TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan trực tiếp đến đề tài
Sự phát triển của khoa học công nghệ đã mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp ôtô, đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ an toàn và tính thân thiện với môi trường Các xe ôtô hiện đại ngày càng được cải tiến về công nghệ, trong đó hệ thống điều hòa không khí trở thành một tiêu chuẩn không thể thiếu, mang lại sự thoải mái cho người sử dụng.
Các nhà máy sản xuất và lắp ráp ô tô trong nước thường mua bộ điều hòa nguyên chiếc từ các nhà sản xuất như DENSO, MANDO để lắp lên xe Sau khi lắp đặt, việc kiểm tra hoạt động và đánh giá tính năng của hệ thống điều hòa là cần thiết để đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Quy trình này thường do các nhà cung cấp thực hiện, tuy nhiên họ không công bố phương pháp cụ thể Để nâng cao tính chủ động trong thiết kế và chế tạo ô tô trong nước, việc nghiên cứu và làm rõ phương pháp khảo sát, đánh giá là rất quan trọng.
Vấn đề cần thiết hiện nay là nghiên cứu và đề xuất phương pháp khảo sát, đánh giá hệ thống điều hòa trên xe khách một cách đơn giản và chính xác, nhằm kiểm tra xem hệ thống điều hòa có đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật hay không.
1.2 Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là đề xuất một phương pháp khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa trên xe khách một cách đơn giản và chính xác.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều hòa không khí trên ô tô khách, bao gồm nhiều loại xe với sức chứa khác nhau như 12, 16, 25, 29 và 45 chỗ ngồi Các loại ô tô khách lớn hơn thường có kích thước và kết cấu phức tạp hơn, điều này ảnh hưởng đến hiệu suất và khả năng hoạt động của hệ thống điều hòa không khí.
Nghiên cứu này tập trung vào hệ thống điều hòa không khí trên ô tô khách 29 chỗ, một loại phương tiện phổ biến hiện nay, với các đặc điểm và công suất khác nhau.
1.4 Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống điều hòa không khí trên ô tô khách
Phương pháp lựa chọn cho hệ thống điều hòa không khí trên xe khách 29 chỗ ngồi bao gồm việc tiếp cận sản phẩm từ các nhà cung cấp nổi tiếng như DENSO và MANDO Qua việc tìm hiểu cấu tạo và các thông số kỹ thuật của sản phẩm, chúng tôi có thể đưa ra các chỉ tiêu đánh giá phù hợp Cuối cùng, chúng tôi sẽ tiến hành khảo sát trực tiếp trên ô tô bằng cách lắp đặt nhiều cảm biến ở các vị trí khác nhau trên xe để thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của hệ thống điều hòa.
Tìm hiểu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trên xe khách rất quan trọng Nghiên cứu và xây dựng các chỉ tiêu đánh giá hiệu suất của hệ thống này sẽ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ Đồng thời, đề xuất phương pháp khảo sát và đánh giá hệ thống điều hòa xe khách cũng là một bước cần thiết để đảm bảo sự hoạt động hiệu quả và thoải mái cho hành khách.
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TRÊN
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô khách
"Điều hòa không khí" là thiết bị quan trọng giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng trong không gian sống Khi nhiệt độ trong phòng tăng cao, điều hòa không khí sẽ hoạt động để làm mát và tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng.
Hệ thống điều hòa không khí hoạt động bằng cách loại bỏ nhiệt độ (gọi là “làm lạnh”) khi nhiệt độ trong phòng cao, và cung cấp nhiệt để tăng nhiệt độ (gọi là “sưởi”) khi cần thiết Đồng thời, hơi nước cũng được điều chỉnh để duy trì độ ẩm trong phòng ở mức phù hợp.
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô bao gồm bốn bộ phận chính: bộ thông gió, bộ hút ẩm, bộ sưởi ấm và bộ làm lạnh.
Để tạo không khí trong lành và thoải mái cho hành khách, ô tô cần có hệ thống thông gió hiệu quả Hệ thống này giúp lưu thông không khí, đưa khí sạch từ bên ngoài vào trong xe và làm thông thoáng không gian nội thất 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 xảy ra khi mở cửa sổ, trong khi thông gió có điều khiển sử dụng hệ thống quạt và ống dẫn không khí để duy trì 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 tăng cao do đậu lâu, cảm biến nhiệt độ sẽ kích hoạt quạt thông gió nhỏ, sử dụng 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 mát mẻ, năng lượng từ pin mặt trời sẽ được sử dụng để sạc ắc quy.
