TỔNG QUAN
Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan trực tiếp đến đề tài
Hiện nay, hầu hết ô tô đều trang bị hệ thống điều hòa nhằm nâng cao tiện nghi cho người sử dụng Tuy nhiên, câu hỏi về khả năng phù hợp của hệ thống này với khí hậu nóng ẩm của Việt Nam vẫn thường được các kỹ thuật viên trong nước đặt ra Các nhà sản xuất ô tô lớn như Toyota, Honda, và GM đã hợp tác với các công ty con như DENSO, SANDEN, và COACHAIR để nghiên cứu và phát triển hệ thống điều hòa Những công ty này tự xây dựng phòng thử nghiệm và thiết bị để đánh giá chất lượng sản phẩm Ngoài ra, các công ty thiết kế như SATAKE và CHINO cũng tham gia sản xuất thiết bị liên quan Các hệ thống thiết bị này thường có giá trị cao và ít khi chuyển giao công nghệ Để đảm bảo chất lượng, các quốc gia phát triển trong ngành công nghiệp ô tô đều thiết lập tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá riêng cho hệ thống điều hòa.
Tại Việt Nam, sản phẩm ô tô chủ yếu được lắp ráp hoặc nhập khẩu nguyên chiếc, do đó, việc đánh giá hệ thống điều hòa chủ yếu dựa vào cảm nhận của người dùng và các thông số đo đạc đơn giản như áp suất hút, áp suất đẩy, nhiệt độ gió ra và độ ồn Hiện nay, chưa có thiết bị hiện đại nào để đánh giá hệ thống điều hòa một cách chính xác Để khắc phục tình trạng hệ thống điều hòa không đạt yêu cầu, các giải pháp thường được áp dụng bao gồm thay thế máy nén điều hòa có dung tích lớn hơn để tăng cường công suất lạnh và dán phim cách nhiệt cho kính chắn gió cũng như các cửa kính.
Trong bối cảnh cơ sở vật chất còn hạn chế, việc tìm ra phương pháp đơn giản và hiệu quả để khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa trên xe là rất cần thiết.
Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là đề xuất phương pháp khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa của xe con, nhằm phù hợp với điều kiện trong nước.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều hòa ô tô con và phương pháp khảo sát đánh giá nó.
Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu
Để triển khai đề tài, tác giả đã nghiên cứu tài liệu từ các công ty cung cấp băng thử và phòng thử điều hòa ô tô, đồng thời xem xét các tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm điều hòa ô tô của các quốc gia khác Từ đó, tác giả rút ra phương pháp chung, đối chiếu với điều kiện trong nước để đề xuất phương pháp đánh giá điều hòa ô tô con Phương pháp này sẽ được áp dụng trên một đối tượng cụ thể nhằm kiểm tra tính phù hợp của nó.
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống điều hòa không khí trên ô tô con
- Nghiên cứu, đề xuất phương pháp khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa xe con
- Khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa không khí xe con
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TRÊN Ô TÔ CON
Cơ sở lý thuyết điều hòa không khí trên ô tô
Hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong ô tô con, với các yếu tố cần được tạo ra, duy trì và kiểm soát như nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông và tuần hoàn không khí, khử bụi, tiếng ồn, khí độc hại và vi khuẩn Việc nghiên cứu và khảo sát các đại lượng này là cần thiết trước khi tiến hành bố trí và lắp đặt hệ thống lên ô tô.
Hệ thống điều hòa không khí thực sự là một hệ thống có khả năng duy trì trạng thái không khí trong không gian cần điều chỉnh, đảm bảo nhiệt độ ở mức quy định.
Nó không chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc sự thay đổi của phụ tải bên trong
Nghiên cứu cho thấy, môi trường không khí có ảnh hưởng lớn đến cảm giác của con người, với nhiệt độ lý tưởng từ 18°C đến 25°C Ở mức 25°C, độ ẩm tương đối của không khí quyết định đến mức độ bay hơi nước từ cơ thể lên tới 50% Hơn nữa, tốc độ chuyển động của không khí xung quanh, khoảng 0,25 m/s, cũng ảnh hưởng đến lượng hơi ẩm thoát ra từ cơ thể.
