- 5 -
Lê Trọng Hiệp CK45-DLOT
ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất v à 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 c ơ 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 lo ại máy nén khí với 10 x ylanh 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 đ ược đặt lên tấm cam nghiêng với khoảng cách từng cặp
piston là 72
0
- 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 n ày 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 h ành 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 b ên 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 thì van xả mở ra và hơi môi chất lạnh có áp suất, nhiệt độ cao
được đẩy đi tới bộ ng ưng tụ. Van hút phía b ên trái lúc này được đóng kín bởi áp lực
nén của hơi môi chất. Van xả mở ra cho đến hết h ành 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 r ãi
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 v à
- 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 v à van xả
loại lò xo lá. Với cấu tạo nhỏ gọn n ên 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 155cm
3
/rev; n = 17 thì công suất của máy nén là 178
cm
3
/rev). Tương ứng với các ký hiệu tr ên, 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 (cm
3
) thì dùng loại máy nén 10PA15 hay 10PA17; với động cơ có
công suất từ 2100 (cm
3
) trở lên thì dùng loại 10PA17 hoặc 10PA20.
1.2.1.4. Máy nén piston mâm dao đ ộng
Máy nén này có nguyên lý ho ạt động giống nh ư loại máy nén píton kiểu cam
nghiêng, tuy nhiên v ề mặt cấu tạo cũng có v ài điểm khác nhau. Máy né n 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 đư ợc 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 đ ộng
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 32
0
F (0
0
C) 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 v ới 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 nh ỏ,
hành trình của píton sẽ ngắn, môi chất lạnh sẽ đ ược bơm đi ít hơn. Điều này cho
phép máy nén có th ể chạy liên tục nhưng chỉ bơm đủ lượng môi chất lạnh cần thiết.
Góc nghiêng của mâm dao động đ ược điều khiển bởi một van điều khiển.
Hộp xếp bi sẽ giãn ra hoặc co lại tùy theo áp lực đưa vào tăng hay gi ảm, 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 v ào roto và một vỏ bơm có vách trong tinh ch ế. Khi
chụp bơm và các cánh gạt quay, vách vỏ bơm và các cánh g ạt 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 l àm lạnh đi đến phía có áp lực, nhiệt độ
cao. Lỗ van xả của bơm bố trí tại một điểm tr ên vỏ bơm mà ở đó hơi môi chất lạnh
được nén đến áp suất cao nhất.
H.1.10 Cấu tạo máy nén cánh tr ượt
* Nguyên lý hoạt động của máy nén cánh gạt đ ược 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) v à 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 kh ỏi 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 v à 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 n ày, không cần dùng các vòng bạc xecmăng bao kín h ơi
như loại máy nén pitton cam nghi êng có thể tích thay đổi. Ngo ài ra, dầu bôi trơn
trong máy nén c ũng góp phần cải tiến năng suất v à ảnh hưởng nhiều đến chất l ượng
làm việc của máy nén. Trong quá tr ình máy nén làm vi ệc dầu bôi trơn được tách ra
khỏi môi chất lạnh cao áp tr ước khi đi đến gi àn ngưng tụ nhờ một thiết bị tách dầu
lắp trên máy nén. Thi ết 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 gi àn
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 tr ơn. Trên thiết bị còn được bố trí lỗ hồi
dầu về lại phía trong b ơm, lượng dầu bôi trơn đang tích trữ ở bầu chứa sẽ được hồi
vào trong bơm khi có s ự 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: ki ểu 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 cm
3
/rev, n=12 tương đương v ới công suất của máy nén l à
127 cm
3
/rev, n=14 tương đương v ới công suất của máy nén l à 142 cm
3
/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, m à có các quy ước về sử dụng trên các
loại xe có dung tích của động c ơ 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 (cm
3
); máy nén có kí hiệu TV12 và TV14
được lắp trên xe có dung tích c ủa động cơ từ 1500÷2000 (cm
3
).
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 d ùng tương ứng với từng loại môi chất lạnh
như các đầu nối ống dẫn mềm đến các gi àn ngưng và bay hơi, d ầu 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 lo ại cơ
bản: loại cực từ tĩnh (cực từ đ ược bố trí trên thân của máy nén) (hình 1.13b) và loại
cực từ quay (các cực từ đ ược được lắp trên roto và cùng quay v ới roto, cấp điện
thông qua các ch ổi 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) n ên lúc này cả puly lẫn trục
máy nén được khớp nối cứng một kh ối và cùng quay với nhau. Lúc ta ngắt d òng
điện, lực hút từ trường mất, một lò xo phẳng sẽ đẩy đĩa bị động (2) tách rời mặt
ngoài puly; lúc này, tr ục 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 y ên. Đây là loại khớp nối kiểu cực từ tĩnh, n ên 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 tr ường 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 h òa không khí. Trong m ột vài kiểu bộ ly hợp được thiết
kế cho nối khớp li ên 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 điề u 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 v à nhiệt độ cao
sau quá trình nén thành tr ạng 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 h ơi áp suất
và nhiệt độ cao từ máy nén b ơm đến, ngưng tụ biến thành lỏng. Quá trình môi chất
lạnh ngưng tụ thành thể lỏng được mô tả như sau: Trong quá trình ho ạt 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 ti ếp tục lưu
thông trong ống dẫn đi dần xuống phía d ưới, 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 v ào 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 gi àn 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 l ưu để vào
giàn lạnh. Do đó, điều n ày sẽ làm giảm đáng kể công suất của hệ thống vì không đủ
môi chất lạnh quy định tuần ho àn 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, tr ước 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 c ó cánh sắp xếp trong nhiều d ãy
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 ng ưng tụ gồm những ống thẳng hoặc ống chữ U nối
thông với nhau, mỗi giàn có thể có hai hay nhiều d ãy (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.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét