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膨脹閥

科目:

  • 介紹
  • 毛細管
  • 恆溫膨脹閥 (TEV)
  • 莫格利克儲存

介紹:
膨脹閥是空調系統的重要組成部分。 它起到乾燥器/過濾器元件和蒸發器之間管路的限製作用,導致從高壓到低壓的過渡。 在下圖中,膨脹閥(設計為截止閥)以綠色框出。

來自壓縮機的冷媒通過過濾器/乾燥器元件後,以大約 15 巴的壓力和大約 45 攝氏度的溫度到達膨脹閥。 冷媒從膨脹閥流入蒸發器。 當冷媒流過膨脹閥的限制時,其壓力會顯著降低。 當壓力下降時,冷媒的沸點也會下降。 冷媒開始蒸發並從液態變為氣態。 在從液體到蒸氣的相變過程中,冷媒從環境中吸收熱量。 釋放的熱量從流經蒸發器的空氣中提取,導致空氣冷卻。 這些冷卻的空氣被引入室內,從而產生空調產生的冷​​卻且乾燥的空氣。

膨脹閥有不同類型,即毛細管膨脹閥和恆溫膨脹閥 (TEV),後者通常也稱為「截止閥」。 這些將在下面描述。

毛細管:
在空調系統中,您有時會遇到一種簡單類型的膨脹閥,稱為毛細管或孔板。 在較新的車輛中,膨脹閥通常不再配備毛細管,而是配備恆溫(受控)膨脹閥。

對於有毛細管的空調系統,無法精確調節冷氣量。 如果壓力過高或蒸發器過冷,空調壓縮機通常會關閉。

毛細膨脹閥的外部通常由塑膠製成,內部有一根特殊的管子。 該管之前和之後都有過濾器。 毛細管導致壓力突然下降,從而迅速降低冷媒的沸點並將其從液體變為氣體。 毛細管的構造方式決定了壓力下降的程度,這會影響冷媒進入蒸發器時的溫度。 毛細管有不同的尺寸,安裝不同尺寸的毛細管會改變系統的冷卻能力。 如果蒸發器中的蒸發量較少,通常表示冷卻量較少。

在有毛細管的空調系統中,我們通常也會在低電壓部分找到蓄壓器。 這可以防止液體被壓縮機吸入,因為毛細管具有固定的開口。 蓄能器還有其他重要任務,例如過濾、去除水分(乾燥)和儲存冷媒。 冷媒以氣體形式從蒸發器進入蓄能器,並帶有一些液滴。 蓄壓器中的分離篩可確保液體顆粒從側面下沉。 乾燥劑可去除冷媒中的水分。 另外,蒸氣在頂部被壓縮機通過約1毫米的小開口吸入,並帶走少量油。

使用毛細管的空調系統可能會出現以下故障:

  • 堵塞:如果毛細管被冷媒中的污染物堵塞,則會降低冷卻能力;
  • 尺寸不正確:在某些情況下,可能需要更換不同尺寸之一的毛細管,以調整系統的冷卻能力。 系統變更或原始規格不滿足所需性能(例如蒸發器凍結或冷卻不足)時可能需要這樣做。
  • 系統問題:如果空調系統有持續的性能問題,並且其他部件已檢查且狀況良好,則毛細管可能是可能的原因。 毛細管可能已損壞,但不易察覺。

恆溫膨脹閥 (TEV):
我們在現代車輛中常見的空調系統是具有恆溫控制膨脹閥的系統,縮寫為 TEV。 恆溫膨脹閥用毛細管代替系統,基本上是一個收縮裝置,其開口尺寸由從蒸發器流出的氣體溫度控制。

 有不同的版本。 除了毛細管的更換外,過濾/乾燥元件也不同。 過濾器/乾燥器直接位於冷凝器之後,處理液體形式的冷媒。 溫度是在蒸發器之後測量的。 如果因為沒有足夠的冷媒流過蒸發器而導致蒸發器溫度過高,則將開口變大,讓更多的冷媒進入蒸發器,溫度再次下降。 恆溫膨脹閥將溫度(和壓力)保持在一定範圍內恆定。 這也意味著我們可以確定蒸氣形式的冷媒被壓縮機吸入,因此低壓部分不再需要使用蓄壓器。