Về mặt thiết bị hệ thống điều hòa không khí là một tổ hợp bao gồm các thành phần sau:
Máy lạnh là thành phần quan trọng trong hệ thống điều hòa không khí, có nhiệm vụ chính là kiểm soát trạng thái không khí trong không gian cần điều chỉnh theo yêu cầu.
Bộ phận gia nhiệt và hâm nóng trong máy lạnh hỗ trợ điều chỉnh các thông số không khí Tuy nhiên, không phải tất cả hệ thống điều hòa không khí đều cần bộ phận này, đặc biệt ở những vùng có khí hậu nóng bức, nơi mà sự biến động phụ tải không lớn và yêu cầu kỹ thuật không cao.
Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh là phương pháp chuyển giao chất tải lạnh từ nguồn sinh lạnh đến khu vực cần thực hiện kỹ thuật lạnh Trong các hệ thống nhỏ, chất tải lạnh thường đóng vai trò là tác nhân lạnh chính.
Hệ thống phun ẩm: Thường được dùng cho những nơi có nhu cầu gia tăng độ chứa hơi không khí trong không gian điều hòa
Hệ thống thải không khí: Trong không gian cần điều hòa ra ngoài trời hoặc tuần hoàn trở lại vào hệ thống
Bộ điều chỉnh và khống chế tự động: Để theo dõi, duy trì và ổn định tự động các thông số chính của hệ thống
Hệ thống giảm ồn, chống cháy, lọc bụi, khử mùi
Hệ thống phân phối không khí
Không phải tất cả các hệ thống điều hòa không khí đều cần có đầy đủ các thiết bị cơ bản; một số hệ thống có thể bổ sung thêm các bộ phận phụ để tăng cường hiệu suất và khả năng thích ứng Hệ thống điều hòa không khí có thể được sử dụng cho nhiều không gian cố định như nhà ở, hội trường và phòng làm việc, cũng như cho các không gian di động như ô tô, xe lửa và máy bay.
1.2 Lý thuyết về điều hòa không khí trong ôtô
Ngày nay, ngành công nghiệp ôtô đang phát triển mạnh mẽ nhờ vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật Những chiếc xe mới được cải tiến với nhiều tiện nghi, an toàn và hiện đại hơn so với các mẫu xe cũ Hệ thống điều hòa không khí là một trong những trang bị quan trọng trên ôtô hiện đại, giúp tạo ra sự thoải mái và dễ chịu cho hành khách trong suốt hành trình.
Hình 2 -1 Các nguồn gây ra sức nóng bên trong xe
Hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên những nguyên lý cơ bản sau:
- Dòng nhiệt luôn truyền từ nơi nóng đến nơi lạnh
- Khi bị nén chất khí sẽ làm tăng nhiệt độ
Sự giãn nở thể tích của chất khí giúp phân bố năng lượng nhiệt ra một vùng rộng lớn, dẫn đến việc hạ thấp nhiệt độ của chất khí Để làm lạnh một người hoặc một vật thể, cần phải lấy nhiệt ra khỏi chúng.
Một số lượng lớn nhiệt lượng được hấp thụ khi một chất lỏng thay đổi trạng thái biến thành hơi
Tất cả hệ thống điều hòa không khí ô tô được thiết kế dựa trên ba đặc tính cơ bản: dòng nhiệt, sự hấp thụ nhiệt và mối quan hệ giữa áp suất với điểm sôi.
Dòng nhiệt là quá trình truyền nhiệt từ các vùng có nhiệt độ cao hơn, nơi các phần tử chuyển động mạnh, đến những vùng có nhiệt độ thấp hơn, nơi các phần tử chuyển động yếu hơn Sự truyền nhiệt có thể diễn ra qua ba phương thức chính: dẫn nhiệt, đối lưu, và bức xạ, hoặc là sự kết hợp của cả ba phương thức này.
Dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt có hướng trong một vật hoặc giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc trực tiếp Chẳng hạn, khi một đầu của thanh thép được nung nóng, đầu còn lại sẽ dần ấm lên nhờ hiện tượng dẫn nhiệt.
Sự đối lưu là quá trình truyền nhiệt thông qua sự di chuyển của chất lỏng hoặc khí đã được làm nóng Nó cũng có thể hiểu là sự truyền nhiệt giữa các vật thể nhờ vào không khí xung quanh chúng.
Bức xạ là quá trình phát và truyền nhiệt dưới dạng tia hồng ngoại, không cần không khí hay tiếp xúc giữa các vật Khi đứng dưới ánh sáng mặt trời hoặc gần đèn pha ôtô, chúng ta cảm thấy ấm áp vì nhiệt từ mặt trời và đèn pha được chuyển đổi thành tia hồng ngoại Khi những tia này tiếp xúc với vật thể, chúng làm cho các phần tử của vật chuyển động, tạo cảm giác nóng Quá trình truyền nhiệt này được gọi là bức xạ.
Sự hấp thụ nhiệt cho thấy vật chất tồn tại ở ba trạng thái: rắn, lỏng và khí, và để thay đổi trạng thái, cần truyền nhiệt lượng Áp suất ảnh hưởng lớn đến hệ thống điều hòa không khí, khi tác động lên chất lỏng, nó làm thay đổi điểm sôi; áp suất cao làm tăng điểm sôi, trong khi giảm áp suất sẽ hạ điểm sôi Đơn vị BTU (British Thermal Unit) được sử dụng để đo nhiệt lượng truyền từ vật thể này sang vật thể khác; cụ thể, để nung 1 pound nước (0,454 kg) lên 1°F (0,55°C), cần truyền cho nước 1 BTU nhiệt.
Năng suất của của một hệ thống điện lạnh ôtô được định rõ bằng 1 BTU/giờ, vào khoảng 12000-24000 BTU/giờ
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô bao gồm một bộ thông gió, một bộ hút ẩm, một bộ sưởi ấm và một bộ làm lạnh
Để tạo ra không khí trong lành và dễ chịu cho hành khách, ô tô cần có hệ thống thông gió Hệ thống này giúp lưu thông không khí sạch từ bên ngoài vào trong xe, đồng thời làm thông thoáng không gian bên trong Có hai loại thông gió: thông gió không điều khiển và thông gió có điều khiển (thông gió cưỡng bức).
Sự thông gió không điều khiển diễn ra khi mở cửa sổ, trong khi sự thông gió có điều khiển sử dụng hệ thống quạt và ống dẫn khí để tuần hoàn không khí trong xe, không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển.
Hình 2-2 Hệ thống thông gió có điều khiển
Một số ôtô con hiện đại được trang bị hệ thống thông gió sử dụng năng lượng mặt trời Khi nhiệt độ bên trong xe quá cao, cảm biến sẽ tự động kích hoạt quạt thông gió nhỏ, lấy năng lượng từ pin mặt trời trên nóc xe Quạt này giúp đẩy không khí nóng ra ngoài và hút không khí mát vào trong xe Khi quạt ngừng hoạt động hoặc trong những ngày thời tiết mát mẻ, năng lượng từ pin mặt trời sẽ được nạp lại vào ắc quy.
Thiết bị sấy nóng không khí trong ôtô là một phần quan trọng giúp sưởi ấm không gian hành khách và làm tan băng kính chắn gió Có nhiều loại thiết bị sưởi ấm như sử dụng nước làm mát, nhiệt khí cháy và khí xả, nhưng thiết bị sử dụng nước làm mát được ưa chuộng hơn cả Nước làm mát sẽ tuần hoàn qua két sưởi, làm nóng các ống sưởi, và quạt gió sẽ thổi không khí qua két để tạo ra không khí ấm Tuy nhiên, khi động cơ còn nguội, nước làm mát không đủ nhiệt độ để làm nóng két sưởi, dẫn đến việc nhiệt độ không khí thổi ra không đạt yêu cầu.
Bộ sưởi ấm được điều khiển thông qua các cần gạt hoặc núm xoay trên bảng điều khiển, bao gồm ba chức năng chính: điều khiển chức năng, điều khiển nhiệt độ và điều khiển tốc độ thổi gió Điều khiển chức năng xác định ngõ ra khí nóng, trong khi điều khiển nhiệt độ giúp điều chỉnh mức độ nhiệt của không khí Cuối cùng, điều khiển tốc độ thổi gió cho phép người dùng điều chỉnh tốc độ quạt thổi, mang lại sự linh hoạt và tiện lợi trong việc sử dụng bộ sưởi ấm.
