BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TRÊN ƠTƠ
TÍCH HỢP KHỬ KHUẨN

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Đỗ Minh Triết
Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Lớp:

Ma Thanh Phong

1711250923

17DOTC3

Phạm Hoàng Tuấn

1711251783

17DOTC3

Nguyễn Thanh Quân

1711251862

17DOTC3

TP. Hồ Chí Minh, tháng 9/2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TRÊN ƠTƠ
TÍCH HỢP KHỬ KHUẨN

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Đỗ Minh Triết
Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Lớp:

Ma Thanh Phong

1711250923

17DOTC3

Phạm Hoàng Tuấn


1711251783

17DOTC3

Nguyễn Thanh Quân

1711251862

17DOTC3

TP. Hồ Chí Minh, tháng 9/2021


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà khơng gắn liền với những sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt
thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đƣờng đại học đến nay, chúng em đã nhận
đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cơ, gia đình và bạn bè. Với lịng
biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa/ Viện kỹ thuật – Trƣờng
Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã cùng với tri thức và tâm huyết của
mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học
tập tại trƣờng. Và đ c biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS. Nguyễn Đỗ
Minh Triết đã giảng dạy và hƣớng dẫn chúng em làm đồ án và truyền đạt những
kinh nghiệm mà thầy đã trãi qua, cho chúng em lƣợng kiến thức khổng lồ chi tiết
nhất về môn học củng nhƣ công việc làm đồ án. Nếu khơng có những lời hƣớng
dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của chúng em rất khó có thể

hồn thiện đƣợc.
Em xin chân thành cảm ơn!

ii
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ................................................................ 3
1.1. Tính cấp thiết của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ: ......................... 3
1.2. Các cơng trình nghiên cứu có liên quan: ................................................... 5
1.3. Mục đích của đề tài:.................................................................................. 6
1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu:............................................................................... 6
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu: ......................................................................... 7
1.6. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài:................................................................ 7
1.7. Kết cấu của đề tài: .................................................................................... 7
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ...................... 8
2.1. Chức năng của hệ thống điều hịa khơng khí: ............................................ 8
2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô: ............... 10
2.2.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ô tô: ................................ 10
2.2.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tơ: .................. 10
2.2.3. Vị trí lắp đ t của hệ thống điện lạnh trên ô tô: .................................. 11
2.3. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh: ...................................... 13
2.3.1. Máy nén: .......................................................................................... 13
2.3.2. Bộ ngƣng tụ (Giàn nóng): ................................................................. 14

2.3.3. Bình lọc (hút ẩm mơi chất): .............................................................. 17
2.3.4. Van tiết lƣu: ..................................................................................... 19
2.3.5. Bộ bốc hơi (Giàn lạnh): .................................................................... 20
2.4. Các phần phụ khác trong hệ thống điện lạnh ô tô: ................................... 22
2.4.1. Ống dẫn môi chất lạnh:..................................................................... 22
iii
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

2.4.2. Cửa sổ kính (mắt ga): ....................................................................... 23
2.5. Khảo sát đánh giá dung dịch khử khuẩn: ................................................. 24
2.5.1. Khảo sát và chọn dung dịch khử khuẩn: ........................................... 24
2.5.2. Tại sao lại sử dụng dung dịch cồn để khử khuẩn: .............................. 24
2.5.3. Nên chọn cồn nồng độ nào để sử dụng cho phù hợp: ........................ 24
2.5.4. Giới thiệu khái quát về cồn 70 độ: .................................................... 25
2.6. Tính tốn, thiết kế mơ hình: .................................................................... 26
2.6.1. Thiết kế cơ khí: ................................................................................ 26
2.6.1.1. Thiết kế khung: ............................................................................ 26
2.6.1.2. Thiết kế mơ hình hệ thống khử khuẩn: ......................................... 27
2.6.1.3. Thiết kế mơ hình điều hịa: ........................................................... 28
2.6.2. Thiết kế mạch thủy lực hệ thống khử khuẩn: .................................... 31
2.6.3. Thiết kế hệ thống mạch điện: ............................................................ 33
2.6.3.1. Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện: ....................................... 33
2.6.3.2. Thiết kế mạch arduino .................................................................. 34
2.7. Dự kiến vị trí lắp đ t hệ thống khử khuẩn trên xe: .................................. 40
2.7.1. Lựa chọn vị trí: ................................................................................. 40

