汽车空调结构与维修
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2.3 膨胀阀和膨胀管

膨胀阀安装在蒸发器入口管路上,它是一种感压和感温自动阀(小型空调只起感温作用)。用以帮助产生压力变化(高压—低压);根据蒸发器出口处气态制冷剂的温度状态,调整和控制喷入蒸发器中的液态制冷剂的数量。常用的膨胀阀有以下三种。

2.3.1 内平衡热力膨胀阀

如图2-40所示是内平衡热力膨胀阀。9是遥控温包,内装惰性液体或制冷剂液体,当蒸发器出口温度较高时,温包内液体温度随之上升,从而压力也增高。高压作用在膜片1上侧,当数值上大于蒸发器进入压力和过热弹簧压力总和时,针阀3离开阀座5,阀门开启,制冷剂流入蒸发器。针阀3开启后,较多的制冷剂进入蒸发器,蒸发器内压力上升,回气温度降低,膜片下侧压力增加,上侧压力降低,阀门关闭。由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态,所以阀门不断地做开启、闭合的循环。

图2-40 内平衡热力膨胀阀

1—膜片;2—内平衡口;3—针阀;4—蒸发器出口;5—阀座;6—阀体;7—通储液罐的进口;8—弹簧;9—遥控温包;10—毛细管

目前,我国生产的内平衡热力膨胀阀主要是QKF系列(单尾)产品。

2.3.2 外平衡热力膨胀阀

如图2-41所示是外平衡热力膨胀阀,由阀体10、阀座6、膜片1、推杆4、阀杆和阀针11、过热调整弹簧7、毛细管3和遥控温包8等组成。

图2-41 外平衡热力膨胀阀

1—膜片;2—温包压力;3—毛细管;4—推杆;5—蒸发器出口压力;6—阀座;7—过热调整弹簧;8—摇控温包;9—弹簧压力;10—阀体;11—针阀

摇控温包固定在蒸发器的出口管即尾管上。温包感应的是尾管温度,通过毛细管传递压力,从而驱动膨胀阀膜片,适量的制冷剂就进入了蒸发器。

蒸发器出口压力作用于膜片下侧,反映的不是蒸发器的进口压力,而是出口压力,这就是外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的根本区别。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时,选用外平衡膨胀阀,可以充分而有效地利用蒸发器的所有表面积,使其对压力降的影响降低到忽略不计的程度。

目前,我国生产的外平衡热力膨胀阀主要是LQKF系列(双尾)产品。

2.3.3 H形热力膨胀阀

H形热力膨胀阀简称H形膨胀阀也称为整体型膨胀阀,其外观为长方体,因其内部通路形同H而得名,如图2-42所示。此阀具有如下优点:

图2-42 H形热力膨胀阀

1—接冷凝器;2—至蒸发器;3—从蒸发器来;4—至压缩机;5—钢球和弹簧;6—温度传感器

(1)结构紧凑,没有需要绝热处理的毛细管和感温泡;

(2)蒸发器内蒸气温度可直接作用;

(3)维修简单,因是片状结构,有利于钳工作业;

(4)运行故障少,有利于系统清理。

从图中可以看到蒸发器进口管和尾管装在它的同一块右侧板上;而液体管路和回气管路装在它的同一块左侧板上。温度传感器装在制冷剂从蒸发器至压缩机的气流中。制冷剂温度变化,传感器膨胀或收缩,直接推动阀门(钢球和过热弹簧)。H形热力膨胀阀的结构保证了低压侧压力直接作用于膜片上侧。

任何形式的膨胀阀的作用,都是向蒸发器供应能在其内部完全蒸发的足够的制冷剂;蒸发器的温度它并不负责控制。

北京切诺基和奔驰230E用的是H形膨胀阀,克莱斯勒公司把它和低压开关、恒温开关装在一起。从外观也容易识别,普通膨胀阀只有2根主管路,而H形膨胀阀却有4根主管路,如图2-43所示。