Thiết bị sấy nóng không khí trong ôtô giúp sưởi ấm gian hành khách và làm tan băng kính chắn gió Có nhiều loại thiết bị sưởi ấm, nhưng bộ sưởi sử dụng nước làm mát là phổ biến nhất Nước làm mát tuần hoàn qua két sưởi để làm nóng các ống sưởi, và quạt 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, dẫn đến việc nhiệt độ không khí thổi qua giàn sưởi không tăng lên.
Hình 2-3 Hệ thống sưởi ấm không khí trên ôtô
Bộ sưởi ấm được điều khiển thông qua các cần gạt hoặc núm xoay trên bảng điều khiển, với 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 hướng phát khí nóng, trong khi điều khiển nhiệt độ điều chỉnh mức nhiệt của không khí và điều khiển tốc độ thổi gió kiểm soát tốc độ quạt thổi.
Khi điều chỉnh các núm hoặc cần gạt, vị trí của các cửa nhiệt trong bộ sưởi sẽ thay đổi, ảnh hưởng đến lượng khí đi qua lõi nhiệt Sự thay đổi này giúp kiểm soát nhiệt độ không khí phát ra và hướng thoát khí.
Cửa được điều khiển bằng cáp hoặc motor chân không, trong đó khi xoay các núm điều khiển, chân không từ cụm ống nạp sẽ kích hoạt motor Sự chuyển động của màng motor chân không tác động lên cơ cấu đòn bẩy, giúp thay đổi vị trí các cửa thổi luồng không khí đã được sưởi ấm Không khí từ lò sưởi được phân phối đến các cửa trên bảng điều khiển, dãy ghế phía sau và kính chắn gió để làm tan băng, đồng thời cũng có vòi khí làm tan băng ở kính các cửa phía trước và kính phía sau.
2.2.3 Sự làm lạnh và làm mát không khí trong ôtô Điều hoà không khí là một hệ thống điều khiển nhiệt độ và độ ẩm trong xe Khi nhiệt độ bên trong xe cao, nhiệt được lấy đi để giảm nhiệt độ (làm lạnh); khi nhiệt độ thấp, nhiệt được cung cấp để tăng nhiệt độ (sưởi ấm) Mặt khác, hơi nước được thêm vào hay lấy đi khỏi không khí để đảm bảo độ ẩm trong phòng ở mức thích hợp Điều hoà không khí cũng giúp loại bỏ các chất cản trở tầm nhìn như sương mù, băng đọng trên mặt trong của kính xe Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều hòa không khí ôtô khách được thể hiện trong hình 2-4 Hệ thống này bao gồm các chi tiết cơ bản như: máy nén, giàn nóng, bầu lọc, giàn lạnh, các ống dẫn chất tải lạnh (ga điều hòa) Vai trò chính của hệ thống là điều khiển nhiệt độ trong ô tô đến nhiệt độ thích hợp đáp ứng yêu cầu của người trong ô tô
Hình 2- 4 Hệ thống điều hòa trên ô tô khách
Một chu trình làm lạnh cơ bản trong ôtô bao gồm các bước chính: thu thập nhiệt, làm lạnh không khí và phân phối luồng khí mát vào cabin.
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) ở dạng hơi.
Tại bộ ngưng tụ, môi chất có nhiệt độ rất cao và được làm mát bởi quạt gió thổi vào giàn nóng Môi chất ở thể hơi sẽ được giải nhiệt và ngưng tụ thành dạng lỏng dưới áp suất cao và nhiệt độ thấp.
Môi chất lạnh ở dạng lỏng sẽ tiếp tục di chuyển đến bình lọc/hút ẩm, nơi mà môi chất này được tinh khiết hóa bằng cách loại bỏ hơi ẩm và tạp chất thông qua các lưới lọc và hạt hút ẩm trong bình chứa.