2.7.2. Vị trí dự kiến: ................................................................................... 40
CHƢƠNG 3: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ TÍCH HỢP
KHỬ KHUẨN TRÊN Ơ TƠ ................................................................................. 41
3.1. Mục đích và u cầu của mơ hình. .......................................................... 41
3.1.1. Mục đích của mơ hình ...................................................................... 41
3.1.2. u cầu của mơ hình ........................................................................ 41

iv
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

3.2. Các khảo sát thực tế về cồn và lắp đ t tích hợp khử khuẩn trên xe ô tô (các
khảo sát đều đƣợc thực hiện thông qua phỏng vấn vào ngày 21/04/2021): ......... 42
3.3. Mơ phổng mơ hình hệ thống khử khuẩn 3D: ........................................... 43
3.4. Mơ phổng mơ hình hệ thống điều hịa tích hợp khử khuẩn 3D: ............... 43
3.5. Mơ phổng hệ thống mạch điện: ............................................................... 44
CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN ...................................... 49
4.1. Đánh giá kết quả: .................................................................................... 49
4.2. Kết luận: ................................................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 51
PHỤ LỤC 1: Trích dẫn đoạn mã lập trình vi điều khiển ................................ 53

v
Đồ án tốt nghiệp



Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Máy lọc khơng khí trên ơ tơ. ........................................................... 5
Hình 1.2: Các ứng dụng của máy lọc khơng khí ............................................. 6
Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của bộ sƣởi ấm. ............................................. 8
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát. ................................... 9
Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ơ tơ............................................ 10
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hịa xe du lịch. ........... 12
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách. ............. 12
Hình 2.6: Kết cấu của máy nén. .................................................................... 13
Hình 2.7: Các loại máy nén trong hệ thống làm mát. .................................... 14
Hình 2.8: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngƣng tụ). ........................................... 15
Hình 2.9: Cấu tạo của giàn nóng kép (Giàn nóng tích hợp)........................... 16
Hình 2.10: Chu trình làm lạnh cho giàn nóng tích hợp.................................. 16
Hình 2.11: Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng..................................................... 17
Hình 2.12: Sơ đồ cấu tạo của bình lọc. ......................................................... 18
Hình 2.13: Van tiết lƣu. ................................................................................ 19
Hình 2.14: Hình dạng của bộ bốc hơi. .......................................................... 20
Hình 2.15: Cấu tạo (bộ bốc hơi) giàn lạnh. ................................................... 21
Hình 2.16: Hình dạng của cửa sổ kính. ......................................................... 23
Hình 2.17: Trạng thái mơi chất qua cửa sổ kính. .......................................... 24
Hình 2.18: Cồn y tế 70 độ. ........................................................................... 25
Hình 2.19: Khung mơ hình minh họa. .......................................................... 26
Hình 2.20: Bình đựng dung dịch minh họa. .................................................. 27
Hình 2.21: Động cơ phun dung dịch khử khuẩn minh họa. ........................... 27
Hình 2.22: Vịi phun dung dịch khử khuẩn minh họa.................................... 28
Hình 2.23: Lốc lạnh điều hịa. ...................................................................... 29

Hình 2.24: Giàn lạnh điều hịa. ..................................................................... 29
Hình 2.25: Giàn nóng điều hịa. .................................................................... 30
Hình 2.26: Bình lọc. ..................................................................................... 30
vi
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

Hình 2.27: Quạt giàn nóng điều hịa. ............................................................ 31
Hình 2.28: Mạch thủy lực hệ thống khử khuẩn. ............................................ 31
Hình 2.29: Mạch điện động cơ điện. ............................................................. 34
Hình 2.30: Mạch Arduino Nano. .................................................................. 35
Hình 2.31: Cảm biến nhiệt độ LM35. ........................................................... 36
Hình 2.32: Mạch mở rộng chân PCF8574. ................................................... 37
Hình 2.33: Mạch opto PC817. ...................................................................... 38
Hình 2.34: Sơ đồ chân của mạch opto PC817. .............................................. 39
Hình 2.35: Mạch relay 12V. ......................................................................... 39
Hình 3.1: Mơ phổng mơ hình hệ thống khử khuẩn. ....................................... 43
Hình 3.2: Mơ phổng mơ hình hệ thống điều hịa. .......................................... 44
Hình 3.3: Mơ phổng mơ hình hệ thống điều hịa tích hợp khử khuẩn. ........... 44
Hình 3.4: Sơ đồ thuật tốn hệ thống chính .................................................... 45
Hình 3.5: Sơ đồ chân mạch điện hệ thống điều hịa tích hợp khử khuẩn. ...... 46
Hình 3.6: Sơ đồ mạch điện hệ thống chính ................................................... 47

