汽車空調(diào)熱力膨脹閥原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用介紹課件

1、汽車空調(diào)熱力膨脹閥原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用介紹目錄一、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的工作原理二、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)三、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的生產(chǎn)過程四、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的關(guān)鍵特性五、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的選擇和匹配六、汽車空調(diào)系統(tǒng)低壓側(cè)壓力很低原因分析七、采用“無級(jí)變排量壓縮機(jī)”的汽車空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)述八、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的安裝九、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的調(diào)整 一、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的工作原理 一、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的工作原理 （續(xù)）一、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的工作原理 （續(xù)）一、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的工作原理 （續(xù)）在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，高溫高壓氣體經(jīng)冷凝器冷凝后變成中溫高壓有一定過冷度的飽和液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后，其壓力

2、有很大的下降，變成容易蒸發(fā)的低溫低壓不飽和液體，即氣液兩相狀態(tài)制冷劑。該狀態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后，在蒸發(fā)器內(nèi)逐漸氣化蒸發(fā)，到蒸發(fā)器出口時(shí)，一般情況下變成了有一定過熱度的制冷劑過熱蒸氣。由于膨脹閥感溫機(jī)構(gòu)是緊貼在蒸發(fā)器出口管上的（或與蒸發(fā)器出口直接相連），當(dāng)蒸發(fā)器熱負(fù)荷增加時(shí)（例如外界溫度上升使車廂內(nèi)溫度上升），若進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量不變的話，蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度勢(shì)必會(huì)增加，感溫包外壁面所感應(yīng)的溫度就上升，從而使感溫機(jī)構(gòu)內(nèi)充注工質(zhì)溫度也上升。一般充注工質(zhì)也是制冷劑，而且動(dòng)力頭和感溫包及毛細(xì)管所組成的空腔內(nèi)的的制冷劑一般是一種飽和蒸氣。當(dāng)感溫包內(nèi)充注工質(zhì)的溫度（飽和溫度）上升時(shí)，其飽和蒸氣壓力

3、也跟著上升，傳到動(dòng)力頭中使膜片上方的壓力增加，這時(shí)，會(huì)推動(dòng)閥芯會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，使膨脹閥開度增大，這樣進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑流量增加，從而使蒸發(fā)器制冷能力增加，這樣進(jìn)入車廂內(nèi)冷氣的制冷能力也增加，從而使車廂內(nèi)溫度下降，恢復(fù)到原來的舒適狀態(tài)。反之，如果蒸發(fā)器熱負(fù)荷減少（例如下大雨使溫度下降，從而使車廂內(nèi)溫度下降），反之蒸發(fā)器出口過熱度下降，其飽和蒸氣壓力也下降，傳到動(dòng)力頭中，使膜片上方的壓力下降。這時(shí)，閥芯會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，使膨脹閥開度減小，這樣進(jìn)入蒸發(fā)器流量自然減小了。由此，蒸發(fā)器制冷能力減少，也使車廂內(nèi)溫度恢復(fù)到原來舒適狀態(tài)。熱力膨脹閥就是這樣通過感受蒸發(fā)器出口過熱度來調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷不斷變

4、化的需要，使蒸發(fā)器處于最佳工作狀態(tài)的。膨脹閥的作用：1、節(jié)流降壓，實(shí)現(xiàn)制冷；2、自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷不斷變化的需要，使蒸發(fā)器在最佳狀態(tài)下工作。3、保持一定過熱度，保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，防止壓縮機(jī)液擊和異常過熱二、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)F型內(nèi)平衡熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu) H型熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu) 四、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的關(guān)鍵特性1、容量汽車空調(diào)熱力膨脹閥的制冷能力用容量表達(dá)。容量單位為KW，也有用美國(guó)冷噸（USRT）表示。1美國(guó)冷噸（USRT）等于在24小時(shí)內(nèi)融化1美制噸冰所需的熱量。1美制噸為907KG，1USRT相當(dāng)于3.517KW。汽車空調(diào)熱力膨脹閥容量有公稱容量和額定容量之分。公稱容

5、量為制造廠在標(biāo)準(zhǔn)條件下試驗(yàn)名義點(diǎn)的容量。額定容量為在額定條件下試驗(yàn)額定點(diǎn)的容量。額定條件和額定點(diǎn)都和特定汽車空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。一般汽車空調(diào)熱力膨脹閥所給出的都是公稱容量。汽車空調(diào)熱力膨脹閥容量選擇主要根據(jù)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷能力。詳見“五、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的選擇和匹配”四、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的關(guān)鍵特性（續(xù)）3、最大工作壓力（MOP）熱力膨脹閥如果是氣充型，則有最大工作壓力要求。最大工作壓力英文縮寫MOP，是最大充許平衡壓力（內(nèi)平衡或外平衡）。對(duì)于氣充型熱力膨脹閥，膨脹閥在過熱度增加到一定大小時(shí)，其開度不再增加。這個(gè)性能起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用。4、膨脹閥遲滯熱力膨脹閥遲滯是其開度特性，指過熱度增加或減少