Sự làm lạnh và làm mát không khí trong ôtô
Hệ thống điều hòa không khí ô tô hoạt động bằng cách thu nhiệt lượng trong cabin và thải ra môi trường bên ngoài, giúp giảm nhiệt độ theo nhu cầu người sử dụng Các bộ phận chính của hệ thống bao gồm máy nén, giàn nóng, bầu lọc, giàn lạnh và các ống dẫn chất tải lạnh Mục tiêu chính của hệ thống này là điều chỉnh nhiệt độ trong ô tô đến mức phù hợp, đáp ứng yêu cầu của người trong cabin.
Hình 2 - 3 Hệ thống sưởi ấm không khí trên ôtô
Một chu trình làm lạnh cơ bản bao gồm các bước như sau: đầu tiên, nhiệt được lấy từ không khí trong cabin ôtô, sau đó không khí này được làm lạnh và cuối cùng, luồng khí mát được phân phối đều trong cabin, giúp tạo ra môi trường thoải mái cho người ngồi trong xe.
Hình 2- 4 Hệ thống điều hòa ô tô
Hình 2– 5 Chu trình làm lạnh trong hệ thống điều hòa ôtô
Môi chất lạnh được bơm từ máy nén với áp suất và nhiệt độ cao, sau đó được chuyển đến bộ ngưng tụ (giàn nóng) dưới dạng hơi.
Tại bộ ngưng tụ, môi chất có nhiệt độ cao được làm mát bởi quạt gió Khi môi chất ở thể hơi được giải nhiệt, nó sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp.
Môi chất lạnh ở dạng lỏng được lưu thông đến bình lọc/hút ẩm, nơi mà nó được tinh khiết hóa nhờ quá trình loại bỏ hơi ẩm và tạp chất thông qua các lưới lọc và hạt hút ẩm trong bình chứa.
Van giãn nở hay van tiết lưu có vai trò điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng vào bộ bốc hơi hoặc giàn lạnh, giúp hạ thấp áp suất của môi chất lạnh Sự giảm áp này làm giảm nhiệt độ sôi của môi chất, kết hợp với nhiệt độ không khí trong cabin xe, khiến môi chất sôi lên và chuyển từ trạng thái lỏng sang thể hơi trong bộ bốc hơi.
Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt mạnh mẽ, giúp giảm nhiệt độ toàn bộ giàn lạnh Quạt gió của giàn lạnh sau đó hút không khí trong cabin ôtô, thổi qua bộ bốc hơi và đưa không khí mát trở lại cabin thông qua các cửa sổ dẫn gió.
Môi chất lạnh ở trạng thái hơi với áp suất thấp được hút về máy nén qua chu trình hút, sau đó được bơm đi, hoàn thành một chu trình làm lạnh và khởi đầu cho chu trình mới.
Thông thường, hệ thống điều hòa không khí ôtô có thể được chia ra làm
Hệ thống lạnh được chia thành hai phần chính: phần cao áp nhiệt và phần hạ áp nhiệt Phần cao áp nhiệt bao gồm môi chất được bơm đi dưới áp suất và nhiệt độ cao, với các thiết bị chủ yếu như máy nén, bộ ngưng tụ, bình lọc và hút ẩm Ngược lại, phần hạ áp nhiệt là nơi môi chất lạnh quay trở lại máy nén với áp suất và nhiệt độ thấp, bao gồm các thiết bị như bộ bốc hơi và van tiết lưu.
Hệ thống điều hòa không khí trong xe được thiết kế chủ yếu để làm mát không khí vào mùa hè và khử ẩm vào mùa đông, giúp ngăn ngừa tình trạng mờ kính Thông thường, hệ thống này được tích hợp với hệ thống sưởi, cho phép điều chỉnh nhiệt độ sưởi ấm phù hợp trong xe.
Hình 2 - 6 Hệ thống được chia thành 2 phần cao áp và hạ áp
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT
Phương pháp thử trên băng thử
Phương pháp thử trên băng thử là cách hiệu quả để đánh giá các cụm chi tiết hoặc toàn bộ hệ thống điều hòa ô tô Các băng thử này thường được phát triển bởi các nhà sản xuất ô tô hoặc được cung cấp bởi một số công ty chuyên sản xuất thiết bị thử nghiệm.