vii
Đồ án tốt nghiệp



Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc ngành công nghiệp ô
tô của nƣớc ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây lƣợng ô
tô tham gia giao thông không ngừng tăng lên. Ngày nay ô tô đã trở thành phƣơng
tiện đi lại thân thiện đối với ngƣời dân Việt Nam. Nhận ra nhu cầu này nhiều hãng
xe nổi tiếng trên thế giới đã đầu tƣ vào Việt Nam. Theo đó Nhà nƣớc cũng có
những chính sách phù hợp để thúc đẩy ngành cơng nghiệp ơ tơ phát triển. Ngồi
những cơng ty đã phát triển từ lâu đời ở Việt Nam điển hình nhƣ Thaco Trƣờng hải.
Những năm gần đây nhiều công ty ô tơ nƣớc ngồi đã đầu tƣ vào thị trƣờng Việt
nam nhƣ : Toyota, Suzuki, Ford, Mercedes, Mazda, Huy đai và cả sự thành lập
vƣơn lên của Vinfast.
Là sinh viên Đại học đƣợc đào tạo chính quy, qua thời gian học tập và
nghiên cứu tại trƣờng dƣới một mơ hình đào tạo có chất lƣợng. Để khẳng định chất
lƣợng đào tạo của Nhà trƣờng nói chung và Viện kỹ thuật nói riêng, chúng em đƣợc
giao đề tài tốt nghiệp: “ hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ tích hợp khử
khuẩn’’.
Trang bị hệ thống điều hịa trên ơ tơ là rất quan trọng, nhờ vậy tính tiện nghi
của ơ tơ ngày một nâng cao, giúp con ngƣời cảm thấy thoải mái khi sử dụng ơ tơ.
Nhận thức đƣợc tính cấp thiết của đề tài, nên ngay sau khi nhận đƣợc đề tài em đã
tìm hiểu những vấn đề có liên quan, sƣu tập tài liệu.
Trong quá trình thực hiện chúng em g p khơng ít những khó khăn, nhƣng với
sự hƣớng dẫn tận tình của thầy ThS.Nguyễn Đỗ Minh Triết cùng sự hỗ trợ khác từ
các thầy cô trong Viện kỹ thuật và các bạn cùng lớp, chúng em đã dần khắc phục
đƣợc những khó khăn. Đến nay đề tài của chúng em đã hoàn thành đề tài đúng thời
gian quy định.

Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế, tính rộng lớn của đề tài nên m c dù
đã cố gắng hết sức nhƣng đề tài cũng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, rất
mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn trong lớp để đề
tài của chúng em đƣợc hoàn thiện hơn nữa. Em hy vọng đề tài của chúng em sẽ là
1
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên khóa sau và là bài giảng hữu ích
trong việc giảng dạy của nhà trƣờng.

2
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

CHƢƠNG 1:

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ:
Điều hịa khơng khí là một hệ thống quan trọng trên xe. Nó điều khiển nhiệt
độ và tuần hồn khơng khí trong xe giúp cho hành khách trên xe cảm thấy dễ chịu
trong những ngày nắng nóng mà cịn giúp giữ độ ẩm và lọc sạch khơng khí. Ngày

nay, điều hịa khơng khí trên xe cịn có thể hoạt động một cách tự động nhờ các cảm
biến và các ECU điều khiển. Điều hồ khơng khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở
tầm nhìn nhƣ sƣơng mù, băng đọng trên m t trong của kính xe.
Để làm ấm khơng khí đi qua, hệ thống điều hịa khơng khí sử dụng ngay két
nƣớc nhƣ một két sƣởi ấm. Két sƣởi lấy nƣớc làm mát động cơ đã đƣợc hâm nóng
bởi động cơ và dùng nhiệt này để làm nóng khơng khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì
vậy nhiệt độ của két sƣởi là thấp cho đến khi nƣớc làm mát nóng lên. Do đó ngay
sau khi động cơ khởi động két sƣởi không làm việc.
Để làm mát khơng khí trong xe, hệ thống điện lạnh ơ tơ hoạt động theo một
chu trình khép kín. Máy nén đẩy mơi chất ở thế khí có nhiệt độ cao áp suất cao đi
vào giàn ngƣng. Ở giàn ngƣng mơi chất chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Mơi chất ở
dạng lỏng này chảy vào bình chứa (bình sấy khơ). Bình này chứa và lọc mơi chất.
Mơi chất lỏng sau khi đã đƣợc lọc chảy qua van giãn nở, van giãn nở này chuyển
môi chất lỏng thành hỗn hợp khí - lỏng có áp suất và nhiệt độ thấp. Mơi chất dạng
khí - lỏng có nhiệt độ thấp này chảy tới giàn lạnh. Quá trình bay hơi chất lỏng trong
giàn lạnh sẽ lấy nhiệt của khơng khí chạy qua giàn lạnh. Tất cả môi chất lỏng đƣợc
chuyển thành hơi trong giàn lạnh và chỉ có mơi chất ở thể hơi vừa đƣợc gia nhiệt đi
vào máy nén và quá trình đƣợc l p lại nhƣ trƣớc.
Nhƣ vậy để điều khiển nhiệt độ trong xe, hệ thống điều hịa khơng khí kết hợp
cả két sƣởi ấm và giàn lạnh đồng thời kết hợp điều chỉnh vị trí các cánh hịa trộn và
vị trí của van nƣớc.

