Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô

được cung cấp những gì tốt nhất là một nhu cầu chính đáng. Một chiếc xe hiện đại ngày nay có thể được ví như một tòa nhà di động. Như vậy có nghĩa, không thể chỉ dừng lại ở việc đảm bảo về độ an toàn, về tính hiệu quả kinh tế hay tính thẩm mỹ của một chiếc xe, mà còn cần phải đảm bảo trang bị được những hệ thống, thiết bị tiện nghi nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng. Vì thế đó là một trong những yêu cầu hàng đầu mà buộc các nhà thiết kế, chế tạo ô tô phải đặc biệt quan tâm. Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe được trang bị hệ thống điều hòa tự động chiếm một số lượng ngày càng nhiều. Điều đó đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa tự động trên ô tô ngày càng lớn. Vì vậy yêu cầu đặt ra đối với những người thợ, người kỹ sư sửa chữa điều hòa đó là phải có được những kiến thức về hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng để từ đó thực hiện việc sửa chữa một cách hiệu quả. Tại khoa Cơ khí- Động lực trường ĐHSP Kỹ thuật Hưng Yên, việc học tập và nghiên cứu mảng hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô còn hạn chế, cơ sở vật chất kỹ thuật cho việc dạy và học còn thiếu thốn. Vì vậy các học sinh, sinh viên chưa tiếp cận được nhiều với mảng đề tài này. Điều này sẽ là hạn chế về mặt kiến thức cũng như gặp khó khăn hơn khi ra trường làm việc trong môi trường nghiên cứu, sửa chữa hệ thống điều hòa nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng. Xuất phát từ những lý do trên đây, em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô”. 2. Mục đích nghiên cứu. Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô” được thực hiện nhằm mục đích: Tìm hiểu chung về hệ thống điều hòa trên ô tô nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa cho người học. Tìm hiểu về hệ thống điều hòa tự động trên ô tô với nội dung tìm hiểu về các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều hòa tự động, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm thiết bị chính, phương pháp điều khiển điều hòa. Đưa ra và hướng dẫn phân tích một số sơ đồ mạch điện điều hòa của một số hãng xe tiêu biểu. Chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa không khí ô tô theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường và theo phương pháp sử dụng hệ thống tự chẩn đoán. 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu là: Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô. Khách thể nghiên cứu là: Trên ô tô 4. Phạm vi nghiên cứu. Hệ thống điều hòa tự động của một số hãng xe tiêu biểu: Daewoo, Honda, Lexus, Toyota, Nissan, Suzuki… 5. Phương pháp nghiên cứu. 5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết. Nghiên cứu các tài liệu, các sách hướng dẫn về hệ thống điều hòa trên xe ô tô. Nghiên cứu trên các phần mềm: phần mềm Mitchell Ondemand 5, phần mềm đào tạo kỹ thuật viên Toyota. Tra cứu trên internet. 5.2 Phương pháp quan sát Quan sát, thực tập sửa chữa tại xưởng điều hòa. 6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa trên ô tô nói chung và hệ thống điều hòa tự động nói riêng nhằm xây dựng kiến thức cơ bản và chuyên sâu cho người học. Thực hiện phân tích các mạch điện điều khiển chính trong hệ thống điều hòa giúp cho người học làm quen với việc phân tích các mạch điện trên sơ đồ. 7. Giới hạn đề tài. Do điều kiện và thời gian có hạn, cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tài của em mới chỉ nghiên cứu và phân tích đặc điểm hệ thống điều hòa tự động trên bốn hãng xe tiêu biểu: Toyota, Honda, Lexus, Daewoo. Đề tài tập trung nghiên cứu về mặt lý thuyết cơ bản. Phần nghiên cứu các điều khiển và các cụm thiết bị chính trong hệ thống điều hòa tự động còn hạn chế. Phần I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ 1.1 CHỨC NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ. Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống điều hòa trên ô tô. 1. Máy nén. 2. Giàn nóng. 3. Phin lọc. 4. Van tiết lưu. 5. Giàn lạnh. 6. Bình tích lũy. 7. Két sưởi. 8. Quạt gió. Điều hòa không khí là một trang bị tiện nghi thông dụng trên ô tô. Nó có các chức năng sau: + Điều khiển nhiệt độ không khí trong xe. + Duy trì độ ẩm và lọc gió. + Loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như: hơi nước, băng đọng trên mặt kính. 1.1.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe. a. Chức năng sưởi ấm. Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của két sưởi.. Người ta dùng két sưởi như một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng không khí trong xe. Két sưởi lấy nước làm mát đã được hâm nóng bởi động cơ này để làm nóng không khí trong xe nhờ quạt gió. Nhiệt độ của két sưởi vẫn còn thấp cho đến khi nước làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ khởi động két sưởi không làm việc như một bộ sưởi ấm. b. Chức năng làm mát. Hình 1.3: Nguyên lý hoạt động của giàn lạnh. Giàn lạnh là một bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát không khí trước khi đưa vào khoang xe. Khi bật công tắc điều hòa không khí, máy nén bắt đầu làm việc, đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh được làm mát nhờ môi chất lạnh. Khi đó không khí thổi qua giàn lạnh bởi quạt gió sẽ được làm mát để đưa vào trong xe. Như vậy,việc làm nóng không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước làm mát động cơ còn việc làm mát không khí lại phụ thuộc vào môi chất lạnh. Hai chức năng này hoàn toàn độc lập với nhau. 1.1.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió. a. Chức năng hút ẩm. Nếu độ ẩm trong không khí lớn khi đi qua giàn lạnh, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại và bám vào các cánh tản nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là không khí sẽ được làm khô trước khi đi vào trong khoang xe. Nước đọng lại thành sương trên các cánh tản nhiệt và chảy xuống khay xả nước sau đó được đưa ra ngoài xe thông qua vòi dẫn. b. Chức năng lọc gió. Một bộ lọc được đặt ở cửa hút của hệ thống điều hòa không khí để làm sạch không khí trước khi đưa vào trong xe. Gồm hai loại: Bộ lọc chỉ lọc bụi. Bộ lọc lọc bụi kết hợp khử mùi bằng than hoạt tính. Hình 1.4 : Bộ lọc không khí. Hình 1.5: Bộ lọc gió kết hợp khử mùi. 1.1.3. Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn. Khi nhiệt độ ngoài trời thấp, nhiệt độ và độ ẩm trong xe cao. Hơi nước sẽ đọng lại trên mặt kính xe, gây cản trở tầm nhìn cho người lái. Để khắc phục hiện tượng này hệ thống xông kính trên xe sẽ dẫn một đường khí thổi lên phía mặt kính để làm tan hơi nước. 1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ. Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô được phân loại theo vị trí lắp đặt và theo phương thức điều khiển. 1.2.1. Phân loại theo vị trí lắp đặt. a. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước. Ở loại này, giàn lạnh được gắn sau bảng đồng hồ. Gió từ bên ngoài hoặc không khí tuần hoàn bên trong được quạt giàn lạnh thổi qua giàn lạnh rồi đẩy vào trong khoang xe. Kiểu này được dùng phổ biến trên các xe con 4 chỗ, xe tải.. Hình 1.6: Kiểu giàn lạnh đặt phía trước. b. Kiểu giàn lạnh đặt phía trước và sau xe. (Kiểu kép) Kiểu giàn lạnh này là sự kết hợp của kiểu phía trước với giàn lạnh phía sau được đặt trong khoang hành lý. Cấu trúc này cho không khí thổi ra từ phía trước hoặc từ phía sau. Kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe. Loại này được dùng phổ biến trên các loại xe 7 chỗ.. Hình 1.7 : Kiểu giàn lạnh kép. c. Kiểu kép treo trần. Kiểu kép treo trần bố trí hệ thống điều hòa có giàn lạnh phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần xe. Kiểu thiết kế này giúp tăng được không gian khoang xe nên thích hợp với các loại xe khách. Hình 1.8: Kiểu kép treo trần. 1.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển. a. Phương pháp điều khiển bằng tay. Phương pháp này cho phép điều khiển bằng cách dùng tay để tác động vào các công tắc hay cần gạt để điều chỉnh nhiệt độ trong xe. Ví dụ: công tắc điều khiển tốc độ quạt, hướng gió, lấy gió trong xe hay ngoài trời... Hình 1.9: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa cơ trên xe Ford b.Phương pháp điều khiển tự động. Điều hòa tự động điều khiển nhiệt độ mong muốn thông qua bộ điều khiển điều hòa ( ECU A/C). Nhiệt độ không khí được điều khiển một cách tự động dựa vào tín hiệu từ các cảm biến gửi tới ECU. VD: cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến bức xạ mặt trời… Hình 1.10: Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô Toyota Camry Phần II: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 2.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG. 2.1.1. Cấu trúc hệ thống điều hòa không khí tự động. Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống điều hòa tự động trên ô tô. Cấu trúc của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô bao gồm các tín hiệu đầu vào (các cảm biến), bộ xử lý tín hiệu và điều khiển (ECU) và bộ phận chấp hành (Quạt gió, van điều khiển). 2.1.2. Chức năng của hệ thống điều hòa không khí tự động. Khi bật điều hòa, nhấn nút Auto và chọn nhiệt độ mong muốn. Hệ thống điều hòa tự động sẽ điều chỉnh nhiệt độ trong xe đến nhiệt độ đã chọn và duy trì nhiệt độ đó nhằm mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên ô tô trong mọi điều kiện thời tiết. Hình 2.2:Ví dụ bảng điều khiển điều hòa tự động trên ô tô. 2.1.3.Vị trí các chi tiết trong hệ thống. Hình 2.3: Vị trí các chi tiết trong hệ thống điều hòa tự động. 1. ECU 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 bức xạ mặt trời. 7. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 8.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 9. Công tắc áp suất A/C 10. Mô tơ trộn gió. 11. Mô tơ lấy gió vào. 12. Mô tơ chia gió. 13. Mô tơ quạt gió (quạt giàn lạnh). 14. Bộ điều khiển quạt giàn lạnh. 2.1.4. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điều hòa không khí tự động. Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động tiếp nhận thông tin nạp vào từ sáu nguồn khác nhau, xử lý thông tin và sau cùng ra lệnh bằng tín hiệu để điều khiển các bộ tác động cổng chức năng. Sáu nguồn thông tin bao gồm: Bộ cảm biến bức xạ nhiệt. Bộ cảm biến nhiệt độ bên trong xe Bộ cảm biến nhiệt độ bên ngoài xe. Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ. Công tắc áp suất A/C Tín hiệu cài đặt từ bảng điều khiển. Sau khi nhận được các thông tin tín hiệu đầu vào, cụm điều khiển điện tử 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 trộn gió, lấy gió và chia gió ứng với từng yêu cầu nhiệt độ. 2.2. CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG. 2.2.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe. Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ trong xe. Cảm biến nhiệt độ trong xe là một 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. Sau đó nó sẽ gửi tín hiệu đến ECU A/C. 2.2.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường Hình 2.5: Cảm biến nhiệt độ môi trường Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trước 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. 2.2.3. Cảm biến bức xạ mặt trời. Cảm biến bức xạ mặt trời là một điốt quang 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 2.6: Cảm biến bức xạ mặt trời. 2.2.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh. Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ. Hình 2.7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh. 2.2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Hình 2.8: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ được gửi tới ECU động cơ. Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữa ECU động cơ và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làm mát động cơ để điều khiển nhiệt độ. 2.2.6. Cảm biến tốc độ máy nén. Hình 2.9: Cảm biến tốc độ máy nén. Cảm biến tốc độ máy nén được gắn trên máy nén. Cấu tạo của nó gồm một lõi sắt và một cuộn dây có chức năng như máy phát điện. Đĩa vát trong máy nén có gắn một nam châm. Khi đĩa vát quay sinh ra các xung điện. ECU A/C có thể đếm tốc độ xung để biết tốc độ máy nén. Việc phát hiện tốc độ máy nén xẽ giúp cho ECU A/C xác định được trạng thái làm việc của máy nén cũng như kịp thời ngắt máy nén khi máy nén gặp sự cố. 2.2.7. Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo) 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 (Cacbonmonoxit), HC (hydro cacbon) và NOX (các oxit nitơ), để bật tắt giữa các chế độ FRESH và RECIRC . Hình 2.10 : Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe. Đối với cảm biến nhiệt độ trong xe (hình 2.4), cảm biến nhiệt độ ngoài xe (hình 2.5), cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (hình 2.7), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (hình 2.8) có cấu tạo là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ. Hình 2.11: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa điện trở và nhiệt độ 2.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ. 2.3.1. Mô tơ trộn gió. a. Cấu tạo: Mô tơ trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động. Mô tơ được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU A/C. b. Nguyên lý hoạt động. Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH được cấp điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộn gió. Khi cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL. Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ trộn gió. Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của mô tơ, tạo ra các tín hiệu điện theo vị trí của cánh trộn gió và đưa thông tin vị trí thực tế của cánh điều khiển trộn gió tới ECU A/C Mô tơ trộn gió được trang bị một bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới mô tơ khi đi đến vị trí hết hành trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với mô tơ tiếp xúc với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt để dừng mô tơ lại. 2.3.2. Mô tơ dẫn gió vào. a. Cấu tạo: Mô tơ trợ động dẫn gió vào gồm có một mô tơ, bánh răng, đĩa động… Hình 2.13: Mô tơ dẫn gió vào. b. Nguyên lý hoạt động: Khi ấn lên công tắc điều khiển dẫn gió vào sẽ làm đóng mạch điện của mô tơ dẫn gió vào cho dòng điện đi qua mô tơ và làm dịch chuyển cánh điều khiển dẫn gió vào. Khi cánh điều khiển dẫn gió vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC thì tiếp điểm của đĩa động nối với mô tơ được tách ra và mạch nối với mô tơ bị ngắt làm cho mô tơ dừng lại. 2.3.3. Mô tơ chia gió. a. Cấu tạo: Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạch dẫn động mô tơ… b. Nguyên lý hoạt động: Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ chia gió: FACE, B/L, FOOT, F/D, DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt một trong năm chế độ chia gió sẽ được kích hoạt. ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển. Mạch dẫn động mô tơ là một mạch tín hiệu số với tín hiệu đầu vào là tín hiệu vị trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiển chiều dòng điện qua mô tơ. Hình 2.14: Mô tơ chia gió. 2.4. CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG. 2.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO). Hình 2.15: Công thức tính nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước, ECU nhận các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt độ. ECU xử lý tín hiệu, tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra (TAO). Để đạt được giá trị TAO thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điều khiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí. Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau: + Nhiệt độ đặt trước thấp hơn. + Nhiệt độ trong xe cao hơn. + Nhiệt độ bên ngoài xe cao. + Cường độ ánh sáng mặt trời lớn. 2.4.2. Điều khiển trộn gió. Mô tả: Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước, nhiệt độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gió qua đó thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe. Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánh điều khiển. Hình 2.16: Điều khiển trộn gió. Điều khiển: * Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnh nhất) hoặc MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COOL hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO. Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”. * Điều khiển thông thường. Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gió được điều khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước. Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió: Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ giàn lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0%. Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ bằng TAO. ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ mở của cánh trộn gió. Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác định. Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm mát- nhiệt độ giàn lạnh) x 100. 2.4.3. Điều khiển chia gió. Mô tả : Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/C được tự động bật về dòng khí mong muốn. Điều khiển: Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau: + Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE. + Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: BI- LEVEL. + Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT Hình 2.17: Điều khiển chia gió 2.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh. Hình 2.18: Điều khiển tốc độ quạt Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm: + Mô tơ quạt gió. + Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao. + ECU điều hòa. + Tranzistor công suất và điện trở LO Nguyên lý hoạt động: Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điều khiển tốc độ của mô tơ quạt gió. Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước. + Khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI). + Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO). TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp. Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặt trước. ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF). Dòng điện qua mô tơ quạt gió được nối mát thông qua điện trở LO. Đồng thời trên điện trở LO có sự sụt áp dẫn tới cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm. Quạt quay với tốc độ thấp. Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất. Khi mô tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ tranzistor công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistor công suất. TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI). Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECU điều hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON). Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thay đổi liên tục theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc của tranzistor công suất. TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI). Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ về nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếp điểm thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió. Như vậy tránh được sự tổn hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió là cực đại, tốc độ quạt là lớn nhất. 2.4.5. Điều khiển hâm nóng. Hình 2.19: Điều khiển hâm nóng. Điều khiển: Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà núm chọn tốc độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiển theo nhiệt độ nước làm mát. + Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chức năng điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió. + Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóng không khí trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt độ nước làm mát và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏ hơn và làm cho quạt quay ở tốc độ thấp hơn. + Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng không khí trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO. Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho quá trình làm mát. 2.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ. Mô tả: Hình 2.20: Điều khiển tốc độ quạt trong thời gian quá độ. Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽ thải ra không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động. Chức năng điều khiển dòng khí trong thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này. Điều khiển: + Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắt khoảng 4 giây trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong bộ phận làm mát. Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (Chế độ LO) để nhả ra không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mát rồi đưa vào trong xe. + Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây. 2.4.7. Điều khiển dẫn gió vào. Hình 2.21: Điều khiển dẫn gió vào Mô tả. Chức năng điều khiển dẫn gió vào thông thường là để đưa không khí từ bên ngoài vào. Khi chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước lớn, thì chức năng điều khiển dẫn gió vào tự động bật về chế độ tuần hoàn không khí trong xe để việc làm mát được hiệu quả hơn. Điều khiển. Các chức năng điều khiển dẫn gió vào được thực hiện theo cách sau đây: + Thông thường: FRESH + Khi nhiệt độ trong xe cao: RECIRC. Tham khảo: Ở một số xe chức năng điều khiển dẫn gió vào cũng tự động bật về RECIRC nếu nồng độ CO, HC, NOX được xác định bởi cảm biến khói ngoài xe vượt quá giới hạn cho phép. Khi lựa chọn chế độ DEF cho dòng khí, thì chức năng điều khiển cửa gió được tự động chuyển về chế độ FRESH (Ở một số kiểu xe không có chế độ điều khiển này). 2.4.8. Điều khiển tốc độ không tải. Vai trò: Khi động cơ chạy không tải, công suất động cơ nhỏ. Bật máy nén sẽ làm quá tải động cơ. Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng. Để máy điều hòa hoạt động khi xe chạy ở chế độ không tải thì tốc độ động cơ phải được tăng lên một cách tự động gọi là điều khiển tốc độ không tải hay bù ga. Giải pháp điều khiển tốc độ không tải (bù điều hòa). * Đối với động cơ phun xăng điện tử: + Điều khiển van ISC để mở thông đường gió từ trước ra sau bướm ga khi xe chạy ở chế độ không tải. + Sử dụng hệ thống bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) điều khiển mô tơ điện để kênh ga. + Đối với động cơ không sử dụng bướm ga mà điều khiển bằng xupap thì sẽ mở thêm xupap khi bật điều hòa ở chế độ không tải VD: Xe BMW 318i Khi xe chạy không tải bình thường xupap mở: 0,5 (mm). Khi xe chạy không tải, mở điều hòa xupap mở: 0,57(mm) ÷ 0,58 (mm). * Đối với động cơ diesel điện tử: Thực hiện bù điều hòa theo nguyên tắc thay đổi xung điều khiển phun nhiên liệu. * Đối với động cơ xăng dùng chế hòa khí, động cơ diesel thông thường: Thực hiện bù điều hòa bằng cách sử dụng các hộp màng chân không (động cơ xăng) để kéo bướm ga mở thêm hoặc kéo cần ga của bơm cao áp (động cơ diesel). Hình 2.22: Điều khiển tốc độ không tải bằng van ISC Nguyên lý hoạt động: ECU điều khiển động cơ nhận tín hiệu công tắc A/C (ON) từ bộ điều khiển điều hòa. ECU điều khiển mở van điều chỉnh tốc độ không tải (van ISC). Một lượng khí nạp được đi tắt từ trước bướm ga ra sau bướm ga theo đường van ISC. Khi đó cả lượng khí nạp và nhiên liệu đều tăng, giúp tăng tốc độ động cơ tới tốc độ thích hợp. 2.4.9. Điều chỉnh tốc độ quạt giàn nóng. Trong xe có két nước giải nhiệt bằng quạt điện. Một cặp quạt của két nước và giàn nóng được sử dụng trong quá trình hoạt động của hệ thống điều hòa không khí. Các quạt này cung cấp 3 cấp điều khiển: dừng, tốc độ thấp, tốc độ cao. Hệ thống điều hòa sử dụng cặp quạt có thể chuyển đổi giữa cách mắc nối tiếp và cách mắc song song phụ thuộc vào điều kiện áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ. + Mắc nối tiếp: Khi máy nén hoạt động nếu cả áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ đều thấp, cặp quạt điện được mắc nối tiếp và quay ở tốc độ thấp. + Mắc song song: Khi máy nén hoạt động, nếu áp suất môi chất và nhiệt độ nước làm mát động cơ đều cao. Cặp quạt được mắc song song và quay ở tốc độ cao. Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng sẽ không quay. Hình 2.23: Sơ đồ điều khiển tốc độ quạt giàn nóng và quạt két nước Chú thích: Rơle côn từ điều khiển đóng ngắt máy nén được điều khiển bởi ECU điều hòa. Công tắc rơle 1 là công tắc thường đóng. Công tắc rơle 2 là công tắc kép để chuyển đổi chế độ mắc nối tiếp và mắc song song của quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát. Công tắc rơle 3 là công tắc thường mở. Công tắc áp suất trung gian mở khi: Pga > 14,5 ÷ 15 (kg/cm2). Công tắc nhiệt độ nước làm mát mở khi: t0nước > 900C ÷ 950C Chế độ Ly hợp từ Áp suất môi chất Nhiệt độ nước Quạt giàn nóng Quạt két nước 1 OFF - Thấp Dừng Dừng 2 - Cao Tốc độ thấp Tốc độ cao 3 ON Thấp Thấp Tốc độ thấp (mắc nối tiếp) Thấp Cao Tốc độ cao (mắc song song) 4 Cao Thấp Cao Cao Hình 2.24: Bảng trạng thái của hệ thống điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước ở các chế độ làm việc Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện quạt giàn nóng và quạt két nước ở các chế độ. 2.4.10. Điều khiển tan băng. Khi nhiệt độ bên trong giàn lạnh nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng (00C), tuyết sẽ hình thành trên bề mặt của cánh tản nhiệt. Tuyết trong giàn lạnh ngăn chặn dòng khí qua các cánh này. Điều này làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, vì vậy năng suất làm lạnh giảm. Điều khiển tan băng sẽ ngăn chặn hiện tượng trên. Có ba phương pháp điều khiển tan băng đó là: + Dùng van EPR (Van điều áp giàn lạnh). + Dùng nhiệt điện trở. + Dùng công tắc nhiệt. a. Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR): Hình 2.26: Vị trí và cấu tạo của van EPR Bộ điều hòa áp suất giàn lạnh (EPR) là một van điều chỉnh áp suất gồm một ống kim loại, piston và lò xo. 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 để 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 thấp. Loại điều hòa không khí dùng van EPR hoạt động không sinh ra tiếng ồn nên được dùng rộng rãi trên các xe đắt tiền. Nguyên lý hoạt động. Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động của van EPR Trong quá trình hoạt động, piston của van EPR chịu lực tác dụng của áp suất bay hơi môi chất (Ps) và áp lực lò xo (Pe) sẽ dịch chuyển làm đóng hoặc mở đường dẫn môi chất từ giàn lạnh tới máy nén. Chuyển động này sẽ điều chỉnh áp suất bay hơi (Pe) cho giàn lạnh. Vì thế áp suất giàn lạnh không xuống dưới 0,18 Mpa, ngăn chặn tuyết xuất hiện. Cụ thể: + Khi nhiệt độ trong xe cao, tải nhiệt tăng áp suất bay hơi (Pe) lớn hơn so với áp lực lò xo (Ps). Piston dịch chuyển sang phía trái làm mở van. Môi chất bay hơi ở giàn lạnh được hút vào máy nén. + Khi nhiệt độ trong xe thấp, tải nhiệt giảm (áp suất (Pe) thấp hơn 0,18 Mpa) . Lúc này trong van EPR, giá trị (Pe) nhỏ hơn giá trị áp lực lò xo (Ps) và piston bị kéo trở lại qua phía phải. Van được đóng lại ngắt dòng môi chất trở về máy nén. Vì vậy áp suất giàn lạnh được tăng cao hơn, ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh. b. Nhiệt điện trở (Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh). Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được lắp ở phía sau giàn lạnh để cảm nhận nhiệt độ của gió sau khi đi qua giàn lạnh. Nó là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Sự thay đổi nhiệt độ được nhận biết bởi cảm biến nhiệt độ giàn lạnh sẽ được chuyển thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU A/C. Khi nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 00C (nhiệt độ đóng tuyết) ECU A/C sẽ điều khiển tranzistor (OFF) không nối mát cho rơ le côn từ, máy nén bị ngắt điện ngừng hoạt động không cung cấp môi chất cho giàn lạnh. Vì vậy nhiệt độ giàn lạnh sẽ tăng lên, giúp ngăn chặn hiện tượng đóng băng giàn lạnh. Hình 2.28: Điều hòa đang hoạt động (Máy nén ON) Hình 2.29: Điều hòa ngừng hoạt động (Máy nén OFF) c. Công tắc nhiệt. Cấu tạo của công tắc nhiệt gồm có: + Một ống cảm ứng nhiệt có một đầu được gắn trên đường ống ra của giàn lạnh, một đầu được nối với hộp màng xếp. + Hộp màng xếp có chứa khí He là một loại khí trơ có khả năng giãn nở vì nhiệt. + Một cần đẩy được liên kết với một vi công tắc để đóng ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây của rơ le côn từ. Nguyên lý hoạt động: Khi nhiệt độ đầu ra của giàn lạnh giảm đến gần 00C (Nhiệt độ tạo tuyết), đầu cảm ứng nhiệt sẽ cảm nhận nhiệt. Khi nhiệt độ giảm sẽ làm cho khí He trong hộp màng xếp co lại. Cần đẩy bị kéo xuống, vi công tắc ngắt mạch không cho dòng điện qua cuộn dây rơ le côn từ. Khi đó máy nén không được cấp điện sẽ ngừng hoạt động không cung cấp môi chất lạnh cho giàn lạnh. Vì vậy, nhiệt độ giàn lạnh sẽ tăng dần lên, ngăn chặn được hiện tượng đóng băng giàn lạnh. Hình 2.30: Công tắc nhiệt đóng. Hình 2.31: Công tắc nhiệt mở Nhận xét: Đối với hệ thống điều hòa sử dụng van EPR, máy nén hoạt động liên tục vì vậy sự thay đổi nhiệt độ đầu ra thấp. Hiện nay cảm biến nhiệt độ giàn lạnh được sử dụng phổ biến trên các xe, chỉ còn một số đời xe cũ sử dụng công tắc nhiệt vì tính hiệu quả cảm ứng và tốc độ xử lý không cao. 2.4.11. Điều khiển đóng ngắt máy nén. a. Tín hiệu công tắc A/C và ECON. Trên bảng điều khiển điều hòa của một số xe, ngoài công tắc A/C còn có thêm công tắc ECON. Công tắc điều chỉnh A/C và ECON phân ra hai mức cảm nhận nhiệt độ không khí đã làm lạnh và gửi tín hiệu tới ECU A/C để điều khiển hoạt động của máy nén. Nguyên lý hoạt động: TH1: Để làm lạnh nhanh nhiệt độ không khí bên trong xe, ta bật công tắc A/C. Hình 2.32: Chọn chế độ A/C Khi đó: + Nếu nhiệt độ giàn lạnh nhỏ hơn 30C máy nén ngắt. + Nếu nhiệt độ giàn lạnh lớn hơn 40C máy nén bật. TH2: Khi muốn điều hòa không khí hoạt động ở chế độ tiết kiệm, ta bật công tắc ECON. Hình 2.33: Chọn chế độ ECON Khi đó: + Nếu nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 100C hoặc thấp hơn, máy nén ngắt. + Nếu nhiệt độ giàn lạnh xấp xỉ 110C hoặc cao hơn, máy nén bật. b. Tín hiệu đánh lửa từ cuộn sơ cấp. Khi xe chạy ở chế độ không tải, công suất động cơ nhỏ việc bật điều hòa sẽ khiến động cơ quá tải hay quá nóng dẫn đến chết máy. Để phát hiện ra tốc độ động cơ, ECU A/C sẽ nhận tín hiệu từ tín hiệu đánh lửa ở cuộn sơ cấp gửi về. Khi đó nếu tốc độ động cơ giảm xuống dưới mức cho phép ECU A/C sẽ điều khiển ngắt máy nén để ngăn ngừa động cơ chết máy. Hình 2.34: Điều khiển máy nén (ON/OFF) theo tốc độ động cơ. * Tín hiệu đánh lửa sơ cấp: Khi tranzistor trong IC đánh lửa khóa (tia lửa điện xuất hiện ở bugi), dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của bôbin bị ngắt. Trên cuộn sơ cấp sẽ xuất hiện sức điện động tự cảm (khoảng 300V). Mỗi lần bugi có tia lửa điện, sức điện động tự cảm được đưa tới ECU A/C như một tín hiệu (xung) và dựa vào đó tốc độ động cơ được tính ra. c. Điều khiển ngắt máy nén khi tăng tốc. Kiểu điều khiển này sử dụng có hiệu quả trong việc kiểm soát công suất động cơ của các xe có công suất và kích thước nhỏ. Máy nén được ngắt tạm 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 các tín hiệu. Khi sự tăng tốc được nhận biết ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu tới ECU A/C để điều khiển ngắt máy nén trong vài giây. Hình 2.35: Điều khiển máy nén khi tăng tốc. Tham khảo: Trên một số xe còn sử dụng loại ngắt máy nén bằng công tắc. Loại này gồm: Công tắc được đặt ở phía dưới chân ga. Khi đạp chân ga, máy nén ngừng hoạt động trong vài giây. d. Điều khiển ngắt máy nén khi áp suất môi chất bất thường. Khi áp suất của môi chất lạnh trong hệ thống không bình thường: + Quá cao (P > 3,1 Mpa): Do nạp thừa ga, đường dẫn bị tắc… + Quá thấp (P< 0,2 Mpa): Do nạp thiếu ga, ga bị rò rỉ… Công tắc áp suất kép sẽ phát hiện và gửi tín hiệu về cho ECU A/C điều khiển ngắt máy nén. Như vậy, nhờ có công tắc áp suất kép sẽ ngăn chặn được những hỏng hóc các thiết bị trong hệ thống do sự thay đổi áp suất môi chất lạnh gây nên. Hình 2.36: Tín hiệu ngắt áp suất từ công tắc áp suất kép Nhận xét: Tùy theo thiết kế mà công tắc áp suất kép làm nhiệm vụ cấp nguồn (+) cho ECU A/C hoặc nối mát cho ECU A/C. e. Nhận biết máy nén bị kẹt. Trong trường hợp máy nén bị kẹt do bị cháy hoặc do nguyên nhân khác, pu ly máy nén sẽ bị bó cứng với ly hợp máy nén. Điều này dẫn đến trượt dây curoa, nếu tình trạng kéo dài ma sát sẽ làm hư dây curoa làm cho dây cuaroa mòn nhanh và có thể bị đứt. Khi đó xe sẽ mất trợ lực lái gây ra tai nạn xe. Để ngăn chặn tình trạng trên ECU A/C sẽ phát hiện sự kẹt máy nén bằng cách so sánh tốc độ động cơ và tốc độ máy nén nhờ tín hiệu từ cảm biến máy nén. Khi dây curoa bị trượt (tốc độ máy nén bằng 0) kéo dài khoảng 3(s) ECU A/C sẽ điều khiển ngắt máy nén. Cùng lúc này, đèn báo A/C sẽ nhấp nháy để báo cho tài xế biết máy nén bị kẹt. Hình 2.37: Tín hiệu cảm biến tốc độ máy nén f. Điều khiển ngắt A/C khi nhiệt độ nước làm mát cao. Khi nhiệt độ nước làm mát cao, động cơ có thể đang trong tình trạng quá tải. Để giảm tải cho động cơ điều hòa sẽ được ngắt. Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ được truyền từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát tới ECU động cơ. ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu đó tới ECU A/C để điều khiển máy nén ngừng hoạt động. Tham khảo: Trên một số xe sử dụng loại máy nén thay đổi lưu lượng. Khi nhiệt độ nước lớn hơn 950C công suất của máy nén giảm 50%. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 950C công suất máy nén đạt 100%. 2.4.12. Điều khiển theo mạng lưới thần kinh(tham khảo) Mô tả: Tuy cùng tiếp nhận chung luồng không khí lạnh cửa ra (TAO) nhưng mỗi hành khách lại cảm thấy nhiệt độ khác nhau tùy theo môi trường. Đối với hệ thống điều hòa tự động thông thường, nó sử dụng TAO được tính toán làm cơ sở cho mọi điều khiển, thì việc điều chỉnh nhiệt độ có tính tới cảm giác của mỗi cá nhân hành khách là rất khó khăn. Vì rất khó để xác lập được cảm giác đó. Để nâng cao khả năng điều khiển thậm chí nhạy cảm với cả cảm giác của hành khách người ta đã sử dụng công nghệ mạng lưới thần kinh. Mạng lưới thần kinh là một mô hình kỹ thuật truyền dẫn thông tin thần kinh của cơ thể. Người ta đã xây dựng được mô hình thần kinh cho các mối quan hệ phức tạp giữa đầu vào và đầu ra của việc truyền dẫn thần kinh của con người. Mạng lưới thần kinh là sự kết hợp của một số mô hình thần kinh và gồm có các lớp đầu vào, trung gian và đầu ra. Hình 2.38: Điều khiển theo mạng lưới thần kinh PHẦN III: KIỂM TRA, SỬA CHỮA MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA. 3.1. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA THÔNG THƯỜNG. 3.1.1. Kiểm tra, sửa chữa một số hư hỏng thường gặp trên xe. Để xác định được các hư hỏng trong hệ thống điều hòa trên xe ô tô. Yêu cầu: Xác định kiểu xe, kiểu động cơ, kiểu điều hòa không khí. Xác định ngày giờ và tần số xảy ra sự cố. Xác định điều kiện đường xá, tình trạng thời tiết và xác định biểu hiện của hư hỏng. Một số hư hỏng thường gặp. STT Chi tiết Kiểm tra Biện pháp khắc phục 1 Máy nén + Nghe tiếng ồn + Phớt chắn dầu + Công tắc áp suất ga. + Các lá van. + Thay phớt chắn dầu, công tắc áp suất nếu bị hỏng. + Sửa chữa và vệ sinh máy nén. 2 Giàn nóng, giàn lạnh + Rò rỉ. + Cặn bẩn. + Nếu rò rỉ ít có thể hàn lại, nếu nhiều thay thế mới. + Vệ sinh giàn nóng, giàn lạnh. 3 Phin lọc + Kiểm tra cặn bẩn, hơi nước có trong hệ thống. + Nếu thấy có cặn bẩn hoặc hơi nước có trong hệ thống thì thay phin lọc. 4 Van tiết lưu + Điều chỉnh độ mở của van tiết lưu, hoặc thay thế 5 Các đường ống dẫn, gioăng đệm làm kín + Rò rỉ, nứt đường ống + Dập nát gioăng đệm + Thay thế đường ống nối và các gioăng đệm 6 Tấm lọc gió + Kiểm tra bụi bẩn + Vệ sinh làm sạch hoặc thay thế. 7 Quạt giàn nóng, giàn lạnh + Kiểm tra sự nứt, vỡ, cong vênh của cánh quạt. + Kiểm tra các chổi than. + Điều chỉnh hoặc thay thế cánh quạt. + Thay thế các chổi than đã quá mòn. 8 Ga lạnh + Kiểm tra áp suất ga + Kiểm tra chất lượng ga + Dùng đồng hồ đo áp suất để kiểm tra. + Quan sát chất lượng ga qua mắt ga. 9 Bảng điều khiển + Kiểm tra hoạt động các phím bấm, núm điều khiển. + Nếu kẹt hoặc không có tín hiệu điện thì sửa chữa hoặc thay thế. 10 Dây curoa + Kiểm tra sức căng dây + Kiểm tra các vết rạn nứt trên dây. + Căng lại dây cho phù hợp. + Thay thế dây mới nếu dây bị gioãng nhiều hoặc có nhiều vết rạn nứt xuất hiện 11 Các giắc cắm, cầu chì, cảm biến. + Kiểm tra bị lỏng, bị oxy hóa, bị cháy, đứt không… + Sửa chữa hoặc thay thế mới 3.1.2. Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa thông qua việc đo áp suất ga. a. Tầm quan trọng của sự kiểm tra áp suất: Việc kiểm tra áp suất môi chất trong khi điều hòa làm việc cho phép ta có thể giả định những khu vực có vấn đề. Do đó điều quan trọng là phải xác định được giá trị phù hợp để chẩn đoán sự cố. b. Tìm sự cố bằng cách sử dụng đồng hồ đo áp suất. Khi thực hiện chẩn đoán bằng cách sử dụng đồng hồ đo phải đảm bảo các điều kiện sau đây: + Nhiệt độ nước làm mát động cơ: Sau khi được hâm nóng. + Tất cả các cửa: Được mở hoàn toàn. + Núm chọn luồng không khí: “FACE”. + Núm chọn dẫn khí vào: “RECIRC”. + Tốc độ động cơ: 1500 (vòng/phút)- R134a; 2000 (vòng/phút)- R12. + Núm chọn tốc độ quạt gió: HI + Núm chọn nhiệt độ: MAX COOL. + Công tắc điều hòa: ON. + Nhiệt độ đầu vào của điều hòa: 300C đến 350C. Chú ý: Đối với xe có trang bị bộ điều chỉnh áp suất giàn lạnh EPR, vì phía áp suất thấp được điều khiển bởi EPR nên các giá trị bất thường có thể không được chỉ ra trực tiếp trên áp suất đồng hồ. Hình 4.1: Áp suất ga ở mức tiêu chuẩn. + Phía áp suất thấp: 0,15 ÷ 0,25 MPa (1,5 ÷ 2.5 kgf/cm2) + Phía áp suất cao: 1,6 ÷ 1,8 MPa (14 ÷ 16 kgf/cm2) Một số hư hỏng thường gặp được kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất Stt Hiện tượng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 1 Hệ thống làm việc trong tình trạng thiếu môi chất + Áp suất ở phía cao áp và thấp áp đều thấp hơn so với mức tiêu chuẩn + Thấy bọt khí qua quan sát mắt ga. + Mức độ lạnh không đủ. + Thiếu môi chất. + Rò rỉ ga. + Kiểm tra rò rỉ và sửa chữa. + Nạp thêm môi chất lạnh. 2 Hệ thống thừa ga hay giải nhiệt giàn nóng không tốt + Áp suất cao ở cả phía cao áp và thấp áp. +Không có bọt ở mắt ga dù hoạt động ở tốc độ thấp. + Mức độ làm lạnh không đủ + Thừa môi chất. + Giải nhiệt giàn nóng kém + Điều chỉnh đúng lượng môi chất. + Vệ sinh giàn nóng. + Kiểm tra hệ thống làm mát của xe (quạt điện…) 3 Có hơi ẩm trong hệ thống lạnh + Hệ thống hoạt động bình thường khi hệ thống điều hòa bắt đầu hoạt động. Sau một thời gian phía áp suất thấp của đồng hồ chỉ độ chân không tăng dần. + Quan sát thấy hơi ẩm tại mắt ga. + Hơi ẩm lọt vào hệ thống làm lạnh. + Thay phin lọc, bình chứa. + Hút chân không triệt để trước khi nạp ga. 4 Sụt áp trong máy nén + Phía áp suất thấp: cao, phía áp suất cao: thấp. + Khi tắt máy điều hòa, ngay lập tức áp suất ở phía thấp áp và cao áp bằng nhau. + Khi làm việc thân máy nén không đủ nóng. + Mức độ làm lạnh không đủ + Sụt áp ở phía máy nén. + Kiểm tra sửa chữa máy nén 5 Tắc nghẽn trong chu trình làm lạnh + Khi tắc nghẽn hoàn toàn, giá trị áp suất ở phía thấp áp giảm xuống giá trị chân không ngay lập tức. + Khi có xu hướng tắc nghẽn, giá trị áp suất ở phía áp thấp giảm dần xuống giá trị chân không. + Có sự chênh lệch nhiệt độ trước và sau chỗ tắc + Bụi bẩn hoặc hơi ẩm gây tắc nghẽn, đóng băng tại van tiết lưu, van EPR hoặc các lỗ khác. + Rò rỉ ga ở thanh cảm nhận nhiệt + Phân loại nguyên nhân gây tắc. Thay thế các bộ phận, chi tiết gây ra tắc nghẽn. + Hút chân không hệ thống. 6 Khí lọt vào hệ thống + Giá trị áp suất ở cả hai phía cao áp và thấp áp đều cao. + Khả năng làm lạnh giảm với sự tăng lên của áp suất thấp. + Thấy bọt khí qua mắt ga dù môi chất đã nạp đủ. + Hút chân không không triệt để. + Rò rỉ trên các đường ống dẫn. + Kiểm tra các đường ống dẫn. + Hút chân không triệt để trước khi nạp ga. 7 Van tiết lưu mở quá lớn + Áp suất phần thấp áp tăng, tính năng làm lạnh giảm (áp suất ở phía cao áp hầu như không đổi). + Bám tuyết trên đường ống áp suất thấp. + Hỏng van tiết lưu hoặc điều chỉnh không đúng +Kiểm tra và sửa chữa tình trạng lắp đặt của ống cảm nhận nhiệt. 3.2. CHẨN ĐOÁN BẰNG HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN. 3.2.1. Mô tả. Trong hệ thống tự chẩn đoán, ECU truyền bất kỳ thông tin sự cố nào xảy ra trong đèn chỉ báo, các cảm biến và bộ chấp hành tới bảng điều khiển để hiển thị và thông báo cho kỹ thuật viên biết. Hệ thống này rất có ích cho việc chẩn đoán vì các kết quả tự chẩn đoán được lưu trong bộ nhớ ngay cả sau khi tắt khóa điện. a. Kiểm tra tín hiệu chỉ báo. Các tín hiệu chỉ báo như các công tắc, hiển thị đặt nhiệt độ và kích hoạt tiếng kêu bíp có thể được kiểm tra. Các chỉ báo của công tắc và hiển thị đặt nhiệt độ hiện lên 4 lần rồi tắt. b. Kiểm tra cảm biến. Những sự cố trong quá khứ hoặc hiện tại của cảm biến có thể kiểm tra được. Khi phát hiện một hoặc nhiều cố, thì việc ấn lên công tắc A/C sẽ hiển thị lần lượt từng sự cố một. Đối với cảm biến bức xạ mặt trời: khi được kiểm tra trong nhà, thì có thể hiển thị sự cố mạch bị đứt. Đặt cảm biến bức xạ mặt trời gần thiết bị phát sáng ở trong nhà hoặc dưới ánh sáng mặt trời bên ngoài để kiểm tra cảm biến này (kiểm tra dưới ánh sáng huỳnh quang không hiệu quả). c. Kiểm tra bộ chấp hành. Một tín hiệu đầu ra theo mẫu được chuyển tới bộ chấp hành để kiểm tra sự hoạt động của nó. Kỹ thuật viên có thể kiểm tra sự cố của bộ chấp hành bằng cách truyền tín hiệu từ ECU và kích hoạt các cánh điều khiển thổi gió, cánh điều khiển dẫn gió vào, cánh điều khiển trộn gió và máy nén… 3.2.2. Ví dụ quy trình đọc mã lỗi và xóa mã lỗi trên xe Toyota. a. Quy trình đọc mã lỗi. - Bật công tắc máy ON. - Nhấn đồng thời nút AUTO và F/R. - Đèn báo nhấp nháy và phát ra âm thanh khi kiểm tra. - Sau khi kiểm tra xong, hệ thống sẽ xuất ra lần lượt các mã lỗi trên bảng hiển thị. Hình 4.2: Ví dụ màn hình kiểm tra mã lỗi trên xe Toyota Hình4.3: Ví dụ mã lỗi hiển thị (Mã 11) - Khi hệ thống hiển thị mã lỗi chậm, nhấn nút FRONT DEF sẽ thay đổi được bước kiểm tra tiếp theo. - Mỗi lần nhấn nút FRONT DEF thì màn hình sẽ chuyển sang một bước. b. Quy trình xóa mã lỗi : Để xóa mã lỗi của hệ thống có 2 cách sau : Trong khi hệ thống đang kiểm tra, nhấn cùng lúc 2 nút FRONT DEF và nút REAR DEF. Tháo cầu chì chính trong hộp cầu chì trong vòng 20 giây hoặc lâu hơn để xóa bộ nhớ của hộp. Hình 4.4: Hộp cầu chì chính 3.2.3. Một số ví dụ về mã tự chẩn đoán trên một số hãng xe tiêu biểu a. Bảng mã lỗi trên xe Toyota Mã lỗi Hệ thống Dạng hư hỏng 00 Bình thường 11 Cảm biến nhiệt độ trong xe Ngắn mạch hoặc hở mạch cảm biến 12 Cảm biến nhiệt độ môi trường Ngắn mạch hoặc hở mạch cảm biến 13 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh Ngắn mạch hoặc hở mạch cảm biến 14 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Ngắn mạch hoặc hở mạch cảm biến 21 Cảm biến bức xạ mặt trời Ngắn mạch hoặc hở mạch cảm biến 22 Tín hiệu khóa máy nén Máy nén không đóng hoặc hở mạch cảm biến 23 Áp suất ga Áp suất ga không bình thường. 