Đồ án Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình điện lạnh trên ô tô

ong hệ thống điều hòa không khí ô tô phải được nối liền với nhau, để môi chất lạnh lưu thông tuần hoàn trong hệ thống. Cả hai loại ống mềm và ống cứng được sử dụng để nối các thiết bị lại với nhau. Khi nối hệ thống với máy nén phải sử dụng ống mềm, điều này cho phép máy nén và động cơ có thể chuyển động tương đối với nhau. Các loại ống mềm được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí hệi n nay được chế tạo bằng cao su có thêm một hoặc hai lớp không thấm ở bên trong và bên ngoài còn gia cố thêm một lớp nilon không thấm tạo ra một lớp màng chắn không bị rò rỉ. Các loại ống làm bằng kim loại được sử dụng nhiều trong hệ thống làm lạnh, để nối những thiết bị cố định như từ giàn ngưng tụ đến van tiết lưu, từ van đến bộ bốc hơi. Mặc dù ống kim loại không bị thấm qua nhưng nước hoặc dung dịch trong ắc quy tràn ra có thể ăn mòn và làm thủng ống và gây ra rò rỉ. Đường ống dẫn trong hệ thống điều hòa không khí được đặt tên theo công việc của chúng hoặc theo trạng thái của chất làm lạnh chứa bên trong. Đường ống thoát nối từ máy nén đến bộ ngưng tụ được gọi là ống ga nóng. Đường ống dẫn chứa dung dịch chất làm lạnh nối từ bộ ngưng tụ đến phin sấy lọc và đến thiết bị giãn nở. Đường ống hút nối bộ bốc hơi đến máy nén thường có đường kính lớn nhất vì nó truyền dẫn hơi môi chất lạnh ở áp suất thấp. 2.4.2 Cửa sổ kính (mắt ga). Hình 2.40: Hình dạng của cửa sổ kính Cấu tạo của kính xem ga bao gồm phần thân hình trụ tròn, phía trên có lắp một kính tròn có khả năng chịu áp lực tốt và trong suốt để quan sát lỏng. Kính được áp chặt lên phía trên nhờ một lò xo đặt bên trong. Trên đường ống cấp môi chất của hệ thống lạnh có lắp đặt kính xem ga, mục đích là báo hiệu lưu lượng lỏng và chất lượng của nó một cách định tính. Cụ thể như sau: + Báo hiệu lượng ga chảy qua đường ống có đủ không. Trong trường hợp lỏng chảy điền đầy đường ống, hầu như không nhận thấy sự chuyển động của dòng môi chất lỏng, ngược lại nếu thiếu môi chất, trên mắt kính sẽ thấy sủi bọt. Khi thiếu ga trầm trọng trên mắt kính sẽ có các vệt dầu chảy qua hình gợn sóng. + Báo hiệu độ ẩm của môi chất. Khi trong môi chất lỏng có lẫn ẩm thì m àu sắc của nó bị biến đổi. Màu xanh: Khô; Màu vàng: Có lọt ẩm cần thận trọng; Màu nâu: Lọt ẩm nhiều, cần sử lý. Để tiện so sánh, trên vòng tròn chu vi của mắt kính người ta có in sẵn các màu đặc trưng để có thể kiểm tra và so sánh. + Ngoài ra khi trong lỏ ng có lẫn các tạp chất cũng có thể nhận biết qua mắt kính. trong trường hợp các hạt hút ẩm bị hỏng, xỉ hàn trên đường ống. Hình 2.41: Trạng thái môi chất qua cửa sổ kính 2.5 Điều khiển hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. 2.5.1 Bộ điều khiển nhiệt độ. a. 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 2.42: 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 2.43: Kiểu nhiệt điện trở Khi nhiệt độ không khí trong xe tăng lên, cảm ứng lên nhiệt điện trở (giá trị điện trở 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. Hình 2.44: Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ cao) Khi nhiệt độ bên trong xe giảm, điện trở của thermistor tăng (giá trị điện trở lớn), hoặc khi chuyển nhiệt độ cài đặt tới vị trí lạnh ít (giá trị điện trở lớn) làm tăng điện áp rơi trên mạch cảm ứng nhiệt độ trong bộ khuếch đại của hệ thống điều hòa không khí. Mạch cảm ứng nhiệt độ trong bộ khuếch đại nhận biết được trạng thái OFF của hệ thống điều hòa không khí, làm cho transistor đóng ạl i. Điều này