6、時(shí)的開度差。遲滯大則在膨脹閥打開或關(guān)閉時(shí)，在同一過熱度下，其流量相差大，也即容量相差大。所以希望膨脹閥遲滯不超過某允許值。5、可靠性熱力膨脹閥在氣密性、耐久性、耐振、耐熱、耐寒、耐壓、耐腐蝕等方面均有可靠性要求。由于汽車空調(diào)工作條件及工作環(huán)境惡劣，因此汽車空調(diào)熱力膨脹閥可靠性要求很高。例如耐久性，一般要求在進(jìn)行10萬次試驗(yàn)后，其靜止過熱度變化（用壓力變化表示）應(yīng)小于0.02MPa。四、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的關(guān)鍵特性（續(xù)）6、關(guān)鍵尺寸膨脹閥外形圖中標(biāo)“”為產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸，以H型熱力膨脹閥為例（如下圖） 五、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的選擇和匹配汽車空調(diào)熱力膨脹閥的容量選擇與膨脹閥入口處液體制冷劑的壓力（或

7、冷凝溫度）、過冷度、出口處制冷劑的壓力（或蒸發(fā)溫度）、過熱度及閥開度有關(guān)。同一個(gè)膨脹閥，在不同工況下容量差別是很大的，這與工作時(shí)的冷凝壓力及蒸發(fā)壓力的壓差有關(guān)。膨脹閥的容量要與汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷能力相匹配，特別是蒸發(fā)器的容量相匹配，使蒸發(fā)器最大限度地加以利用。若容量選擇過大，使閥經(jīng)常處在小開度下工作，則膨脹閥開閉頻繁，易誘發(fā)空調(diào)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，影響車內(nèi)溫度穩(wěn)定，并降低閥門壽命，在某些特定工況時(shí)還會(huì)造成壓縮機(jī)液擊；若容量選擇過小，則流量太小，造成系統(tǒng)制冷能力不足，不能滿足車室內(nèi)制冷量要求。所以應(yīng)對(duì)每一制冷系統(tǒng)所使用的膨脹閥進(jìn)行選配。一般情況下，膨脹閥容量應(yīng)比蒸發(fā)器能力大 20 %-30 。如普通轎

8、車的空調(diào)制冷量為2.53 kw，膨脹閥可選用 3.54kw的。另外，還應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)器的壓力損失來選用膨脹閥。當(dāng)蒸發(fā)器壓力損失較小時(shí)，宜選用內(nèi)平衡式膨脹閥；當(dāng)蒸發(fā)器壓力損失較大時(shí)，宜選用外平衡式膨脹閥。汽車空調(diào)蒸發(fā)器內(nèi)部阻力損失較大，一般應(yīng)選用外平衡式熱力膨脹閥。因?yàn)閮?nèi)平衡式膨脹閥膜片下方的壓力取自閥出口，當(dāng)蒸發(fā)器壓力降過大時(shí)，會(huì)使動(dòng)力頭感受的過熱度減小，使閥開度不足，而外平衡膨脹閥膜片下方的壓力取自蒸發(fā)器出口，避免了蒸發(fā)器壓力降對(duì)閥開度的影響，克服了內(nèi)平衡閥的缺點(diǎn)。六、汽車空調(diào)系統(tǒng)低壓側(cè)壓力很低原因分析壓縮機(jī)在高速大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓端的制冷劑被急速吸入壓縮機(jī)，此時(shí)如果蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑過少，不能充

9、分地循環(huán)和補(bǔ)充到低壓端，即會(huì)造成蒸發(fā)器內(nèi)的壓力偏低。造成蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑過少的原因，可能是空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的充注量不足（此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)高壓側(cè)的壓力也會(huì)偏低）；也可能是膨脹閥容量不足，需重新調(diào)整膨脹閥的容量。造成膨脹閥容量不足的原因，一個(gè)可能是靜止過熱度設(shè)置不當(dāng)，膨脹閥出口壓力設(shè)定值過?。▽?duì)應(yīng)措施：增加膨脹閥出口壓力設(shè)定值）；另一個(gè)可能是膨脹閥動(dòng)力頭充注性能不當(dāng)，其靜止過熱度特性曲線斜率過?。▽?duì)應(yīng)措施：改變動(dòng)力頭充注性能，提高靜止過熱度特性曲線斜率）。七、采用“無級(jí)變排量壓縮機(jī)”的汽車空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)述在采用“無級(jí)變排量壓縮機(jī)”的汽車空調(diào)系統(tǒng)中，膨脹閥的開度變化與壓縮機(jī)搖板傾斜角度調(diào)節(jié)會(huì)相互作用，從而加劇系

