发布于 10-16 09:29:08
（1）节流降压 膨胀阀可使从冷凝器出来的高温高压液态制冷剂节流降压成易蒸发的低温低压雾状物进入蒸发器，即分离了制冷剂的高压侧与低压侧，但制冷剂的液体状态没有改变。
（2）调节流量 因为制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量也做相应调整，以保持车内温度稳定、制冷剂正常工作。膨胀阀就起到将进入蒸发器的流量自动调节到制冷循环所要求的合适程度的作用。
（3）控制作用 控制流量、防止“液击”与异常过热发生。所谓“液击”，就是这种过饱和气体在压缩机中因压缩升温，在过热蒸气的过程中，其中所含的液滴十分迅速地蒸发膨胀，使气缸中压力骤增、活塞阻力突然加大，从而致使活塞像受到重击一样而受到损坏。膨胀阀以感温包作为感温元件控制流量的大小，确保蒸发器尾部有一定的过热度，从而保证蒸发器总容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机而出现“液击”现象，同时又能将过热度控制在一定的范围内，从而避免异常过热现象的发生。
膨胀阀主要有热力膨胀阀与H形膨胀阀，其中，热力膨胀阀按照平衡方式的不同又分为内平衡与外平衡两种形式。
（1）热力膨胀阀的结构 热力膨胀阀也叫做感温式膨胀阀，有外平衡式与内平衡式两种形式。外平衡式热力膨胀阀膜片下面的平衡力是利用外接管从蒸发器出口处引来的压力，其结构如图2-59所示。而内平衡式热力膨胀阀的膜片下面的制冷剂压力是由阀体内部通道传递来的膨胀阀孔的出口压力，其结构如图2-60所示。热力膨胀阀主要由感温受压装置、阀体以及手动调节装置三部分组成。
图2-59 外平衡式热力膨胀阀的结构
1—进口；2—孔口；3—阀座；4—弹簧；5—出口；6—感温包；7—外平衡弹簧；8—膜片；9—滤网
图2-60 内平衡式热力膨胀阀的结构
1—进口；2—孔口；3—阀座；4—弹簧；5—出口；6—感温包；7—内平衡弹簧；8—膜片；9—滤网
①感温受压装置：感温受压装置是自动调节的发信机构，由感温包、毛细管以及动力室组成一个密闭系统。动力室下面有一块厚度为0.1～0.2mm的薄膜片，也就是传动膜片，它随着平衡压力的变化产生上下位移。
②阀体：阀体是自动调节的执行机构，由阀针、过热度调节弹簧、顶杆、推杆、阀座、调节螺钉、过滤网及其他一些零件组成。当膜片移动时，调节信号传递给顶杆，顶杆推动阀针，从而调整膨胀阀通径的大小，调节了制冷剂的流量。
③手动调节装置：手动调节装置为手动调节过热度的装置，主要由平衡弹簧及调整螺母组成。进入蒸发器的液态制冷剂离开蒸发器时，通常全部都蒸发成气体。由于液态制冷剂在很低温度下就开始蒸发，所以即使全部制冷剂都蒸发了，制冷剂仍保持很低的温度，气体将继续吸热，变成过热气体，也就是蒸发器出口气体温度超过了蒸发器中的饱和温度。这两个温度之差（即进、出蒸发器的制冷剂温度差）叫做过热度。手动调节装置正是借助调整平衡弹簧的预紧力来调节热力膨胀阀的过热度。
（2）热力膨胀阀的工作原理 通常说来，蒸发器尾部温度高，意味着蒸发器内缺少制冷剂，制冷剂的过热度增加，蒸发压力下降，而此时感温包内的压力由于感受到的温度升高而升高，该力作用到膜片上产生一个向下的推力，打开阀门，让更多的制冷剂进入蒸发器，这样就完成了一次调节作用。