Cấu tạo hệ thống điều hoà không khí trên ô tô khách
Hệ thống điều hòa ô tô khách 29 chỗ được cấu thành từ nhiều cụm chi tiết, với sơ đồ cấu tạo như hình 2-7 Tác giả đã nghiên cứu chức năng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng cụm chi tiết trong hệ thống này.
Hình 2-7 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều hòa trên xe khách
Cụm giàn nóng trên xe khách 29 chỗ bao gồm các thành phần chính như thiết bị ngưng tụ, quạt giàn nóng và bình chứa (phin lọc) Thông thường, cụm này được lắp đặt bên sườn xe, góp phần quan trọng trong hệ thống làm mát của xe.
Hình 2-8 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều hòa trên xe khách
Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Thiết bị ngưng tụ trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, hay còn gọi là giàn nóng, là một bộ phận quan trọng chịu trách nhiệm chuyển đổi hơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao thành trạng thái lỏng Thiết bị này đóng vai trò then chốt trong chu trình làm lạnh, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất năng lượng của toàn bộ hệ thống điều hòa không khí.
Bộ ngưng tụ có chức năng chuyển đổi môi chất lạnh từ thể hơi sang thể lỏng bằng cách tiếp nhận hơi có áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén Quá trình này bắt đầu khi hơi môi chất lạnh được bơm vào qua lỗ nạp ở phía trên giàn nóng Khi dòng khí di chuyển xuống ống dẫn, nhiệt độ của nó được truyền qua các cánh tỏa nhiệt và bị thổi đi bởi luồng gió mát Quá trình trao đổi nhiệt này tỏa ra một lượng lớn nhiệt vào không khí, khiến hơi môi chất lạnh giảm nhiệt độ đến mức đạt nhiệt độ bão hòa tại áp suất ngưng tụ.
28 thì bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng Môi chất lạnh thể lỏng, áp suất cao này tiếp tục chảy đến bộ bốc hơi (giàn lạnh)
Sự trao đổi nhiệt không đầy đủ ở giàn nóng dẫn đến tăng áp suất trong hệ thống, gây ra sự ngưng tụ không hoàn toàn của môi chất lạnh Khi môi chất lạnh chưa ngưng tụ hoàn toàn, nó vẫn ở thể hơi, làm tăng thể tích và không thể đi qua thiết bị tiết lưu vào giàn lạnh.
Việc thiếu hụt môi chất lạnh trong chu trình làm lạnh sẽ dẫn đến sự giảm sút đáng kể công suất của hệ thống.
Bảng 2-2 Kích thước các kiểu bộ ngưng tụ hiệu Sanden
Kiểu A (mm) B (mm) Bề dày
Hình 2-9 Bộ ngưng tụ hay còn gọi là giàn nóng
Hầu hết các thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh ôtô sử dụng giàn ngưng tụ không khí cưỡng bức với các ống xoắn có cánh sắp xếp theo nhiều dãy và quạt để tạo chuyển động không khí Giàn ngưng tụ có thể sử dụng quạt chung với két nước làm mát động cơ hoặc quạt riêng Thiết kế bao gồm các ống thẳng hoặc ống chữ U nối thông với nhau, với nhiều dãy nối song song qua ống góp Vật liệu ống thường là thép hoặc đồng, trong khi cánh tản nhiệt có thể là đồng hoặc nhôm Kiểu thiết kế này giúp tối đa hóa diện tích tỏa nhiệt trong khi chiếm ít không gian.
Hình 2-10 Cấu tạo của bộ ngưng tụ
Cánh tản nhiệt được chế tạo từ các lá nhôm mỏng xếp song song, giúp tối ưu hóa diện tích bề mặt để tỏa nhiệt hiệu quả nhất Thiết kế này đảm bảo khả năng tản nhiệt tốt, nâng cao hiệu suất hoạt động của thiết bị.
Ống xoắn chữ U là thiết bị quan trọng trong việc truyền môi chất và tỏa nhiệt hiệu quả Thường được làm từ ống đồng, loại ống này không chỉ có khả năng tỏa nhiệt tốt mà còn sở hữu độ bền cao, đảm bảo hiệu suất sử dụng lâu dài.
