BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRÊN Ô TÔ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN THS HUỲNH QUANG THẢO Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Lê Hồng Tuấn 1711251965 17DOTC3 Nguyễn Phước Sơn 1711251896 17DOTC3 Phùng Trúc Anh Tài 1711251897 17DOTC3 vii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chuyên đề báo cáo đồ án tốt nghiệp này trước hết nhóm em xin gửi đến quý thầy, cô Viện Kỹ Thuật Trường.
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, sự biến đổi và gia tăng nhiệt độ môi trường đã ảnh hưởng đáng kể đến cuộc sống con người Việc sử dụng ô tô dưới thời tiết nắng gắt có thể gây ra nhiều tác hại cho người lái, như cảm giác khó chịu và nóng rát da khi phải ở ngoài trời lâu Nhiệt độ cao không chỉ làm tăng cảm giác khó chịu mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người do sự biến đổi nhiệt độ trong nội thất xe.
Để khắc phục tình trạng người sử dụng cảm thấy không thoải mái do nhiệt độ xe quá nóng, chúng tôi đã áp dụng giải pháp cải tiến hệ thống điều hòa không khí Mục tiêu là tạo ra không khí trong lành và duy trì nhiệt độ lý tưởng trong khoang hành khách, giúp người dùng cảm thấy thoải mái ngay khi bước lên xe.
Nhóm em đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp nhằm làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn Đề tài này tập trung vào việc xử lý vấn đề sử dụng ô tô trong thời tiết nắng nóng, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống điều hòa không khí ô tô.
“THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRÊN Ô TÔ”
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Các nghiên cứu và đồ án chủ yếu tập trung vào việc mô phỏng hệ thống điều hòa không khí trên các mô hình, cũng như tính toán thiết kế cho quá trình hoạt động của hệ thống này.
Mô phỏng hệ thống điều hòa không khí trên mô hình giúp tổng hợp kiến thức và kiểm tra tính ổn định của hệ thống Đồ án của Đào Xuân Bách nghiên cứu nguyên lý hoạt động của cảm biến, ECU và mạch điện trong hệ thống Trần Văn Chung tại Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải phân tích cấu trúc hệ thống điều hòa trên xe Toyota Vios, đồng thời đề xuất phương pháp chẩn đoán, bảo trì và lắp đặt trên mô hình sa bàn Nguyễn Thanh Quân thiết kế hệ thống điều hòa tích hợp khử khuẩn, nghiên cứu cách xử lý môi trường không khí trong xe để đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Thường tập trung vào tính tiện nghi trên hệ thống điều hòa không khí:
Nghiên cứu các giải pháp chống đóng băng giàn lạnh
Hệ thống điều hòa thông minh trên ô tô sử dụng bộ phận điều khiển ECU kết hợp với các cảm biến, cho phép người dùng điều khiển bằng giọng nói hoặc tự động điều chỉnh nhiệt độ theo nhu cầu.
Hệ thống điều hòa tích hợp sưởi ấm trên ô tô và nghiên cứu hoạt động của hệ thống hạn chế việc tiêu hao nhiên liệu nhiều
Ví dụ, dự án: “Hiện đại hóa hệ thống điều hòa ô tô sử dụng bộ điều khiển Arduino” Các tác giả: Veerakumar Sengottaiyan, Dhanakumar Viện Công nghệ Sri
Hệ thống điều hòa ô tô truyền thống không thể hoạt động nếu động cơ không chạy, vì nó phụ thuộc vào năng lượng từ động cơ, ảnh hưởng đến công suất Chúng tôi đã đề xuất một hệ thống điều hòa không khí mới có khả năng tạo ra không khí mát mà không cần động cơ hoạt động, giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và kiểm soát khí thải Thí nghiệm nhằm so sánh mức tiêu thụ nhiên liệu và hiệu suất điều hòa giữa máy nén thông thường và máy nén điện, với pin cung cấp năng lượng cho máy nén điện Các giải pháp giảm tải cho động cơ bao gồm sử dụng cửa sổ tráng men tiên tiến và hệ thống thông gió cho ô tô khi xe ở trạng thái không tải.
Dự án "Phát triển hệ thống điều hòa không khí ô tô phụ trợ bằng năng lượng mặt trời" do Yash Lethwala thuộc Hiệp hội nghiên cứu ô tô Ấn Độ trình bày tại hội nghị "Hệ thống điều hòa ô tô bằng năng lượng mặt trời" tập trung vào việc cải thiện hiệu suất năng lượng cho ô tô Điều hòa không khí là thiết bị quan trọng giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong cabin, nhưng lại tiêu tốn nhiều điện năng và ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng nhiên liệu Sự cạn kiệt tài nguyên dầu, giá dầu tăng và ô nhiễm môi trường đã thúc đẩy nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Mặc dù đã có nhiều nỗ lực trong việc ứng dụng năng lượng mặt trời cho ô tô điện và hybrid, nhưng việc áp dụng cho hệ thống điều hòa không khí vẫn còn hạn chế Nghiên cứu này thảo luận về tính khả thi của việc sử dụng năng lượng mặt trời cho điều hòa không khí, nhằm tăng cường hiệu suất nhiên liệu và giảm khí thải.