làm cho rơ le của ly hợp từ không đóng mạch, và máy nén không hoạt động, ngừng quá trình làm lạnh. Hình 2.45: Kiểu nhiệt điện trở (khi nhiệt độ thấp) b. Loại Thermostat. Thermostat gồm một đầu cảm ứng nhiệt , màng và công ắt c. Bên trong đầu cảm ứng nhiệt có chứa đầy môi chất. Đầu cảm ứng nhiệt đặt tại lối ra của giàn lạnh. Khi nhiệt độ bay hơi thấp thì áp suất trong bầu cảm ứng giảm. Công tắc được ngắt nhờ màng. Điều này làm cho ly hợp từ bị ngắt, từ đó điều chỉnh được nhiệt độ ra. Hình 2.46: Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh thấp) Hình 2.47: Loại thermostat (nhiệt độ giàn lạnh cao) 2.5.2 Bộ điều khiển tốc độ quạt. Lưu lượng gió được điều chỉnh bởi sự thay đổi tốc độ quay của mô tơ quạt. Tốc độ quay của mô tơ quạt phụ thuộc vào điện áp giữa hai đầu mô tơ. Trong hệ thống điều hòa ô tô, công ắt c quạt thay đổi giá trị điện trở mắc nối tiếp với động cơ. Bằng cách này có thể điều chỉnh tốc độ quay của mô tơ. Hình 2.48: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió Khi công tắc quạt cài đặt ở vị trí ở vị trí Low , dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le sưởi và làm cho rơ le này ở vị trí ON. Điện áp qua tiếp điểm của rơ le sưởi của bộ sưởi ấm. Hình 2.49: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Low) Khi bật công tắc ở vị trí Me, rơ le sưởi ở vị trí ON giống như khi ta cài đặt ở chế độ Low. Điều này cho phép gửi điện áp tới động cơ quạt. Sau khi đi qua động cơ quạt, dòng điện đi qua một phần qua điện trở quạt rồi ra mát. So với chế độ Low, h iệu diện thế giữa hai đầu động cơ quạt lớn hơn. Điều này cho phép động cơ làm việc ở chế độ trung bình. Hình 2.50: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí Medium) Khi công tắc quạt ở vị trí High thì rơ le ở vị trí giống như ở chế độ thấp và có điện áp đưa tới quạt. Tuy nhiên dòng điện chạy qua động cơ mà không đi qua điện trở nào, rồi ra mát theo công tắc quạt. Điều này cho phép điện áp nguồn cấp trực tiếp cho động cơ nên mô tơ quạt quay ở tốc độ cao. Hình 2.51: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt gió (ở vị trí High) 2.5.3 Bộ điều khiển tốc độ không tải (bù ga). Khi động cơ chạy không tải, công suất của động cơ nhỏ. Bật máy nén sẽ làm quá tải động cơ. Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng, máy điều hòa hoạt động khi xe dừng, tốc độ động cơ phải đư ợc tăng lên một cách tự động, gọi là điều khiển tốc độ bù ga không tải. a. Bù ga kiểu điện. ECU điều khiển động cơ nhận tín hiệu công tắc A/C ON từ bộ khuếch đại A/C và mở van điều chỉnh tốc độ không tải. Cả lượng không khí và nhiên liệu đều tăng lên, giúp tăng tốc độ động cơ tới nhiệt độ thích hợp. Có hai kiểu bù ga kiểu điện là: Kiểu cho không khí đi tắt và kiểu dùng van điều chỉnh không tải ISCV (rpm- Revolution per minute: Số vòng quay trên phút). Hình 2.52: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu điện) b. Bù ga kiểu cơ. Loại này được dùng trên động cơ điesel loại không có hộp điều khiển điện từ và động cơ xăng sử dụng chế hòa khí. Khi hệ thống điều hòa hoạt động, van điện từ bù ga hoạt động, áp suất chân không trong bầu chân không được dẫn tới cơ cấu chấp hành và đẩy bướm ga. Điều này làm tăng tốc độ không tải của động cơ. Hình 2.53: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu cơ khi chưa có điện) Hình 2.54: Bộ điều khiển bù ga không tải (kiểu cơ khi A/C bật) 2.5.4 Bộ điều khiển chống đóng băng giàn lạnh. a. Loại EPR. Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) là một van điều chỉnh áp suất gồm một ống kim loại và một Piston. Bộ phận này được lắp giữa giàn lạnh và máy nén để duy trì áp suất môi chất bên trong giàn lạnh ở 0,18 MPa, hoặc cao hơn, ngăn chặn sự đóng băng. Máy nén hoạt động liên tục trong loại sử dụng van EPR, vì vậy sự thay đổi nhiệt độ đầu ra là thấp. Loại điều hòa không khí sử dụng van EPR không gây ra tiếng ồn, nên được dùng rộng rãi trong các loại xe đắt tiền. Hình 2.55: Cấu tạo van EPR Khi nhiệt độ trong xe cao, tải nhiệt cao, áp suất bay hơi (Pe) tăng cao hơn áp lực của lò xo (Ps), Piston dịch chuyển sang phái trái làm mở van. Môi chất bay hơi ở g iàn lạnh và được hút vào máy nén. Trong quá trình hoạt động, Piston của van EPR sẽ đóng và mở. Chuyển động này điều chỉnh áp suất bay hơi (Pe) cho giàn lạnh , vì thế áp suất không xuống dưới 0,18 MPa, ngăn chặn sự đóng băng giàn lạnh. Hình 2.56: Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ trong xe cao) Khi nhiệt độ trong xe giảm và nhiệt độ tải giảm, áp suấ t (Pe) trở nên thấp hơn. Lúc này trong van EPR, giá trị của (Pe) nhỏ hơn áp lực của lò xo và Piston bị kéo trở lại bên phải. Van được đóng lại và ngắt dòng môi chất lạnh để điều chỉnh năng suất lạnh phù hợp với tải nhiệt. Hình 2.57: Nguyên lý hoạt động van EPR (nhiệt độ trong xe thấp) b. Loại thermistor. Khi nhiệt độ giàn lạnh tăng, nhiệt độ của cảm biến nhiệt cũng thay đổi theo. Giá trị điện trở giảm, làm cho điện thế tại điểm A trong bộ khuếch đại A/C giảm. Khi điện thế tại điểm A giảm, bộ khuếch đại A/C làm cho transistor chuyển trạng thái ON và ly hợp từ hoạt động. Máy nén hoạt động để bắt đầu quá trình làm lạnh. Hình 2.58: Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ cao) Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C, điện trở của cảm biến nhiệt tăng. Điện thế tại điểm A trong bộ khuếch đại tăng. Khi điện thế tại điểm A tăng lên thì bộ khuếch đại cho transistor khóa và ly hợp không đóng mạch làm cho máy nén ngừng hoạt động . Điều đó ngăn chặn được sự đóng băng của giàn lạnh. Hình 2.59: Nguyên lý hoạt động thermistor (khi nhiệt độ thấp) 2.5.5 Bộ điều khiển đóng ngắt máy nén. a. Tín hiệu ra điều khiển máy nén. Trạng thái ON/OFF của máy nén được điều khiển nhờ rơ le điện từ. Có ba loại gửi tín hiệu đến rơ le. Kiểu A: Tín hiệu điều khiển được truyền đi từ bộ điều khiển, cùng với các tín hiệu điều khiển khác được cung cấp từ ECU động cơ. Kiểu B: Nhận tín hiệu điều khiển từ máy nén từ bộ điều khiển A/C. Đưa ra tín hiệu tới ECU động cơ. Kiểu C: Nhận tín hiệu độc lập từ bộ điều khiển A/C. Hình 2.60: Các kiểu điều khiển máy nén Hình 2.61: Điều khiển máy nén kiểu A Bộ điều khiển truyền các tín hiệu sau: Cho phép bật máy nén hoạt động, và bắt đầu bù ga. ECU có thể truyền tín hiệu trở lại phụ thuộc vào trạng thái của động cơ lúc đó. b. Công tắc điều khiển A/C và ECON. Công tắc điều khiển A/C và ECON phân ra làm hai mức cảm nhận nhiệt độ không khí sau khi đã làm lạnh , để điều khiển hoạt động của máy nén ON/OFF. Công tắc hệ thống điều hòa không khí được dùng để chọn chế độ A/C hay ECON. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh cảm nhận nhiệt độ của khí lạnh ngay sau khi chúng đi qua khỏi giàn lạnh. Việc điều khiển dựa vào nhiệt độ của khí lạnh. Hình 2.62: Công tắc điều khiển A/C và ECON Để làm lạnh nhanh không khí bên trong xe ta bật công tắc điều hòa A/C ở vị trí ON. Khi nhiệt độ giàn lạnh nhỏ hơn 3 0 C, máy nén được ngắt. Khi nhiệt độ giàn lạnh lớn hơn 4 0 C, máy nén được bật và hệ thống bắt đầu làm việc. Hình 2.63: Công tắc điều khiển A/C (ở vị trí ON) Hình 2.64: Công tắc điều khiển A/C (ở vị trí OFF) Khi muốn điều hòa không khí hoạt động ở chế độ tiết kiệm hoặc làm khô không khí, bật công tắc ECON ở vị trí ON. Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 10 0 C hoặc thấp hơn thì máy nén dừng hoạt động. Khi nhiệt độ xấp xỉ 1 1 0 C hoặc cao hơn thì máy nén thì máy nén hoạt động trở lại. So với công tắc A/C khi ở vị trí ON, thì việc làm lạnh yếu hơn. Thời gian làm việc của máy nén giảm tiết kiệm được nhiên liệu và xe chạy bốc hơn. Hình 2.65: Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí ON) Hình 2.66: Công tắc điều khiển ECON (ở vị trí OFF) c. Điều khiển theo tốc độ động cơ. Khi máy nén hoạt động lúc động cơ đang ở trạng thái không tải, công suất của động cơ nhỏ nên động cơ có thể bị chết máy. Khi máy nén hoạt động, việc điều khiển tốc độ động cơ giúp bù ga để duy trì tốc độ động cơ hoặc trên tốc độ quay định . Khi tốc độ động cơ giảm, máy nén sẽ được ngắt. Những chức năng này giúp ngăn ngừa động cơ chết máy nhờ việc điều khiển máy nén ON/OFF phụ thuộc vào tốc độ của động cơ (rpm- Revolution per minute: Số vòng quay trên phút). Hình 2.67: Điều khiển máy nén theo tốc độ động cơ d. Điều khiển ngắt A/C để tăng tốc độ động cơ. Hình 2.68: Điều khiển ngắt A/C (qua ECU và bộ điều khiển A/C) Kiểu điều khiển này sử dụng hiệu quả trong việc kiểm soát công suất của động cơ của các xe có công suất động cơ nhỏ. Máy nén được ngắt tức thời trong quá trình tăng tốc để giảm tải cho động cơ. Quá trình tăng tốc được nhận biết bởi ECU động cơ, dựa vào một loạt tín hiệu. Khi sự tăng tốc được nhận biết gửi tín hiệu đến bộ điều khiển A/C. Bộ điều khiển này sẽ điều khiển ngắt máy nén trong vài giây. Hình 2.69: Điều khiển ngắt A/C (bằng công tắc) Loại này gồm một công tắc được đặt ở phía dưới chân ga. Khi đạp chân ga, máy nén ngừng hoạt động trong một thời gian ngắn đủ để tăng tốc độ động cơ. e. Điều khiển ngắt máy nén trong trường hợp khẩn cấp. Công tắc áp suất kép được lắp ở phần cao áp của hệ thống lạnh. Khi áp suất quá cao được phát hiện trong hệ thống lạnh, máy nén sẽ dừng hoạt động. Điều này ngăn chặn hư hỏng và bảo vệ các bộ phận quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí. Hình 2.70: Cấu tạo công tắc áp suất kép Hình 2.71: Vị trí lắp đặt công tắc áp suất kép Khi môi chất lạnh trong hệ thống còn ít do bị dò rỉ hoặc do các nguyên nhân khác dẫn đến thiếu dầu tuần hoàn để bôi trơn máy nén. Điều này có thể làm cháy máy nén. Khi áp suất quá thấp (áp suất môi chất 0,2 MPa hoặc thấp hơn) công tắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt. Nguồn điện tới bộ điều khiển A/C không đượ c cấp và ly hợp từ bị ngắt dẫn đến nén ngừng hoạt động . Điều này đảm b ảo an toàn cho các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. Hình 2.72: Công tắc áp suất kép (khi có sự cố xảy ra) Khi áp suất môi chất lạnh quá cao do việc giải nhiệt giàn nóng kém dẫn đến quá tải môi chất, các bộ phận trong hệ thống điều hòa có thể bị phá hỏng. Khi áp suất môi chất quá cao (áp suất môi chất khoảng 3,1 MPa hoặc cao hơn), công tắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt. Nguồn điện tới bộ khuếch đại A/C không được cấp và ly hợp từ bị ngắt dẫn đến nén ngừng hoạt động. Điều này đảm bảo an toàn cho các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí trên ô tô. f. Điều khiển A/C khi nhiệt độ nước cao. Hình 2.73: Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến nhiệt độ nước làm cảm nhận nhiệt độ nước làm mát của động cơ , để ngăn quá nhiệt động cơ. Khi đạt nhiệt độ quy định (xấp xỉ 1000C) ly hợp từ ngừng hoạt động và máy