MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
QUYẾT ĐỊNH
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ H ƯỚNG DẪN
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1. GI ỚI THIỆU THIẾT BỊ LẠNH V À HỆ THỐNG ĐIỀU H ÒA
KHÔNG KHÍ ÔTÔ
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ . . 1
1.2. THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ . . . 2
1.2.1. Máy nén . . . 2
1.2.2. Thiết bị ngưng tụ . . . 13
1.2.3. Bình l ọc và tách ẩm . . . 14
1.2.4. Thiết bị giãn nở . . . 16
1.2.5. Thiết bị bay h ơi . . . 19
1.2.6. Ống dẫn môi chất . . . 22
1.2.7. Kính xem gas . . . 23
1.2.8. Bộ ổn nhiệt . . . 24
1.2.9. Bộ điều áp . . . 26
1.2.10. Thiết bị an toàn hệ thống . . 28
1.2.11. Van n ạp gas . . . 30
1.2.12. Bộ tiêu âm . . . 30
1.3. HỆ THỐNG ĐIỀU H ÒA KHÔNG KHÍ . . 31
1.3.1. Bộ thông gió . . . 31
1.3.2. Bộ sưởi ấm . . . 32
1.3.3. Bộ làm lạnh và làm mát không khí . . 33
1.3.4. Điều khiển d òngkhông khí trong h ệ thống điều h òa . 34
1.3.5. Điều khiển hệ thống điều h òa không khí ki ểu cơ khí . 36
1.3.6. Điều khiển hệ thống điều h òa không khí ki ểu chân không. . 38
- 79 -Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
1.3.7. Điều khiển hệ thống điều h òa không khí t ự động . 40
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT V À PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU H ÒA
KHÔNG KHÍ ÔTÔ
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU H ÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ . 43
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU H ÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ . 44
2.3. ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT LƯỢNG . . 47
2.3. MÔI CHẤT LẠNH . . . 47
2.3.1. Yêu cầu môi chất lạnh . . . 47
2.3.2. Phân lo ại và kí hiệu môi chất lạnh . . 47
2.3.4. Môi ch ất lạnh R-12. . . 48
2.3.5. Môi ch ất lạnh R-134a . . . 49
2.4. PHÂN LO ẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ . 50
2.4.1. Phân lo ại theo vị trí lắp đặt . . 50
2.4.2. Phân lo ại theo chức năng . . 52
CHƯƠNG 3., T ÌM KIẾM, XÂY DỰNG DỮ LIỆU , LỰA CHỌN PHẦN MỀM
VÀ CHẠY THỬ.
3.1. XÂY DỰNG DỮ LIỆU VỚI PHẦN MỀM SOLIDWORKS . 54
3.2. XÂY DỰNG BÀI GIẢNG VỚI MACROMADIA FLASH . 64
3.3. CHẠY THỬ PHẦN MỀM . . . 73
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . . 77
MỤC LỤC. . . . 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . 8
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 5573 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Thiết bị lạnh và hệ thống điều hòa không khí ôtô, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
- 1 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
CHƯƠNG 1
THIẾT BỊ LẠNH
VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ÔTÔ
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh Ôtô nói riêng là bao gồm những thiết
bị nhằm thực hiện một chu tr ình lấy nhiệt từ môi trường cần làm lạnh và thải nhiệt
ra môi trường bên ngoài. Thiết bị lạnh Ôtô bao gổm: Máy nén, thiết bị ng ưng tụ,
bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở, thiết bị bay hơi, và một số thiết bị khác nhằm
đảm bảo cho hệ thống lạnh hoạt động hiệu quả nhất. Hình 1.1 giới thiệu các thành
phần của hệ thống lạnh trên Ôtô và vị trí của nó trong hệ thống.
H.1.1. Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí ôtô điển hình
1. Máy nén
2. Giàn nóng
3. Quạt
4. Bình lọc/hút ẩm
5. Van giãn nở
6. Giàn lạnh
7. Đường ống hút (áp suất thấp)
8. Đường ống xả (cao áp)
9. Bộ tiêu âm
10. Cửa sổ quan sát
11. Bình sấy khô nối tiếp
12. Không khí lạnh
13. Quạt lồng sóc
14. Bộ ly hợp quạt gió
15. Bộ ly hợp máy nén
16. Không khí.
- 2 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
1.2. THIẾT BỊ LẠNH ÔTÔ
1.2.1. Máy nén
1.2.1.1. Công dụng, vị trí lắp đặt của máy nén v à phân loại máy nén
* Công dụng:
Máy nén trong kỹ thuật lạnh hoạt động như một cái bơm để hút hơi môi chất ở
áp suất thấp nhiệt độ thấp sinh ra ở giàn bay hơi rồi nén lên áp suất cao (100PSI; 7-
17,5 kg/cm2) và nhiệt độ cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm sự tuần hòa của môi chất
lạnh một cách hợp lý và tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất trong hệ thống.