图2-43 H形膨胀阀的安装

1—低压开关;2—恒温开关;3—液体管路;4—回气管路;5—毛细管入口及其护管;6—毛细管;7—H形膨胀阀

目前,我国生产的H形膨胀阀主要是QKFH系列产品,如图2-44所示。QKFH系列E型膨胀阀用于大众、雪铁龙等欧式车型;QKFH系列A型膨胀阀适用于道奇等美洲类车型;QKFH系列J型膨胀阀适用于丰田等日本产车型。

图2-44 QKFH系列的H形膨胀阀

2.3.4 膨胀阀常见的故障

膨胀阀常见故障有:

(1)膨胀阀开度过大,制冷剂系统中高、低压均高。低压侧管路有结霜或大量的露水。

(2)膨胀阀开度过小,制冷剂中高压侧压力高,低压侧压力低,制冷不足。

(3)膨胀阀入口滤网阻塞。

(4)膨胀阀的针阀(球阀)与阀口粘住、发卡或阀口脏堵。

(5)膨胀阀冰堵。

(6)感温泡、毛细管破裂、失效。

(7)感温泡位置不当,安装固定不牢。

2.3.5 膨胀阀的维修拆装

如果是上述(1)或(2)故障,可调整其调节螺栓,顺时针方向拧,内弹簧减弱,开度增大;反之开度减小。这里要注意:调整需要专用工具和原厂的一些数据,如没有原厂资料,请不要乱调,否则需更换新的膨胀阀。

如果是上述(3)故障,可拆出清洗,烘干装回。

如果是上述(4)故障,可拆下来用制冷剂R12冲洗,后加冷冻机油润滑,也可更换膨胀阀。

如果是上述(5)故障,先排空制冷系统,然后抽真空,重新加注制冷剂。

如果是上述(6)故障,更换新的膨胀阀。

如果是上述(7)故障,应重新安装固定。

膨胀阀的拆卸:

(1)从恒温开关断开其连接插头。

(2)拆除连接管路,将其制冷剂系统两端封闭,拆下固定螺栓,拆出膨胀阀。

膨胀阀的安装与拆卸的顺序相反,但安装时要注意膨胀阀应垂直安装,不允许倒置,感温泡应安装在蒸发器出口的水平管上端,保证两者有良好的接触和传热。

2.3.6 节流管

节流管是定孔膨胀节流管的简称,它是一种长度固定不能调节的毛细孔节流器(孔管)。因为此部件的孔和管形是固定的,故也称其为固定膨胀节流管。它与膨胀阀不同的是,它没有远程感温泡,没有运动部件,但有优质网状过滤器,可以取代膨胀阀作为节流降压装置。节流管是一根装在塑料套内的小铜管,规格按节流孔隙可有0.047 ~ 0.072 in (1.19 ~1.83 mm)等多种规格,如图2-45所示。

图2-45 节流管

1—孔口;2—进口滤网;3—密封圈;4—出口滤网

在节流管系统中进入蒸发器的制冷剂量是由节流管的规格、制冷剂的过冷度及节流管进出口间的压差确定的。

安装节流管的空调系统,高压侧没有储液干燥器,但低压侧装有集液干燥器。

节流管没有运动零件,也不可调整,如发生故障,多因堵塞,很难清理。清洗堵塞的节流管常常不能取得令人满意的结果,因此,建议更换节流管,另外,如果节流管堵塞,集液干燥器也应更换。

在定排量空调系统中,如果节流管被堵塞,则会导致节流效应增强,低压非常低接近于真空,而高压由于管路不畅则非常的高。可以通过用手触摸其前后温度差异来判断。在变排量系统中,由于排量的可变性加上排量的变化主要取决于压缩机吸入端低压的缘故,控制阀在感受到低压下降时会自动地将排量变小从而降低排气压力,高压压力因此反而随之下降,用手触摸被堵节流管两端的温度差异要比前者小很多。