汽车空调热力膨胀阀原理、结构及应用介绍

八、汽车空调热力膨胀阀的安装（续）
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毛细管如需折弯，则其折弯点距焊接部位距离须不小于10mm。图一 是正确方法，需要折弯部位应距焊点10mm以上，弯曲毛细管时一只 手拇指和食指护住其根部，另一只手折弯。这样操作可避免毛细管 折断发生的；图二是常见的不正确折弯毛细管之一，还有一种是随 手拉弯毛细管也是应严格禁止的操作方法。 图一 图二
阀节流降压后，其压力有很大的下降，变成容易蒸发的低温低压不饱和液体，即气液两相状态制 冷剂。该状态制冷剂进入蒸发器后，在蒸发器内逐渐气化蒸发，到蒸发器出口时，一般情况下变 成了有一定过热度的制冷剂过热蒸气。由于膨胀阀感温机构是紧贴在蒸发器出口管上的（或与蒸 发器出口直接相连），当蒸发器热负荷增加时（例如外界温度上升使车厢内温度上升），若进入 蒸发器的制冷剂流量不变的话，蒸发器出口制冷剂的过热度势必会增加，感温包外壁面所感应的 温度就上升，从而使感温机构内充注工质温度也上升。一般充注工质也是制冷剂，而且动力头和 感温包及毛细管所组成的空腔内的的制冷剂一般是一种饱和蒸气。当感温包内充注工质的温度 （饱和温度）上升时，其饱和蒸气压力也跟着上升，传到动力头中使膜片上方的压力增加，这时， 会推动阀芯会向下运动，使膨胀阀开度增大，这样进入蒸发器制冷剂流量增加，从而使蒸发器制 冷能力增加，这样进入车厢内冷气的制冷能力也增加，从而使车厢内温度下降，恢复到原来的舒 适状态。反之，如果蒸发器热负荷减少（例如下大雨使温度下降，从而使车厢内温度下降），反 之蒸发器出口过热度下降，其饱和蒸气压力也下降，传到动力头中，使膜片上方的压力下降。这 时，阀芯会向上运动，使膨胀阀开度减小，这样进入蒸发器流量自然减小了。由此，蒸发器制冷 能力减少，也使车厢内温度恢复到原来舒适状态。热力膨胀阀就是这样通过感受蒸发器出口过热 度来调节进入蒸发器流量，以适应制冷负荷不断变化的需要，使蒸发器处于最佳工作状态的。 膨胀阀的作用： 1、节流降压，实现制冷； 2、自动调节流量，以适应制冷负荷不断变化的需要，使蒸发器在最佳状态下工作。 3、保持一定过热度，保证蒸发器总容积的有效利用，防止压缩机液击和异常过热
• 在采用“无级变排量压缩机”的汽车空调系统中，膨胀阀的开度变化
与压缩机摇板倾斜角度调节会相互作用，从而加剧系统运行的不稳定 性。当蒸发器负荷减小时，蒸发器出口过热度减小，膨胀阀开度和流 量减小；同时蒸发压力降低，使得压缩机摇板倾斜角度变小及至压缩 机排量也减小，并且由于膨胀阀的调节作用使得排量减小幅度增加。 当制冷剂流量很小，特别是在膨胀阀突然打开时，运行会变得很不稳 定。所以，为了适应“无级变排量压缩机”汽车空调系统的特殊要求， 消除或减轻该类系统的振荡问题，采用“负静止过热度设定值”的方 法（一般膨胀阀静止过热度设定值为正值），使得膨胀阀开度关到最 小时，仍有微小流量的制冷剂流过。 • 针对“负静止过热度设定值”，在膨胀阀动力头的充注上，需采用 “交叉充注”的形式（制冷剂加惰性气体充注）。其特性曲线与常规 的“气体充注”区别如后图所示。
• 造成膨胀阀容量不足的原因，一个可能是静止过热度设置不当，膨胀
阀出口压力设定值过小（对应措施：增加膨胀阀出口压力设定值）； 另一个可能是膨胀阀动力头充注性能不当，其静止过热度特性曲线斜 率过小（对应措施：改变动力头充注性能，提高静止过热度特性曲线 斜率）。
七、采用“无级变排量压缩机”的汽车空调系统简 述
二、汽车空调热力膨胀阀的结构
• F型内平衡热力膨胀阀的结构
• F型外平衡热力膨胀阀的结构
• H型热力膨胀阀的结构
三、汽车空调热力膨胀阀的生产过程
• 以一H型热力膨胀阀为例：
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四、汽车空调热力膨胀阀的关键特性
1、容量 • 汽车空调热力膨胀阀的制冷能力用容量表达。容量单位为KW，也 有用美国冷吨（USRT）表示。 • 1美国冷吨（USRT）等于在24小时内融化1美制吨冰所需的热量。 1美制吨为907KG，1USRT相当于3.517KW。 • 汽车空调热力膨胀阀容量有公称容量和额定容量之分。公称容量 为制造厂在标准条件下试验名义点的容量。额定容量为在额定条 件下试验额定点的容量。额定条件和额定点都和特定汽车空调系 统有关。一般汽车空调热力膨胀阀所给出的都是公称容量。 • 汽车空调热力膨胀阀容量选择主要根据汽车空调系统制冷能力。 详见“五、汽车空调热力膨胀阀的选择和匹配”