nén bị ngắt. Điều này làm giảm tải cho động cơ. Trong một vài loại xe, điều này có thể thực hiện trong máy nén loại thay đổi lưu lượng. Khi nhiệt độ nước lên tới 1000C hoặc cao hơn công suất máy nén giảm 50% . Khi nhiệt độ nước từ 95 0C hoặc thấp hơn , công suất máy nén có thể đạt 100%. Điều này làm giảm tải cho động cơ. 2.5.6 Điều chỉnh tốc độ quạt. Khi máy nén hoạt động, nếu cả áp suất môi chất lạnh và nhiệt độ nước làm mát đều thấp, thì quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát động cơ được mắc nối tiếp với nhau và quay ở tốc độ thấp. Hình 2.74: Quạt giàn nóng và quạt két nước mắc nối tiếp Khi máy nén hoạt động, n ếu cả áp suất môi chất lạnh và nhiệt độ nước làm mát đều cao, thì quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát động cơ được mắc song song với nhau và quay ở tốc độ cao. Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng không quay. Hình 2.75: Quạt giàn nóng và quạt két nước mắc song song - Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước. + Chế độ 1: Nhiệt độ nước thấp, điều hòa không bật . Khi đó công tắc áp suất ở trạng thái OFF tức là ở trạng thái đóng (áp suất ga lớn hơn hoặc bằng 15 kg/cm2 ), công tắc nhiệt độ nước làm mát cũng ở trạng thái OFF khi nhiệt độ nước lớn hơn hoặc bằng 900C. Quạt giàn nóng và quạt két nước không hoạt động. Hình 2.76: Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước + Chế độ 2: Nhiệt độ nước thấp, bật điều hòa, áp suất ga lớn hơn hoặc bằng 15 kg/cm2 (hai quạt mắc nối tiếp nhau chạy ở tốc độ thấp). + Chế độ 3: Không bật điều hòa, nhiệt độ nước cao (ví dụ như khi leo dốc). Quạt giàn nóng không hoạt động, quạt két nước quay ở tốc độ cao. Bởi vì khi đó công tắc nhiệt độ nước sẽ mở ra và cuộn dây của Rơ le số 1 không có điện qua do đó tiếp điểm vẫn đóng, dòng điện đi thẳng từ công tắc máy tới thẳng quạt két nước làm mát động cơ. Do đó quạt két nước sẽ quay ở tốc độ cao. + Chế độ 4: Bật điều hòa, nhiệt độ nước thấp, áp suất ga lớn hơn 15 kg/cm2. Khi đó công tắc áp suất sẽ mở ra do đó rơ le 1 vẫn đóng . Khi đó quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát được mắc song song với nhau. Do đó dòng điện tăng lên và hai quạt chạy ở tốc độ cao. + Chế độ 5: Bật điều hòa, nhiệt độ nước cao, áp suất ga cao. Khi đó hai quạt vẫn đấu song song và chạy ở tốc độ cao. 2.6 Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô. 2.6.1 Khái quát về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô. Hình 2.77: Hệ thống điều khiển bằng điện tử 1. Công tắc điều hòa 6. Công tắc nhiệt độ 2. Van xả áp suất cao của máy nén 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 3. Quạt tản nhiệt giàn nóng 8. Ống thổi gió sạch 4. Công tắc ngắt áp suất của điều hòa 9. Bộ điều khiển 5. Cảm biến nhiệt độ 10. Bu ly máy nén Trong hệ thống điều khiển tự động EATC (Electronic Automatic Temperature Control) có trang bị bộ vi xử lý để giúp hệ thống duy trì được nhiệt độ mát lạnh định sẵn một cách ổn định. Đồng thời có thể điều khiển được nhiệt độ ở phía ghế tài xế và khu vực ghế hành khách một cách độc lập. Hệ thống tự động này có khả năng phân phối luồng khí mát đến các hàng ghế phía sau nhưng không ảnh hưởng tới luồng khí mát thổi đến các ghế ngồi phía trước. Hệ thống điều hoà không khí tự động được kích hoạt bằng cách đặt nhiệt độ mong muốn bằng núm chọn nhiệt độ và ấn vào công tắc AUTO. Hệ thống sẽ điều chỉnh ngay lập tức và duy trì nhiệt độ ở mức đã thiết lập nhờ chức năng điều khiển tự động của ECU. Hình 2.78: Sơ đồ điều khiển điều hòa tự động ô tô Hệ thống được điều