3
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết


Để điều khiển thơng khí trong xe, hệ thống điều hịa khơng khí lấy khơng khí
bên ngồi đƣa vào trong xe nhờ chênh áp đƣợc tạo ra do chuyển động của xe đƣợc
gọi là sự thơng gió tự nhiên.
Sự phân bổ áp suất khơng khí trên bề m t của xe khi nó chuyển động, một số
nơi có áp suất dƣơng, cịn một số nơi khác có áp suất âm. Nhƣ vậy cửa hút đƣợc bố
trí ở những nơi có áp suất dƣơng và cửa xả khí đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất
âm.
Trong các hệ thống thơng gió cƣỡng bức, ngƣời ta sử dụng quạt điện hút
khơng khí đƣa vào trong xe.
Các cửa hút và cửa xả khơng khí đƣợc đ t ở cùng vị trí nhƣ trong hệ thống
thơng gió tự nhiên. Thơng thƣờng, hệ thống thơng gió này đƣợc dùng chung với các
hệ thống thơng khí khác (hệ thống điều hồ khơng khí, bộ sƣởi ấm).
 Lý do chọn đề tài:
Khí hậu Việt Nam nói chung là khí hậu nhiệt đới gió mùa, quanh năm chỉ có
hai mùa đ c trƣng là mùa mƣa và mùa khô. Do vị trí nƣớc ta nằm gần đƣờng xích
đạo nên nƣớc ta nhận đƣợc một lƣợng nhiệt m t trời lớn, vì vậy nhiệt độ cao quanh
năm, trung bình trên 21 độ C và tăng dần từ Bắc vào Nam, lƣợng mƣa lớn và độ ẩm
khơng khí cao. Ngun nhân do các nhân tố tác động đã hình thành nên khí hậu của
nƣớc ta nhƣ nền bức xạ nhiệt cao, ảnh hƣởng của biển đơng. ảnh hƣởng của gió
mùa...Đ c biệt ở phía Nam, vào mùa khơ, nhiệt độ cao quanh năm. Vào mùa mƣa,
thời tiết vẫn nắng nóng hanh khơ và mƣa vào buổi chiều tối. Với thời tiết khắc
nghiệt nhƣ vậy, việc di chuyển trên đƣờng vào những ngày nắng là một cực hình
đối với ngƣời dân. Đ c biệt là trƣớc khi sử dụng ô tô, việc để ơ tơ ngồi trời trong
trời nắng lâu thì nhiệt độ trong xe sẽ gia tăng rất nhanh do hiệu ứng nhà kính, ngồi
ra phơi nắng ngồi ơ tơ q lâu sẽ sinh ra các chất độc tạo ra các mùi khó chịu. Nếu
nhiệt độ ngồi trời khoảng 40 độ C thì trong xe có thể lên tới khoảng 90 độ C, tuy
nhiên các bộ phận trong ô tô đều đƣợc thiết kế để chịu đƣợc nhiệt độ này. Nếu để xe
ngoài nắng, chủ xe cần phải mở cửa xe khoảng 5-10 phút để bay các hơi độc trên
xe, kết hợp với dùng bạc che phủ ho c để xe trong mát. Ngồi ra, với tình hình dịch
4

Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

bệnh bùng phát ở khắp mọi nơi, để bảo vệ sức khỏe cũng nhƣ tính mạng của cá
nhân , gia đình và cộng đồng, việc giữ gìn mơi trƣờng sinh hoạt một cách lành
mạnh cũng đồng nghĩa với việc bảo vệ chính chúng ta, việc tích hợp khử khuẩn
trong khơng khí làm tăng khả năng trách nhiễm bệnh, việc này cũng rất cần thiết đối
với tình hình dịch bệnh hiện tại cũng nhƣ phịng ngừa ngăn ch n các loại vi khuẩn
có hại khác xâm nhập vào cơ thể gây bệnh.
1.2. Các công trình nghiên cứu có liên quan:
Máy lọc khơng khí trong xe ô tô là một sản phẩm chuyên dụng thông minh có
tác dụng lọc sạch khơng khí và khử mùi hồn hảo cho khơng gian bên trong. Cơng
nghệ áp dụng trên máy lọc khơng khí ơ tơ chủ yếu từ 2 cơng nghệ: Sử dụng ion hóa
để khử mùi và làm sạch bụi ho c sử dụng màng lọc để lọc khơng khí bằng động cơ,
tuy nhiên khá ít các dòng máy chạy màng lọc do hệ thống động cơ khơng thể duy trì
với điện áp nhỏ trên ơ tơ, vì thế mà LG mang đến một phiên bản chạy Pin sạc để giữ
cho hệ thống động cơ ln có sự ổn định.

Hình 1.1: Máy lọc khơng khí trên ơ tơ.
Máy lọc khơng khí trong xe ơ tơ hiện đang đƣợc ngƣời dùng tin tƣởng lựa
chọn và vô cùng ƣa chuộng. Sản phẩm đem đến nhiều tác dụng đ c biệt bao gồm:
• Loại bỏ hồn tồn mùi hơi độc hại và khó chịu đến từ xăng, khói bụi, mùi đồ
ăn, điều hịa… nhờ vào cơng nghệ ozone hiện đại.
5
Đồ án tốt nghiệp



Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

• Hạn chế tối đa tình trạng say xe, đem lại cảm giác thoải mái và dễ chịu nhất
cho ngƣời ngồi trên xe nhờ vào khả năng khử mùi hồn hảo.
• Diệt khuẩn và lọc sạch hồn tồn các loại khói bụi nhờ vào sự tích hợp của
các hệ thống màng lọc, trả lại một khơng gian sạch sẽ và trong lành nhất.

