熱力膨脹閥相關(guān)知識(shí)

1、熱 力 膨 脹 閥簡(jiǎn) 介 目 錄 什么是熱力膨脹閥 膨脹閥在制冷系統(tǒng)中的作用 典型汽車空調(diào)膨脹閥的結(jié)構(gòu) 與膨脹閥有關(guān)的幾個(gè)概念 膨脹閥的過(guò)熱度控制原理 膨脹閥的零件及作用 膨脹閥氣箱頭的充注 膨 脹 閥 的 測(cè) 試 幾 點(diǎn) 說(shuō) 明什么是熱力膨脹閥 熱力膨脹閥是制冷系統(tǒng)的重要自控元件，利用氣箱頭（感溫包）的溫度變化作為信號(hào)，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，改變制冷劑流量。汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 示 意 圖1345678921 壓縮機(jī) 2 高壓氣管 3 冷凝器 4 儲(chǔ)液器 5 視液鏡 6 高壓液管 7 膨脹閥 8 蒸發(fā)器 9 蒸發(fā)器風(fēng)扇 膨脹閥在制冷系統(tǒng)中的作用 節(jié)流降壓 將冷凝器冷凝后的高溫高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，

2、成為容易蒸發(fā)的低溫低壓的汽液混合物，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，吸收外界熱量； 調(diào)節(jié)流量 根據(jù)感溫包或氣箱頭得到的溫度信號(hào)，膨脹閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷不斷變化的需要。 保持一定過(guò)熱度、防止液擊和異常過(guò)熱 膨脹閥通過(guò)流量的調(diào)節(jié)使蒸發(fā)器具有一定的過(guò)熱度，保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)引起液擊；同時(shí)又能控制過(guò)熱度在一定范圍，防止異常過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生。 M貯 液 器膨 脹 閥蒸 發(fā) 器冷 凝 器壓 縮 機(jī)高 壓 氣 體高 壓 液 體低 壓 液 體低 壓 氣 體 不同類型的熱力膨脹閥帶分液器和單向閥帶分液器和單向閥的近景氣箱頭焊連接，焊接管接口的內(nèi)調(diào)式銅 閥 類ENA

3、EWBENBENC與膨脹閥有關(guān)的幾個(gè)概念過(guò)熱度：在系統(tǒng)中是指蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器出口溫度的溫度差，對(duì)膨脹閥是指感溫包溫度和膜片下方壓力對(duì)應(yīng)的溫度差，總過(guò)熱度也稱過(guò)熱度范圍，靜裝配過(guò)熱度也稱靜止過(guò)熱度，是指剛剛使閥開(kāi)啟的過(guò)熱度，梯度過(guò)熱度也稱過(guò)熱度變化，是指閥從開(kāi)啟到達(dá)到額定容量的開(kāi)度所需的過(guò)熱度，總過(guò)熱度靜裝配過(guò)熱度+梯度過(guò)熱度，系統(tǒng)工作時(shí)閥處于某一開(kāi)度所對(duì)應(yīng)的過(guò)熱度，稱工作過(guò)熱度。靜裝配過(guò)熱度調(diào)節(jié)范圍：靜裝配過(guò)熱度在一定范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的，對(duì)一般膨脹閥為28，對(duì)汽車空調(diào)膨脹閥約為110 ；可變過(guò)熱度為5 ，故汽車空調(diào)膨脹閥工作過(guò)熱度范圍為1-13 。蒸發(fā)器與膨脹閥容量匹配得當(dāng)時(shí)，可以調(diào)整螺栓取得最

4、小穩(wěn)定過(guò)熱度即合適的靜過(guò)熱度，此時(shí)蒸發(fā)器出口溫度由不斷波動(dòng)趨于穩(wěn)定。蒸發(fā)器的面積不是100被利用的，總是有一部分處于過(guò)熱狀態(tài)；正常情況下，離開(kāi)蒸發(fā)器的氣體是過(guò)熱氣體；蒸發(fā)器的入口端和出口端存在阻力損失，有一定的壓差；進(jìn)入膨脹閥的制冷劑液體溫度與冷凝溫度不一樣，有一定的溫度降，稱之為過(guò)冷度。閥容量隨閥前過(guò)冷度增大而增大。膨脹閥的控制原理 三 力 平 衡 原 理 P1 P2 + FP1: 氣箱頭內(nèi)充注介質(zhì)對(duì)應(yīng)于溫度產(chǎn)生的壓力，作用在膜片上方；P2：蒸發(fā)壓力（對(duì)內(nèi)平衡為閥出口壓力，對(duì) 外平衡為蒸發(fā)器出口壓力），作用在膜 片下方；F：彈簧力，作用在膜片下方。 氣箱頭溫度降低時(shí)P1P2+F，閥口開(kāi)度減小