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六、汽车空调系统低压侧压力很低原因分析
• 压缩机在高速大负荷运行时，低压端的制冷剂被急速吸入压缩机，此
时如果蒸发器内的制冷剂过少，不能充分地循环和补充到低压端，即 会造成蒸发器内的压力偏低。
• 造成蒸发器内制冷剂过少的原因，可能是空调系统制冷剂的充注量不
足（此时空调系统高压侧的压力也会偏低）；也可能是膨胀阀容量不 足，需重新调整膨胀阀的容量。
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九、汽车Βιβλιοθήκη Baidu调热力膨胀阀的调整简述
• 膨胀阀出厂时已按用户要求调整好数据，一般情况下，用户可直接安
装使用。在特定情况下，用户可稍作调整。 • 热力膨胀阀的调整是通过调节螺帽来调整弹簧的压缩力，就是调整膨 胀阀的静装配过热度。调节螺帽向里旋进是压紧弹簧进行调小；向外 旋出是放松弹簧进行调大。 • 在系统运行调试时，可以从蒸发压力值的高低来判断膨胀阀调整方向 和范围。蒸发压力高于给定值，即膨胀阀的流量偏大，应适当调小； 蒸发压力低于给定值，即膨胀阀的流量偏低，应适当增大。调整膨胀 阀时需在压缩机吸气截止阀上装一只低压表，以观察吸气压力变化情 况。调整膨胀阀的整定范围，一般可分两步进行，开始运行时为粗调， 即每调一次可旋调节螺帽1/2圈左右，当制冷系统的工作温度接近给定 值而又达不到给定值时，应进行细调，即每调一次可旋调节螺帽1/4圈 左右。由于感温包的传递延迟，每调一次后，应使系统运行数分钟以 至十几分钟，并观察吸气压力的变化情况来确定下一次的调整方向。 膨胀阀的调整是一项比较细致的工作，需要耐心的观察和分析才能做 好。
四、汽车空调热力膨胀阀的关键特性（续）
• 3、最大工作压力（MOP） • 热力膨胀阀如果是气充型，则有最大工作压力要求。最大工作压力英
文缩写MOP，是最大充许平衡压力（内平衡或外平衡）。对于气充型 热力膨胀阀，膨胀阀在过热度增加到一定大小时，其开度不再增加。 这个性能起到保护压缩机的作用。 4、膨胀阀迟滞 热力膨胀阀迟滞是其开度特性，指过热度增加或减少时的开度差。迟 滞大则在膨胀阀打开或关闭时，在同一过热度下，其流量相差大，也 即容量相差大。所以希望膨胀阀迟滞不超过某允许值。 5、可靠性 热力膨胀阀在气密性、耐久性、耐振、耐热、耐寒、耐压、耐腐蚀等 方面均有可靠性要求。由于汽车空调工作条件及工作环境恶劣，因此 汽车空调热力膨胀阀可靠性要求很高。例如耐久性，一般要求在进行 10万次试验后，其静止过热度变化（用压力变化表示）应小于 ±0.02MPa。
七、采用“无级变排量压缩机”的汽车空调系统简 述
八、汽车空调热力膨胀阀的安装
• 安装时应注意如下几点： ① 膨胀阀一般都应直立安装，不宜倾斜安装，更不允许倒置，安装位置
要尽量靠近蒸发器； ② 感温包一般安放在蒸发器水平出口管没有积液的位置的上表面（积液 还要蒸发，不能反映真正的过热温度，且温度也不稳定），要包扎牢 靠，保证感温包与管子有良好的接触；接触面要清洁，并要紧贴，还 要用隔热防潮胶带包好。必要时膨胀阀本体也用隔热胶带包好。 ③ 感温包应应远离压缩机吸气口1.5m以上，其位置应低于膨胀阀，且感 温包要水平放置，以保证感温工质液体始终在感温包中。 ④ 感温包同蒸发器接触面应除锈干净，安装位置要避免热气流的影响， 如果不能避开热气流，其外表面则必须包裹保温材料。
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四、汽车空调热力膨胀阀的关键特性（续）
• 6、关键尺寸 • 膨胀阀外形图中标“☆”为产品的关键尺寸，以H型热力膨胀阀为例（如下图）
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五、汽车空调热力膨胀阀的选择和匹配
• 汽车空调热力膨胀阀的容量选择与膨胀阀入口处液体制冷剂的压力（或冷