10、統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定性。當(dāng)蒸發(fā)器負(fù)荷減小時(shí)，蒸發(fā)器出口過熱度減小，膨脹閥開度和流量減??；同時(shí)蒸發(fā)壓力降低，使得壓縮機(jī)搖板傾斜角度變小及至壓縮機(jī)排量也減小，并且由于膨脹閥的調(diào)節(jié)作用使得排量減小幅度增加。當(dāng)制冷劑流量很小，特別是在膨脹閥突然打開時(shí)，運(yùn)行會(huì)變得很不穩(wěn)定。所以，為了適應(yīng)“無級(jí)變排量壓縮機(jī)”汽車空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求，消除或減輕該類系統(tǒng)的振蕩問題，采用“負(fù)靜止過熱度設(shè)定值”的方法（一般膨脹閥靜止過熱度設(shè)定值為正值），使得膨脹閥開度關(guān)到最小時(shí)，仍有微小流量的制冷劑流過。針對(duì)“負(fù)靜止過熱度設(shè)定值”，在膨脹閥動(dòng)力頭的充注上，需采用“交叉充注”的形式（制冷劑加惰性氣體充注）。其特性曲線與常規(guī)的“氣體充注”

11、區(qū)別如后圖所示。八、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的安裝安裝時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：膨脹閥一般都應(yīng)直立安裝，不宜傾斜安裝，更不允許倒置，安裝位置要盡量靠近蒸發(fā)器；感溫包一般安放在蒸發(fā)器水平出口管沒有積液的位置的上表面（積液還要蒸發(fā)，不能反映真正的過熱溫度，且溫度也不穩(wěn)定），要包扎牢靠，保證感溫包與管子有良好的接觸；接觸面要清潔，并要緊貼，還要用隔熱防潮膠帶包好。必要時(shí)膨脹閥本體也用隔熱膠帶包好。感溫包應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)離壓縮機(jī)吸氣口1.5m以上，其位置應(yīng)低于膨脹閥，且感溫包要水平放置，以保證感溫工質(zhì)液體始終在感溫包中。感溫包同蒸發(fā)器接觸面應(yīng)除銹干凈，安裝位置要避免熱氣流的影響，如果不能避開熱氣流，其外表面則必須包裹保溫材料

12、。八、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的安裝（續(xù)）感溫包不應(yīng)安裝在吸氣管的積液處，否則，感溫包就不能感測(cè)到真正的過熱度。當(dāng)吸氣管徑小于25mm時(shí)，感溫包貼在吸氣管的頂部；當(dāng)吸氣管徑大于25mm時(shí)，感溫包包扎在水平管的下側(cè)45處或者側(cè)面中點(diǎn)處。感溫包無論如何不能貼附在水平吸氣管的底部，以防管子底部積油等因素影響感溫包的正確感溫。外平衡管應(yīng)接在感溫包安裝部位后面100mm處，以免制冷劑在蒸發(fā)管內(nèi)的流動(dòng)阻力對(duì)膨脹閥產(chǎn)生誤動(dòng)作。外平衡管要裝在感溫包后邊管段的上表面處，且保持適當(dāng)距離。兩者位置不能互換，因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)有少量液態(tài)制冷劑由平衡管流出，再進(jìn)人吸氣管，從而影響感溫包處過熱溫度的準(zhǔn)確性。吸氣管上的外平衡管應(yīng)由水平管上面引出，不可在吸氣管集液彎頭下游接平衡管，以免冷凍潤(rùn)滑油帶入膨脹閥內(nèi)。九、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的調(diào)整簡(jiǎn)述 膨脹閥出廠時(shí)已按用戶要求調(diào)整好數(shù)據(jù)，一般情況下，用戶可直接安裝使用。在特定情況下，用戶可稍作調(diào)整。熱力膨脹閥的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)螺帽來調(diào)整彈簧的壓縮力，就是調(diào)整膨脹閥的靜裝配過熱度。調(diào)節(jié)螺帽向里旋進(jìn)是壓緊彈簧進(jìn)行調(diào)小；向外旋出是放松彈簧進(jìn)行調(diào)大。在系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試時(shí)，可以從蒸發(fā)壓力值的高低來判斷膨脹閥調(diào)整方向和范圍。蒸發(fā)壓力高于給定值，即膨脹閥的流量偏大，應(yīng)適當(dāng)調(diào)?。徽舭l(fā)壓力低于給定值，即膨脹閥的流量偏低，應(yīng)適當(dāng)增大。調(diào)整膨脹閥時(shí)需在壓縮機(jī)吸氣截止閥上裝一只低壓表，以