1.1 Băng thử của hãng CHINO
Hãng CHINO Nhật Bản đã giới thiệu hệ thống thử nghiệm điều hòa khí theo tiêu chuẩn JIS D1618-2000 Hệ thống này được phát triển để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của thiết bị điều hòa Các thông số kỹ thuật của băng thử nghiệm được trình bày chi tiết trong bảng 3-1.
Hình 3 – 1 Băng thử nghiệm điều hòa của Hãng CHINO
Bảng 3-1 Các thông số chính của băng thử điều hòa của hãng CHINO
Giàn nóng Lượng nhiệt thải 220kW (ở 35C) Giàn lạnh Lượng nhiệt thu 1.212kW
Máy nén điều hòa 50012,000 rpm
Phòng thí nghiệm giàn nóng
Phạm vi nhiệt độ/ độ ẩm －4060C /2090%RH Lưu lượng gió 21,600m 3 /h
Phòng thí nghiệm giàn lạnh
Phạm vi nhiệt độ/ độ ẩm －4060C /2090%RH
Phòng dẫn động máy nénvà điều nhiệt
1.2 Băng thử của công ty SATAKE
Công ty SATAKE đã phát triển hệ thống đánh giá điều hòa xe con theo tiêu chuẩn JIS D1618 của Nhật Bản, cho phép mô phỏng chính xác hệ thống điều hòa trên xe thực tế Hệ thống này sử dụng phương pháp đo entanpi không khí để thực hiện các phép đo cần thiết Máy nén được vận hành bởi động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ vòng quay và hiển thị công suất Ngoài ra, tốc độ và nhiệt độ của không khí làm mát giàn nóng cũng có thể được điều chỉnh linh hoạt.
Hình 3 – 2 Sơ đồ kết cấu băng thử điều hòa của SATAKE
Hình 3 – 3 Hình ảnh băng thử điều hòa của SATAKE
Phương pháp thử trong phòng thử (hãng Mitsubishi)
Tập đoàn Công nghiệp nặng Mitsubishi đã phát triển và cung cấp hệ thống thử nghiệm cho hệ thống điều hòa không khí, được minh họa trong Hình 3-4 và Hình 3-5, với các thông số chi tiết trong bảng 3-2 Phòng thử nghiệm này có những đặc điểm nổi bật, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc đánh giá hiệu suất của hệ thống điều hòa.
* Thử nghiệm điều hòa ô tô sử dụng khí ga thông thường
* Bộ bức xạ điều chỉnh tùy ý
Hình 3 – 4 Ô tô trong băng thử điều hòa của Mitsubishi
Hình 3 – 5 Kết cấu của phòng thử nghiệm điều hòa
Bảng 3-2 Thông số của phòng thử điều hòa của Mitsubishi
Dòng khí Tốc độ thổi Phạm vi 0120 km/h
Sai số Nhỏ hơn ±3% Điều chỉnh
Phạm vi -2550C Dao động Nhỏ hơn ±1C Sai số Nhỏ hơn ±1C Độ ẩm Phạm vi 3080%RH
Dao động Nhỏ hơn ±10%RH Thiết bị bức xạ
Nhiệt lượng bức xạ 01.16kW/m2
Sai số nhiệt lượng Nhỏ hơn ±15%
Bộ bức xạ Góc chiếu 2590
Phòng thử nghiệm điều hòa ô tô này được thiết kế để kiểm tra tính năng của hệ thống điều hòa không khí trên xe con, đồng thời thực hiện các thử nghiệm tổng hợp cho một số phụ tùng ô tô khác sau khi đã lắp đặt lên xe thực tế.
Nghiên cứu tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm của nước ngoài
Để có cái nhìn tổng quát về tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm điều hòa không khí, tác giả đã nghiên cứu các tiêu chuẩn quốc tế Đặc biệt, trong bối cảnh thị trường ô tô và điều kiện địa lý tại Việt Nam, có thể tham khảo tiêu chuẩn thử nghiệm của Ấn Độ và phương pháp thử nghiệm của Nhật Bản.