khiển nhiệt độ tự động EATC tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáu nguồn khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra ệl nh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm: + Bộ cảm biến năng lượng mặt trời, cảm biến này là một pin quang điện được cài đặt trên bảng đồng hồ, có chức năng đo lường ghi nhận nhiệt từ mặt trời. + Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe, nó được cài đặt phía sau bảng đồng hồ và có chức năng theo dõi, đo kiểm nhiệt độ của không khí bên trong khoang cabin ô tô. + Bộ cảm biến môi trường, ghi nhận nhiệt độ của phía ngoài xe. + Bộ cảm biến nhiệt độ bước làm mát động cơ . + Công tắc áp suất điều khiển bộ ly hợp điện từ buly máy nén theo chu kỳ. + Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển về nhiệt độ mong muốn và về vận tốc quạt gió.  Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử EATC (ECU), sẽ phân tích, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng, giàn lạnh, quạt két nước động cơ, điều chỉnh chế độ thổi khí và luồng khí ứng với nhiệt độ thích hợp. 2.6.2 Các bộ phận của hệ thống điều hòa không khí. Hệ thống điều hoà không khí tự động có các bộ phận sau đây. 1. ECU điều khiển A/C (bộ điều khiển A/C) 2. ECU động cơ 3. Bảng điều khiển 4. Cảm biến nhiệt độ trong xe 5. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe 6. Cảm biến nhiệt độ mặt trời 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 8. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 9. Công tắc áp suất của A/C 10. Mô tơ trợ động trộn khí 11. Mô tơ trợ động dẫn khí vào 12. Mô tơ trợ động thổi khí 13. Mô tơ quạt gió 14. Bộ điều khiển quạt gió Hình 2.79: Vị trí các bộ phận trong hệ thống điều hòa tự động Các nguồn thông tin gửi tín hiệu tới bộ điều khiển A/C là các cảm biến. a. Cảm biến nhiệt độ trong xe. Hình 2.80: Cảm biến nhiệt độ trong xe- Cảm biến nhiệt độ trong xe là nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô có một đầu hút. Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Cảm biến phát hiện nhiệt độ trong xe dùng làm cơ sở cho việc điều khiển nhiệt độ. b. Cảm biến nhiệt độ ngoài xe. Hình 2.81: Cảm biến nhiệt độ ngoài xe Cảm biến nhiệt độ ngoài xe là một nhiệt điện trở và được lắp ở phía trước của giàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe. Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe. c. Cảm biến bức xạ mặt trời. Cảm biến bức xạ nắng mặt trời là một đi ốt quang và được lắp ở phía trên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời. Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời. Hình 2.82: Cảm biến bức xạ mặt trời d. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. Hình 2.83: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh dùng một nhiệt điện trở và được lắp ở giàn lạnh để phát hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh (nhiệt độ bề mặt của giàn lạnh). Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và điều khiển luồn khí trong thời gian quá độ. e. Cảm biến nhiệt độ nước. Hình 2.84: Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở. Nó phát hiện nhiệt độ nước làm mát dựa vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. Tín hiệu này được truyền từ ECU động cơ. Ở một số kiểu xe, cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp ở két sưởi. Nó được sử dụng để điều khiển nhiệt độ, điều khiển việc hâm nóng không khí. f. Một số loại cảm biến khác. - Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe. + Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điện trở và được lắp trong bộ cửa gió bên. Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng khí thổi vào bộ cửa gió bên và điều khiển chính xác nhiệt độ của mỗi dòng không khí. + Cảm biến khói ngoài xe được lắp ở phía trước của xe để xác định nồng độ CO (cácbonmônôxít), HC (hydro cacbon) và NOX (các ôxit nitơ), ểđ bật tắt giữa các chế độ FRESH và RECIRC. Hình 2.85: Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe 2.6.3 Các dạng điều khiển hệ thống điều hòa không khí tiêu biểu. a. Điều hòa không khí kiểu cơ khí. Hệ thống điều khiển điều hòa không khí kiểu cơ khí bao gồm bảng điều khiển với các cần gạt, các cánh tay đòn và hệ thống dây cáp. Khi thay đổi vị trí của các cần gạt trên bảng điều khiển, thông qua hệ thống dây cáp tác động đến các cánh tay đòn để điều khiển sự đóng mở của các cửa chức năng. Hình 2.86: Bảng điều khiển điều hòa không khí kiểu cơ khí Ý nghĩa của các chế độ trên bảng điều khiển như sau: OFF : Tắt máy lạnh, máy nén và quạt lồng sóc không hoạt động. MAX : Hệ thống hoạt động tối đa + MAX COLD: Máy nén hoạt động tối đa, cửa nạp đóng nhận không khí từ ngoài vào, không khí tuần hoàn trong xe. + MAX HOT: Máy nén ngừng hoạt động, van bộ sưởi ấm mở để nhận nước nóng từ động cơ vào lõi sưởi ấm, không khí tuần hoàn. NORM : Hệ thống hoạt động bình thường, máy nén hoạt động, không khí được lấy từ ngoài vào được làm lạnh và được thoát ra từ bảng taplô điều khiển. BI-LEVEL: Luồng không khí được điều hòa thổi lên mặt, ngang người, chân. VENT : Ở chế độ này không khí không được điều hòa. Luồng không khí được lấy từ ngoài vào và được thoát ra từ bảng đồng hồ hoặc sàn xe. HEATER: Ở chế độ này, máy nén không hoạt động, không khí được lấy bên ngoài vào và được phân phối 80% đến sàn xe và 20% đến các cửa kính. DEFROST: Không khí lấy từ bên ngoài xe vào được sưởi ấm. Có 80% được phân phối đến kính chắn gió và cửa sổ xe, 20% còn lại thổi đến sàn xe. Kỹ thuật đóng mở các cổng chức năng bằng tay nhờ dây cáp tương đối đơn giản, tuy nhiên vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm như: Dây cáp dể bị bó kẹt trong vỏ của nó, phải tác động một lực khá lớn để dẫn động, phải điều chỉnh độ căng dây cáp thường xuyên để đóng mở chính xác các cửa chức năng. Bởi vậy trong các hệ thống điều hòa không khí trên ô tô ngày nay không còn dùng kiểu điều khiển này. b. Điều hòa không khí kiểu chân không. Hệ thống điều khiển chân không bao gồm các cơ cấu được giới thiệu trên hình vẽ dưới đây. Mạch điều khiển chân không bắt đầu từ động cơ, đi qua các ống nhỏ được điều khiển bằng các van và kết thúc ở một hay nhiều cơ cấu chân không. Bình tích lũy chân không được cung cấp chân không từ cửa hút của động cơ. Các ống dẫn chân không bằng nhựa dẻo, đường kính trong khoảng 3,1mm. Mỗi một màu sắc quy định một chức năng của ống chân không. Hình 2.87: Sơ đồ hệ thống điều khiển chân không + Màu trắng: Tác động đến cổng chức năng lấy không khí từ ngoài vào. + Màu đỏ: Tác động đến cổng hỗn hợp. + Màu xanh dương: Tác động đến cổng chức năng phân phối khí. + Màu vàng: Tác động đến cổng làm tan băng kính chắn gió. Cấu tạo của cơ cấu chân không được thể hiện trên hình sau. Khi có nguồn chân không tác động, do chênh lệch áp suất màng chân không sẽ di chuyển về bên trái kéo theo cần tác động di chuyển theo và do đó điều khiển các cửa. Khi thôi tác động lò xo hồi vị đẩy màng tác động về vị trí ban đầu. Hình 2.88: Kết cấu bầu chân không 1. Cần tác động 3. Lò xo hồi vị 2. Màng tác động. 4. Đến nguồn chân không. Nguyên lý điều khiển điều hòa không khí kiểu chân không