Máy nén là một bộ phận quan trọng nhất của hệ thống lạnh. Công suất, chất
lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén lạnh quyết
định. Trong quá trình làm việc, tỉ số của máy nén vào khoảng 5÷8,1. Tỉ số nén này
phụ thuộc vào nhiệt độ không khí môi trường xung quanh và loại môi chất lạnh.
H.1.2. Hình dạng bên ngoài của một loại máy nén
* Vị trí lắp đặt:
Máy nén được gắn bên
hông động cơ, nhận truyền động
đai từ động cơ ôtô sang đầu trục
máy nén qua một ly hợp từ. Tốc
độ vòng quay của máy nén lớn
hơn tốc độ quay của động cơ.
Hình bên là vị trí lắp đặt
của máy nén trên động cơ.
H.1.3. Vị trí lắp đặt của máy nén ở động c ơ
- 3 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
* Phân loại
Nhiều loại máy nén khác nhau được dùng trong hệ thống lạnh trên ôtô, mỗi
loại máy nén đều có đặc điểm cấu tạo v à làm việc theo nguyên tắc khác nhau.
Nhưng tất cả các loại máy nén đều thực hiện nh iệm vụ 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 2 piston v à một trục
khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh n ên gọi là máy nén piston tay
quay, loại này hiện nay không còn được sử dụng. Hiện nay đang dùng phổ biến nhất
là loại máy nén piston dọc trục và máy nén quay dùng cánh trượt.
1.2.1.2. Máy nén loại piston tay quay
Loại này chỉ sử dụng cho môi chất lạnh R12, có thể đ ược thiết kế nhiều
xylanh bố trí thẳng hàng, hoặc bố trí hình chữ V.
* Cấu tạo:
H.1.4. Máy nén loại piston tay quay
1. Đường ống xả
2. Nắp van
3. Van xả
4. Đế van
5. Chốt piston
6. Thanh truyền
7. Ô bi
8. Đệm kín
9. Mặt đệm kín trục
10. Đường ống hút
11. Lõi van
12. Đầu xylanh
13. Đệm nắp xylanh
14. Van hút
15. Vòng xéc măng
16. Piston
17. Caste
18. Vòng đệm kín
19. Trục khuỷu
20. Đệm
21. Đế bơm
- 4 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
Trong loại máy nén kiểu piston, thường sử dụng các van lưỡi gà để điều
khiển dòng môi chất lạnh đi vào và đi ra xylanh. Lưỡi gà là một tấm kim loại mỏng,
mềm dẻo, gắn kín một phía của lỗ ở khuôn l ưỡi gà. Áp suất ở phía dưới lưỡi gà sẽ
ép lưỡi gà tựa chặt vào khuôn và đóng kín lỗ thông lại. Áp suất ở phía đối diện sẽ
đẩy lưỡi gà mở ra và cho lưu thông dòng chất làm lạnh.
* Nguyên lý hoạt động
Khi piston di chuyển xuống phía dưới, môi chất ở bộ bốc hơi sẽ được điền đầy
vào xi lạnh thông qua van lưỡi gà hút - kỳ này gọi là kỳ hút, van lưỡi gà xả sẽ ngăn chất
làm lạnh ở phía áp suất, nhiệt độ cao không cho vào xi lanh. Khi piston di chuyển lên
phía trên – kỳ này gọi là kỳ xả, lúc này van lưỡi gà hút đóng kín, piston chạy lên nén
chặt môi chất lạnh đang ở thể khí, làm tăng nhanh chóng áp suất và nhiệt độ của môi
chất, khi van lưỡi gà xả mở, môi chất lạnh được đẩy đến bộ ngưng tụ.
H.1.5. Nguyên lý hoạt động của máy nén piston tay quay
* Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:
Với loại máy nén này, do tốc độ của động cơ luôn thay đổi trong quá trình
làm việc mà máy nén không tự khống chế được lưu lượng của môi chất lưu thông,
van lưỡi gà được chế tạo bằng lá thép lò xo mỏng nên dễ bị gẫy và làm việc kém
chính xác khi bị mài mòn hoặc giảm lực đàn hồi qua quá trình làm việc, lúc đó sẽ
- 5 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và chất lượng làm việc của hệ thống điều hòa
không khí ôtô.