3.1 Tiêu chuẩn thử nghiệm của Ấn Độ IS 14618 – 1999
Tiêu chuẩn thử nghiệm IS14618-1999 có các nội dung liên quan trực tiếp tới thử nghiệm hệ thống điều hòa như sau
3.1.1 Chuẩn bị xe thử nghiệm
Trước khi tiến hành thử nghiệm hệ thống điều hòa không khí của xe, cần đảm bảo rằng hệ thống được nạp đầy đủ chất tải lạnh theo khối lượng quy định của nhà sản xuất, ắc quy hoặc nguồn điện thay thế đạt điện áp định mức trong suốt quá trình thử nghiệm, và không gian thử nghiệm có cách nhiệt phù hợp để ngăn chặn nhiệt thâm nhập Vị trí và vật liệu cách nhiệt phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất với các tiêu chuẩn chống cháy Tỷ lệ không khí từ các cửa gió cần đúng thông số của nhà sản xuất, và tất cả dòng khí lạnh phải được điều chỉnh hướng thẳng tới ngực và mặt người trên xe Quạt gió cần được điều chỉnh ở nấc thổi tối đa, cùng với các thiết lập khác của hệ thống điều hòa cũng phải ở mức tối đa Nếu có cửa gió ngoài, cần đóng cửa này trong suốt quá trình thử nghiệm.
3.1.2 Thử nghiệm đánh giá hệ thống điều hòa
Các thử nghiệm sau đây được tiến hành để đánh giá khả năng làm mát của hệ thống điều hòa:
- Thử nghiệm cool down (xem mục a)
- Thử nghiệm giải nhiệt kém (xem mục b)
- Thử nghiệm khi gia tốc (xem mục c)
Tất cả các thử nghiệm được thực hiện vào giữa trưa, khi nhiệt độ môi trường xung quanh tối thiểu là 30C, trong điều kiện thời tiết trong xanh Một trong những thử nghiệm quan trọng là thử nghiệm Cooldown.
Cảm biến, như cặp nhiệt điện, được sử dụng để ghi nhận thông tin nhiệt độ tại vị trí ngang tai của tài xế trong xe, yêu cầu độ chính xác là ±1°C.
Sau khi chuẩn bị, xe cần được đặt dưới ánh nắng mặt trời mà không có bóng mát che phủ, để xe hấp thụ toàn bộ bức xạ nhiệt Quá trình hâm nóng xe diễn ra trong 1 giờ, tương tự như khi xe đang di chuyển trên đường, nhằm tối ưu hóa năng lượng bức xạ tác động lên kính chắn gió và các kính cửa Tất cả cửa xe, bao gồm cả cửa thông gió, phải được đóng kín hoàn toàn trong suốt thời gian này, được gọi là giai đoạn hâm nóng xe.
Sau khi hâm nóng xe, ít nhất hai người sẽ vào xe để thử nghiệm, đảm bảo không vượt quá sức chứa của xe Những người tham gia thử nghiệm cần đáp ứng các điều kiện cụ thể.
- Vào và đóng kín cửa một cách nhanh chóng
- Người thử nghiệm vào bằng một cửa (số cửa mở cho người thử nghiệm vào không vượt quá 1 cửa)
Sau khi người thử nghiệm vào xe, các cảm biến sẽ ghi nhận lại nhiệt độ ban đầu tại vị trí ngang tai của người thử nghiệm
Khi vận hành xe và mở hệ thống điều hòa với công suất tối đa, xe sẽ hoạt động ổn định ở tốc độ 60 km/h trong một giờ Điều này đảm bảo máy nén hoạt động ở tốc độ từ 50-80% tốc độ tối đa Thời gian được tính từ khi người thử nghiệm bắt đầu sử dụng hệ thống điều hòa.
Trong suốt 1 giờ thử nghiệm, các cảm biến đã ghi nhận nhiệt độ tại vị trí ngang tai người thử nghiệm mỗi 5 phút Thời gian này được xác định dựa trên độ nhạy, độ đáp ứng của cảm biến nhiệt độ và khả năng của thiết bị ghi dữ liệu.