31 Chiết áp vị trí Cool/Hot Lỗi nối mát hoặc giá trị điện áp của chiết áp. 32 Chiết áp vị trí Fresh/ Rec Lỗi nối mát hoặc giá trị điện áp của chiết áp. 33 Chiết áp vị trí Face/ Def Lỗi nối mát hoặc giá trị điện áp của chiết áp. 41 Mô tơ điều khiển cánh gió Cool/Hot Tín hiệu vị trí cánh điều khiển không đổi 42 Mô tơ điều khiển cánh gió Fresh/Def Tín hiệu vị trí cánh điều khiển không đổi 43 Mô tơ điều khiển cánh gió Face/ Def Tín hiệu vị trí cánh điều khiển không đổi b. Bảng mã lỗi trên xe Honda DTC Nhận dạng hư hỏng ECU Hư hỏng B1200 Lỗi do mạch điện Hộp điều khiển Mất tính hiệu B1202 Hư hỏng hộp điều điều Hộp điều khiển Lỗi thiết bị B1205 Mất nguồn hộp điều khiển (VSP/NE massage) Hộp điều khiển Mất tính hiệu B1206 Mất nguồn hộp điều khiển (ETC massage) Hộp điều khiển Mất tính hiệu B1207 Mất nguồn hộp điều khiển (ILLUMI massage) Hộp điều khiển Mất tính hiệu B1225 Hở mạch cảm biến nhiêt độ trong xe Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1226 Ngắn mạch cảm biến nhiệt độ trong xe Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1227 Hở mạch cảm biến nhiêt độ ngoài xe Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1228 Ngắn mạch cảm biến nhiệt độ ngoài xe Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1229 Hở mạch cảm biến bức xạnhiêt Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1230 Ngắn mạch cảm biến bức xạ nhiệt Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1231 Hở mạch cảm biến độ ẩm không khí Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1232 Ngắn mạch cảm biến độ ẩm không khí Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1233 Hở mạch mô tơ điều khiển hòa trộn không khí khoang người lái Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1234 Ngắn mạch mô tơ điều khiển hòa trộn không khí khoang người lái Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1235 Do bộ phận điều khiển cửa trộn không khí ở khoang người lái Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1236 Hở mạch mô tơ điều khiển hòa trộn không khí khoang hành khách Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1237 Ngắn mạch mô tơ điều khiển hòa trộn không khí khoang hành khách Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1238 Do bộ phận điều khiển cửa trộn không khí ở khoang hành khách Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1239 Do hở hoặc ngắn mạch trong chế độ diều khiển của môtơ Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1240 Do bộ phận điều khiển cửa trộn không khí Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu B1241 Mạch của môtơ quạt Hộp điều khiển Lỗi tính hiệu c. Bảng mã lỗi trên xe DAEWOO. Mã lỗi Chi tiết Giải thích Code 1 In-car sensor Cảm biến nhiệt độ trong xe Code 2 Ambient sensor Cảm biến nhiệt độ môi trường Code 3 Engine coolant temperature sensor Cảm biến nhiệt độ động cơ Code 4 Air mix door motor Mô tơ hòa trộn không khí Code 5 Sun sensor Cảm biến bức xạ mặt trời Code 6 Power tranmistor Transistor công suất Code 7 Max-hi relay Rơ le quạt d. Bảng mã lỗi trên xe Lexus. DTC Hiển thị Mục B1411 11 Cảm biến nhiệt độ trong xe B1412 12 Cảm biến nhiệt độ môi trường B1413 13 Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh B1414 14 Cảm biến nhiệt độ động cơ B1421 21 Cảm biến bức xạ nhiệt B1422 22 Cảm biến tín hiệu tốc độ máy nén B1423 23 Công tắc áp suất B1431 31 Cảm biến vị trí mạch trộn gió B1432 32 Cảm biến vị trí mạch lấy gió vào. B1441 41 Mô tơ trộn gió B1442 42 Mô tơ điều khiển hướng gió vào. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Điều hòa không khí trên ô tô là một trong những tiện nghi quan trọng, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, hệ thống điều hòa ngày càng trở nên hoàn thiện hơn, đáp ứng được những yêu cầu của người tiêu dùng. Ở Việt Nam hiện nay, số lượng xe sử dụng hệ thống điều hòa cơ vẫn phổ biến. Tuy vậy, theo xu thế chung hệ thống điều hòa tự động sẽ thay thế dần cho hệ thống điều hòa cơ bởi tính tiện nghi của nó. Vì vậy với đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô” đã giúp em nắm được được những kiến thức cơ bản về điều hòa nói chung đồng thời tiếp cận, tìm hiểu sâu hơn về hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô. Hệ thống điều hòa không khí tự động trên ô tô là một mảng kiến thức có phạm vi nghiên cứu rộng và rất phức tạp. Tài liệu nghiên cứu và điều kiện thực hành trong quá trình thực hiện đề tài còn rất hạn chế. Vì vậy trong khuân khổ của đề tài tốt nghiệp em chỉ thực hiện nghiên cứu được các nội dung: + Nghiên cứu các kiến thức cơ bản về hệ thống điều hòa trên ô tô. + Nghiên cứu và phân tích các đặc điểm của hệ thống điều hòa tự động trên ô tô: Các cảm biến, các điều khiển trong hệ thống điều hòa tự động. + Nghiên cứu và phân tích mạch điện điều hòa trên một số hãng xe tiêu biểu. + Kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong hệ thống điều hòa. Sau một thời gian học tập, nghiên cứu và nỗ lực thực hiện đề tài, đặc biệt được sự hướng dẫn tận tình của thầy Đỗ Văn Cường cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí- Động Lực. Đến nay em đã hoàn thành được các mục tiêu đề ra của đề tài. Song với ý nghĩa thực tiễn của đề tài em xin được có những khuyến nghị để phát triển hướng của đề tài như sau: + Nghiên cứu cụ thể hệ thống điều hòa không khí tự động trên từng hãng xe. + Lập mô hình hệ thống điều hòa không khí tự động nhằm phục vụ tốt cho việc học tập và giảng dạy. Do thời gian thực hiện và kiến thức của em còn hạn chế nên nội dung đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa cùng các bạn học để nội dung đề tài của em hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Cơ Khí- Động Lực, các bạn học đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. Em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Văn Cường đã đọc và có những nhận xét đánh giá quý báu cho đề tài của em. TÀI LIỆU THAM KHẢO. [1] Châu Ngọc Thạch, Nguyễn Thành Chí- Kỹ thuật sửa chữa hệ thống điện trên xe ô tô- Nhà xuất bản Trẻ. [2] Nguyễn Oanh- Ô tô thế hệ mới (Điện lạnh ô tô)- Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải. [3] Trần Thế San, Trần Duy Nam- Hệ thống nhiệt và điều hòa trên xe hơi đời mới- Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. [4] Phần mềm tra cứu mạch điện xe ô tô- Mitchell Ondemand5 [5] Phần mềm chương trình đào tạo kỹ thuật viên Toyota. [6]. Phần mềm chương trình điều hòa không khí ô tô- Trường ĐHSPKT TPHCM.