Hình 2-11 Cấu tạo kính quan sát
Kính quan sát là thiết bị quan trọng giúp kiểm tra lượng môi chất trong chu trình làm việc của máy điều hòa không khí Nó được lắp đặt trên đường ống áp suất cao, nằm giữa giàn nóng và van giãn nở, đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Bình ngưng có vai trò quan trọng trong việc tích trữ môi chất có áp suất và nhiệt độ cao đã được hóa lỏng, đồng thời cung cấp môi chất ở dạng lỏng bình thường đến van giãn nở.
Chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bình lọc và hút ẩm môi chất lạnh, hay còn gọi là phin sấy lọc, là một thiết bị kim loại có lưới lọc và túi chứa chất khử ẩm như ôxit nhôm và sillicagel Chất khử ẩm này có khả năng hấp thụ độ ẩm trong môi chất lạnh Nhiều bình sấy lọc còn được trang bị van an toàn, giúp thoát môi chất lạnh khi áp suất trong hệ thống vượt quá giới hạn cho phép.
Trong hệ thống điều hòa không khí ôtô, phin sấy lọc được lắp đặt sau thiết bị ngưng tụ và trước thiết bị giãn nở Mặc dù có nhiều loại bình lọc hút ẩm khác nhau, chức năng và vị trí lắp đặt của chúng vẫn giữ nguyên.
Môi chất lạnh ở thể lỏng chảy từ bộ ngưng tụ vào bình chứa qua lỗ nạp, đi qua lớp lưới lọc và bọc khử ẩm Hơi ẩm trong hệ thống xuất hiện do xâm nhập trong quá trình lắp ráp và sửa chữa.
Nếu môi chất lạnh không được lọc sạch bụi bẩn và hơi ẩm, các van trong hệ thống và máy nén sẽ nhanh chóng hỏng hóc Sau khi được lọc tinh khiết và hút ẩm, môi chất lạnh sẽ đi vào ống tiếp nhận và thoát ra khỏi bình chứa qua lỗ thoát, dẫn đến van giãn nở.
Hình 2-12 Cấu tạo của bình lọc và hút ẩm
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA XE KHÁCH
Phương pháp thử trên băng thử
Phương pháp thử trên băng thử là công cụ quan trọng để đánh giá hiệu suất của từng cụm chi tiết hoặc toàn bộ hệ thống điều hòa ô tô Những băng thử này có thể được phát triển bởi các nhà sản xuất ô tô hoặc cung cấp bởi một số công ty chuyên ngành.
3.1.1 Băng thử của hãng CHINO
Hãng CHINO Nhật Bản đã giới thiệu hệ thống thử nghiệm điều hòa không khí, được phát triển theo tiêu chuẩn JIS D1618 -2000 của Nhật Bản 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
Phòng thí nghiệm giàn lạnh
Phạm vi nhiệt độ/ độ ẩm －4060C /2090%RH
Phòng dẫn động máy nén và điều nhiệt
3.1.2 Băng thử của công ty SATAKE
Công ty SATAKE thiết kế hệ thống đánh giá điều hòa xe con theo tiêu chuẩn JIS D1618 của Nhật Bản, cho phép mô phỏng hệ thống điều hòa trên xe thật Hệ thống sử dụng phương pháp đo entanpi không khí để thực hiện các phép đo chính xác Máy nén được vận hành bằng 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
Phương pháp thử trong phòng thử
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 trưng nổi bật, đảm bảo hiệu quả trong quá trình kiểm tra và đánh giá.
- 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
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 trên xe hơi, đồng thời thực hiện các thử nghiệm tổng hợp cho các phụ tùng ô tô khác sau khi lắp đặt trên xe thực tế.
Nghiên cứu tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm của nước ngoài
Để có cái nhìn tổng quát, tác giả đã nghiên cứu một số tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm điều hòa không khí từ nước ngoài, đồng thời xem xét thị trường ô tô và các điều kiện địa phương.