Kiểu máy nén này khó thực hiện việc điều khiển tự động trong quá tr ình làm
việc khi tốc độ của động cơ luôn thay đổi. Nên hiện nay trong kỹ thuật điện lạnh ôtô
không còn dùng loại máy nén piston loại trục khuỷu tay quay n ày.
1.2.1.3. Máy nén piston kiểu cam nghiêng
* Cấu tạo:
Loại này có ký hiệu là 10PAn, đây là loại máy nén khí với 10 xylanh được
bố trí ở hai đầu máy nén (5 ở phía tr ước và 5 ở phía sau); có 5 piston tác động hai
chiều được dẫn động nhờ một trục có tấm cam nghi êng (đĩa lắc) khi xoay sẽ tạo ra
lực đẩy piston. Các piston được đặt lên tấm cam nghiêng với khoảng cách từng cặp
piston là 720- đối với loại máy nén có 10 xilanh; hoặc có khoảng cách 120 0- đối với
loại máy nén có 6 xylanh.
H.1.6. Kết cấu của loại máy nén kiểu cam nghiêng
1. Trục máy nén
2. Đĩa cam
3. Piston
4, 5. Bi trượt và đế
6. Van hút lưỡi gà
7. Đĩa van xả trước
8. Phốt trục bơm
9. Bộ ly hợp puly máy nén
10. Bạc đạn puly
11. Puly
12. Cuộn dây bộ ly hợp
13. Đầu trước
14. Nửa xy lanh trước
15. Nửa xy lanh sau
16. Caste dầu nhờn
17. Ống hút dầu
18. Đầu sau
19. Bơm bánh răng
- 6 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
* Nguyên lý hoạt động:
Hoạt động của máy nén cam nghi êng được chia làm hai hành trình sau:
- Hành trình hút: Khi piston chuyển động về phía bên trái, sẽ tạo nên sự
chênh lệch áp suất trong khoảng không gian phía b ên phải của piston; lúc này van
hút mở ra cho hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ thấp từ bộ bay h ơi nạp vào
trong máy nén qua van hút. Và van x ả phía bên phải của piston đang chịu lực nén
của bản thân van lò xo lá, nên được đóng kín. Van hút mở ra cho tới khi hết h ành
trình hút của piston thì được đóng lại, kết thúc hành trình nạp.
H.1.7. Nguyên lý hoạt động của loại máy nén piston cam nghi êng
- Hành trình xả: Khi piston chuyển động về phía bên trái thì tạo ra hành trình
hút phía bên phải, đồng thời phía bên trái của piston cũng thực hiện cả h ành trình xả
hay hành trình bơm của máy nén. Đầu của piston phía b ên trái sẽ nén khối hơi môi
chất lạnh đã được nạp vào, nén lên áp suất cao cho đến khi đủ áp lực để thắng đ ược
lực tỳ của van xả th ì van xả mở ra và hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao
được đẩy đi tới bộ ngưng tụ. Van hút phía bên trái lúc này được đóng kín bởi áp lực
nén của hơi môi chất. Van xả mở ra cho đến hết hành trình bơm, thì đóng lại bằng
lực đàn hồi của van lò xo lá, kết thúc hành trình xả (hình 1.7). Và cứ thế tiếp tục các
hành trình mới.
Hiện nay, trong hệ thống lạnh ôtô loại máy nén n ày được sử dụng rộng rãi
nhất. Bởi các đặc tính: Nhỏ gọn và nhẹ nhờ giảm kích cỡ của piston, xilanh v à vỏ
hộp máy nén; độ tin cậy cao nhờ có phốt bịt kín h ình cốc lắp giữa trục chính và
- 7 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
khớp nối điện từ; độ ồn thấp nhờ v ào sự làm việc êm dịu của các van hút và van xả
loại lò xo lá. Với cấu tạo nhỏ gọn nên dễ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa. Máy nén
này có ký hiệu 10PAn, trong đó: 10P thể hiện số xilanh có trong máy nén; A thể
hiện máy nén thuộc thế hệ mới; n thể hiện giá trị công suất của máy nén (khi n = 15
thì công suất của máy nén là 155cm3/rev; n = 17 thì công suất của máy nén là 178
cm3/rev). Tương ứng với các ký hiệu trên, tùy theo loại máy nén được sử dụng trên
các xe có công suất của động cơ được quy định như sau: động cơ có công suất từ
1500 ÷ 2000 (cm3) thì dùng loại máy nén 10PA15 hay 10PA17; với động cơ có
công suất từ 2100 (cm3) trở lên thì dùng loại 10PA17 hoặc 10PA20.
