Đề tài Nghiên cứu xây dựng các bài giảng thực hành hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu xây dựng các bài giảng thực hành hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ơ TƠ MÃ SỐ: T2010 - 15 NGƯỜI CHỦ TRÌ: Th.S NGUYỄN QUỐC ĐẠT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11/2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN ƠTƠ MÃ SỐ: T2010-15 THUỘC NHĨM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƢỜI CHỦ TRÌ : ThS. NGUYỄN QUỐC ĐẠT ĐƠN VỊ : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP. HỒ CHÍ MINH – 11/2010
3. TĨM TẮT ĐỀ TÀI Giáo dục đĩng vai trị trong việc gìn giữ và truyền bá nền văn minh nhân loại. Trong thời đại cuộc cách mạng khoa học cơng nghệ ngày nay, tiềm năng tri thức, trí tuệ đang trở thành động lực chính của sự phát triển. Và giáo dục – đào tạo đƣợc coi là nhân tố quyết định vị thế của mỗi quốc gia trên trƣờng quốc tế cũng nhƣ vị thế của của mỗi ngƣời trong cuộc sống của mình. Do đĩ, Đảng và Nhà nƣớc ta đánh giá cao vai trị của giáo dục – đào tạo và xem giáo dục – đào tạo là quốc sách hàng đầu. Với sự phát triển nhƣ vũ bão của khoa học kỹ thuật, cùng với quá trình cơng nghiệp hĩa hiện đại hĩa đất nƣớc hiện nay địi hỏi phải cĩ nhũng con ngƣời mới, những con ngƣời đƣợc trang bị đầy đủ những kiến thức để cĩ thể gánh vác đƣợc nhiệm vụ của thời đại: Khối lƣợng kiến thức cần trang bị thì ngày càng gia tăng trong khi đĩ, khung thời gian đào tạo bị rút ngắn. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu đĩ, nền giáo dục nƣớc ta đang từng bƣớc đổi mới thuộc nhiều lĩnh vực, trong đĩ cĩ đổi mới quá trình giảng dạy thực hành. Thực tế, việc nghiên cứu xây dựng phiếu cơng tác thực hành phục vụ giảng dạy và học tập trong nhà trƣờng cịn hạn chế. Đặc biệt là ngành cơ khí động lực ở trƣờng ta trong giai đoạn hiện nay. Do đĩ, việc lập phiếu cơng tác thực hành dùng trong giảng dạy cho khoa Cơ khí Động lực trở nên rất cần thiết. Nĩ vừa mang tính khoa học, vừa tiết kiệm thời gian đồng thời giúp ngƣời học dễ hiểu, dễ thao tác. Qua đĩ, ngƣời học rút ra đƣợc nhiều kiến thức thực tiễn, thao tác chuẩn, tăng hiệu quả trong quá trình đào tạo. Trƣớc nhu cầu thực tế này, ngƣời nghiên cứu đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu biên soạn phiếu cơng tác thực hành hệ thống điều hịa khơng khí tự động trên ơtơ ” với mục đích tổng hợp các quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa từ các tài liệu kết hợp với những kiến thức và kinh nghiệm của bản thân để biên soạn thành các phiếu cơng tác thực hành để phục vụ cho việc tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa những hƣ hỏng của hệ thống điều hịa khơng khí nĩi chung và hệ thống điều hịa khơng khí tự động ơ tơ nĩi riêng đƣợc hiệu quả hơn trong thời gian ngắn. Đề tài gồm 3 phần Phần 1: Đặt vấn đề Phần 2: Giải quyết vấn đề Phần 3: Kết luận 1
4. Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hịa khơng khí điều khiển tự động điển hình trên ơtơ. Phiếu cơng tác thực hành kiểm tra, chẩn đốn hƣ hỏng của hệ thống điều hịa khơng khí tự động trên ơtơ theo một quy trình chuẩn làm cơ sở cho việc nghiên cứu chế tạo mơ hình điều hịa khơng khí tự động giai đoạn sau. II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC: Hiện nay, việc nghiên cứu xây dựng phiếu cơng tác thực hành phục vụ giảng dạy và học tập trong nhà trƣờng Đại học đã phổ biến trên thế giới nhƣng cịn khá hạn chế trong các trƣờng ở Việt Nam nĩi chung và ngành cơ khí động lực ở trƣờng ta nĩi riêng trong giai đoạn hiện nay. Do đĩ, việc lập phiếu cơng tác thực hành dùng trong giảng dạy cho khoa Cơ khí Động lực trở nên rất cần thiết. Nĩ vừa mang tính khoa học, vừa tiết kiệm thời gian đồng thời giúp ngƣời học dễ hiểu, dễ thao tác. Qua đĩ, ngƣời học rút ra đƣợc nhiều kiến thức thực tế, thao tác chuẩn, tăng hiệu quả quá trình đào tạo. III. NHỮNG VẤN ĐỀ CÕN TỒN TẠI: Để xây dựng phiếu cơng tác thực hành phục vụ giảng dạy và học tập cho các mơn thực tập chuyên ngành cơ khí động lực theo chƣơng trình đào tạo của trƣờng cần cĩ nhiều thời gian cũng nhƣ kiến thức .Vì thế, đề tài chỉ tập trung vào giải quyết hai vấn đề sau: Nghiên cứu lý thuyết về điều hịa khơng khí ơ tơ điều khiển bằng điện tử. Nghiên cứu xây dựng phiếu cơng tác thực hành phục vụ giảng dạy thực tập về điều hịa khơng khí điều khiển tự động trên ơtơ. 2
5. Phần 2 : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ ƠTƠ I.1. Khái quát và chức năng chính của hệ thống điều hồ khơng khí trên ơtơ: Hình 1. Hệ thống điều hồ khơng khí trên ơtơ Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ là một thiết bị đƣợc sử dụng để tạo khơng gian vi khí hậu thoải mái cho ngƣời lái xe và khách ngồi trên ơ tơ. Hệ thống điều hịa khơng khí là thuật ngữ chung dùng để chỉ những thiết bị đảm bảo khơng khí trong phịng ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Khi nhiệt độ trong phịng cao, nhiệt đƣợc lấy đi để giảm nhiệt độ (gọi là “sự làm lạnh”) và ngƣợc lại khi nhiệt độ trong phịng thấp, nhiệt đƣợc cung cấp để tăng nhiệt độ (gọi là “sƣởi”). Mặt khác, hơi nƣớc đƣợc thêm vào hay lấy đi khỏi khơng khí để đảm bảo độ ẩm trong phịng ở mức độ phù hợp. Vì lý do này, thiết bị thực hiện việc điều hịa khơng khí sẽ gồm tối thiểu một bộ làm lạnh, một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thơng giĩ. Hệ thống điều hịa khơng khí trên ơtơ nĩi chung bao gồm một bộ lạnh (hệ thống làm lạnh), một bộ sƣởi, một bộ điều khiển độ ẩm và một bộ thơng giĩ. Chức năng chính của hệ thống điều hịa khơng khí: 1. Điều khiển nhiệt độ. 2. Điều khiển lƣu lƣợng khơng khí. 3. Điều khiển độ ẩm. 4. Lọc sạch khơng khí. I.2. Các loại điều hồ khơng khí: Điều hịa khơng khí ơ tơ đƣợc phân loại theo vị trí lắp đặt và chức năng của hệ thống. 3
6. I.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt điều hịa: - Kiểu Táplơ: Ở kiểu này, điều hịa khơng khí thƣờng đƣợc lắp ở bảng táplơ. Đặc điểm của loại này là khơng khí lạnh từ cụm điều hịa đƣợc thổi thẳng đến mặt trƣớc ngƣời lái nên hiệu quả làm lạnh cĩ cảm giác hơn so với cơng suất của cụm điều hịa, cửa ra khơng khí lạnh đƣợc điều chỉnh bởi bản thân ngƣời lái nên ngƣời lái cĩ thể cảm nhận đƣợc hiệu quả làm lạnh. Hình 2. Điều hịa khơng khí kiểu Táplơ - Kiểu khoang hành lý: Ở kiểu này cụm điều hịa khơng khí đặt ở cốp sau xe. Cửa ra và cửa vào của khí lạnh đƣợc đặt ở lƣng ghế sau. Do cụm điều hịa gắn ở cốp sau nơi cĩ khoảng trống lớn nên điều hịa kiểu này cĩ ƣu điểm của một bộ điều hịa với cơng suất giàn lạnh lớn và cĩ cơng suất làm lạnh dự trữ. Hình 3. Điều hịa khơng khí kiểu khoang hành lý - Kiểu kép: Khí lạnh đƣợc thổi ra từ phía sau và phía trƣớc bên trong xe. Đặc tính làm lạnh bên trong xe rất tốt, phân bố nhiệt độ bên trong xe đồng đều hơn, tạo mơi trƣờng vi khí hậu dễ chịu trong xe. Hình 4. Điều hịa khơng khí kiểu kép 4
