膨胀阀

翁德沃彭：

介绍
毛细管
恒温膨胀阀 (TEV)
Mogelijke storageen

内嵌：
膨胀阀是空调系统的重要组成部分。它起到干燥器/过滤器元件和蒸发器之间管路的限制作用，导致从高压到低压的过渡。在下图中，膨胀阀（设计为截止阀）以绿色框出。

来自压缩机的制冷剂通过过滤器/干燥器元件后，以大约 15 巴的压力和大约 45 摄氏度的温度到达膨胀阀。制冷剂从膨胀阀流入蒸发器。当制冷剂流过膨胀阀的限制时，其压力会显着降低。当压力下降时，制冷剂的沸点也会下降。制冷剂开始蒸发并从液态变为气态。在从液体到蒸汽的相变过程中，制冷剂从环境中吸收热量。释放的热量从流经蒸发器的空气中提取，从而导致空气冷却。这些冷却的空气被引入室内，从而产生空调产生的冷却且干燥的空气。

膨胀阀有不同类型，即毛细管膨胀阀和恒温膨胀阀 (TEV)，后者通常也称为“截止阀”。这些将在下面描述。

毛细管：
在空调系统中，您有时会遇到一种简单类型的膨胀阀，称为毛细管或孔板。在较新的车辆中，膨胀阀通常不再配备毛细管，而是配备恒温（受控）膨胀阀。

对于带有毛细管的空调系统，无法精确调节制冷量。如果压力过高或蒸发器过冷，空调压缩机通常会关闭。

毛细膨胀阀的外部通常由塑料制成，内部有一根特殊的管子。该管之前和之后都有过滤器。毛细管导致压力突然下降，从而迅速降低制冷剂的沸点并将其从液体变为气体。毛细管的构造方式决定了压力下降的程度，这会影响制冷剂进入蒸发器时的温度。毛细管有不同的尺寸，安装不同尺寸的毛细管会改变系统的冷却能力。如果蒸发器中的蒸发量较少，通常意味着冷却量较少。

在带有毛细管的空调系统中，我们通常还会在低压部分找到蓄能器。这可以防止液体被压缩机吸入，因为毛细管具有固定的开口。蓄能器还有其他重要任务，例如过滤、去除水分（干燥）和储存制冷剂。制冷剂以气体形式从蒸发器进入蓄能器，并带有一些液滴。蓄能器中的分离筛可确保液体颗粒从侧面下沉。干燥剂去除制冷剂中的水分。另外，蒸气在顶部被压缩机通过约1毫米的小开口吸入，并带走少量油。

使用毛细管的空调系统可能会出现以下故障：

堵塞：如果毛细管被制冷剂中的污染物堵塞，则会降低冷却能力；
尺寸不正确：在某些情况下，可能需要更换不同尺寸之一的毛细管，以调整系统的冷却能力。系统更改或原始规格不满足所需性能（例如蒸发器冻结或冷却不足）时可能需要这样做。
系统问题：如果空调系统存在持续的性能问题，并且其他部件已检查且状况良好，则毛细管可能是一个可能的原因。毛细管可能已损坏，但不易察觉。

恒温膨胀阀 (TEV)：
我们在现代车辆中常见的空调系统是带有恒温控制膨胀阀的系统，缩写为 TEV。恒温膨胀阀用毛细管代替系统，基本上是一个收缩装置，其开口尺寸由从蒸发器流出的气体温度控制。

有不同的版本。除了毛细管的更换外，过滤/干燥器元件也不同。过滤器/干燥器直接位于冷凝器之后，处理液体形式的制冷剂。温度是在蒸发器之后测量的。如果由于没有足够的制冷剂流过蒸发器而导致蒸发器温度过高，则将开口变大，让更多的制冷剂进入蒸发器，温度再次下降。恒温膨胀阀将温度（和压力）保持在一定范围内恒定。这也意味着我们可以确定蒸汽形式的制冷剂被压缩机吸入，因此低压部分不再需要使用蓄能器。

恒温膨胀阀可分为三种类型：

带远程传感器（远程灯泡控制）的膨胀阀，具有内部或外部压力平衡功能。
带内部或外部膜的截止阀。
电子控制膨胀阀。

以下各节介绍了这些类型的膨胀阀。

带远程传感器和内部压力平衡的恒温膨胀阀：
恒温膨胀阀由两部分组成，即测量部分和连接到实际膨胀阀的传感器或灯泡。测量部分充满气体，位于蒸发器的出口处。当蒸发器出口温度因通过制冷剂过少而升高时，气体膨胀，压力升高。然后销将球推开，导致更多制冷剂流入蒸发器，出口温度再次下降。一旦传感器作用在薄膜上的力超过弹簧力和蒸发器入口侧制冷剂的压缩力之和，球就会释放。当蒸发器后的温度变得太低时，会发生相反的情况。弹簧力迫使球回到阀座上，开口变窄并且制冷剂流量减少。因此，TEV 阀可保持制冷剂的温度恒定。恒温膨胀阀测量温度并将其转换为压力。压力控制激活阀门。

带远程传感器和外部压力平衡的恒温膨胀阀：
压力均衡与隔膜下方的压力有关。如果膜下方的空间与蒸发器的入口侧相连，我们不考虑蒸发器中发生的压力损失。毕竟，温度测量发生在蒸发器的出口侧，而控制发生在入口侧。当压力损失超过0,2bar时，建议使用具有外部均压功能的膨胀阀。如果膜下方的空间与蒸发器的出口侧相连，则压力损失得到补偿。外部压力平衡通常应用于较大的系统。

带外部控制隔膜的截止阀
截止阀安装在蒸发器的进、出口管道上。入口管线位于蒸发器出口管线旁边。在截止阀的底部，制冷剂以液体形式从过滤器/干燥器（冷凝器）进入，并通过球阀到达蒸发器。膜上方有固定量的气态制冷剂。该气体将呈现从蒸发器出来的气体的温度。随着温度升高，压力的增加会将销钉向下推动，从而导致供应管线中的流量开口更大。这使得更多的制冷剂进入蒸发器，降低温度。在相反的情况下，球阀将关闭，允许更少的制冷剂进入蒸发器并导致温度升高。

带内部调节膜的截止阀：
在带有内部控制膜的截止阀中，蒸发器出口侧有一个带有制冷剂的热头。热杯中的制冷剂呈现离开蒸发器的制冷剂的温度。在高温下，制冷剂膨胀，导致胶囊隔膜向下推动杆并扩大球阀开口。相反，较低的温度会导致膜上升，使开口变小。这两种情况如下图所示。

电控恒温膨胀阀：
电子控制膨胀阀（缩写为 EEV）可以使用气候控制的 ECU 进行控制。为此可以使用步进电机。该步进电机使针可以小步增加或减少开口。根据所需的车内温度，ECU可以通过电控空调压缩机和膨胀阀非常快速地调节容量。

可能出现的故障：
在车间里我们遇到了膨胀阀的问题。问题通常是由于污染引起的，导致膨胀阀堵塞或保持打开状态。

阀门堵塞：
堵塞是由制冷剂中的污染物引起的。由于堵塞，进入蒸发器的制冷剂太少，导致压力增加，从而存在压缩机过热的风险。
阀门保持打开状态：
让阀门打开会导致过多的制冷剂进入压缩机。如果蒸发器中的所有制冷剂并未全部转化为气体，则（过量）液体制冷剂有可能最终进入压缩机，导致压缩机经历液体冲击。

污染很容易预防：定期更换过滤器/干燥器。