Hình 1.2: Các ứng dụng của máy lọc khơng khí.
1.3. Mục đích của đề tài:
Mang lại sự tiện lợi cho ngƣời sử dụng phƣơng tiện ô tô, tiết kiệm đƣợc thời
gian và đem lại đƣợc sự thoải mái khi sử dụng xe vào những ngày nắng nóng.
Ngồi ra nếu áp dụng trên các phƣơng tiện xe khách, giƣờng nằm, dịch vụ nó cịn
mang lại sự thuận tiện cho tài xế và tài phụ khi không cần phải lên xe để điều chỉnh
lại nhiệt độ theo yêu cầu của khách hàng. Bảo vệ sức khỏe của ngƣời sử dụng
phƣơng tiện trong tình hình dịch bệnh, cũng nhƣ trƣớc và sau đó.
1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Thiết kế, nghiên cứu chế tạo mơ hình hệ thống điều hịa ơ tơ và thiết kế sử
dụng tích hợp khử khuẩn vào hệ thống.
- Khảo sát cồn y tế, các chất khử khuẩn khác có thể thay thế.
- Tìm hiểu ngun lí sơ đồ cấu tạo, hệ thống mạch điện, thiết kế hệ thống điện.
- Đo đạc thiết kế bố trí lắp ráp mơ hình.
- Nghiên cứu nguyên lí hoạt động.
6
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật


GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

- Nghiên cứu dung dịch khử khuẩn.
- Tiến hành viết báo cáo.
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu:
Tìm hiểu thơng tin về hệ thống điều hòa qua sách vở, internet và qua giáo viên
hƣớng dẫn. Sau đó sử dụng Autocad, solidwork để tiến hành thiết kế mơ hình, vẽ
mơ hình, vẽ sơ đồ mạch điện trên phần mền protues, tiến hành gia cơng mơ hình và
sử dụng tìm hiểu phƣơng pháp tích hợp khử khuẩn trên mơ hình.
1.6. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài:
- Nghiên cứu, am hiểu rõ về dung dịch khử khuẩn.
- Mơ hình mơ phỏng hoạt động ổn định.
- Nắm rõ các kiến thức chuyên môn về hệ thống điều hịa khơng khí.
- Các nghiên cứu, đo đạc lắp ráp bố trí đƣợc lƣu lại trên báo cáo.
1.7. Kết cấu của đề tài:
Đề tài gồm bốn phần:
Phần I : Tổng quan về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
Phần II : Cơ sở lí thuyết, tính tốn , thiết kế
Phần III :Mô phỏng, thi công, lắp ráp và thực nghiệm
Phần IV :Đánh giá kết quả và kết luận

7
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết


CHƢƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ
2.1. Chức năng của hệ thống điều hịa khơng khí:
+ Sƣởi ấm:

Hình 2.1: Ngun lý hoạt động của bộ sƣởi ấm.
Ngƣời ta dùng một két sƣởi ấm nhƣ một bộ trao đổi nhiệt để làm nóng khơng
khí. Két sƣởi lấy nƣớc làm mát của động cơ đã đƣợc hâm nóng bởi động cơ và dùng
nhiệt độ này để làm nóng khơng khí nhờ một quạt thổi vào xe, vì vậy nhiệt độ của
két sƣởi là thấp cho đến khi nƣớc làm mát nóng lên. Do đó ngay sau khi động cơ
khởi động két sƣởi khơng làm việc nhƣ là một bộ sƣởi ấm.
+ Làm mát khơng khí:
Giàn lạnh làm việc nhƣ là một bộ trao đổi nhiệt để làm mát khơng khí trƣớc
khi đƣa vào trong xe. Khi bật cơng tắc điều hịa khơng khí, máy nén bắt đầu làm
việc đẩy môi chất lạnh (ga điều hòa) tới giàn lạnh. Giàn lạnh đƣợc làm mát nhờ chất
làm lạnh và sau đó nó làm mát khơng khí đƣợc thổi vào trong xe từ quạt gió. Việc
làm nóng khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nƣớc làm mát động cơ nhƣng việc
làm mát khơng khí hồn toàn độc lập với nhiệt độ nƣớc làm mát động cơ.

