汽车空调热力膨胀阀的校验方法

学术研究︱380︱2018年1月1日，汽车空调热膨胀阀的校准和验证方法制冷性能和稳定性的重要因素. 通过热力膨胀阀的工作原理和空气致动试验，研究了膨胀阀0度致动值的标定. 四象限图介绍了热力膨胀阀性能验证的测试方法. 关键字: 热力膨胀阀；过热;空气驱动测试；四象限图分类编号: U46文件标识代码: B产品编号: 1006-8465（2018）01-0380-01 1简介膨胀阀的校准和验证是确保膨胀阀性能的关键，它将直接影响整个空调系统的制冷性能，对空调的制冷效果，使用寿命和运行成本具有重要意义. 膨胀阀具有节流和减压，调节流量，保持一定程度的过热，防止液体吹出和异常过热的功能. 将来自冷凝器的高温高压液态制冷剂进行节流和减压，使之易于蒸发的低温低压气液混合物进入蒸发器. 膨胀阀调节流量使蒸发器具有一定程度的过热度，以确保有效利用蒸发器的总体积，防止液态制冷剂进入压缩机产生液震；同时可以将过热度控制在一定范围内，防止异常过热. 发生.

2热力膨胀阀的工作原理2.1热力膨胀阀的机械平衡膨胀阀的开度决定了制冷剂的流量，其开度由阀芯和推杆控制. 温度感测组件中的电荷通过感测平衡管低压端的温度来产生压力变化，隔膜受到三个力: 弹簧对阀芯的弹力FS，弹簧对阀芯的压力PL. 制冷剂输入平衡管和温度传感组件填充材料的压力PB，当这三个力平衡时，节流阀位置固定，制冷剂流量也固定. 这时，PB * a = PL * a + FS，其中PB * a ----等于温度传感组件中的压力； PL * a ----低压侧压力； FS ----弹簧力；膜片有效面积. 2.2热力膨胀阀的温度调节当平衡管中低压端的温度较低时，温度传感组件中的填充物压力较小，小于弹簧力和压力传感器的压力之和. 平衡管的低压端，即PB * a PL * a + FS，滑阀球向下移动，阀打开，制冷剂流量增加，每单位质量的制冷剂吸收的热量减少并且温度降低. 3空气致动测试3.1过热度膨胀阀出口处的过热度是对应于温度传感器温度的饱和温度与隔膜下压力之间的差.

从关闭状态到打开开始，阀门所需的过热度是静态过热度（S.S.H）. 阀门从开启到额定开启所需的过热增量称为热力膨胀阀的有效过热度（S.H.C）. 热力膨胀阀的静态过热度和有效过热度之和称为工作过热度（T.S.H）. 汽车空调的冷却效果主要是通过调节工作过热度来实现的. 3.2热力膨胀阀的空气致动试验试验目的: 设置静态过热度（S.S.H），即阀从关闭状态到新开的过热度，也称为0℃致动值. 通常通过打开阀门时改变弹簧负载来调节该值. 如图1所示. 膨胀阀的温度传感袋浸入0℃的液体中. 如果在0℃时的致动值为0.1MPa，则入口将充满压力为1.03 MPa的空气. 出口固定有泄压孔. 直径是0.8mm. 在测试中，通过调节TXV的调节螺钉，调节弹簧的压缩量（即弹簧力FS），以便在蒸发器的出口压力PL为0.1MPa时打开阀门. S PH PL S1.03MPaG孔板φ0.8℃图1空气驱动测试图2膨胀阀四象限图4膨胀阀四象限图四象限图是性能的关键膨胀阀单体的验证，从中可以看出膨胀阀的增压特性，钢球的压力和位移特性，阀芯开口的流量特性以及温度和流量特性等. 4.1第一象限: 充电特性目的: 充电特性用于检测动力头中制冷剂的充电状态.

原理: 动力头的温度逐渐升高，从而PB逐渐升高，即，阀门开度压力增加，阀门开度逐渐增加，然后PL也增加. 温度感测包装中的填充介质和方法可以通过图表的斜率来判断. 如果膨胀阀的充气特性曲线与R134a的特性曲线平行，则为平行充气，否则为交叉充气. 交叉充电时，曲线的斜率越大，温度传感组件中惰性气体的比例越小，膨胀阀对调节系统低压的灵敏度就越高；斜率越小，则相反. 4.2第二象限: 压力-位移特性目的: 通过测试低压压力和钢球的位移，您可以了解隔膜和弹簧的性能. 原理: 将动力头浸入0度恒温浴中，即PB保持不变，然后逐渐增加低压压力，即PL逐渐增加以测量钢球的位移. 膨胀阀制造商通常通过曲线是否平滑来检查隔膜和弹簧的性能是否异常. 压力-位移曲线随三个力PB * a，PL * a和FS的相互作用而变化. 当PL = 0时，排量最大，阀门完全打开. 随着PL的增加，排量变得越来越小，阀门逐渐关闭. 4.3第三象限: 开度-流量特性目的: 通过测试开度-流量曲线，可以知道膨胀阀的冷却能力以及钢球和阀口是否满足要求，以及匹配程度是否合适. 原理: 膨胀阀开度相同时，钢球的尺寸和阀口会影响系统的制冷剂流量.

调整控制系统的工作条件，PH为1.5MPa，PL为0.2MPa，入口过冷度为5℃，出口过热度为5℃，并保持不变，用手动阀逐渐增大膨胀阀的开度，测试不同开口下的流量大小. 4.4第四象限: 温度-流量通过以上三个象限，可以计算温度和流量之间的对应关系. 即，膨胀阀通过蒸发器的出口温度控制系统流量，以检测膨胀阀的调节性能和冷却能力. 随着膨胀阀出口温度的升高，过热度越来越大. 当达到静态过热时，膨胀阀打开空调膨胀阀调试，该阀开度随着过热的增加而增大空调膨胀阀调试，并且流量变得越来越大. 此时，更多的低温制冷剂流入膨胀阀出口，从而降低了膨胀阀出口的温度. 5结论热力膨胀阀的四象限特性直接影响整个制冷系统的制冷效果和工作压力的稳定性. 通过四象限图检查膨胀阀的标定和性能，可以及时消除膨胀阀的制造故障和标定偏差. 热力膨胀阀只能通过精确的0度驱动值校准和性能检测来保证空调系统运行的正常压力和冷却效果，并为驾驶员和乘客提供舒适的驾驶环境. 参考文献: [1]徐鹏鹏，蔡金辉，姚燕，等. 热力膨胀阀过热度自动检测系统[J]. 中国吉林大学学报，2010（1）. [2]郭传新，李正涛，叶学敏，等. 汽车空调热力膨胀阀开度试验台的H型开发[J]. 制冷与空调（北京），2009（1）. >

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