①如图2-61所示为内平衡式热力膨胀阀的工作原理，设膜片上方压力为p f（由感温包内气体压力产生），弹簧压力为p d，膜片下方工质压力为p e（蒸发器入口压力）。
图2-61 内平衡式热力膨胀阀的工作原理
1—膜片；2—节流阀；3—弹簧；4—调整螺钉；5—感温包
在平衡状态之下，p f=p e+p d，膨胀阀处于某一开度状态，制冷剂流量保持一定。因为膨胀阀设计时保证蒸发器有一定的过热度，所以蒸发器出口部分一般都是过热蒸气。如果蒸发器制冷剂不足，则制冷剂将提前全部蒸发，过热部分加长，过热度增大（Δt↑），感温包内压力升高（p f↑），膜片利用推杆将阀向下推，阀开度增大（δ↑），进入蒸发器的流量增加（G↑）。反之，过热度下降（Δt↑），阀开度减小（δ↓），流量减小（G↓）。
②如图2-62所示为外平衡式热力膨胀阀的工作原理，设膜片上方压力为p f'（由感温包内气体压力产生，相当于蒸发器出口温度的饱和压力），弹簧压力是p d'（关闭过热度的压力），膜片下方制冷剂压力为p e'（蒸发器出口压力），Δp为蒸发器压力损失，则p e'=p e-Δp。
图2-62 外平衡式热力膨胀阀的工作原理
在平衡状态下，
，由于
，所以
。可见，
，
。其中，t f是感温包感受到的温度。
如果要达到同样的膨胀阀开度（弹簧受压量相同，即p d相同），外平衡式的过热度就要小得多，因此采用外平衡式热力膨胀阀时，能充分发挥蒸发器传热面积的作用和提高制冷装置的制冷效果。
（3）H形膨胀阀的结构与工作原理 H形膨胀阀是因它的内部通路像字母“H”而得名。它有四个接口，分别与储液干燥器出口、蒸发器入口、蒸发器出口以及压缩机入口相连接。在连接储液干燥器出口、蒸发器入口之间有一个球阀控制节流孔，球阀的上面同控制杆、感温器相连，球阀的下面同弹簧相抵。感温器内装有密封的制冷剂。整个膨胀阀被固定于蒸发器上。
工作原理：球形阀控制节流孔的开度，即制冷剂的流量，而球形阀受弹簧及感温包控制。当蒸发器的温度升高时，感温包内的制冷剂压力升高，控制顶杆推动球形阀向下克服弹簧弹力，开大节流孔，制冷剂流量增大，使蒸发器温度下降；反之则亦然。
H形膨胀阀的结构有很多种，有的将感温包缩到阀体内的回气通路上（图2-63），从而提高膨胀阀的工作灵敏度，但是这种膨胀阀加工难度较大；有的则彻底取消了感温包，其结构如图2-64所示；有些H形膨胀阀还带有低压保护开关和温度控制器，叫做组合式H形膨胀阀，如图2-65所示为其结构，其中，温度控制器的温度传感器不是夹在蒸发器管片上，而是插在蒸发器出气管中的一个凹坑里，这个凹坑中放有润滑脂以增强感温管的感温能力。有的系统中，在温度控制器上还加有控制按钮，可让驾驶人按照需要增加或减少制冷量。
图2-63 H形膨胀阀的结构
1—阀体；2—进气管；3—动力头；4—顶杆（兼感温包）；5—膜片；6—传动杆；7—球阀；8—弹簧；9—弹簧座
图2-64 无感温包H形膨胀阀的结构
图2-65 组合式H形膨胀的结构阀
1—低压开关的结构；2—温度控制器；3—出液管；4—进液管；5—感温插孔；6—感温管；7—H形膨胀阀
H形膨胀阀安装十分简单，不需要绝热处理的毛细管感温包系统，因此结构紧凑；H形膨胀阀直接安装在蒸发器上，接头少，所以泄漏制冷剂的机会减少，不怕汽车运行过程中的振动，可靠性高；此外，其维修调试也十分方便。因为存在以上优点，所以目前该类型膨胀阀已被汽车空调广泛采用，我国引进技术生产的切诺基、捷达及富康等车上均采用了H形膨胀阀。
