BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Ô TÔ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ ÔTÔ

GVHD
Lớp
Nhóm

: Th.S Lý Văn Trung
: ĐHOT7
: I

TP.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2015
[Type text]

Page 1


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC

.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................

.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

3


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

LỜI NÓI ĐẦU

1. Thiết kế khung

Tham khảo ý kiến GVHD

Làm khung
2. Tham khảo giá thiết bị

Kiểm tra hoạt động của từng thiết bị
3. Bố trí thiết bị lên khung

Kiểm tra bền giữa thiết bị và khung
4. Bố trí hệ thống ống dẫn gas

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

4


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG



Lắp đặt đường ống kiểm tra xem có sự rò gas

5. Bố trí hệ thống điện

Kiểm tra toàn bộ hệ thống điện
6. Kiểm tra hoạt động toàn bộ hệ thống

Nạp gas và chạy thử

thống điều hòa không khí ô tô, giúp người học rèn luyện các kỹ năng và thao tác
thực hành.
 Có thể tiến hành thực hiện một số thực nghiệm trên mô hình, từ đó có những nhận
xét, đánh giá và giải thích giúp củng cố các kiến thức lý thuyết cơ bản.
 Mô hình kết hợp với tài liệu giảng dạy về hệ thống điều hòa không khí trên ô tô là một
chuyên đề tham khảo bổ ích cho những người làm công tác chuyên môn đặc biệt là
trong ngành ô tô.
 Mô hình phải hoạt động tốt như một hệ thống điều hòa thật trên xe, làm việc có tính
ổn định cao.
 Bổ sung các thiết bị đo, chế độ hiển thị giúp cho việc nghiên cứu, học tập sinh động
và dễ hiểu hơn.
 Mô hình phải có tính cơ động, độ cứng vững và an toàn cao.
 Mô hình phải mang tính khoa học, sáng tạo và thẩm mĩ phù hợp với mục đích nghiên
cứu và học tập.

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

6


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

2. Phân chia công việc

Bảng Danh Sách Và Phân Chia Công Việc : Nhóm 1
Nhóm

Họ Và Tên

MSSV


11264731
11068731
11226611

 Đi hệ thống điện

4

Nguyễn Mạnh Tiến
Nguyễn Xuân Anh
Lê Quốc Cường

11297791
11271151
11258201

 Đi hệ thống đường ống gas

5

Nguyễn Văn Cường
Trần Kim Dũng
Nguyễn Hoàng Dũ
Hận
Nguyễn Tuấn Hoàng
Nguyễn Xuân Hòa
Trần Quốc Huy
Nim Chí Huỳnh


 Tách chất ẩm không khí xuống độ ẩm
phù hợp.
 Làm lạnh khối không khí và duy trì ở
nhiệt độ thích hợp.
 Ngày nay, ngoài điều hoà không khí
thông thường, trên ô tô còn ứng dụng
công nghệ Nano để diệt khuẩn và khử
mùi. Là nhờ bạc có thể tạo ra bước
sóng có khả năng diệt khuẩn.
 Tăng hiệu quả khử bụi và tạo cảm giác
dễ chịu, điều hoà không khí còn kết
hợp thêm công nghệ tao Ion âm, nó sẽ
khuếch tán trong không khí và hút các
hạt bụi (mang điện tích dương) đến khi
đủ nặng sẽ rơi xuống.
Hình 1.1 Hệ thống điều hòa trên ô tô
 Ngoài ra điều hoà không khí còn có chức năng sưởi ấm.

1.2 . Sơ đồ nguyên lý nhiệt động và đồ thị
 Quá trình 1-2 là quá trình nén đoạn
nhiệt từ áp suất và nhiệt độ Po, To
đến Pk, Tk qua máy nén
 Quá trình 2-3 là quá trình làm mát
ngưng tụ đẳng áp tại thiết bị ngưng
tụ (dàn nóng).
 Quá trình 3-4 là quá trình tiết lưu
đẳng Entanpy (tiết lưu).
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý nhiệt động
 Quá trình 4-1 là quá trình nhận nhiệt bay hơi đẳng áp, đẳng nhiệt ở thiết bị bay hơi.