- Là một cơ hội lớn mà nhà trường giúp sinh viên củng cố lại các kiến thức đã học được trong suốt thời gian học tại trường
Sinh viên cần phát triển khả năng làm việc độc lập và rèn luyện các kỹ năng giải quyết vấn đề hiệu quả Họ cũng phải không ngừng nỗ lực và phấn đấu để đạt được những mục tiêu cá nhân mà mình đề ra.
- Trang bị thêm kiến thức thực tế cho sinh viên để khi ra trường đi làm sẽ không còn bỡ ngỡ khi tiếp xúc công việc thực tế
- Hiểu rõ các kiến thức về từng bộ phận, từng cơ cấu trong hệ thống điều hòa không khí để có cách khắc phục, sửa chữa hợp lý
Mô hình được thiết kế cần phải hoạt động hiệu quả, đóng vai trò là công cụ hỗ trợ nghiên cứu cho sinh viên và giảng dạy cho giảng viên tại các trường đại học và cao đẳng.
1 Tìm kiếm giải pháp mới cho hệ thống điều hòa không khí
2 Phân tích những ưu nhược điểm quá phương pháp sử dụng
3 Thiết kế mạch điện điều khiển và nắm bắt được quá trình của đồ án
4 Thực hiện lắp đặt mô hình điều khiển điều hòa không khí từ xa trên ô tô
5 Chạy thử vận hành kiểm tra các thông số cho phù hợp với thực tế
6 Báo cáo quá trình thực hiện mô hình
Trong quá trình làm đề tài đồ án tốt nghiệp của mình chúng em đã thực hiện theo phương pháp nghiên cứu sau:
• Tìm hiểu và nghiên cứu kỹ các tài liệu kỹ thuật nói về hệ thống điện lạnh ô tô, các đồ án của các khóa trước
• Tìm kiếm các tài liệu và thông tin trên mạng internet, các website của các Trường Đại Học Kỹ Thuật trong nước và các website nước ngoài
• So sánh và chắt lọc những tài liệu cần thiết liên quan đến đề tài đồ án
• Tham khảo ý kiến của các thầy trong ngành ôtô, các thợ sửa xe, những người có kinh nghiệm lâu năm trong ngành
• Sử dụng phần mềm Proteus để mô phỏng hệ thống điều hòa không khí điều khiển từ xa
• Sử dụng phần mềm Autocad đề mô phỏng các mặt của mô hình từ 2D đến 3D
1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
• CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
THI CÔNG SẢN PHẨM
• CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
1.7 Kết quả đạt được của đề tài
- Thiết kế lắp đặt vận hành thành công mô hình điều hòa không khí từ xa trên ô tô
- Vận dụng được các kiến thức đã học vào đồ án tốt nghiệp
- Biết sử dụng các công cụ thiết bị liên quan tới hệ thống điện lạnh
- Đồ án có thể sử dụng làm mô hình giảng dạy cho sinh viên ngành ô tô
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP
2.1 Tầm quan trọng của hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Hệ thống điều hòa trên ô tô là thiết bị quan trọng sử dụng điện năng để điều chỉnh nhiệt độ trong không gian kín, giúp duy trì sự ổn định về nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong xe.
Trong bối cảnh môi trường sống ngày càng khắc nghiệt với thời tiết nóng bức và mùa đông lạnh giá, điều hòa ô tô trở thành giải pháp thiết yếu giúp con người tùy chỉnh nhiệt độ trong cabin theo ý thích Ngoài việc làm lạnh, điều hòa còn có khả năng lọc không khí và thải khí độc, đồng thời tích hợp chức năng sưởi ấm, giúp người sử dụng thoải mái trong môi trường lạnh Nhiều xe mới còn trang bị khả năng khử khuẩn, bảo vệ sức khỏe người dùng Việc duy trì nhiệt độ phù hợp không chỉ tăng cường khả năng tập trung khi lái xe mà còn giúp bảo quản thực phẩm và đồ uống trong những chuyến đi dài Hơn nữa, ánh nắng mặt trời chứa nhiều tia tử ngoại có thể gây hại cho cả con người và xe, vì vậy việc đỗ xe lâu ngoài trời nắng có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng cho xe.
2.2 Những tác hại khôn lường của việc đậu xe ô tô ngoài trời nắng
Đậu xe ô tô ngoài trời nắng, đặc biệt trong những giờ cao điểm buổi trưa và chiều, có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng Ánh nắng mặt trời không chỉ làm tăng nhiệt độ bên trong xe mà còn phát ra tia tử ngoại, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và làm hư hại các bộ phận của xe.
Sử dụng máy lạnh ngay sau khi để xe ngoài trời nắng trong thời gian dài có thể gây hại cho ô tô và làm cho người sử dụng cảm thấy khó chịu.