恆溫膨脹閥可分為三種:

  • 具有遠端感測器(遠端燈泡控制)的膨脹閥,具有內部或外部壓力平衡功能。
  • 帶內部或外部膜的截止閥。
  • 電子控制膨脹閥。
以下各節介紹了這些類型的膨脹閥。

具有遠端感測器和內部壓力平衡的恆溫膨脹閥:
恆溫膨脹閥由兩部分組成,即測量部分和連接到實際膨脹閥的感測器或燈泡。 測量部分充滿氣體,位於蒸發器的出口。 當蒸發器出口溫度因通過冷媒過少而升高時,氣體膨脹,壓力升高。 然後銷將球推開,導致更多冷媒流入蒸發器,出口溫度再次下降。 一旦感測器作用在薄膜上的力超過彈簧力和蒸發器入口側冷媒的壓縮力總和,球就會釋放。 當蒸發器後的溫度變得太低時,就會發生相反的情況。 彈簧力迫使球回到閥座上,開口變窄並且冷媒流量減少。 因此,TEV 閥可保持冷媒的溫度恆定。 恆溫膨脹閥測量溫度並將其轉換為壓力。 壓力控制啟動閥門。

具有遠端感測器和外部壓力平衡的恆溫膨脹閥:
壓力均衡與隔膜下方的壓力有關。 如果膜下方的空間與蒸發器的入口側相連,我們不考慮蒸發器中發生的壓力損失。 畢竟,溫度測量發生在蒸發器的出口側,而控制發生在入口側。 當壓力損失超過0,2bar時,建議使用具有外部均壓功能的膨脹閥。 如果膜下方的空間與蒸發器的出口側相連,則壓力損失得到補償。 外部壓力平衡通常應用於較大的系統。

帶有外部控制隔膜的截止閥
截止閥安裝在蒸發器的進、出口管路上。 入口管線位於蒸發器出口管線旁。 在截止閥的底部,冷媒以液體形式從過濾器/乾燥器(冷凝器)進入,並通過球閥到達蒸發器。 膜上方有固定量的氣態冷媒。 該氣體將呈現來自蒸發器的氣體的溫度。 隨著溫度升高,壓力的增加會將銷釘向下推動,導致供應管線中的流量開口更大。 這使得更多的冷媒進入蒸發器,降低溫度。 在相反的情況下,球閥將關閉,允許更少的冷媒進入蒸發器並導致溫度升高。

具有外部控制隔膜和可調節彈簧張力的截止閥。

內部調節膜的截止閥:
在有內部控制膜的截止閥中,蒸發器出口側有一個帶有冷媒的熱頭。 熱杯中的冷媒呈現離開蒸發器的冷媒的溫度。 在高溫下,冷媒膨脹,導致膠囊隔膜向下推動桿並擴大球閥開口。 相反,較低的溫度會導致膜上升,使開口變小。 這兩種情況如下圖所示。

內部控制隔膜的截止閥橫截面。 A:溫度高,開口增大。 B:溫度低,開口減少。

電控恆溫膨脹閥:
電子控制膨脹閥(縮寫為 EEV)可以使用氣候控制的 ECU 進行控制。 為此可以使用步進馬達。 此步進馬達使針可以小步增加或減少開口。 根據所需的車內溫度,ECU可以透過電控空調壓縮機和膨脹閥非常快速地調節容量。

可能出現的故障:
在車間裡我們遇到了膨脹閥的問題。 問題通常是由於污染引起的,導致膨脹閥堵塞或保持打開狀態。

  1. 閥門堵塞:
    堵塞是由冷媒中的污染物引起的。 由於堵塞,進入蒸發器的冷媒太少,導致壓力增加,從而有壓縮機過熱的風險。
  2. 閥門保持開啟狀態:
    讓閥門打開會導致過多的冷媒進入壓縮機。 如果蒸發器中的所有冷媒並未全部轉化為氣體,則(過量)液體冷媒有可能最終進入壓縮機,導致壓縮機經歷液體衝擊。

污染很容易預防:定期更換過濾器/乾燥器。

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