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

R-134a. Thiết kế cấu tạo các chi tiết chỉ ứng với một loại gas nhất định và loại dầu tương
ứng, không thay thế cho loại khác.
 Đối với gas R-134a:
- Gas R-134a khác hoàn toàn gas R-12 và lượng nạp cũng khác nhau.
- Áp suất thấp của hệ thống sử dụng gas R-134a thấp hơn đối với hệ thống gas
R-12, nhưng áp suất cao lại cao hơn.
 Cẩn thận đối với gas R-134a. Phải kiếm soát quy trình triệt để tránh gây nguy
hiểm cho người và có thể gây mù mắt.
 Không bao giờ được trộn lẫn giữa gas R-134a và R-12.
Giới thiệu bảng đặc tính của R-12 và R-134a
Đặt tính kỹ thuật
R-134a
R-12
Trọng lượng phân tử

120,3

120,91

-26,80C

-29,790C

Nhiệt độ tới hạn

101,150C

111,800C


Nhiệt dung riêng ( chất hơi
bão hòa ở áp suất không
đổi)

0,8519 kJ/kg.K
(0,2075 kcal/kgf.K)

0,6116 kJ/kg.K
(0,1461 kcal/kgf.K)

216,5 kJ/kg
(51,72 kcal/kg)

166,56 kJ/kg
(39,79 kcal/kg)

không cháy

không cháy

0

1,1

0,24-0,29

2,8-3,4

Điểm sôi

bị chính được bố trí trên xe như hình và kết hợp với các bộ phận khác như két giải nhiệt
nước.

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

11


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

2.2. Máy nén
2.2.1. Công dụng
Máy nén là quả tim của hệ thống
điện lạnh ô tô.Có nhiệm vụ là hút,
nén luân chuyển môi chất tuần
hoàn trong hệ thống, hoạt động nhờ
sức kéo của động cơ xe hơi.

2.2.2. Phân loại máy nén
2.2.2.1. Máy nén loại Piston

Hình 2.2 Máy nén piston
Nguyên lý hoạt động của máy nén piston – xylanh:
Hành trình hút: Piston đi xuống, thể tích tăng, áp suất giảm, Clape hút tự mở (lá
mỏng nằm ở phía dưới) hút môi chất vào xy-lanh máy nén qua van hút.
Hành trình nén: Piston chạy lên, Clape hút đóng kín (phía dưới), áp suất tăng cao
và tự nâng Clape đẩy thoát ra ngoài.

Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của máy nén kiểu piston
Các Clape hoạt động dựa trên nguyên tắc tự đóng mở do áp suất. Clape hút nằm phía


Hình 2.4 Cấu tạo của máy nén piston đặt nằm có thể tích bơm thay đổi
1. Trục truyền
7. Phía trên
2. Trục phát động
8. Lỗ khoan tiết lưu
3. Lò xo
9. Van điều chỉnh
4. Buồng áp suất
10. Đĩa cam
5. Phía dưới
11.Thanh răng trượt
6. Piston
12. Bu ly
Giới thiệu mặt cắt máy nén thiết kế piston đặt dọc trục. Loại piston tác động kép. Khi
khởi độngcông tắc Clutch từ hút chặt kéo trục máy nén quay theo, thong qua đĩa cam
nghiêng làm piston chuyển động qua lại thực hiện các chu trình hút nén luân chuyển môi
chất tuần hoàn trong hệ thống.
Thông thường máy nén là tích hợp nhiều máy nén trong một loại máy này thường
trang bị ba piston (sáu máy) và loại sáu piston nên năng suất của nó tương đương với loại
máy nén có mười hai xylanh đặt đứng thẳng hàng. Điều này giúp môi chất bơm liên tục
và đều hơn, kết cấu nhỏ gọn.

2.2.2.2. Máy nén quay loại cánh van
Loại máy nén này không dùng piston. Nó gồm một rôto với năm bảy cánh van và một
vỏ bơm. Khi trục bơm và cánh van quay, vách vỏ bơm và những cánh van sẽ tạo thành
những phong bơm, các phòng này thay đổi từ lớn đến bé dần khi trục quay. Lỗ xả của
bơm bố trí tại một điểm trên vỏ bơm mà ở đó hơi môi chất lạnh được nén áp suất cao
nhất.
Khi rôto quay, lực ly tâm bắn các cánh van tì kín vào vách máy nén, ngoài ra dầu bôi


Hình 2.6 Máy nén kiểu cánh gạt xuyên tâm
2.2.2.5. Máy nén kiểu trục khuỷu
Trong máy nén tịnh tiến, chuyển động quay của trục khuỷu của máy nén chuyển thành
chuyển động tịnh tiến của piston.