7. I.2.2. Phân loại theo chức năng: Do chức năng và tính năng cần cĩ của hệ thống điều hịa khác nhau, tùy theo mơi trƣờng tự nhiên và quốc gia sử dụng. Điều hịa cĩ thể chia thành 2 loại tùy theo tính năng của nĩ. - Loại đơn. Loại này bao gồm một bộ thơng giĩ đƣợc nối hoặc với bộ sƣởi hoặc với hệ thống lạnh chỉ dùng để sƣởi hoặc để làm lạnh. Hình 5. Hệ thống điều hịa khơng khí loại đơn - Loại dùng cho tất cả các mùa trong năm: Loại này kết hợp một bộ thơng giĩ với bộ sƣởi và hệ thống làm lạnh chỉ dùng để sƣởi hoặc để làm lạnh. Hệ thống điều hịa này cĩ thể sử dụng trong những ngày thời tiết lạnh, độ ẩm cao để làm khơ khơng khí. Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng hệ thống lạnh thì ngƣời trên xe sẽ cảm thấy lạnh, vì vậy khí lạnh cũng đi qua két sƣởi để sấy nĩng. Điều này đảm bảo khơng khí trong xe luơn cĩ nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Đây là ƣu điểm chính của loại điều hịa khơng khí 4 mùa. Ngồi ra, loại này cũng cĩ thể chia làm hai loại: Loại điều khiển bởi ngƣời lái và loại điều khiển tự động (Nhiệt độ bên ngồi và bên trong xe luơn đƣợc nhận biết bằng máy tính, bộ sƣởi hoặc bộ điều hịa khơng khí tự động hoạt động theo nhiệt độ do ngƣời lái định trƣớc, duy trì nhiệt độ khơng đổi trong xe). Hình 6. Hệ thống điều hịa 4 mùa 5
8. II. HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ II.1. Khái quát hệ thống điều hịa khơng khí tự động: Điều hịa khơng khí thơng thƣờng luơn hoạt động tại một nhiệt độ khí thổi vào và tốc độ thổi khí do lái xe định trƣớc. Tuy nhiên, những yếu tố nhƣ sự tỏa nhiệt của mặt trời, nhiệt độ động cơ, nhiệt từ ống xả, nhiệt do hành khách thải ra sẽ ảnh hƣởng đến nhiệt độ trong xe theo thời gian. Vì vậy, với hệ thống điều hịa loại này cần phải điều chỉnh lại nhiệt độ, tốc độ thổi khí, hay cả hai khi cần thiết. Hệ thống điều hịa khơng khí tự động đã đƣợc phát triển để khắc phục nhƣợc điểm này. Hệ thống điều hịa khơng khí tự động phát hiện nhiệt độ bên trong xe và nhiệt độ mơi trƣờng, bức xạ mặt trời từ đĩ điều chỉnh nhiệt độ khí thổi cũng nhƣ tốc độ quạt một cách tự động theo nhiệt độ đặt trƣớc bởi ngƣời lái, do vậy duy trì nhiệt độ trong xe tại nhiệt độ đặt trƣớc. Ngày nay, một số kiểu xe cũng bao gồm cả các chức năng điều khiển: điều khiển khí vào, chế độ thổi khí, điều khiển máy nén bên cạnh điều khiển nhiệt độ và tốc độ thổi khí. Hình 7. Sơ đồ hệ thống điều hịa khơng khí tự động. 6
9. II.2. Kết cấu, hoạt động của những bộ phận chính : II.2.1. Bảng điều khiển thiết bị nhiệt: d. A/C switch Hình 8. Bảng điều khiển a : Cần điều khiển nhiệt độ; b : Cơng tắc quạt; c : Cơng tắc điều khiển sự nạp khí; d : Cơng tắc A/C II.2.2. Những chức năng của cơng tắc : Chi tiết Chức năng Cần điều khiển nhiệt độ Thiết lập nhiệt độ bên trong xe FACE : Khơng khí đã đƣợc điều hồ Những cơng tắc điều khiển lối ra của đƣợc thổi từ cửa giĩ trung tâm và cửa dịng khí giĩ bên cạnh BI-LEVEL : Khơng khí đã đƣợc điều hồ thổi ra từ cửa giĩ trung tâm và xuống sàn xe FACE BI- FOOT FOOT/ DEF LEVEL DEF FOOT: Khơng khí đƣợc thổi ra cửa giĩ bên cạnh và xuống sàn xe 7
