Luận văn tốt nghiệp

Đề tài: “NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG
VÀ TIẾN HÀNH KHẮC PHỤC SỰ CỐ HỆ THỐNG
ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CỦA XE FIAT TRANG BỊ
CHO BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ - TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NHA TRANG”
hòa không khí ôtô. Được sự đồng ý của bộ môn, tôi đã được giao thực hiện luận
văn tốt nghiệp với đề tài: “NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG VÀ
TIẾN HÀNH KHẮC PHỤC SỰ CỐ HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CỦA
XE FIAT TRANG BỊ CHO BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ - TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NHA TRANG”, với các nội dung:
Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống điều hoà không khí của xe FIAT
Chương 2: Xác định sự cố hoạt động không bình thường của HTĐHKK
của xe. Lựa chọn giải pháp khắc phục
Chương 3: Sửa chữa phục hồi và khắc phục sự cố

Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi được thầy giáo hướng dẫn Th.s
Mai Sơn Hải đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh
thần cũng như trang thiết bị và tài liệu nghiên cứu. Bên cạnh dó là sự giúp đỡ
hết sức quý báu của các thầy trong bộ môn đã hỗ trợ để tôi có thể hoàn thành
tốt nhất luận văn của mình.
Luận văn đã hoàn thành. Song, do khả năng còn nhiều hạn chế, thời
gian thực hiện có hạn, và vì một số lý do khách quan, nên chắc chắn không thể
tránh khỏi những sự sai sót. Rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của các
quí thầy cô và các bạn sinh viên.
Nhân đây, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng, biết ơn sâu sắc tới các quí
thầy cô giáo trong khoa, trong bộ môn , đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Th.s
Mai Sơn Hải đã tận tình dạy giúp đỡ, chỉ bảo.
- 2 -
Xin được cảm ơn và xin nhận được sự góp ý của các quý thầy cô về cuốn
luận văn này.
Nha Trang, tháng 5 năm 2007
Sinh viên thực hiện


GIỚI THIỆU CHUNG VỀ
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CỦA XE FIAT

1.1. LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ (HỆ
THỐNG ĐIỆN LẠNH ) TRÊN ÔTÔ.

1.1.1.Khái niệm chung.
Kỹ thuật điều hòa không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp,
công nghệ và thiết bị để tạo ra và duy trì một môi trường không khí phù hợp với
công nghệ sản xuất, chế biến hoặc thuận tiện cho sinh hoạt của con người. Các đại
lượng cần tạo ra, duy trì và khống chế trong hệ thống điều hòa không khí bao gồm:
nhiệt độ, độ ẩm, sự lưu thông và tuần hoàn của không khí, khử bụi, tiếng ồn, khí
độc hại và vi khuẩn…
Một hệ thống điều không khí đúng nghĩa là hệ thống có thể duy trì trạng thái
của không khí trong không gian cần điều hòa – trong vùng quy định nào đó. Nó
không chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều khí hậu bên ngoài hoặc sự thay đổi
của phụ tải bên trong. Từ đó ta thấy rằng, có một mối liên hệ mật thiết giữa điều
kiện thời tiết bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ hoạt động và các đặc
điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.
Về mặt thiết bị hệ thống điều hòa không khí là một tổ hợp bao gồm các thành
phần sau:
 Máy lạnh
 Bộ phận gia nhiệt và hâm nóng
 Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh
- 4 -
 Hệ thống phun ẩm: thường được dùng cho những nơi có nhu cầu gia tăng
độ chứa hơi không khí trong không gian điều hòa.
 Hệ thống thải không khí trong không gian cần điều hòa ra ngoài trời hoặc
tuần hoàn trở lại vào hệ thống.