8
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát.
+ Hút ẩm:

Lƣợng hơi nƣớc trong khơng khí tăng lên khi nhiệt độ khơng khí cao hơn và
giảm xuống khi nhiệt độ khơng khí giảm xuống. Khi đi qua giàn lạnh, khơng khí
đƣợc làm mát. Hơi nƣớc trong khơng khí ngƣng tụ lại và bám vào các cánh tản
nhiệt của giàn lạnh. Kết quả là độ ẩm trong xe bị giảm xuống. Nƣớc dính vào các
cánh tản nhiệt đọng lại thành sƣơng và đƣợc chứa trong khay xả nƣớc. Cuối cùng,
nƣớc này đƣợc tháo ra khỏi khay của xe bằng một vịi nhỏ.
Ngồi ba chức năng trên hệ thống điều hịa khơng khí cịn có chức năng điều
khiển thơng gió trong xe. Việc lấy khơng khí bên ngồi đƣa vào trong xe nhờ chênh
áp đƣợc tạo ra do chuyển động của xe đƣợc gọi là sự thơng gió tự nhiên. Sự phân bổ
áp suất khơng khí trên bề m t của xe khi nó chuyển động đƣợc chỉ ra trên hình vẽ,
một số nơi có áp suất dƣơng, cịn một số nơi khác có áp suất âm. Nhƣ vậy cửa hút
đƣợc bố trí ở những nơi có áp suất dƣơng và cửa xả khí đƣợc bố trí ở những nơi có
áp suất âm.
Trong các hệ thống thơng gió cƣỡng bức, ngƣời ta sử dụng quạt điện hút
khơng khí đƣa vào trong xe. Các cửa hút và cửa xả khơng khí đƣợc đ t ở cùng vị trí
nhƣ trong hệ thống thơng gió tự nhiên. Thơng thƣờng, hệ thống thơng gió này đƣợc
dùng chung với các hệ thống thơng khí khác (hệ thống điều hồ khơng khí, bộ sƣởi
ấm).
9
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện lạnh trên ô tô:
2.2.1. Cấu tạo chung của hệ thống điện lạnh trên ơ tơ:
Thiết bị lạnh nói chung và thiết bị lạnh ơ tơ nói riêng bao gồm các bộ phận
và thiết bị nhằm thực hiện một chu trình lấy nhiệt từ môi trƣờng cần làm lạnh và

thải nhiệt ra môi trƣờng bên ngồi. Thiết bị lạnh ơ tơ bao gồm các bộ phận: Máy
nén, thiết bị ngƣng tụ (giàn nóng), bình lọc và tách ẩm, thiết bị giãn nở (van tiết
lƣu), thiết bị bay hơi (giàn lạnh), và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ
thống hoạt động có hiệu quả nhất. Hình vẽ dƣới đây giới thiệu các bộ phận trong hệ
thống điện lạnh ơ tơ.

Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện lạnh ô tô.
A. Máy nén (bốc lạnh)

F. Van tiết lưu

B. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng)

G. Bộ bốc hơi

C. Bộ lọc hay bình hút ẩm

H. Van xả phía thấp áp

D. Cơng tắc áp suất cao

I. Bộ tiêu âm

E. Van xả phía cao áp
2.2.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống điện lạnh ô tô:
Hệ thống điện lạnh ô tô hoạt động theo các bƣớc cơ bản sau đây.
+ Môi chất lạnh đƣợc bơm đi từ máy nén (A) dƣới áp suất cao và dƣới nhiệt
độ bốc hơi cao, giai đoạn này môi chất lạnh đƣợc bơm đến bộ ngƣng tụ (B) hay
giàn nóng ở thể hơi.


10
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

+ Tại bộ ngƣng tụ (B) nhiệt độ của môi chất rất cao, quạt gió thổi mát giàn
nóng, mơi chất ở thể hơi đƣợc giải nhiệt, ngƣng tụ thành thể lỏng dƣới áp suất cao
nhiệt độ thấp.
+ Môi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lƣu thơng đến bình lọc hay bộ hút ẩm
(C), tại đây môi chất lạnh đƣợc làm tinh khiết hơn nhờ đƣợc hút hết hơi ẩm và tạp
chất.
+ Van giãn nở hay van tiết lƣu (F) điều tiết lƣu lƣợng của môi chất lỏng chảy
vào bộ bốc hơi (Giàn lạnh) (G), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh. Do giảm áp
nên môi chất từ thể lỏng biến thành thể hơi trong bộ bốc hơi.
+ Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ơ tơ, có
nghĩa là làm mát khối khơng khí trong cabin.
+ Khơng khí lấy từ bên ngồi vào đi qua giàn lạnh (Bộ bốc hơi). Tại đây
khơng khí bị dàn lạnh lấy đi nhiều năng lƣợng thông qua các lá tản nhiệt, do đó
nhiệt độ của khơng khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong khơng
khí cũng bị ngƣng tụ lại và đƣa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi mơi chất ở thể lỏng có
nhiệt độ, áp suất cao sẽ trở thành môi chất ở thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp.
+ Khi q trình này xảy ra môi chất cần một năng lƣợng rất nhiều, do vậy nó
sẽ lấy năng lƣợng từ khơng khí xung quanh giàn lạnh (năng lƣợng không mất đi mà
chuyển từ dạng này sang dạng khác). Khơng khí mất năng lƣợng nên nhiệt độ bị
giảm xuống, tạo nên khơng khí lạnh. Môi chất lạnh ở thể hơi, dƣới nhiệt độ cao và
áp suất thấp đƣợc hồi về máy nén.
2.2.3. Vị trí lắp đặt của hệ thống điện lạnh trên ơ tơ:

Đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hịa đƣợc lắp ở
phía trƣớc (táp lơ) ho c phía sau (cốp xe) là đảm bảo đƣợc việc cung cấp khí mát
vào trong xe khi cần thiết.
Đối với xe khách diện tích trong xe lớn nếu lắp hệ thống điều hịa giống xe
con thì sẽ khơng đảm bảo làm mát tồn bộ xe hay q trình làm mát sẽ kém đi
nhiều. Vì vậy xe khách đƣợc lắp hệ thống điều hòa trên trần xe để đảm bảo làm mát
toàn bộ xe tạo ra cảm giác thoải mái cho hành khách trên xe.
11
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

Hình 2.4: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hịa xe du lịch.

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống điều hòa xe khách.

12
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

2.3. Các thành phần chính trong hệ thống điện lạnh:
2.3.1. Máy nén:
a. Chức năng:

Máy nén nhận dịng khí ở trạng thái có nhiệt độ và áp suất thấp. Sau đó dịng
khí này đƣợc nén, chuyển sang trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất cao và đƣợc đƣa
tới giàn nóng. Máy nén là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, công suất,
chất lƣợng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu đều do máy nén quyết
định. Trong quá trình làm việc tỉ số nén vào khoảng 5÷8,1. Tỉ số này phụ thuộc vào
nhiệt độ khơng khí mơi trƣờng xung quanh và loại mơi chất lạnh.

Hình 2.6: Kết cấu của máy nén.
b. Phân loại:
Nhiều loại máy nén đƣợc sử dụng trong hệ thống điện lạnh ô tô, mỗi loại máy
nén đều có đ c điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc khác nhau. Nhƣng tất cả các loại
máy nén đều thực hiện một chức năng nhƣ nhau: Nhận hơi có áp suất thấp từ bộ bốc
hơi và chuyển thành hơi có áp suất cao bơm vào bộ ngƣng tụ.
Thời gian trƣớc đây, hầu hết các máy nén sử dụng loại hai piston và một trục
khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến trong xy lanh, loại này hiện nay khơng cịn sử

13
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

dụng nữa. Hiện nay loại đang sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén piston dọc trục
và máy nén quay dùng cánh trƣợt.

Hình 2.7: Các loại máy nén trong hệ thống làm mát.
c. Nguyên lý hoạt động của máy nén:
+ Bƣớc 1: Sự hút môi chất của máy nén: Khi piston đi từ điểm chết trên

xuống điểm chết dƣới, các van hút mở ra môi chất đƣợc hút vào xy lanh công tác và
kết thúc khi piston xuống điểm chết dƣới.
+ Bƣớc 2: Sự nén của môi chất: Khi piston từ điểm chết dƣới lên điểm chết
trên, van hút đóng van xả mở ra với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ
cao hơn khi đƣợc hút vào. Quá trình kết thúc khi piston nên đến điểm chết trên.
+ Bƣớc 3: Khi piston nên đến điểm chết trên thì quá trình đƣợc l p lại
nhƣ trên.
2.3.2. Bộ ngƣng tụ (Giàn nóng):
a. Chức năng của bộ ngƣng tụ:
Cơng dụng của bộ ngƣng tụ là làm cho môi chất lạnh ở thể hơi dƣới áp suất
và nhiệt độ cao, từ máy nén bơm đến, ngƣng tụ thành thể lỏng
b. Cấu tạo:
Bộ ngƣng tụ đƣợc cấu tạo bằng một ống kim loại dài uốn cong thành nhiều
hình chữ U nối tiếp nhau, xuyên qua vô số cánh tản nhiệt mỏng. Các cánh tỏa nhiệt
14
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

bám sát quanh ống kim loại. Kiểu thiết kế này làm cho bộ ngƣng tụ có diện tích tỏa
nhiệt tối đa và khơng gian chiếm chỗ là tối thiểu.