膨胀阀在拆卸前，应将制冷剂从系统内排出并回收，操作前应先切断车辆的电源，拆除影响拆卸的导线及端子并做好记号。下面以桑塔纳3000轿车的空调系统为例来介绍膨胀阀的拆装。如图2-66所示为膨胀阀的安装位置，其拆卸步骤如下。
图2-66 桑塔纳3000轿车膨胀阀的结构
1—蒸发器芯；2—O形圈；3—膨胀阀；4—固定块；5—高压管；6—低压管
（1）将蒸发器拆下。
（2）取下感温管上包裹的绝缘带。
（3）松开感温包，如果膨胀阀为外平衡式，则应先拆下平衡管路。
（4）如图2-67中箭头A所示，将螺栓旋出，拆下固定块。
图2-67 膨胀阀的拆卸
（5）如图2-67中箭头B所示，将膨胀阀上连接冷凝器的制冷剂液体管拆下，并拆卸管接头处的O形圈。
（6）检查膨胀阀内的滤网，如果堵塞，则应清洁或更换。
（7）如图2-67中箭头C所示，将膨胀阀连接蒸发器的制冷剂气管拆下，并拆卸管接头处的O形圈。
（8）拆下膨胀阀的支撑架，并从蒸发器上取下膨胀阀。
膨胀阀的安装顺序同拆卸顺序相反，具体步骤如下。
（1）安装膨胀阀的支架，把膨胀阀装上蒸发器。
（2）在膨胀阀和蒸发器管接头上安装O形圈，将蒸发器进口到膨胀阀出口的管路连上，拧紧到合适的力矩。
（3）在膨胀阀与冷凝器管接头上安装O形圈，将冷凝器液体管到膨胀阀进口的管路连上，拧紧到合适的力矩。
（4）通过支架插入感温包，再利用绝缘带包裹感温包，如图2-68所示。感温包插入的位置：a=150mm，b=130mm；插入深度为85mm。
图2-68 蒸发器感温包的安装
1—膨胀阀；2—支架；3—感温包
膨胀阀的常见故障为发生冰堵或脏堵、阀口关闭不严、滤网堵塞及感温包或者动力头焊接处发生泄漏等。膨胀阀的检查方法有两种：一是在车上检查膨胀阀；二是在台架上实验检查膨胀阀。
（1）在车上检查膨胀阀操作如下。
①将歧管压力表组与空调系统相连，将发动机启动，转速调至1000～1200r/min，空调温度控制器（或拨杆）调到最冷（MAX）位置，使空调系统运行10～15min。
②查看低压侧压力表读数，若偏低，则在膨胀阀周围包上约52℃的抹布，继续观察低压表读数。
③如果低压压力能上升至正常值或接近正常值，则说明系统内有水汽，应设法将其消除（将储液干燥器更换掉，并用较长时间抽真空，再充注制冷剂，重新检测系统）。
④按上述步骤②操作，如果低压压力仍未升高，则从蒸发器出口处小心将膨胀阀感温包卸下，并握在手中，观察低压表读数。
⑤按上述步骤④操作，如果压力仍偏低，则说明膨胀阀有问题，应将其卸下，在台架上进行检查。在拆除膨胀阀时，如果发现膨胀阀进口有堵塞，则应在清洗和维修膨胀阀后，更换储液干燥器。
⑥按上述步骤②查看低压表读数时，如果低压读数偏高，则从蒸发器出口处小心将膨胀阀感温包卸下，并放入冰水中（在冰水中加些盐，使其温度降至0℃）。
⑦如果低压压力降至或接近正常值，则可能是感温包隔热包扎不严或安放位置不对，重新定位并包扎之后再测定。
⑧如果低压压力仍然偏高，则应卸下膨胀阀，移到台架上进行检查。
⑨测试结束后，应关闭所有空调控制器，降低发动机转速，直到关机，将歧管压力表组取下。
（2）在台架上实验检查膨胀阀操作如下。
①将膨胀阀从制冷系统中取下来，如果过滤网（如果有过滤网的话）上有污物，则要取下并清洗干净。