Hình 1.1: Các nguồn gây ra sức nóng bên trong xe.
Để có thể biết và hiểu được hết nguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo của hệ
thống điều hòa không khí trên ôtô, ta cần phải tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở lý thuyết
căn bản của hệ thống điều hòa không khí.
Qui trình làm lạnh được mô tả như là một hoạt động tách nhiệt ra khỏi vật
thể - đây cũng chính là mục đích chính của hệ thống làm lạnh và điều hòa không
khí. Vậy nên, hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên những 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 khắp
một vùng rộng lớn và nhiệt độ của chất khí đó sẽ bị hạ thấp xuống.
 Để làm lạnh một người hay một vật thể, phải lấy nhiệt ra khỏi người
hay vật thể đó.
 Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi một chất lỏng thay đổi
trạng thái biến thành hơi.
- 6 -
Tất cả các hệ thống điều không khí ôtô đều được thiết kế dựa trên cơ sở lý
thuyết của ba đặc tính căn bản: Dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt, áp suất và điểm sôi.
o Dòng nhiệt: “Nhiệt” truyền từ những vùng có nhiệt độ cao hơn (các phần
tử có chuyển động mạnh hơn) đến những vùng có nhiệt độ thấp hơn (các phần tử có
chuyển động yếu hơn). Ví dụ một vật nóng 30 độ Fahrenheit (30
0
F) được đặt kề bên
vật nóng 80 độ Fahrenheit (80
0
F), thì nhiệt sẽ truyền từ vật nóng 80
0
F sang vật nóng

- 7 -
 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 100
0
C. 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.
 Đơn vị BTU ( British Thermal Unit)
Để đo nhiệt độ lượng truyền từ vật thể này sang vật thể kia người ta thường
dùng đơn vị BTU. Nếu cần nung 1 pound nước ( 0,454 kg) nóng đến 1
0
F ( 0,55
0
C)
thì cần phải truyền cho nước 1 BTU nhiệt.
Năng suất của của một hệ thống điện lạnh ôtô được định rõ bằng 1 BTU/giờ,
vào khoảng 12000-24000 BTU/giờ.
1.1.4.Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí ôtô.
“Điều hòa không khí” là thuật ngữ chung để chỉ những thiết bị đảm bảo
không khí trong phòng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong phòng
cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “làm lạnh”) và ngược lại khi nhiệt độ
trong phòng thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”). Mặt khác,
hơi nước được thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong phòng ở
mức thích hợp.
Do vậy, trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô nói chung bao gồm một
bộ thông gió, một bộ hút ẩm, một bộ sưởi ấm và một bộ làm lạnh. Các bộ phận này

khiển của hệ thống. Thường có 3 sự điều khiển cơ bản: điều khiển chức năng, điều
khiển nhiệt độ và điều khiển tốc độ thổi gió. Điều khiển chức năng xác định ngõ ra
nào sẽ phát khí nóng. Điều khiển nhiệt độ là điều tiết nhiệt độ của không khí và điều
khiển tốc độ thổi gió là điều khiển tốc độ quạt thổi.
Sự làm lạnh và làm mát không khí trong ôtô: máy điều hòa không khí trên
xe ôtô là một hệ thống làm lạnh cơ khí kiểu khí nén. Sự làm lạnh được tạo ra bằng
cách nén khí sau khi hấp thụ nhiệt bên trong xe (gian hành khách). Sau đó nhiệt
được truyền qua hệ thống lam lạnh ra không khí bên ngoài.
Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí ôtô:

1. Giàn sưởi ấm.
2. Máy nén.
3. Giàn nóng.
4. Giàn lạnh.
5. Quạt lồng sóc.
6.Cửa không khí tuần hoàn trở lại.
7. Cửa lấy không khí từ bên ngoài xe.
8. Bảng điều khiển.
9. Ống phân phối luồng không khí lạnh.
10. Hộp thông gió.
Hình 1.4: Vị trí các bộ phận trong hệ thống ĐHKK ôtô
- 10 -

Một chu trình làm lạnh cơ bản bao gồm các bước sau đây nhằm truất nhiệt,
làm lạnh khối không khí và phân phối luồng khí mát trong cabin ôtô:
 Môi chất lạnh được bơm đi từ máy nén dưới áp suất cao và nhiệt độ cao,
giai đoạn này môi chất lạnh được bơm đến bộ ngưng tụ ở thể hơi.

hệ thống là phần môi chất lạnh hồi về máy nén dưới áp suất và nhiệt độ thấp, các
thiết bị chủ yếu ở phía áp lực, nhiệt độ thấp bao gồm bộ bốc hơi và thiết bị giãn nở
(van tiết lưu).
- 12 -