1.2.1.4. Máy nén piston mâm dao động
Máy nén này có nguyên lý hoạt động giống như loại máy nén píton kiểu cam
nghiêng, tuy nhiên về mặt cấu tạo cũng có vài điểm khác nhau. Máy nén kiểu này
cũng dẫn động píton bằng mâm dao động, píton ở đây chỉ l àm việc ở một phía, và
có 1 xecmăng; piston được nối vào các đĩa lắc bằng các tay quay. Gồm có 6 píton,
cùng đặt trên mâm dao động, mỗi cái cách nhau một góc 60 0.
H.1.8. Cấu tạo của máy nén piston mâm dao động
Máy nén này cũng có vài điểm thuận lợi hơn so với loại máy nén tr ình bày
trên, làm việc êm dịu hơn, bộ bốc hơi có nhiệt độ không đổi 320F (00C) vì máy nén
này có cơ cấu giảm thể tích làm việc và dung tích bơm của máy nén để cân xứng
với yêu cầu làm lạnh của bộ bốc hơi trong hệ thống.
- 8 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
Máy nén có thể tích làm việc biến đổi là do hành trình của píton thay đổi dựa
vào góc nghiêng (so với trục) của mâm dao động, thay đổi t ùy theo lượng môi chất
cần thiết cung cấp cho hệ thống. Góc nghi êng của mâm dao động lớn th ì hành trình
của píton dài hơn, môi chất lạnh sẽ được bơm đi nhiều hơn. Khi góc nghiêng nhỏ,
hành trình của píton sẽ ngắn, môi chất lạnh sẽ đ ược bơm đi ít hơn. Điều này cho
phép máy nén có thể chạy liên tục nhưng chỉ bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết.
Góc nghiêng của mâm dao động được điều khiển bởi một van điều khiển.
Hộp xếp bi sẽ giãn ra hoặc co lại tùy theo áp lực đưa vào tăng hay giảm, sẽ làm
chuyển dịch viên bi trong van điều khiển để đóng mở van, từ đó điều khiển đ ược áp
lực trong vỏ máy nén. Sự khác nhau giữa áp lực mặt d ưới và áp lực vỏ máy nén sẽ
xác định vị trí của mâm dao động. Góc nghi êng của mâm dao động sẽ lớn nhất - sự
làm mát đạt tối đa khi 2 phần của áp lực bằng nhau (h ình 1.9).
H.1.9. Van điều khiển hành trình dao động của máy nén
1.2.1.5. Máy nén quay loại cánh gạt
* Cấu tạo:
Loại máy nén này không dùng piston (hình 1.10). Mà được cấu tạo gồm 1
roto với 4 cánh gạt đặt lồng vào roto và một vỏ bơm có vách trong tinh chế. Khi
chụp bơm và các cánh gạt quay, vách vỏ bơm và các cánh gạt sẽ hình thành những
buồng bơm, các buồng này có thể thay đổi thể tích rộng ra hay co thắt lại khi trục
bơm quay- nở rộng thể tích ra để hút môi chất lạnh ở phía có áp lực, nhiệt độ thấp
- 9 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
vào buồng bơm; co thể tích lại để ép chất làm lạnh đi đến phía có áp lực, nhiệt độ
cao. Lỗ van xả của bơm bố trí tại một điểm trên vỏ bơm mà ở đó hơi môi chất lạnh
được nén đến áp suất cao nhất.
H.1.10 Cấu tạo máy nén cánh trượt
* Nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt được trình bày như sau:
H.1.11 Nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt
- 10 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
- Hành trình hút: Khi roto quay, lực li tâm bắn các cánh gạt tỳ kín v ào vách
máy nén, giữa 2 cánh van (a), (b) và vách trong của vỏ máy nén sẽ tạo ra một thể tích
lớn. Chuyển động này hút hơi môi chất lạnh vào phần thể tích vừa tạo ra khi phần tích
này quay ngang qua lỗ nạp môi chất được bố trí trên thân vỏ máy nén (hình 1.11a).
Kết thúc hành trình hút là khi cánh van (b) quay qua kh ỏi lỗ nạp (hình 1.11b).
- Hành trình nén: Sau khi hoàn thành quá trình hút kh ối thể tích giữa van
(a), (b) và vách vỏ bơm có chứa hơi môi chất lạnh sẽ giảm xuống, bắt đầu h ành
trình nén (hình 1.11c). Hành trình nén được thực hiện ở phía mặt trong của vỏ b ơm,
áp suất hơi môi chất lạnh tăng lên khi thể tích buồng bơm co lại (hình 1.11d).
- Hành trình xả: Khi cánh van (a) quay qua khỏi lỗ xả thì máy nén bắt đầu
hành trình xả. Lúc này hơi môi chất lạnh đã được nén lên áp suất cao, nên tạo ra áp
lực cao mở van xả và tuôn dòng hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao ra khỏi
máy nén đi đến giàn ngưng tụ (hình 1.11e, f). Lúc này dầu bôi trơn đã được tách ra
khỏi hơi môi chất lạnh và lắng xuống buồng chứa.
Với loại máy nén này, không cần dùng các vòng bạc xecmăng bao kín hơi
như loại máy nén pitton cam nghiêng có thể tích thay đổi. Ngoài ra, dầu bôi trơn
trong máy nén cũng góp phần cải tiến năng suất v à ảnh hưởng nhiều đến chất lượng
làm việc của máy nén. Trong quá tr ình máy nén làm việc dầu bôi trơn được tách ra
khỏi môi chất lạnh cao áp trước khi đi đến giàn ngưng tụ nhờ một thiết bị tách dầu
lắp trên máy nén. Thiết bị tách dầu này lúc nào cũng ở trong trạng thái có áp suất
cao bất cứ lúc nào mỗi khi máy nén hoạt động.
Khi hỗn hợp hơi môi chất lạnh và dầu bôi trơn được tuôn ra từ ống xả, chảy
qua một cổ uốn và chứa trong bầu tách lỏng của thiết b ị, vì hơi môi chất lạnh nhẹ
hơn dầu bôi trơn máy nén nên bay lên phía trên và theo đư ờng ống dẫn đến giàn
ngưng tụ. Còn dầu trong hỗn hợp bị ch ìm sâu xuống phía tận cùng bình chứa của
thiết bị bởi do trọng lượng bản thân dầu bôi trơn. Trên thiết bị còn được bố trí lỗ hồi
dầu về lại phía trong bơm, lượng dầu bôi trơn đang tích trữ ở bầu chứa sẽ được hồi
vào trong bơm khi có sự chênh lệch áp suất giữa áp suất xả trong thiết bị tách dầu
với áp suất phía bên trong của máy nén.
- 11 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
Kiểu máy nén này được kí hiệu là TVn (trong đó, TV: kiểu máy nén cánh
van quay; n: thể hiện giá trị công suất của máy nén, với n=10 t ương đương với công
suất của máy nén là 108 cm3/rev, n=12 tương đương với công suất của máy nén là
127 cm3/rev, n=14 tương đương với công suất của máy nén là 142 cm3/rev). Tuy
nhiên, máy nén loại này chỉ lắp trên hệ thống điều hòa không khí của các xe cỡ nhỏ
và trung bình.
Tương ứng với từng kiểu máy nén, mà có các quy ước về sử dụng trên các
loại xe có dung tích của động cơ khác nhau để phù hợp với hiệu suất làm việc của
hệ thống, cụ thể: Máy nén có kí hiệu TV10 v à TV12 được lắp trên các xe có dung
tích công tác của động cơ từ 1000÷1500 (cm3); máy nén có kí hiệu TV12 và TV14
được lắp trên xe có dung tích của động cơ từ 1500÷2000 (cm3).
Môi chất lạnh R-12 và R-134a đều được sử dụng trên máy nén kiểu này, tuy
nhiên cũng có vài sự khác biệt nhỏ khi dùng tương ứng với từng loại môi chất lạnh
như các đầu nối ống dẫn mềm đến các gi àn ngưng và bay hơi, dầu bôi trơn sử dụng
cho máy nén phải tương ứng với loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống …trong
thực tế, hiện nay loại máy nén kiểu TV ít đ ược sử dụng hơn kiểu máy nén 10TA (2
sản phẩm này đều do nhà sản xuất máy điều hòa ôtô lớn nhất thế giới DENSO sản
xuất), vì khi máy nén kiểu TV bị sự cố hư hỏng thì thường là phải thay máy nén
mới chứ không phục hồi, sửa chữa đ ược bởi yêu cầu về độ chính xác lắp ghép cao,
khó có thể lắp lẫn được đối với máy nén kiểu TV.
1.2.1.6. Bộ ly hợp điện từ
Trên tất cả các loại máy nén sử dụng trong hệ thống điều h òa không khí ôtô
đều được trang bị bộ ly hợp nhờ hoạt động từ tr ường. Bộ ly hợp này được xem như
một phần của puly máy nén .
Ly hợp điện từ làm việc theo nguyên lý điện từ (hình 1.13a), có hai loại cơ
bản: loại cực từ tĩnh (cực từ được bố trí trên thân của máy nén) (hình 1.13b) và loại
cực từ quay (các cực từ được được lắp trên roto và cùng quay với roto, cấp điện
thông qua các chổi than đặt trên thân máy nén).
- 12 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
* Cấu tạo
1. Cuộn dây nam châm điện
2. Đĩa bị động
3. Puly
4. Trục máy nén
5. Vòng bi kép
6. Phốt kín trục
7. Khe hở khi bộ ly hợp cắt khớp
H.1.12. Cấu tạo của bộ ly hợp
* Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động của ly hợp từ được mô tả như sau (hình 1.13). Khi hệ
thống máy lạnh được bật lên, dòng điện chạy qua cuộn dây nam châm điện (1) của
bộ ly hợp, lực từ của nam châm điện hít đĩa bị động (2) dính cứng v ào mặt ngoài
của puly đang quay (3).
H.1.13 Nguyên lý cấu tạo của bộ ly hợp từ trong puly máy nén
Đĩa bị động (2) liên kết với trục máy nén (4) nên lúc này cả puly lẫn trục
máy nén được khớp nối cứng một khối và cùng quay với nhau. Lúc ta ngắt dòng
điện, lực hút từ trường mất, một lò xo phẳng sẽ đẩy đĩa bị động (2) tách rời mặt
ngoài puly; lúc này, trục khuỷu động cơ quay, puly máy nén quay trơn trên v òng bi
- 13 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
(5), nhưng trục máy nén đứng yên. Đây là loại khớp nối kiểu cực từ tĩnh, nên trong
quá trình hoạt động, cuộn dây nam châm điện không quay, lực hút từ tr ường của nó
được truyền dẫn xuyên qua puly đến đĩa bị động (2). Đĩa bị động (2) v à mayor của
nó liên kết vào đầu trục máy nén nhờ chốt clavet, đồng thời c ó thể trượt dọc trên
trục để đảm bảo khoảng cách của ly hợp l à 0,022÷0,057 inch (0,56÷1,47mm).
Với loại ly hợp có cực từ tĩnh, hiệu suất cắt v à nối cao; ít bị mài mòn và đỡ
công kiểm tra, bảo trì thường xuyên. Nên loại này được sử dụng rộng rãi hơn so với
loại ly hợp từ có cực từ di động, v ì phải thường xuyên kiểm tra sự tiếp xúc giữa
chổi than với roto của ly hợp.
Tùy theo cách thiết kế, bộ ly hợp từ trường thường được điều khiển cắt nối
nhờ bộ cảm biến nhiệt điện, bộ cảm biến nhiệt n ày hoạt động dựa theo áp suất hay
nhiệt độ của hệ thống điều hòa không khí. Trong một vài kiểu bộ ly hợp được thiết
kế cho nối khớp liên tục mỗi khi đóng nối mạch công tắc máy lạnh.
1.2.2. Thiết bị ngưng tụ
1.2.2.1. Công dụng và vị trí lắp đặt
Thiết bị ngưng tụ của hệ thống điều hòa không khí ôtô (hay còn g ọi là giàn
nóng) là thiết bị trao đổi nhiệt để biến h ơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao
sau quá trình nén thành trạng thái lỏng trong chu tr ình làm lạnh. Đây là một thiết bị
cơ bản trong hệ thống điều không khí, có ản h hưởng rất lớn đến các đặc tính năng
lượng của hệ thống.
Công dụng của bộ ngưng tụ là làm cho môi chất lạnh đang ở thể hơi áp suất
và nhiệt độ cao từ máy nén bơm đến, ngưng tụ biến thành lỏng. Quá trình môi chất
lạnh ngưng tụ thành thể lỏng được mô tả như sau: Trong quá trình hoạt động bộ
ngưng tụ tiếp nhận hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ rất cao do máy nén
bơm vào, qua lỗ nạp được bố trí phía trên giàn nóng. Dòng khí này tiếp tục lưu
thông trong ống dẫn đi dần xuống phía dưới, nhiệt của khí môi chất lạnh truyền qua
các cánh tỏa nhiệt và được luồng gió mát thổi đi. Quá tr ình trao đổi khí này làm tỏa
một lượng nhiệt rất lớn vào trong không khí; do b ị mất nhiệt, hơi môi chất giảm
nhiệt độ,đến nhiệt độ bằng nhiệt độ b ão hòa (hay nhiệt độ sôi) ở áp suất ngưng tụ thì
- 14 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng. Môi chất lạnh thể lỏng, áp suất cao n ày tiếp tục
chảy đến bộ bốc hơi (giàn lạnh).