②按照图2-69所示将歧管压力表组与制冷剂罐、膨胀阀连接好，软管与低压表之间接一个带开关的过渡接头。
图2-69 在台架上检查膨胀阀
③将高、低压手动阀关闭，并把水盆中水的温度调节至52℃，然后将膨胀阀感温包放在温水中。
④拧开制冷剂罐的阀门，慢慢将高压手动阀开启，至高压表读数为483kPa。
⑤对应最大流量的低压表读数应该在296～379kPa之间。如果读数高于379kPa，则表示膨胀阀供应制冷剂过量；如果读数低于296kPa，则系统制冷剂量不足。
⑥膨胀阀流量的调整可以借助调整弹簧压力来实现。先拧开膨胀阀出口接头，用内六角扳手调整螺母。逆时针旋转时，制冷剂供应量增大；顺时针旋转时，制冷剂供应量减小。
⑦把感温包放在水温为0℃的冰水中，将高压压力开关打开，高压表压力应为483kPa，此时可测其最小制冷剂供应量。
如果膨胀阀未能通过上面的一项或者两项检测，那么可以尝试清洗膨胀阀。否则，必须更换新膨胀阀。具体的清洗步骤如下。
（1）拆下膜片、毛细管以及感温包总成。
（2）拆卸过热度调整螺钉，细心地将拆卸此螺钉时拧下的圈数记住，以便于安装时寻找正确的安装位置。
（3）拆卸过热度弹簧及阀座，将阀及推杆卸下。
（4）把阀和全部零件浸入洁净的酒精内进行清洗、擦净并且吹干。
（5）采用与步骤（1）～（4）相反的动作顺序，重装这些零件，按照拧下时的圈数重新装上过热度调整螺钉。
（6）检查最大流量与最小流量。
（7）若不符合要求，则可以调节过热度弹簧。
（8）若反复调整都无效，则要更换新阀。
膨胀节流管是一根细小的铜管，安放于一根塑料套管内，在塑料套管上套有一根或两根O形圈，铜管的外面是滤网，如图2-70所示为其结构。由于O形圈的隔离作用，来自冷凝器的制冷剂只能从细小的铜管中通过，进入蒸发器。因为它没有运动件，所以结构简单、不易损坏，不过滤网很容易发生堵塞，这时只需要将其拆下来，换上一个新件即可。
图2-70 节流管的结构
1—通向蒸发器的口；2—出口滤网；3—毛细管；4—进口滤网；5—O形圈；6—安装标记
膨胀节流管制冷系统的最大特点是：用节流管取代了复杂的膨胀阀，用集液器替代了储液干燥器，因而其结构十分简单。如图2-71所示为膨胀节流管系统的工作原理。
图2-71 膨胀节流管系统的工作原理
1—压缩机；2—冷凝器；3—膨胀节流管；4—蒸发器；5—电源；6—温度控制器；7—电磁离合器；8—溢流孔；9—气液分离器
制冷剂经过压缩，在冷凝器里液化成高压液体后，利用节流管的节流降压作用，又变成低温的低压制冷剂，在蒸发器内吸热蒸发成气体。因为节流管不具备调节液体流量的功能，所以当压缩机高速运转时，蒸发器有可能蒸发不彻底，在其出口易出现液体制冷剂。为了防止压缩机出现“液击”而受到损坏，在蒸发器出口安装一个气液分离器，使多余的液态制冷剂能够在此处再蒸发成气体，然后送至压缩机进行压缩。在气液分离器出口处，设置了一个溢流孔，目的是将制冷剂中分离出的冷冻机油从溢流孔送回压缩机。
膨胀节流管的检测步骤如下。
（1）连接歧管压力表组与系统，发动机转速调至1000～1200r/min，将空调控制器调到最冷（MAX）位置，使空调系统运行10～15min。
（2）查看低压表读数。若系统没有其他问题，制冷剂量合适，而低压表读数偏低，则说明节流管可能已经堵塞。
（3）将低压开关短路。
（4）在节流管周围包上约为52℃的抹布。
