lớn và có công suất làm lạnh dự trữ ( hình 1.9).

18


Hình 1.7:Hệ thống điều hòa không khí kiểu khoang hành lý
1.2.1.3. Kiểu kép
Khí lạnh được thổi ra từ phía trước và phía sau bên trong xe. Đặc tính làm lạnh bên
trong xe rất tốt, sự phân bố nhiệt bên trong xe đồng đều, có thể đạt được một môi
trường rất dễ chịu trong xe ( hình 1.10).

Hình 1.8:Hệ thống điều hòa không khí kiểu kép

không khí có nhiệt độ và độ ẩm thíchhợp. Đây chính là ưu điểm chính của điều hòa
không khí loại kép (hình 1.12).

Hình 1.11:Hệ thống điều hòa không khí loại kép
1. Cửa vào khí trong lành

4. Cửa sàn xe

2. Cửa sấy kính

5. Cửa thông gió

3. Cửa vào khí tuần hoàn
1.2.3. Phân loại theo phương pháp điều khiển
1.2.3.1. Phương pháp điều khiển bằng tay
Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công
tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt,
hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời...

21


Hình 1.12: Bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford
1.2.3.2. Phương pháp điều khiển tự động
Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa
( ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ
các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi
trường, cảm biến bức xạ mặt trời…

Hình 1.13: Bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry


F. Van giãn nở.

4. Sự bốc hơi.

G. Bộ bốc hơi, hay giàn lạnh.

23


1.3.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ôtô
- Không khí được lấy từ bên ngoài vào và đi qua giàn lạnh (bộ bốc hơi). Tạiđây
không khí bị dàn lạnh lấy đi rất nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, dođó nhiệt
độ không khí sẽ bi giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khícũng bị
ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệtđộ, áp suất
cao sẽ trở thành môi chất thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp. Khi quá trìnhnày xảy ra môi
chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấy năng lượng từkhông khí xung
quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạngnày sang dạng khác).
Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạonên không khí lạnh.

Hình 1.15a: Sơ đồ lắp đặt hệ thống điện lạnh trên ôtô.
1: Giàn lạnh
- Trong hệ thống, máy nén làm nhiệm vụ làm môi chất từ dạng hơi áp suất,nhiệt độ
thấp trở thành hơi có áp suất, nhiệt độ cao. Máy nén hút môi chất dạng hơiáp suất,
nhiệt độ thấp từ giàn lạnh về và nén lên tới áp suất yêu cầu: 12-20 bar. Môichất ra khỏi
máy nén sẽ ở dạng hơi có áp suất, nhiệt độ cao đi vào giàn nóng (bộngưng tụ).

24