热力膨胀阀的结构和原理分析

热力膨胀阀的结构和原理类别•什么是热力膨胀阀•制冷系统不一定使用热力膨胀阀作为节流元件•与膨胀阀有关的几个概念•膨​​胀阀的分类•制冷系统中的膨胀阀典型汽车空调膨胀阀的功能•膨胀阀的控制原理•膨胀阀的零件和功能•膨胀阀空气箱盖的填充•膨胀阀的测试•需要注意的几点说明什么是热力膨胀阀•热力膨胀阀它是制冷系统中重要的自动控制组件. 它使用空气箱头（温度传感器）的温度变化作为信号来调节阀门开度并改变制冷剂流量. 制冷系统不一定要使用热力膨胀阀作为节流元件. •毛细管和节流管（CCOT）可以用作节流元件，成本低，可靠性高； •电子膨胀阀可用于使控制更加精确，但是由于使用传感器，控制电路板和带有步进电机的执行器使制造复杂化并增加了成本； •新的二氧化碳系统还使用喷射管作为节流元件. 一种电子膨胀阀节气门喷射管与膨胀阀有关的几个概念•过热: 在系统中，它是指蒸发温度和蒸发器出口温度之间的温差，对于膨胀阀，它是指温度包温度和膜温差对应于片材下方的压力. 总过热度也称为过热度范围. 静态过热也称为静态过热. 它是指刚刚打开阀门的过热. 梯度过热也称为过热变化. 开启所需的过热度达到额定容量的开启度，即总过热度=静态装配过热度+梯度过热度； •静态总成过热度调节范围: 静态总成过热度在一定范围内可调，一般膨胀阀为2-8℃，汽车空调膨胀阀为1-10℃左右； •蒸发器的面积未被100％利用，总是有一部分过热; •通常情况下，离开蒸发器的气体是过热气体； •蒸发器的入口和出口存在一定的压力差，会产生阻力损失； •进入膨胀阀的制冷剂液体的温度与冷凝温度不同，有一定的温度下降称为过冷.

膨胀阀的分类用于空调系统的房间空调系统汽车空调系统制冷和低温冷藏冰箱展示柜低温设备世界知名的膨胀阀制造商商业用途: DANFOSS SPOLAN ALCOPARKESAGINOMIYA汽车空调: FUJIKOKI TGK EGLHOF EADON系统中的功能①节流和减压降低了冷凝器冷凝的高温高压液体制冷剂的压力，并成为易于蒸发的低温低压气液混合物. 蒸发. 它进入蒸发器蒸发并吸收内，以防止异常过热. M油箱膨胀阀蒸发器冷凝器压缩机高压气体高压液体低压液体低压气体汽车空调系统1345678921压缩机2高压气管3冷凝器4油箱5视镜6高压液管7膨胀阀8蒸发9蒸发器风机典型的汽车空调膨胀阀结构（1）三华汽车空调膨胀阀型号表示方法EBH—15 M 040—RS 1st位置: 表示汽车空调热力膨胀阀；第二位置: 铜阀，指示平衡模式.

N内部余额；对于铝制阀门，指示阀体的阀体形状代码，例如A，B，C，D等；第三位置: H表示铝制阀门； A表示制冷剂向前流动的铜阀； B表示制冷逆流铜阀；位4和5: 阀门的公称容量，表示为冷吨数的10倍；位6: 适用的制冷剂代码，M表示HFC-134a；位7、8和9: 以数字表示的产品序列号；第10和11位数字: 客户代码. W外部余额；典型的汽车空调膨胀阀的结构（2）三华当前型号的铝阀EAH EBH ECH EDH EEH黄铜阀ENA ENB EWA EWB EWB黄铜阀ENC三华产品典型结构膨胀阀控制原理三力平衡原理P1 = P2 + FP1: 气箱头中的填充介质对应于由温度产生的压力并作用在隔膜上； P2: 蒸发压力（内部平衡是阀出口压力，外部平衡是蒸发器出口压力），功能在膜片以下； F: 弹簧力，作用在膜片下方. 当空气箱盖的温度降低时，P1 P2 + F，阀口的开度增加. 其他力: 例如膜片刚度，传动部件摩擦力，分析过程中将不考虑阻力，流体在阀芯上的力等. P2P1F内部平衡膨胀阀•膜片下方的压力从阀出口获取； •蒸发器的压降太大时，会降低气罐头感觉到的过热程度，并使阀门开度不足.