Hình 2.7 Máy nén kiểu cánh gạt xuyên tâm

2.3. Bộ ly hợp điện từ
 Nhiệm vụ: đóng, mở ly hợp để đóng hoặc dừng máy nén.
 Cấu tạo
Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

15


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

Hình 2.8 Bộ ly hợp điện từ
Tất cả máy nén của hệ thống điện lạnh ôtô đều được trang bị bộ ly hợp hoạt động nhờ
từ trường. Bộ ly hợp này được xem như một phần của buli máy nén. Cấu tạo gồm các bộ
phận chính như sau:
- Bộ phận từ gồm cuộn dây và lõi từ (nguồn điện 12V), bộ phận này đứng yên.
- Đĩa ma sát từ: một gắn cứng và quay trơn cùng buli, một đĩa gắn chặt với trục máy
nén.
- Khe hở giữa hai đĩa khoảng 1 đến 2 mm tùy theo loại máy. Tham khảo khe hở yêu
cầu trong phần sửa chữa.

Hình 2.9 Chi tiết tháo rời bộ ly hợp điện từ trang bị bên trong máy nén
 Hoạt động


5. Cửa ra
6. Môi chất lạnh đi ra giàn
lạnh (bộ bốc hơi)
7. Không khí lạnh
8. Quạt giàn nóng
9. Ống dẫn chữ U

8
4
7

10. Cánh tản nhiệt

5
6

Hình 2.10 Cấu tạo và nguyên lý của giàn nóng
 Cấu tạo
Bộ ngưng tụ được cấu tạo bằng một tấm kim loại dài uốn cong thành nhiều hình chữ
U nối tiếp nhau xuyên qua vô số cánh tỏa nhiệt mỏng , các cánh tỏa nhiệt bám chặt và
bám sát quanh ống kim loại. Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệt
tối đa đông thời chiếm một khoảng không gian tối thiểu.

2.5. Bình chứa – lọc và hút ẩm (receiver/dryer)
 Nhiệm vụ: bình chứa, lọc và hút ẩm môi chất lạnh.
 Cấu tạo: là bình kim loại bên trong có lưới lọc và lớp (desiccant) sillicagel. Ngoài ra
bình lọc/ hút ẩm được trang bị them van an toàn (relief valve). Khi áp suất trong hệ
thống tăng vượt quá cao van an toàn xả môi chất ra ngoài bảo vệ hệ thống. phía trên
bình lọc hút ẩm có một kính quan sát (sight glass) để theo dõi dòng chảy của môi


2.6. Van tiết lƣu nhiệt (Thermostatic Expansion Valve)
2.6.1. Công dụng
-

Định lượng môi chất lạnh phun vào bộ bay hơi, từ đó làm hạ áp suất môi chất.
Cung cấp cho bộ bay hơi lượng môi chất cần thiết chính xác thích ứng với mọi chế
độ hoạt động của hệ thống lạnh.
Ngăn ngừa môi chất tràn ngập trong bộ bay hơi.

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

18


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

2.6.2. Cấu tạo

Hình 2.12 Van tiết lưu kiểu hộp và kiểu thường

2.6.3. Nguyên lý hoạt động:
Môi chất lạnh chảy đến van tiết lưu ở dạng thể lỏng, áp suất cao, khoảng 14/17
kgf/cm2 (199/242 Psi) tiết lưu xuống 1,3/2,5 kgf/cm2 (18/36 Psi). Ngoài ra van tiết lưu
còn có chức năng ổn định lưu lượng, qua đó ổn định nhiệt độ. Điều này được thực hiện
thông qua bầu cảm nhiệt và cơ cấu hộp xếp.

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu kiểu hộp (khi tải cao)

2.7. Bộ bay hơi (evaporator – dàn lạnh)


2.8. Các thiết bị phụ trong hệ thống điều hòa không khí ôtô
2.8.1. Kính xem gas (sight glass)
Là một cửa sổ nhỏ được che kín bằng kính thủy tinh, nó giúp cho người thợ điều hòa
không khí ôtô có thể quan sát dòng môi chất đang lưu thong trong đường ống dẫn.
Cửa sổ kính có thể được bố trí trên nắp bình lọc/hút ẩm, hay được bố trí nối tiếp giữa
bình lọc/hút ẩm và van tiết lưu.

Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

20


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

1

2

1. Bong bóng
2. Sủi bọt
3. Kéo mây
4.Trong suốt,
5. Kéo sọc dầu

5

4

3

3.1.1. Kiểu điện trở, nhiệt điện trở
Cụm sưởi và cụm làm lạnh độc lập nhau. Loại thermistor được sử dụng khi hỗn hợp
không khí thay đổi. Thermistor được làm từ chất bán dẫn đặc trưng bởi sự thay đổi điện
trở theo nhiệt độ. Điện trở tăng khi nhiệt độ giảm, và điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.
Nhiệt điện trở được đặt ở phía sau giàn lạnh, để cảm ứng nhiệt độ của gió sau khi đi qua
giàn lạnh.

Hình 3.1 Kiểu điện trở
Hệ thống điều hòa không khí ô tô dùng loại nhiệt điện trở còn có một biến trở gắn trên
bảng điều khiển. biến trở này dùng để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Tín hiệu điều khiển
nhiệt độ được lấy từ cần phân áp gồm giá trị điện trở của biến trở và giá trị nhiệt điện trở.

Hình 3.2 Kiểu nhiệt điện trở
Khi nhiệt độ không khí trong xe tăng lên, cảm ứng lên nhiệt điện trở (giá trị điện trở
Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

22


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

nhỏ), hoặc chuyển nhiệt độ tới vị trí cài đặt cao (giá trị điện trở lớn) làm giảm điện áp rơi
trên mạch cảm ứng nhiệt độ của bộ khuếch đại. Mạch cảm ứng trong bộ khuếch đại nhận
biết mạch điều hòa không khí đang ở trạng thái ON, làm cho transistor mở ra. Điều này
cho phép rơ le ly hợp từ đóng mạch và máy nén hoạt động, bắt đầu quá trình làm lạnh.

Máy nén đang
hoạt động

Hình 3.3 Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ cao)

cửa sổ (cục nóng lạnh chung) không còn nữa mà thay vào đó là hệ thống điện lạnh hiện
đại đa công dụng và có tính thẩm mỹ cao.
Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều hòa không khí ô tô

24


GVHD: Th.S LÝ VĂN TRUNG

Hình 3.7 Sơ đồ Hệ thống điều hòa không khí ô tô
Cũng như thế, các mẫu xe hiện nay cũng có nhiều cách thiết kế khác nhau, các mẫu xe
gần đây không chỉ có công tắc quạt được kết nối bằng rơ le (nối tiếp, hoặc song song) mà
còn điều chỉnh được dòng điện vào quạt điện bằng ECU động cơ và ECU của quạt làm
mát. Phương pháp kết nối giữa rơle - quạt và thao tác đóng mở Rơle khác nhau theo từng
loại xe.
Hiện tại chúng ta đang tìm hiểu hệ thống điều hòa không khí cho dân dụng cho các
toà nhà, kho lạnh, bệnh viện…
Vậy tại sao chúng ta không tìm hiểu về hệ thống điều hòa không khí ôtô, vì hiện nay
cũng là một trong những đề cập phát triển của đất nước mà chúng ta còn bỡ ngỡ trong
vấn đề về hệ thống điều hòa không khí ôtô.
3.2. Mô tả khái quát chung về cách điều khiển hệ thống điều hòa không khí ô tô
Để vận hành hệ thống điều hoà ô tô một cách bình thường hoặc để giảm hư hỏng đối
với các bộ phận khi có hư hỏng xảy ra, các tín hiệu từ mỗi cảm biến hay công tắc được
gửi tới bộ khuyếch đại điều hoà để điều khiển hệ thống điều hoà.
 Điều khiển công tắc áp suất:
Công tắc áp suất dùng để phát hiện sự tăng lên không bình thường của áp suất môi
chất lạnh (gas lạnh) và ngắt ly hợp từ để bảo vệ các bộ phận trong chu trình làm lạnh và
dừng máy nén.
 Điều khiển nhiệt độ giàn lạnh:
Bộ điều khiển nhiệt độ bay hơi để phát hiện nhiệt độ bề mặt của giàn lạnh và đóng