凝温度）、过冷度、出口处制冷剂的压力（或蒸发温度）、过热度及阀开 度有关。 同一个膨胀阀，在不同工况下容量差别是很大的，这与工作时的冷凝压力 及蒸发压力的压差有关。 膨胀阀的容量要与汽车空调系统制冷能力相匹配，特别是蒸发器的容量相 匹配，使蒸发器最大限度地加以利用。若容量选择过大，使阀经常处在小 开度下工作，则膨胀阀开闭频繁，易诱发空调系统工作不稳定，影响车内 温度稳定，并降低阀门寿命，在某些特定工况时还会造成压缩机液击；若 容量选择过小，则流量太小，造成系统制冷能力不足，不能满足车室内制 冷量要求。所以应对每一制冷系统所使用的膨胀阀进行选配。 一般情况下，膨胀阀容量应比蒸发器能力大 20 %-30 ％。如普通轿车的 空调制冷量为2.5~3 kw，膨胀阀可选用 3.5~4kw的。 另外，还应根据蒸发器的压力损失来选用膨胀阀。当蒸发器压力损失较小 时，宜选用内平衡式膨胀阀；当蒸发器压力损失较大时，宜选用外平衡式 膨胀阀。汽车空调蒸发器内部阻力损失较大，一般应选用外平衡式热力膨 胀阀。因为内平衡式膨胀阀膜片下方的压力取自阀出口，当蒸发器压力降 过大时，会使动力头感受的过热度减小，使阀开度不足，而外平衡膨胀阀 膜片下方的压力取自蒸发器出口，避免了蒸发器压力降对阀开度的影响， 克服了内平衡阀的缺点。
八、汽车空调热力膨胀阀的安装（续）
⑤ 感温包不应安装在吸气管的积液处，否则，感温包就不能感测到真正
的过热度。 ⑥ 当吸气管径小于25mm时，感温包贴在吸气管的顶部；当吸气管径大于 25mm时，感温包包扎在水平管的下侧45°处或者侧面中点处。感温包 无论如何不能贴附在水平吸气管的底部，以防管子底部积油等因素影 响感温包的正确感温。 ⑦ 外平衡管应接在感温包安装部位后面100mm处，以免制冷剂在蒸发管 内的流动阻力对膨胀阀产生误动作。 ⑧ 外平衡管要装在感温包后边管段的上表面处，且保持适当距离。两者 位置不能互换，因为有时会有少量液态制冷剂由平衡管流出，再进人 吸气管，从而影响感温包处过热温度的准确性。 ⑨ 吸气管上的外平衡管应由水平管上面引出，不可在吸气管集液弯头下 游接平衡管，以免冷冻润滑油带入膨胀阀内。
结束
谢谢大家！
一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理
一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理 （续）
一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理 （续）
一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理 （续）
一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理 （续）
• 在汽车空调系统中，高温高压气体经冷凝器冷凝后变成中温高压有一定过冷度的饱和液体经膨胀
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汽车空调热力膨胀阀 原理、结构及应用介绍
目录
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一、汽车空调热力膨胀阀的工作原理 二、汽车空调热力膨胀阀的结构 三、汽车空调热力膨胀阀的生产过程 四、汽车空调热力膨胀阀的关键特性 五、汽车空调热力膨胀阀的选择和匹配 六、汽车空调系统低压侧压力很低原因分析 七、采用“无级变排量压缩机”的汽车空调系统简 述 八、汽车空调热力膨胀阀的安装 九、汽车空调热力膨胀阀的调整
四、汽车空调热力膨胀阀的关键特性（续）
• 2、静止过热度 • 过热度是指热力膨胀阀的温包温度，与阀出口压力或外平衡管连接处
压力相对应的制冷剂饱和温度之差。静止过热度是指热力膨胀阀刚刚 开始打开时的过热度。 • 对每一个汽车空调热力膨胀阀，静止过热度已经由制造厂调整好，一 般不允许用户再调整。 • 在工程上，热力膨胀阀静止过热度用热力膨胀阀出口压力设定值来表 示。此出口压力设定值是在规定热力膨胀阀进口压力和温包温度下通 过试验得出的。 • 制造厂按用户要求将静止过热度调节在一定的范围内，该值大小与汽 车空调系统制冷量有密切关系。