Hình 2.8: Cấu tạo của giàn nóng (Bộ ngƣng tụ).
6. Mơi chất giàn nóng ra

1. Giàn nóng
2. Cửa vào


7. Khơng khí lạnh
8. Quạt giàn nóng

3. Khí nóng
4. Đầu từ máy nén đến

9. Ống dẫn chữ U

5. Cửa ra

10. Cánh tản nhiệt

Trên ô tô bộ ngƣng tụ đƣợc lắp ráp ngay trƣớc đầu xe, phía trƣớc
thùng nƣớc tỏa nhiệt của động cơ, ở vị trí này bộ ngƣng tụ tiếp nhận tối đa luồng
khơng khí mát thổi xuyên qua do đang lao tới và do quạt gió tạo ra.
c. Ngun lý hoạt động:
Trong q trình hoạt động, bộ ngƣng tụ nhận đƣợc hơi môi chất lạnh dƣới áp
suất và nhiệt độ rất cao do máy nén bơm vào. Hơi mơi chất lạnh nóng chui vào bộ
ngƣng tụ qua ống nạp bố trí phía trên giàn nóng, dịng hơi này tiếp tục lƣu thơng
trong ống dẫn đi dần xuống phía dƣới, nhiệt của khí mơi chất truyền qua các cánh
toả nhiệt và đƣợc luồng gió mát thổi đi. Quá trình trao đổi này làm toả một lƣợng
nhiệt rất lớn vào trong khơng khí. Lƣợng nhiệt đƣợc tách ra khỏi mơi chất lạnh thể
hơi để nó ngƣng tụ thành thể lỏng tƣơng đƣơng với lƣợng nhiệt mà môi chất lạnh
hấp thụ trong giàn lạnh để biến môi chất thể lỏng thành thể hơi.
Dƣới áp suất bơm của máy nén, môi chất lạnh thể lỏng áp suất cao này chảy
thoát ra từ lỗ thoát bên dƣới bộ ngƣng tụ, theo ống dẫn đến bầu lọc (hút ẩm). Giàn
nóng chỉ đƣợc làm mát ở mức trung bình nên hai phần ba phía trên bộ ngƣng tụ vẫn

15

Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết

cịn ga mơi chất nóng, một phần ba phía dƣới chứa mơi chất lạnh thể lỏng, nhiệt độ
nóng vừa vì đã đƣợc ngƣng tụ.
Ngày nay trên xe ngƣời ta trang bị giàn nóng kép hay cịn gọi là giàn nóng
tích hợp để nhằm hóa lỏng ga tốt hơn và tăng hiệu suất của quá trình làm lạnh trong
một số chu trình.

Hình 2.9: Cấu tạo của giàn nóng kép (Giàn nóng tích hợp).
Trong hệ thống có giàn lạnh tích hợp, mơi chất lỏng đƣợc tích lũy
trong bộ chia hơi-lỏng, nên khơng cần bình chứa ho c lọc ga. Môi chất đƣợc làm
mát tốt ở vùng làm mát trƣớc làm tăng năng suất lạnh.

Hình 2.10: Chu trình làm lạnh cho giàn nóng tích hợp.
Ở chu trình làm lạnh của giàn nóng làm mát phụ, bộ chia hoạt động nhƣ là
bình chứa, bộ hút ẩm và lƣu trữ môi chất ở dạng lỏng bên trong bộ chia. Ngồi ra
mơi chất tiếp tục đƣợc làm mát ở bộ phận làm mát để đƣợc chuyển hoàn toàn thành

16
Đồ án tốt nghiệp


Viện kỹ thuật

GVHD: Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết


dạng lỏng và do đó khả năng làm mát đƣợc cải thiện. Trong bộ chia có bộ phận lọc
và hút ẩm để loại trừ hơi ẩm cũng nhƣ vật thể lạ trong môi chất.

Hình 2.11: Cấu tạo của bộ chia hơi - lỏng.
Bộ phân chia hơi-lỏng bao gồm một phi lọc và chất hút ẩm để giữ hơi nƣớc
và c n bẩn của mơi chất.
2.3.3. Bình lọc (hút ẩm mơi chất):
a. Chức năng:
Bình chứa là một thiết bị để chứa môi chất đƣợc hố lỏng tạm thời bởi giàn
nóng và cung cấp một lƣợng môi chất theo yêu cầu tới giàn lạnh. Bộ hút ẩm có chất
hút ẩm và lƣới lọc dùng để loại trừ các tạp chất ho c hơi ấm trong chu trình làm
lạnh.
Nếu có hơi ấm trong chu trình làm lạnh, thì các chi tiết ở đó sẽ bị mài mịn
ho c đóng băng ở bên trong van giãn nở dẫn đến bị tắc kẹt.
b. Cấu tạo của bình lọc:
Bình lọc (hút ẩm) mơi chất lạnh là một bình kim loại bên trong có lƣới lọc (2)
và chất khử ẩm (3). Chất khử ẩm là vật liệu có đ c tính hút chất ẩm ƣớt lẫn trong
mơi chất lạnh. Bên trong bầu lọc/hút ẩm, chất khử ẩm đƣợc đ t giữa hai lớp lƣới lọc
ho c đƣợc chứa trong một túi khử ẩm riêng. Túi khử ẩm đƣợc đ t cố định hay đ t tự
do trong bầu lọc. Khả năng hút ẩm của chất này tùy thuộc vào thể tích và loại chất
hút ẩm cũng nhƣ tuỳ thuộc vào nhiệt độ.

17
Đồ án tốt nghiệp