Sự trao đổi nhiệt ở giàn nóng nếu xảy ra không đầy đủ sẽ l àm tăng áp suất
trong hệ thống và gây ra sự ngưng tụ không hoàn toàn của môi chất lạnh. Đồng
thời, nếu không ngưng tụ hoàn toàn thì lúc này trong môi ch ất lạnh còn ở thể hơi,
làm cho thể tích của môi chất lạnh lớn sẽ không qua hết đ ược thiết bị tiết lưu để vào
giàn lạnh. Do đó, điều này sẽ làm giảm đáng kể công suất của hệ thống vì không đủ
môi chất lạnh quy định tuần hoàn trong một chu trình làm lạnh.
Trên ôtô, bộ ngưng tụ được ráp ngay trước đầu xe, phía trước két nước làm
mát của động cơ, ở vị trí này bộ ngưng tụ tiếp nhận tối đa luồng không khí mát thổi
xuyên qua khi xe đang lao tới và do quạt gió tạo ra. Trong hệ thống bộ ng ưng tụ
được lắp sau máy nén, trước bình lọc và tách ẩm.
1.2.2.2. Cấu tạo
Hầu hết thiết bị ngưng tụ dùng trong hệ thống lạnh trên ôtô đều sử dụng giàn
ngưng tụ không khí cưỡng bức gồm các ống xoắn có cánh sắp xếp trong nhiều dãy
và dùng quạt để tạo chuyển động của không khí (có thể d ùng chung quạt giải nhiệt
két nước làm mát của động cơ hoặc được lắp đặt quạt riêng cho giàn nóng).
H.1.14. Bộ ngưng tụ và kích thước của nó H.1.15. Cấu tạo của bộ ngưng tụ
Cấu tạo của thiết bị ngưng tụ gồm những ống thẳng hoặc ống chữ U nối
thông với nhau, mỗi giàn có thể có hai hay nhiều dãy (cụm) nối song song qua ống
góp. Vật liệu ống thường là thép hay đồng còn các cánh tản nhiệt bằng thép hay
bằng nhôm (hình 1.15). Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngưng tụ có diện tích tỏa nhiệt
tối đa đồng thời chiếm một khoảng không gian tối thiểu.
- 15 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
- Lá tỏa nhiệt: Lá tỏa nhiệt được chế tạo bởi các lá nhôm mỏng v à được
xếp song song với nhau. Với cách thiết kế nh ư vậy sẽ tạo được diện tích lớn nhất để
tỏa nhiệt tốt nhất.
- Ống xoắn chữ U: Ống xoắn chữ U chủ yếu dùng để truyền môi chất và tỏa
nhiệt. Vật liệu thường dùng là ống đồng, nó vừa tỏa nhiệt tốt vừa có độ bền cao.
1.2.3. Bình lọc và hút ẩm
1.2.3.1. Công dụng và vị trí lắp đặt
Bình lọc và hút ẩm môi chất lạnh (hay còn gọi là phin sấy lọc) là thiết bị
dùng để lọc sạch tạp chất và hơi ẩm tồn tại trong hệ thống lạnh.
Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và chất ẩm ướt thì các van
trong hệ thống cũng như trong máy nén sẽ chóng bị hỏng. Sau khi được lọc sạch
tinh khiết và hút ẩm, môi chất lạnh chui vào ống tiếp nhận và thoát ra khỏi bình
chứa qua lỗ thoát theo ống dẫn đến van gi ãn nở.
Trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, phin sấy lọc đặt sau thiết bị ngưng tụ
trước thiết bị giãn nở. Có nhiều loại bình lọc hút ẩm được sử dụng trong hệ thống,
tuy nhiên chức năng và vị trí lắp đặt không thay đổi.
1.2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Là một bình kim loại bên trong có lưới lọc và túi đựng chất khử ẩm
(desiccant). Chất khử ẩm là vật liệu có đặc tính hút chất ẩm ướt lẫn trong môi chất
lạnh, cụ thể như ôxit nhôm (sillica alumina), và ch ất sillicagel. Trên một số bình sấy
lọc còn được trang bị thêm van an toàn, van này sẽ mở cho môi chất lạnh thoát ra
ngoài khi áp suất trong hệ thống tăng vượt quá giới hạn quy định trong hệ thống.
Phía trên bình lọc và hút ẩm còn được bố trí một cửa sổ kính để theo d õi dòng chảy
của môi chất (hình 1.16).
Môi chất lạnh đang ở thể lỏng chảy từ bộ ng ưng tụ theo lỗ nạp vào bình chứa
(hình 1.16) xuyên qua lớp lưới lọc và bọc khử ẩm, tại đây các chất ẩm ướt tồn tại
trong hệ thống được chất khử ấm hấp thụ và các bụi bẩn cơ khí bị chặn lại bởi lớp
lưới lọc. Chất ẩm ướt tồn tại trong hệ thống là do chúng xâm nhập vào trong quá
trình lắp ráp, sửa chữa.