（5）若低压表读数上升至正常值或者接近正常值，则说明系统内有水汽，若节流管正常，则应更换集液器。
（6）若低压表读数仍偏低，甚至出现真空，则说明节流管有脏堵，应将节流管更换掉。
（1）可接近的膨胀节流管的拆卸步骤如下。
①用制冷剂回收与充注机回收系统中的制冷剂。
②把蒸发器进口管路拆下（此时节流管就露出来了），清理蒸发器进液管中的碎片、污物。
③倒一点冷冻机油到节流管的密封部分。
④把拆卸工具（如图2-72所示，T形套筒中加一个开槽的圆管）上的槽对准节流管上的柄脚（凸起）并插入。
图2-72 节流管的拆卸工具
1—蒸发器进液管；2—节流管拆卸工具；3—切口；4—节流管
⑤转动T形手柄，使开槽圆管将节流管夹住。
⑥握住T形手柄（千万别转动），顺时针转动外面的细长形六角套筒，这样就会拉出节流管。
如果膨胀节流管拆卸时已破碎，用一般工具比较难取出时，应用图2-73所示的专用工具将其取出，此工具的用法如下。
图2-73 取出破碎节流管的专用工具
1—蒸发器进液管；2—破碎节流管
①首先清除蒸发器进液管中的所有碎片（节流管的），并在进液管中加几滴冷冻机油。
②将有一根细长尖形螺纹锥的专用工具的操作端伸至已损坏的节流管的铜质孔中，用手转动专用工具的T形螺杆，直至确信已接触到节流管为止。
③转动专用工具的外壳，直到拉出坏的节流管为止。
④若拉出的仅是节流管中的铜管，而其塑料套管仍留在蒸发器进液管中，则应卸掉拉出的铜管，再把专用工具的操作端插入塑料管中，将塑料管拉出。
（2）可接近的膨胀节流管的安装步骤如下。
①清理干净蒸发器进液管。
②涂一些冷冻机油于节流管外表。
③将节流管装入拆装工具，然后推入蒸发器液相管中，直至顶到蒸发器管入口圆形凹陷或三道刻槽为止。
④安装O形圈，将进液管和蒸发器连接好。
⑤若已拆下集液器，则装上新的集液器。
（1）不可接近的膨胀节流管的拆卸步骤如下。
①缓慢排放系统中的制冷剂。
②从汽车上将液相管拆下。注意液相管的安装方向，以便按同样方向将其装回。
③将节流管的位置确定。圆形凹陷或三道刻槽均标明节流管的出口端，如图2-74所示。
图2-74 确定节流管位置
④如图2-75中A段所示，用截管器在液相管上切除63.5mm长的管段；如图2-75中B段所示，在两端弯头处使其露出至少25.4mm。
图2-75 切去旧节流管
注意：不要在截管器的进给螺纹上加过大压力，以防止扭曲液相管；不应使用钢锯，若必须使用钢锯，那么要先冲洗液相管两端面以去除所有污染物，比如金属屑等。
（2）不可接近的膨胀节流管的安装步骤如下。
①在液相管各端面套上将螺母压紧。
②使压紧环锥形部分朝向螺母并将其压紧，在液相管各端面套上压紧环。
③将两只O形圈用洁净的冷冻机油润滑，并将其分别套在液相管的每一截面上。
④将内部装有节流管的节流管套装到液相管的两截面，用手拧紧两个压紧螺母（图2-76）。此时须注意流动方向，应朝着蒸发器方向流动。
图2-76 取破碎节流管的专用工具
1—压紧螺母；2—压紧环；3—O形圈；4—节流管套；5—节流管；6—液相管
⑤用虎钳夹住节流管套以拧紧压紧螺母。保证节流管弯头与被拆卸时的排列方法相同，以便重新放置液相管。
⑥各压紧螺母的拧紧力矩均在87～94N·m之间。
完成安装后，需要按照维修程序对系统进行检漏、抽真空及充注制冷剂，通过再次检测没有问题后才可以使用。