2.2.1 Gây hư hỏng máy lạnh
Khi nhiệt độ trong xe tăng cao, hệ thống làm lạnh phải hoạt động với công suất lớn hơn bình thường, dẫn đến việc các thiết bị làm lạnh chỉ hoạt động trong thời gian ngắn và giảm tuổi thọ Nhiệt độ trong khoang hành khách có thể rất cao khi xe đỗ dưới nắng, khiến hệ thống điều hòa phải làm việc gấp nhiều lần so với khi xe ở trong nhà để đảm bảo sự thoải mái cho hành khách Điều này có thể gây ra hiện tượng giãn nở, mài mòn các bộ phận trong hệ thống, thậm chí gây ra nguy cơ nổ.
2.2.2 Gây khó chịu cho người sử dụng
Khi sử dụng xe trong điều kiện nhiệt độ cao, người lái có thể gặp khó khăn và cảm thấy khó chịu do cơ thể chưa kịp thích ứng Tình trạng này có thể dẫn đến sốc nhiệt, làm giảm khả năng tập trung khi lái xe, từ đó ảnh hưởng đến an toàn giao thông và tăng nguy cơ tai nạn.
Khi xe đậu ngoài trời nắng trong thời gian dài, nhiệt độ bên trong xe có thể tăng cao hơn nhiều so với nhiệt độ bên ngoài Điều này xảy ra do các bộ phận của xe được thiết kế để chịu nhiệt, giúp nó chống lại tác động của ánh nắng mặt trời.
Làm nóng và bong tróc sơn là một trong những tác hại nghiêm trọng nhất khi đậu xe ô tô ngoài trời nắng Nhiệt độ cao khiến lớp sơn bên ngoài bị nóng, dẫn đến hiện tượng bong tróc theo thời gian, làm giảm tuổi thọ của khung xe và gây hư hại cho các thiết bị bên trong.
2.2.4 Làm biến chất một số bộ phận
Nhiệt độ cao có thể làm biến chất một số vật liệu, đặc biệt khi ô tô đậu lâu dưới ánh nắng mặt trời Điều này có thể dẫn đến việc các bộ phận như cao su và nhựa vinyl trong nội thất bị bay hơi, cũng như dầu và dung môi bị hóa hơi Hơn nữa, ánh nắng mặt trời có thể làm nóng gương chiếu hậu và cửa kính, gây ra tình trạng nứt hoặc vỡ nếu nhiệt độ quá cao.
2.2.5 Ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng xe
Việc bốc hơi và hóa hơi của các bộ phận trên xe không chỉ tạo ra khí độc hại mà còn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người Nếu tiếp xúc lâu dài với các chất này, con người có thể gặp phải các vấn đề về hô hấp và nguy cơ dẫn đến ung thư Nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ cho thấy, khi nhiệt độ bên trong xe đạt 50 độ C, các chất độc hại sẽ bay hơi, tăng cường nguy cơ sức khỏe.
2.2.6 Ảnh hưởng đến nội thất xe
Khi nhiệt độ xe tăng cao do đậu dưới ánh nắng mặt trời, các chi tiết nội thất như lớp da bọc ghế, nút vặn điều hòa và trần xe có thể bị hư hỏng nghiêm trọng Nhiệt độ trong khoang cabin có thể đạt tới 60 độ C, thậm chí 80 độ C, gây ảnh hưởng đến độ bền của các vật liệu như da, cao su và nhựa Điều này không chỉ làm giảm chất lượng xe mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng.
Để bảo vệ xe khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời, người dùng nên tránh để xe phơi nắng lâu Nếu phải đỗ xe ngoài trời, hãy sử dụng các biện pháp che chắn như dán phim cách nhiệt, phủ bạt hoặc dùng ô che nắng Đồng thời, không để các vật dụng dễ cháy nổ trong xe Trước khi vào xe, người điều khiển cần mở hết cửa sổ để thông gió và loại bỏ khí độc hại trong cabin.
Khảo sát, các giải pháp về việc sử dụng ô tô sau khi để ở môi trường nhiệt độ cao, nắng gắt:
2.3.1 Sử dụng xe ô tô với màu sơn sáng như màu trắng, đỏ, vàng, cam
Theo lý thuyết vật lý về màu sắc, màu sáng hấp thụ nhiệt năng thấp hơn màu tối, dẫn đến việc giảm nhiệt độ trong xe Sau hơn 2 giờ hấp thụ nhiệt, chiếc xe màu tối ghi nhận nhiệt độ lên đến 60,5 độ C, trong khi chiếc xe màu sáng đạt 57,3 độ C Đáng chú ý, nhiệt độ không khí ở thời điểm khảo sát chỉ là 33 độ C.
Sử dụng màu sáng cho xe không chỉ giúp hạn chế nhiệt lượng từ môi trường tác động lên bề mặt xe mà còn thể hiện sự sang trọng Tuy nhiên, màu sáng cũng có nhược điểm là dễ bị bẩn và nhanh cũ.
Hình 2 2: Sơ đồ thể hiện nhiệt độ của hai màu xe tối và sang
Khi phải đỗ xe ngoài trời trong những ngày nắng nóng, việc sử dụng bạt che ô tô có tráng nhôm là rất cần thiết Loại bạt này có khả năng phản quang, giúp giảm đáng kể tác động của nhiệt độ lên xe, đồng thời bảo vệ xe khỏi ánh nắng trực tiếp.