Vị trí các bộ phận cũng như chu trình làm lạnh cơ bản của hệ thống điều hòa
không khí ôtô được trình bày trên có thể tương tự đối với những hệ thống được lắp
trên các xe ôtô khác. Chỉ khác nhau ở những đặc điểm cấu tạo cụ thể của từng bộ
phận được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí trên ôtô được sản xuất ra bởi
những hãng khác nhau mà thôi.
 Các kiểu hệ thống điều hòa không khí và đặc điểm của từng hệ
thống:
Hệ thống điều hòa không khí ôtô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo
chức năng của cụm điều hòa.
 Phân loại hệ thống điều hòa không khí theo vị trí lắp đặt:
+ 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 thổi
thẳng đến mặt trước người lái nên hiệu quả làm lạnh có cảm giác lớn hơn so với
công suất của điều hòa, có các lưới cửa ra không khí lạnh có thể được điều chỉnh
bởi bản thân người lái nên người lái ngay lập tức cảm nhận thấy hiệu quả làm lạnh
(hình 1.8).
Hình 1.6. Để nắm vững nguyên lý kết cấu
và hoạt động của hệ thống điện lạnh ôtô,
chúng ta chia hệ thống điện lạnh thành
hai phía khác nhau: Phía cao áp và phía
thấp áp.
1.Máy nén.
2.Giàn nóng.
3.Giàn lạnh.
4.Bình lọc / Hút ẩm.

sưởi ấm và hệ thống làm lạnh. Hệ thống điều hòa này có thể sử dụng trong những
ngày lạnh, ẩm để làm khô không khí. Tuy nhiên, nhiệt độ trong khoang hành khách
sẽ bị hạ thấp xuống, điều đó có thể gây ra cảm giác lạnh cho hành khách. Nên để
tránh điều đó hệ thống này sẽ cho không khí đi qua két sưởi để sấy nóng. Điều này
cho phép điều hòa không khí đảm bảo được không khí có nhiệt độ và độ ẩm thích
hợp. Đây chính là ưu điểm chính của điều hòa không khí loại 4 mùa (hình 1.12).

Hình 1.11: Hệ thống điều hòa không khí loại bốn mùa

1.1.5. Môi chất lạnh sử dụng trên hệ thống điều hoà không khí ôtô.
Dung dịch làm việc trong hệ thống điều hòa không khí được gọi là môi chất
lạnh hay gas lạnh – là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều
để hấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi
- 15 -
trường có nhiệt độ cao hơn. Có khá nhiều môi chất lạnh được sử dụng trong kỹ
thuật điều hòa không khí, nhưng chỉ có 2 loại được sử dụng rộng rãi trong hệ thống
điều hòa không khí của ôtô đời mới đó là R-12 và R-134a.
Môi chất lạnh phải có điểm sôi dưới 32
0
F (0
0
C) để có thể bốc hơi và hấp thu
ẩn nhiệt tại những nhiệt độ thấp. Nhiệt độ thấp nhất chúng ta có thể sử dụng để làm
lạnh các khoang hành khách ở ôtô là 32
0
F (0
0
C) bởi vì khi ở nhiệt độ dưới nhiệt độ
này sẽ tạo ra đá và làm tắt luồng không khí đi qua các cánh tản nhiệt của thiết bị bốc
hơi.

3. Giàn nóng hay còn gọi là bộ ngưng tụ (condenser)
4. Máy nén hay còn gọi là blốc lạnh (compressor)
5. Van tiết lưu hay van giãn nở (expansion valve)
1.2.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí trên
xe FIAT
Không khí được lấy từ bên ngoài vào và đi qua giàn lạnh (bộ bốc hơi). Tại
đây không khí bị dàn lạnh lấy đi rất nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do
đó nhiệt độ không khí sẽ bi 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 thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp. Khi quá trình
- 17 -
này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấy năng lượng từ
không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng
này sang dạng khác). Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo
nên không khí 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 hơi
áp suất, nhiệt độ thấp từ giàn lạnh về và nén lên tới áp suất yêu cầu: 12-20 bar. Môi
chất ra khỏi máy nén sẽ ở dạng hơi có áp suất, nhiệt độ cao đi vào giàn nóng (bộ
ngưng tụ)