Sự thay đổi nhiệt độ trong xe
Nhiệt độ trung bình sẽ được mô tả thông qua biểu đồ theo thời gian b Thử nghiệm giải nhiệt kém
Thử nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu suất của hệ thống làm mát động cơ khi điều hòa không khí hoạt động trong điều kiện thời tiết nóng và giao thông đông đúc Chỉ những xe có giàn ngưng tụ gần két nước làm mát mới được áp dụng thí nghiệm này Nó có thể được thực hiện độc lập hoặc ngay sau khi thử nghiệm cooldown.
Lắp đặt cảm biến, như cặp nhiệt điện, để theo dõi nhiệt độ của nước làm mát động cơ là rất quan trọng Đảm bảo rằng không có nước rò rỉ trong hệ thống làm mát để duy trì hiệu suất Bên cạnh đó, việc lắp đồng hồ áp suất để ghi lại áp suất của hệ thống điều hòa cũng cần thiết, với yêu cầu độ chính xác của các đồng hồ đo áp suất là ± 1 kPa.
- Nước trong hệ thống làm mát động cơ phải đúng theo quy định của nhà sản xuất
Xe được đậu dưới ánh nắng mặt trời, cách bức tường 1m từ lưới tản nhiệt, không có gió thổi ngang qua Nếu có gió lớn (trên 1,5m/s), cần đặt tấm chắn hai bên cách thành xe 2m để bảo vệ Với cách đỗ này, tất cả các cửa kính của xe đều được bảo đảm an toàn.
Mở hoàn toàn 43 của xe và cho xe chạy ở chế độ không tải Thiết lập hệ thống điều hòa không khí theo các điều kiện đã nêu trong mục (f, g, h mục 3.1.1) Theo dõi nhiệt độ nước làm mát và sự thay đổi áp suất của hệ thống điều hòa trong từng khoảng thời gian.
5 phút Thời gian thử nghiệm được tính từ lúc hệ thống điều hòa bắt đầu hoạt động
- Thử nghiệm được kéo dài đến khi nhiệt độ động cơ ổn định 10 phút
Các thử nghiệm sẽ ngừng lại khi nhiệt độ động cơ đạt đến giới hạn quy định của nhà sản xuất xe hoặc khi hệ thống điều hòa không khí đạt đến giới hạn áp suất cao theo quy định.
Thử nghiệm đánh giá hiệu suất của hệ thống làm mát động cơ khi tăng tốc trên đường cao tốc trong điều kiện hoạt động của hệ thống điều hòa không khí Thử nghiệm này có thể được tiến hành độc lập hoặc ngay sau khi kiểm tra quá trình làm mát.
Tất cả hệ thống điều khiển điều hòa không khí được thiết lập theo các điều kiện mục (f, g, h phần 3.1.1), với tất cả các cửa sổ xe mở để tạo tải lớn nhất cho hệ thống Xe được di chuyển và tăng tốc nhanh nhất có thể đến tốc độ tối đa, duy trì trong 10 giây trước khi giảm tốc xuống 30 km/h càng nhanh càng tốt Đây được coi là một lần tăng tốc, và quá trình này sẽ được lặp lại liên tục mười lần hoặc cho đến khi nhiệt độ nước làm mát động cơ ổn định sau ba lần liên tiếp Các lần tăng tốc tiếp theo bắt đầu từ tốc độ 30 km/h mà không cần đạt trạng thái ổn định, và nhiệt độ nước làm mát động cơ được ghi lại ngay trước mỗi giai đoạn tăng tốc.
Thử nghiệm phải được dừng lại nếu nhiệt độ nước làm mát động cơ đạt đến giới hạn của nó do nhà sản xuất xe quy định
3.2 Phương pháp khảo sát đánh giá điều hòa của Nhật Bản
Nhật Bản đề ra tiêu chuẩn đánh giá điều hòa ô tô trong tiêu chuẩn JIS D1618 -
Đề xuất phương pháp khảo sát và đánh giá
Tại Việt Nam, nghiên cứu và phát triển hệ thống điều hòa không khí cho xe con chưa được chú trọng, với số lượng trung tâm nghiên cứu còn hạn chế và trang thiết bị còn thiếu thốn Điều này dẫn đến việc chưa thể đầu tư vào các thiết bị hiện đại như băng thử và phòng thử nghiệm, đồng thời cũng hạn chế khả năng áp dụng các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế.