50 lý, có thể tham khảo từ tiêu chuẩn thử nghiệm của Ấn Độ, phương pháp thử nghiệm của Nhật Bản
3.3.1 Tiêu chuẩn thử nghiệm của Ấn Độ IS 14618 – 1999
Tiêu chuẩn thử nghiệm IS 14618-1999 có các nội dung liên quan trực tiếp tới thử nghiệm hệ thống điều hòa như sau
3.3.1.1 Chuẩn bị xe thử nghiệm
Trước khi tiến hành thử nghiệm, cần đảm bảo rằng hệ thống điều hòa không khí của xe được nạp đầy đủ chất tải lạnh theo khối lượng quy định của nhà sản xuất và ắc quy xe phải duy trì điện áp định mức trong suốt quá trình thử nghiệm Không gian thử nghiệm cần được cách nhiệt đúng cách để ngăn chặn nhiệt thâm nhập, với vị trí và vật liệu cách nhiệt theo hướng dẫn của nhà sản xuất Tỷ lệ không khí từ các cửa gió phải tuân thủ thông số của nhà sản xuất, và hướng gió lạnh phải được điều chỉnh thẳng tới ngực và mặt của người ngồi trong xe Quạt gió cần được đặt ở chế độ thổi tối đa, cùng với các thiết lập khác của hệ thống điều hòa cũng phải ở mức tối đa Cuối cùng, nếu có cửa gió ngoài, cần đóng kín trong suốt quá trình thử nghiệm.
3.3.1.2 Thử nghiệm đánh giá hệ thống điều hòa
Các thí nghiệm sau đây được tiến hành để đánh giá khả năng làm mát của hệ thống điều hòa:
- Thử nghiệm giải nhiệt kém;
- Thử nghiệm khi gia tốc
Tất cả các thử nghiệm được thực hiện vào khoảng thời gian nóng nhất trong ngày, cụ thể là giữa trưa, dưới bầu trời trong xanh và khi nhiệt độ môi trường đạt tối thiểu 30C Thí nghiệm Cooldown đã được tiến hành trong điều kiện này.
Cảm biến, như cặp nhiệt điện, được sử dụng để ghi nhận 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 được đặt dưới ánh sáng mặt trời mà không có bóng mát che khuất, giúp xe hấp thụ toàn bộ bức xạ nhiệt Quá trình hâm nóng diễn ra trong 1 giờ, đảm bảo năng lượng bức xạ tác động tối đa lên kính chắn gió và các cửa kính Tất cả các cửa xe, bao gồm cả cửa thông gió, phải được đóng hoàn toàn trong suốt thời gian này, được gọi là giai đoạn hâm nóng xe.
Sau khi hâm nóng xe, người thử nghiệm sẽ vào xe, với số lượng không dưới 2 người cho xe có 1 hoặc 2 hàng ghế, và không vượt quá sức chứa của xe Những người thử nghiệm vào xe cần phải đáp ứng các điều kiện nhất định.
- 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 ở công suất tối đa, xe cần được duy trì ổn định với tay số đã chọn ở tốc độ 60km/h trong một giờ Điều này đảm bảo cho máy nén hoạt động ở tốc độ từ 50-80% so với tốc độ tối đa Thời gian được tính từ khi người thử nghiệm bắt đầu vận hành hệ thống điều hòa.
Trong suốt 1 giờ chạy thử nghiệm, các cảm biến ghi nhận nhiệt độ tại vị trí ngang tai người thử nghiệm với chu kỳ không quá 5 phút Thời gian này được xác định dựa trên độ nhạy, độ đáp ứng của cảm biến đo 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
Thí nghiệm được tiến hành 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 áp dụng cho các xe có giàn ngưng tụ gần két nước làm mát, thí nghiệm này có thể thực hiện độc lập hoặc ngay sau khi thử nghiệm cooldown.
Lắp đặt cảm biến như cặp nhiệt điện để theo dõi nhiệt độ nước làm mát động cơ và đảm bảo không có rò rỉ trong hệ thống làm mát Đồng thời, lắp đồng hồ áp suất để ghi lại áp suất của hệ thống điều hòa, với yêu cầu đồng hồ đo áp suất có độ chính xác ± 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 một bức tường 1m, với khoảng cách này được đo từ đầu xe tới lưới tản nhiệt Trong điều kiện không có gió, nếu có gió ngang lớn hơn 1,5m/s, cần đặt tấm chắn hai bên xe cách thành xe 2m Tất cả các cửa kính của xe được mở hoàn toàn và xe hoạt động ở chế độ không tải Hệ thống điều hòa không khí được thiết lập theo các điều kiện đã nêu trong mục f, g, h phần 3.3.1.1, đồng thời theo dõi nhiệt độ nước làm mát và sự thay đổi áp suất hệ thống điều hòa trong từng khoảng thời gian.