- 16 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
1. Vỏ bình lọc
2. Đường ra
3. Kính xem gas
4. Van xả áp suất cao
5. Công tắc áp suất cao
6. Đường vào của môi chất lạnh
7. Màng lọc
8. Chất khử ẩm
9. Phin lọc
H.1.16. Cấu tạo của bình lọc và hút ẩm
Việc chọn loại bình chứa để sử dụng trong hệ thống điều h òa không khí trên
ôtô phụ thuộc nhiều vào loại môi chất lạnh được sử dụng trong hệ thống. Về cấu tạo
và nguyên lý của mỗi loại vẫn không đổi, nh ưng vật liệu sử dụng để lọc và hút ẩm
cho môi chất lạnh thì khác nhau, ở hệ thống dùng môi chất lạnh R12 thì dùng đá
thạch anh định hình (sillicagel) để hút ẩm; còn trong hệ thống sử dụng môi chất
lạnh R134a thì dùng chất khoáng (zeolite) để hút ẩm (v ì khi dòng môi chất lạnh
R134a đi qua chất khoáng chứa trong b ình hút ẩm thì nước sẽ được tách áp suất
khỏi R134a và được chất khoáng hấp thu hoàn toàn).
1.2.5. Thiết bị giãn nở
1.2.5.1. Công dụng, vị trí lắp đặt và phân loại
Môi chất lạnh ở thể lỏng áp suất cao, sau khi ra khỏi b ình lọc hút ẩm và theo
ống dẫn môi chất đến thiết bị gi ãn nở (hay còn gọi là thiết bị định lượng dòng chảy;
van tiết lưu hay van giãn nở). Tại thiết bị này, môi chất lạnh ở thể lỏng được phun
thành một lớp sương mù có nhiệt độ thấp, áp suất thấp nạp vào giàn bay hơi.
Thiết bị dãn nở hay van giãn nở nhiệt là một loại van biến đổi, nó có thể thay
đổi độ mở của van để đáp ứng được với các chế độ tải trọng l àm lạnh của bộ bốc
hơi. Thiết bị giãn nở được điều khiển bằng áp suất vào của bộ bốc hơi, van này sẽ
mở để lưu thông nhiều môi chất lạnh hơn khi trong cabin ôtô yêu cầu độ lạnh nhiều
hơn. Hoặc khi chế độ tải lạnh yêu cầu ít hơn, thì van giãn nở sẽ giảm dòng chảy của
- 17 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
môi chất lạnh xuống. Trên ôtô, thiết bị giãn nở nhiệt được lắp đặt tại ống vào của bộ
bốc hơi, sau giàn ngưng tụ.
Có hai kiểu van giãn nở được sử dụng trong hệ thống điều h òa không khí
ôtô; kiểu van giãn nở có áp suất không đổi (hay c òn gọi là ống mao dẫn; ống định
cỡ OT) và kiểu van giãn nở trang bị bầu cảm biến nhiệt độ, kiểu này có hai loại:
Loại van giãn nở nhiệt có bầu cảm biến nhiệt cân bằng trong và loại van giãn nở có
ống cân bằng ngoài (hay còn gọi là van tiết lưu cụm). Trong đó kiểu van giãn nở
trang bị bầu cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi hơn trong hệ thống điều
không khí ôtô.
1.2.5.2. Ống định cỡ OT
Đối với thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT là ống có lỗ định cỡ đường kính
cố định, chất làm lạnh phải lưu thông qua ống này. Loại này chế tạo đơn giản và rẻ
hơn so với loại van giãn nở cảm biến nhiệt. Nhưng khi dùng loại ống OT thì không
thể điều khiển được lưu lượng môi chất lạnh nạp vào bộ bôc hơi theo yêu cầu tải
lạnh được, vì nó không phản ứng được với nhiệt độ của bộ bốc h ơi. Nên tại thời
điểm chế độ tải làm lạnh yêu cầu thấp, nhưng lưu lượng môi chất lạnh cấp vào bộ
bốc hơi vẫn không đổi (nhiều hơn yêu cầu), dẫn đến tình trạng “ngập lỏng” trong bộ
bốc hơi.
H.1.17. Thiết bị giãn nở kiểu ống định cỡ OT
- 18 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
Trong hệ thống sử dụng ống định cỡ OT phải th ê
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Thiết bị lạnh và hệ thống điều hòa không khí ôtô.pdf