Khi tới dàn nóng, không khí sẽ lấy đi một phần năng lượng của môi chất
thông qua các lá tản nhiệt. Khi môi chất mất năng lượng, nhiệt độ của môi chất sẽ bị
- 18 -
giảm xuống cho đến khi bằng với nhiệt độ, áp suất bốc hơi thì môi chất sẽ trở về
dạng lỏng có áp suất cao. Môi chất sau khi ra khỏi giàn nóng sẽ tới bình lọc hút ẩm. Trong bình lọc hút


a. Chức năng.
+ Hút môi chất lạnh đang ở thể hơi áp suất thấp từ bộ bốc hơi ( dàn lạnh), sau
đó nén môi chất lên áp suất cao.
+ Máy nén bơm môi chất lạnh chạy xuyên qua bộ ngưng tụ dưới nhiều áp
suất khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu hoạt động của hệ thống điều hòa không khí.
+ Khi nén môi chất lạnh đồng thời cũng làm tăng nhiệt độ của môi chất lạnh
lên cao hơn.
b. Kết cấu:
Máy nén có các bộ phận chính sau đây:
1. Cảm biến ly hợp
2. Đĩa ép
3. Cụm puly
4. Vỏ bọc máy nén
5. Đĩa đẩy piston
6. Piston
7. Đĩa van Xupap

a. Nguyên lý hoạt động:
Hoạt động của máy nén có 3 bước:
* Bước 1: Sự hút môi chất của máy nén.
Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết xuống, các van hút được mở
ra môi chất được hút vào xylanh công tác và kết thúc khi piston tới điểm chết dưới.
* Bước 2: Sự nén môi chất của máy nén.
Khi piston đi từ điểm chết dưới tới điểm chết trên, van hút đóng, van đẩy mở
với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ cao hơn khi được hút vào. Quá
trình này kết thúc khi piston tới điểm chết trên.
* Bước 3: Khi piston tới điểm chết trên, thì quy trình lại được lập lại từ đầu.
d. Phân loại:
* Các kiểu máy nén:
Hình 1.14: Máy nén loại piston. Piston chạy xuống hút môi chất vào xi lanh.
Van hút mở, van xả đóng. Piston chạy lên, nén hơi môi chất đẩy ra van xả, ở thì này
van hút đóng van xả mở.
Máy nén kiểu piston được dung nhiều trong hệ thống diện lạnh ôtô. Trục
khuỷu quay dẫn động piston chạy xuống, van lưỡi gà mở hút môi chất lạnh thể hơi
từ dàn lạnh vào trong xy lanh máy nén. Trong thì nén, trục khuỷu tiếp tục quay đưa
piston đi lên, van hút đóng, van thoát mở, môi chất lạnh thể hơi được bơm đi dưới
áp suất và nhiệt độ cao đến dàn nóng.
- 22 -
Máy nén kiểu piston đặt đứng có thể là loại có một hay nhiều xy lanh bố trí
thẳng hàng hoặc bố trí hình chữ V.
Máy nén kiểu piston loại đặt nằm, còn được gọi là máy nén piston đặt dọc
trục có kích thước nhỏ gọn được trang bị phổ biến cho ôtô thế hệ mới. Hình 1.15:Máy nén hai xy lanh bố trí hình chữ V.

 Máy nén loại cánh van quay.

Hình 1.16: Hình cắt máy nén loại cánh van.
Loại máy nén này không dung piston và chỉ có duy nhất một van thoát. Van
thoát còn có vai trò như van chặn một chiều không cho môi chất lạnh dôi ngược về
máy nén khi ngừng bơm. Máy nén gồm một roto với năm bảy cánh van và một vỏ
bơm có vách trong được tinh chế. Khi trục bơm và các cánh van cùng quay vách vở
- 23 -
bơm và các cánh van sẽ hình thành những phòng bơm, các phòng này thay đổi thể
tích từ lớn đến bé dần để bơm môi chất lạnh. Lỗ thoát của bơm được bố trí tại một
điểm trên vỏ bơm mà ở đó hơi môi chất lạnh được nén áp suất cao nhất.