Thời gian thử nghiệm hệ thống điều hòa bắt đầu từ khi nó hoạt động và kéo dài trong 5 phút Thử nghiệm sẽ tiếp tục cho đến khi nhiệt độ động cơ đạt trạng thái ổn định trong vòng 10 phút.
Các thử nghiệm sẽ ngừng lại khi nhiệt độ động cơ đạt 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 tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
Thử nghiệm đánh giá hiệu suất của hệ thống làm mát động cơ khi xe tăng tốc trên đường cao tốc, đồng thời kiểm tra sự hoạt động của hệ thống điều hòa không khí Thử nghiệm này có thể được thực hiện 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 f, g, h trong phần 3.3.1.1, 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 nhanh chóng Quá trình này được coi là một lần tăng tốc và sẽ 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 30 km/h mà không cần đạt trạng thái ổn định, và nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ 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
3.3.2 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, ngành sản xuất và chế tạo ô tô khách vẫn còn ở quy mô nhỏ, với số lượng trung tâm nghiên cứu phát triển hạn chế và trang thiết bị còn khiêm tốn Điều này dẫn đến việc chưa thể đầu tư vào các thiết bị hiện đại như băng thử và phòng thử nghiệm, cũng như chưa áp dụng đầy đủ các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế.
Dựa trên phương pháp khảo sát đánh giá quốc tế và khả năng sử dụng các cảm biến nhiệt độ tự động ghi theo thời gian, tác giả đề xuất một phương pháp khảo sát đánh giá hiệu suất điều hòa không khí tại Việt Nam, tập trung chủ yếu vào việc đánh giá quá trình làm mát (Cooldown).
3.4.1 Chuẩn bị xe thử nghiệm
Trước khi bắt đầu thử nghiệm, cần đảm bảo rằng hệ thống điều hòa không khí của xe đã được nạp đủ chất tải lạnh theo khối lượng quy định của nhà sản xuất Ắc quy 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 cần được điều chỉnh thẳng tới phía người lái hoặc xuống sàn xe và mở ở mức tối đa Quạt gió ra 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.
3.4.2 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 các 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 ánh nắng trực tiếp mà không có bóng che, với nhiệt độ môi trường xung quanh tối thiểu đạt 30C.
3.4.4.1 Lắp đặt cảm biến trên xe
Cảm biến đo nhiệt độ tự động ghi lại nhiệt độ theo thời gian đã định sẵn, với độ chính xác cần thiết là ±1°C Thời gian giãn cách giữa các lần đo được đặt là 5 phút.
Bố trí cảm biến trong xe là rất quan trọng để đánh giá nhiệt độ ở nhiều vị trí khác nhau, bao gồm vị trí người lái, hành khách, cửa hút, cửa gió ra, giàn nóng và nhiệt độ ngoài trời Các cảm biến cần được lắp đặt ở vị trí hợp lý nhằm cung cấp các giá trị đánh giá chính xác sau khi khảo sát.
Sau khi chuẩn bị cảm biến, đặt xe dưới ánh nắng mặt trời mà không có bóng râm che khuất Hâm nóng xe để năng lượng bức xạ nhiệt mặt trời tác động tối đa lên kính chắn gió và các kính cửa trong ít nhất 1 giờ Đảm bảo tất cả các cửa xe, bao gồm cả cửa thông gió, đều được đóng hoàn toàn.
Sau khi hâm nóng xe, người thử nghiệm cần nhanh chóng vào trong xe và đóng kín cửa Đảm bảo có ít nhất hai người tham gia trong quá trình thử nghiệm.
3.4.4.3 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
Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ thấp nhất ghi nhận là 61 độ, kết hợp với tốc độ gió mạnh nhất Thời gian thử nghiệm kéo dài 100 phút để đảm bảo đường cooldown đạt trạng thái ổn định.
3.4.4.4 Thử nghiệm ở chế độ làm việc thông thường
Tiếp tục thử nghiệm, xe được giữ ở trạng thái đứng yên và tăng ga để động cơ đạt tốc độ khoảng 1800 vòng/phút trong 20 phút nhằm thu thập dữ liệu đánh giá hiệu suất của hệ thống điều hòa khi xe hoạt động bình thường.
3.4.4.5 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