5、； 氣箱頭溫度升高時(shí)P1P2+F，閥口開(kāi)度增大；其它力：如膜片剛度、傳動(dòng)部件摩擦阻力、流體對(duì)閥芯的作用力等，在分析時(shí)暫不考慮。P2P1F 內(nèi) 平 衡 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(guò)大時(shí)，會(huì)使氣箱頭感受的過(guò)熱度減小，使閥開(kāi)度不足。FSPLPB0.31MPaG0.25MPaGTe = 5 0.25MPaG+100.31MPaG0.25MPaG = 10 S.S.H = 5deg外 平 衡 膨 脹 閥（銅） 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(kāi)度的影響，克服了內(nèi)平衡閥的缺點(diǎn)； 由于閥出口與膜片下方的平衡腔間需密封處理，增加了制造難度。PL0.25MPaG

6、PB0.19MPaGFSTe = 5 0.25MPaG壓力損失0.06MPaG0.19MPaG=0+5 0.25MPaG0.19MPaG +5 S.S.H = 5deg外 平 衡 膨 脹 閥（鋁）外平衡閥的另一種形式，蒸發(fā)器至壓縮機(jī)的回氣直接通入閥內(nèi)，氣箱頭的溫度和壓力信號(hào)都從閥內(nèi)部的回氣通道取得；方塊式的結(jié)構(gòu)使安裝更方便、可靠；無(wú)毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)使閥的抗振性更好；鋁材料的采用使重量減輕。 蒸 發(fā) 器壓縮機(jī)冷凝器 膨脹閥的零件及作用（1）鋁 閥123456789101112131415序號(hào)名稱材料1閥體Al2調(diào)節(jié)座Al3“0”型圈HNBR4調(diào)節(jié)彈簧SUS5閥芯架SUS6鋼球SUS7下傳動(dòng)桿SUS8

7、“0”型圈HNBR9上傳動(dòng)桿Al10傳動(dòng)片HPb11“0”型圈HNBR12氣箱座SUS13膜片K10014氣箱蓋SUS15充注管TP2膨脹閥的零件及作用（2）銅 閥（內(nèi)平衡）1423561110978序號(hào)名稱材料1閥體C37712調(diào)節(jié)螺絲HPb3調(diào)節(jié)彈簧SUS4閥芯架SUS5氣箱座SUS6膜片K1007氣箱蓋SUS8傳動(dòng)片HPb9傳動(dòng)桿SUS10鋼球SUS11毛細(xì)管TP2膨脹閥的零件及作用（3）銅 閥（外平衡）12345678910 11121314151617181920212223序號(hào)名稱材料1閥體C37712調(diào)節(jié)螺絲HPb3調(diào)節(jié)彈簧SUS4閥芯架SUS5鋼球SUS6傳動(dòng)桿SUS7“O”型

8、圈HNBR8壓片TP29壓緊彈簧SUS10氣箱座SUS11膜片K10012氣箱蓋SUS13傳動(dòng)片HPb14固定圈HPb15外平衡管TP216接管TP217接管螺母HPb18“O”型圈HNBR19塞網(wǎng)SUS20吸附材料/21感溫包TP222塞網(wǎng)SUS23毛細(xì)管TP2膨脹閥的零件及作用（4）閥體：提供制冷劑流通通道、與系統(tǒng)的連接接口、閥內(nèi)零件的安裝位置，材質(zhì)為鋁或黃銅；膜片：隔膜的作用。以最小的阻力，將氣箱頭的力傳遞給傳動(dòng)片， 其特性由材質(zhì)、狀態(tài)、厚度、波紋形狀等決定，一般由不銹鋼或銅合金制作；氣箱蓋：與氣箱座、膜片、感溫包、毛細(xì)管共同組成氣箱頭（有的產(chǎn)品沒(méi)有感溫包和毛細(xì)管），材質(zhì)為不銹鋼或黃銅；

9、感溫包：感受外界溫度，把溫度轉(zhuǎn)換的壓力傳遞給氣箱頭，材料為紫銅；毛細(xì)管：傳遞感溫包的壓力，或提供充注的通道，材料為紫銅；傳動(dòng)片：把膜片的力傳遞給傳動(dòng)桿，并起到軸向和徑向的限位作用，材料為鋁或黃銅；氣箱座：連接閥體，容納傳動(dòng)片，與氣箱蓋、膜片、感溫包、毛細(xì)管共同組成氣箱頭，材質(zhì)為不銹鋼；膨脹閥的零件及作用（5）O形圈：使氣箱頭與閥體間密封；傳動(dòng)桿：把膜片的力傳遞給閥芯。分上傳動(dòng)桿和下傳動(dòng)桿，有 的產(chǎn)品在下傳動(dòng)桿上點(diǎn)焊有鋼球；O型圈：使傳動(dòng)桿和閥體間密封，但又不產(chǎn)生過(guò)大的摩擦阻力；閥芯：在氣箱頭和彈簧力的作用下，控制閥口流通面積的大小， 材料為不銹鋼或黃銅；調(diào)節(jié)彈簧：根據(jù)靜裝配過(guò)熱度要求提供一定的