10. FOOT/DEF: Khơng khí đƣợc thổi đến tấm xơng kính , những cửa giĩ bên cạnh và một phần khơng khí đƣợc thổi ra ở dƣới chân DEF : Khơng khí đƣợc thổi từ tấm xơng kính và cạnh bên tấm xơng kính để làm tan sƣơng ở kính Cơng tắc quạt giĩ AUTO : Tự động điều khiển cánh trộn khơng khí và tốc độ quạt giĩ để cho nhiệt độ bên trong đạt đến nhiệt độ yê cầu LO/HI : Thiết lập tốc độ quạt giĩ theo từng vị trí Cơng tắc điều khiển khơng khí vào bên trong xe : Khơng khí lƣu thơng tuần hồn bên trong xe : Khơng khí ở bên ngồi đi vào trong xe Cơng tắc máy điều hồ Mở, tắt hệ thống điều hịa II.2.3. Bộ phận phân phối khí điều hịa: Két sƣởi Giàn lạnh Quạt Giàn lạnh Hình 9. Bộ phận phân phối luồng khí điều hịa 8
11. Trong bộ phận quạt giĩ cĩ một mơ tơ quạt giĩ , thổi khơng khí đến giàn lạnh . Cĩ một cánh để thay đổi khơng khí ở bên trong xe hay bên ngồi xe II.2.4. Hệ thống sƣởi và đƣờng ống dẫn dịng khí : Hình 10. Các hƣớng giĩ ra chính trên xe a : Cửa khơng khí đi vào ( Fresh air : khí bên ngồi vào trong xe; Recirc air : Khơng khí lƣu thơng tuần hồn bên trong xe ) ; b : Mơtơ quạt giĩ ; c: Cánh trộn khí ; d: Cửa điều khiển giĩ( Cửa trung tâm, cửa giĩ bên , cửa giĩ xơng kính) Cánh đĩng mở Cơng tắc điều khiển Vị trí của cánh Sự hoạt động Đƣa khơng khí bên FRESH (1) Cánh đĩng mở ngồi vào trong xe khơng khí bên Khơng khí lƣu trong /ngồi RECIRC (2) thơng ở bên trong xe Khơng Cánh trộn khí mở (3) Cánh trộn khí khí mát ra ở giữa vị trí (3) AUTO Khơng và (4) để điều (4) khí ấm chỉnh nhiệt độ Khơng khí đƣợc thổi vào bên trong FACE (5), (10), (12) xe từ cửa giĩ trung tâm và cửa giĩ cạnh bên 9
12. Khơng khí đƣợc thổi vào bên trong BI-LEVEL (5) , (9) , (13) xe từ cửa trung tâm , cửa bên cạnh và cửa ở sàn xe Khơng khí đƣợc thổi vào bên trong xe từ những cửa giĩ bên cạnh và FOOT (6) , (8) , (11) những lối ra ở phía Cổng chức năng sàn xe. Một lƣợng kiểu contact nhỏ khơng khí thổi ra từ tấm xơng kính Khơng khí đƣợc thổi vào bên trong xe từ tấm xơng kính và những cửa giĩ bên cạnh để FOOT/DEF (6) , (11) làm tan sƣơng cửa sổ , đồng thời khơng khí đƣợc thổi ra từ phía sàn xe Khơng khí đƣợc thổi vào bên trong xe từ tấm xơng kính và cửa giĩ bên cạnh để làm tan DEF (7) , (10) , (11) sƣơng ở các cửa sổ II.2.5. Các Motor Servo : Những motor servo đƣợc sử dụng để chuyển đổi giữa khơng khí ở bên trong xe hay ngồi xe. Việc chuyển đổi này do cánh trộn khí đĩng mở . 10
13. Hình 11. Dạng motor servo a. Motor servo để đĩng mở cánh trộn khí : Sự dịch chuyển của cần điều khiển nhiệt độ làm cho điện trở bên trong thay đổi để đƣa đến bộ khuyếch đại của hệ thống điều hồ tự động . Bộ khuyếch đại của hệ thống điều hồ tự động sẽ làm cho motor quay, theo tín hiệu này di chuyển tiếp điểm di động để đƣa cần về vị trí thích hợp. Sự hoạt động này cĩ thể mở hoặc đĩng cánh trộn khí thơng qua cần liên kết trong khi đĩ cũng mở và đĩng van nƣớc bằng dây cáp Hình 12. Motor trộn khí 11