Dựa trên các phương pháp khảo sát đánh giá quốc tế và khả năng sử dụng cảm biến nhiệt độ tự động ghi theo thời gian, tác giả đề xuất một phương pháp khảo sát đánh giá điều hòa tại Việt Nam, tập trung chủ yếu vào việc đánh giá Cooldown.
4.1 Chuẩn bị xe thử nghiệm
Trước khi tiến hành thử nghiệm, cần đảm bảo rằng hệ thống điều hòa không khí của xe đã được nạp đầy đủ chất tải lạnh theo khối lượng quy định của nhà sản xuất Ắc quy xe hoặc nguồn điện thay thế phải duy trì mức điện áp định mức trong suốt quá trình thử nghiệm Tất cả các dòng khí lạnh từ cửa gió ra cần được điều chỉnh hướng thẳng tới người lái phía trước hoặc xuống sàn xe và mở ở mức tối đa Quạt gió cũng phải được điều chỉnh ở nấc thổi tối đa, cùng với các thiết lập khác của hệ thống điều hòa không khí Nếu có cửa gió ngoài, cần đóng cửa này trong suốt quá trình thử nghiệm.
4.2 Kiểm tra hệ thống điều hòa trước khi thử nghiệm Để đảm bảo hệ thống điều hòa cần khảo sát làm việc ổn định, cần thực hiện cac nội dung kiểm tra sau:
- Kiểm tra độ căng đai dẫn động máy nén điều hòa
- Kiểm tra quạt giàn nóng
- Kiểm tra cụm giàn lạnh
- Kiểm tra máy nén điều hòa
Thử nghiệm được tiến hành vào thời điểm nóng nhất trong ngày, khoảng giữa trưa, dưới bầu trời trong xanh không có bóng râm, với nhiệt độ môi trường xung quanh tối thiểu là 30C.
4.3.1 Thử nghiệm Cooldown a Lắp đặt cảm biến trên xe
Cảm biến đo nhiệt độ tự động ghi lại nhiệt độ theo khoảng thời gian đã định, với độ chính xác yêu cầu là ±1°C Thời gian giãn cách giữa các lần đo được đặt là 5 phút.
Để đánh giá nhiệt độ trong xe, cần bố trí các cảm biến tại các vị trí quan trọng như chỗ ngồi của người lái, hành khách, cửa hút gió, cửa gió ra, giàn nóng và nhiệt độ ngoài trời Việc lắp đặt cảm biến ở vị trí thích hợp sẽ giúp thu thập các giá trị chính xác cho quá trình khảo sát và phân tích hiệu quả hệ thống hâm nóng xe.
Sau khi chuẩn bị cảm biến, hãy đặt xe dưới ánh nắng mặt trời để tránh bóng râm che khuất Đảm bảo xe được hâm nóng tối đa trong ít nhất 1 giờ, để năng lượng bức xạ nhiệt mặt trời tác động lên kính chắn gió và các kính cửa Tất cả các cửa xe, bao gồm cả cửa thông gió, cần được đóng hoàn toàn.
Sau khi tiến hành hâm nóng xe, ít nhất hai người thử nghiệm sẽ vào xe Họ cần nhanh chóng vào và đóng kín cửa để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình thử nghiệm.
4.3.2 Thử nghiệm ở chế độ không tải Đến thời điểm cảm biến bắt đầu ghi dữ liệu thì nổ máy và bật điều hòa ở mức lạnh nhất với tốc độ thổi gió mạnh nhất Thời gian được tính từ lúc thử nghiệm và kéo dài 100 phút để đường cooldown đạt đến trạng thái ổn định
4.3.3 Thử nghiệm ở chế độ làm việc thông thường
Trong quá trình thử nghiệm, xe được giữ nguyên vị trí và tăng ga để động cơ đạt tốc độ khoảng 2000 vòng/phút Thời gian giữ tốc độ này là 20 phút nhằm thu thập dữ liệu đánh giá hiệu suất của hệ thống điều hòa khi xe hoạt động bình thường.
5 Đọc, xử lý dữ liệu đo và đánh giá
Nhiệt độ tại các vị trí đo sẽ được mô tả thông qua biểu đồ theo thời gian
Tiêu chí đánh giá ở đây là khả năng hệ thống điều hòa hạ được nhiệt độ trong xe xuống tới nhiệt độ phù hợp với con người.