10、預(yù)緊力，并提供與 氣箱頭平衡的力，注意彈簧的剛度、節(jié)距、兩端面平行度都對(duì)產(chǎn) 品有很大影響，材料為不銹鋼或彈簧鋼；調(diào)節(jié)螺絲：調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力；O形圈：使調(diào)節(jié)螺絲與閥體間密封，但又不影響調(diào)節(jié)性能。感溫包氣箱蓋膜片傳動(dòng)片傳動(dòng)桿閥芯調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺絲閥體 氣箱蓋膜片傳動(dòng)片固定圈壓緊彈簧壓片O形圈傳動(dòng)桿閥芯調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺絲毛細(xì)管感溫包外平衡接管接管螺母O形圈閥體閥芯架氣箱頭閥體調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺絲矩形圈上傳動(dòng)桿O形圈下傳動(dòng)桿閥芯O形圈膨脹閥氣箱頭的充注 充注向氣箱頭密封腔內(nèi)充入隨溫度變化而產(chǎn)生一定壓力變化的介質(zhì)； 由于向氣箱頭中充入的介質(zhì)的量非常少，通常為幾十毫克（mg），而產(chǎn)品的正常使用期限須在十年以上，保

11、證不使充注介質(zhì)泄漏的問(wèn)題變得非常重要； 充注方式的多樣化：液體充注、氣體充注、交叉充注、吸附充注、惰性充注等； 不同的充注可以得到不同的控制特性。氣體充注 向氣箱頭中充入與系統(tǒng)使用相同的制冷劑； 充入的制冷劑的量是被限定的（MOP); 安裝場(chǎng)所的限制值得注意的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。PT交 叉 充 注 氣箱頭中充入與系統(tǒng)使用不同的制冷劑和惰性氣體； 充入的制冷劑和惰性氣體的量是被限定的（MOP）； 調(diào)整制冷劑的種類和充入量，可以得到不同的控制特性。P T吸 附 充 注吸附原理：吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)和很大的表面積，在溫度變化時(shí)使氣體的吸附量發(fā)生變化；在感溫包或氣箱頭中充填有吸附劑（一般是活性炭）向氣箱頭中充入的是

12、易被吸附劑吸附的氣體；控制吸附劑的量和充入氣體的量，可以得到不同的控制特性。PT膨 脹 閥 的 測(cè) 試（1） 00作動(dòng)：是一個(gè)可調(diào)整的調(diào)定值，保證產(chǎn)品出廠的狀態(tài)一致； 10 10 作動(dòng)：測(cè)試充注特性的參數(shù)； MOPMOP（32 或50 ）：測(cè)試最大工作壓力，監(jiān)控充注量，同時(shí)可發(fā)現(xiàn)充注介質(zhì)是否泄漏； 內(nèi)泄漏：檢測(cè)閥口關(guān)閉的緊密程度； 外平衡泄漏：檢測(cè)閥出口端和外平衡管端的泄漏量； 耐久：檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的耐磨損、抗疲勞能力，易出現(xiàn)的問(wèn)題是膜片開(kāi)裂失效、閥口磨損使泄漏超差、傳動(dòng)片和傳動(dòng)桿磨損； 阻滯：檢測(cè)相同過(guò)熱度增加或減少時(shí)閥出口的壓力差（即閥開(kāi)度差）；膨 脹 閥 的 測(cè) 試（2） 氣密性：檢測(cè)閥內(nèi)

13、向外部泄漏的量； 最大耐壓：閥能承受的可正常工作的最大壓力； 壓力位移：氣箱頭溫度不變，改變膜片下方壓力得到的2條變化曲線 ( 閥開(kāi)啟和關(guān)閉 ）； 溫度位移：膜片下方的壓力不變，改變氣箱頭溫度得到的2條變化的曲線（ 閥開(kāi)啟和關(guān)閉 ）； 開(kāi)度流量：改變閥開(kāi)度，測(cè)得的制冷劑流量變化的曲線； 溫度容量：將溫度位移和開(kāi)度流量曲線合并后得到的表明過(guò)熱度和制冷量關(guān)系的曲線，描述閥的制冷能力； 時(shí)間常數(shù)：測(cè)定氣箱頭接到動(dòng)作信號(hào)后，閥到達(dá)最終變化量的63.2所需的時(shí)間。測(cè)試方法有多種，目前我們采用空氣測(cè)試法；膨 脹 閥 的 測(cè) 試（3） 耐高溫 耐低溫 冷熱沖擊 振動(dòng) 噪音 爆破壓力 清潔度 濕熱 耐介質(zhì) 鹽霧 壓力循環(huán) 耐真空度 跌落 與系統(tǒng)匹配有關(guān)的其它試驗(yàn) 水流量試驗(yàn) 臺(tái)架試驗(yàn) 焓差試驗(yàn) 實(shí)車試驗(yàn) 等 膨脹閥性能測(cè)試的4象限圖膨 脹 閥 性 能 測(cè) 試 曲 線EBH15M040 溫度位移曲線EBH-15M040溫度-位移曲線0 . 01 0 . 02 0 . 03 0 . 04 0 . 05 0 . 06 0 . 07 0 . 08 0 . 001234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 8溫度（）位移（0.01mm）1#打開(kāi)位移1#關(guān)閉位移2#打開(kāi)位移2#關(guān)閉位移幾 點(diǎn) 說(shuō) 明膨脹閥的在線檢測(cè)中，閥門基本沒(méi)有開(kāi)度上的變化，是