FSPLPB0. 31MPaG0. 25MPaGTe = 5°C0. 25MPaG+ 10°C0. 31MPaG0. 25MPaG = 10°C SS H = 5deg外部平衡膨胀阀（铜）•隔膜下方的压力来自蒸发器的出口； •避免了蒸发器压降对阀门开度的影响，并且克服了内部平衡阀的缺点； •阀出口和隔膜下方平衡腔之间的密封增加了制造难度. PL'0. 25MPaGPB0. 19MPaGFSTe = 5℃0. 25MPaG压力损失0.06MPaG0. 19MPaG = 0℃+ 5℃0. 25MPaG0. 19MPaG + 5℃SS H = 5deg外部平衡膨胀阀（铝）•外部平衡阀另一种形式是，从蒸发器到压缩机的回流空气直接导入阀中，空气箱头的温度和压力信号从阀内的回风通道获得•方形结构使安装更加方便可靠. •无毛细管结构使阀门更耐振动； •使用铝材料可以减轻重量. 蒸发器压缩机冷凝器膨胀阀的零件和功能（1）铝阀123456789101112131415序列号名称材料1阀体Al2调节座Al3“ 0”环HNBR4调节弹簧SUS5阀芯框架SUS6钢球SUS7下传动杆SUS8“ 0驱动杆上的“ HNBR9” Al10传动件HPb11“ 0”型环HNBR12空气箱座SUS13隔膜K10014空气箱盖SUS15填充管TP2膨胀阀的零件和功能（2）铜阀（内部平衡）1423561110978材料1阀体C37712调节螺钉HPb3调节弹簧SUS4阀芯框架SUS5气箱座SUS6隔膜K1007气箱盖SUS8传动件HPb9传动杆SUS10钢球SUS11毛细管TP2膨胀阀的零件和功能（3）铜阀（外部平衡）12345678910 11121314151617181920212223序列号名称材料1阀体C37712调节螺钉HPb3调节弹簧SUS4阀芯框架SUS5钢球SUS6传动杆SUS7“ O”形圈HNBR8压力件TP29压缩弹簧SUS10气箱座SUS11隔膜K10012气箱盖SUS13传动件HPb14固定环HPb15外平衡管TP216接管TP217接管螺母HPb18“ O”形圈HNBR19塞网SUS20吸附剂材料/ 21温敏包装TP222塞网SUS23毛细管TP2零膨胀阀和功能（4）阀体: 提供制冷剂流动通道空调膨胀阀 工作原理，以及连接接口，阀系统部件的安装位置，由铝或黄铜制成；膜: 隔板的作用.

气箱头的力以最小的阻力传递到传动板. 它的特性取决于材料，条件，厚度，波纹形状等，通常由不锈钢或铜合金制成；空气箱盖: 由空气箱座，膜片，温度传感袋和毛细管共同构成空气箱的头部（某些产品没有温度传感袋和毛细管），材料为不锈钢或黄铜；温度感应袋: 感应外部温度，并将温度转换压力传递到气箱头，材质为红铜；毛细管: 传递温度传感袋的压力，或提供填充通道，材料为红铜；传动板: 将膜片的力传递到传动杆，起到轴向和径向极限的作用，材料为铝或黄铜. 气箱座: 连接阀体，容纳传动件，与气箱盖，隔膜，温度传感器，毛细管一起形成气箱头，材料为不锈钢；膨胀阀的零件和功能（5）O形圈: 变速杆: 产品在下部变速杆上用钢球点焊； O型圈: 密封传动杆和阀体，但不会产生过大的摩擦阻力；阀芯: 在空气箱中的头和弹簧力作用下，控制阀口流通面积的大小，材料为不锈钢或黄铜;调节弹簧: 根据静态装配过热要求提供一定的预紧力，并提供与气箱头平衡的力，注意弹簧的刚度，接头的距离和两端的平行度有很大的影响在产品上. 材质为不锈钢或弹簧钢；调节螺钉: 调节弹簧的预紧力； O形圈: 密封调节螺丝和阀体，但不影响调节性能.

密封气箱头和阀体；将膜片的力传递到阀芯. 分为上变速箱杆和下变速箱杆，充有膨胀阀空气箱盖. •用会随温度变化产生一定压力变化的介质填充空气箱头的密封腔. 填充介质的量很小，通常为几十毫克（mg），产品的正常使用寿命必须超过十年，以确保填充介质的泄漏问题变得非常重要； •化学品的多种填充方式: 液体填充，气体填充，交叉填充，吸附填充，惰性填充等； •不同的灌装可以获得不同的控制特性. 气体填充•用与系统相同的制冷剂给气罐箱盖注气； •制冷剂的装填量受到限制（MOP）； •安装地点的限制-值得注意的逆转现象. PT交叉充气•气罐头装有与系统使用的不同的制冷剂和惰性气体. •制冷剂和惰性气体的装填量受到限制（MOP）； •调整制冷剂类型和加注量，可以获得不同的控制特性. PT吸附和填充·吸附原理: 温度变化时，吸附剂的多孔结构和大表面积将改变吸附的气体量; •温度传感器或储气罐顶部装有吸附剂（通常是活性炭）. •填充到储气罐顶部的气体很容易被吸附剂吸附； •通过控制吸附剂的量和填充的气体量，可以获得不同的控制特性.

PT气体箱头的泄漏检测•氦气泄漏检测: 在气体箱头中充满一定压力的氦气，在氦质谱仪泄漏检测器中装入密封的容器，并使用氦吸收法检测泄漏； •卤素测试泄漏: 填充后，将气箱的头部密封在塑料袋中. 储存一段时间后，用卤素检漏仪（吸方法）检测到泄漏； •当前的泄漏通用标准为8 mg / 8.5 y. 氦检测器和卤素检测器的膨胀阀的测试（1）•0℃致动: 这是一个可调节的设定值，以确保产品以相同状态运输； •10℃驱动: 用于测试填充特性的参数； •MOP（32℃或50℃）: 测试最大工作压力，监视填充量，并检查填充介质是否泄漏； •内部泄漏: 检测阀口关闭的密封性； •外部平衡泄漏: 检测阀门的出口端和外部平衡管端泄漏； •耐久性: 检测运动部件的耐磨性和抗疲劳性. 容易发生的问题是隔膜破裂，阀口磨损，泄漏过多，传动板和传动杆磨损； •阻塞: 当相同的过热度增加或减少时，检测阀出口的压力差（即阀开度差）；膨胀阀的测试（2）•气密性: 检测从阀向外泄漏的量； •最大压力: 阀门可以承受的最大压力可以正常工作； •压力位移: 气箱头的温度不变，并且通过改变隔膜下方的压力（阀的打开和关闭）获得两条变化曲线； •温度-位置偏移: 膜片下方的压力不变，并且通过改变气罐头的温度获得两条曲线（阀门的打开和关闭）； •开度-流量: 测得的制冷剂流量曲线改变了阀门的开度； •温度容量: 一条曲线，显示了过热度与冷却能力之间的关系，该曲线是通过组合温度-位移曲线和开流曲线获得的，描述了阀门的冷却能力； •时间常数: 在气箱头收到动作信号后测量阀门达到最终变化的63.2％所需的时间.

有很多测试方法. 目前，我们使用空气测试方法；膨胀阀的测试（3）●耐高温●耐低温●冷热冲击●振动●噪音●爆裂压力●清洁度●湿热●介质阻力●盐雾●压力循环●真空阻力●跌落●其他与系统匹配相关的测试水流测试台测试焓差测试实车测试和其他膨胀阀性能测试曲线EBH-15M040温度-位移曲线0. 010. 020. 030. 040. 050. 060. 070. 080. 00123456789101112131415161718温度（℃）排量（0.01 mm）1#打开排量1#关闭排量2#打开排量2#关闭排量注意•在检查膨胀阀时，该阀具有开度基本上没有变化空调膨胀阀 工作原理，处于看似打开和不打开的状态（阀芯距阀口的轴向距离约为0.02mm）. •轴向尺寸对于膨胀阀非常重要. 它确定了关闭时膨胀阀的最大开度和隔膜的初始位置. 从理论上讲，控制越严格越好，但是轴向尺寸更难加工. 轴向尺寸由几部分组成，累积误差大，控制也困难，因此在实际生产中给出一定范围的公差； •油箱盖泄漏始终是我们必须密切注意的问题. 相关产品合格率尚未达到预定目标； •产品的一致性不够好，例如调节螺丝状态的一致性，温度位移性能的一致性等. 从目前的测试结果来看，产品的分散性还是比较大的； •我们认识到与世界先进水平（设计技术，加工技术，原材料）之间的差距，这表明我们必须加倍努力，因为我们的目标是世界第一.

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