熱力膨脹閥是通過(guò)蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑的過(guò)熱度控制膨脹閥開度的，故廣泛地應(yīng)用于非滿液式蒸發(fā)器。按照平衡方式的不同，熱力膨脹閥可分內(nèi)平衡式和外平衡式兩種。熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)中可采用不同物質(zhì)和方式進(jìn)行充注，主要方式有充液式、充氣式、交叉充液式、混合充注式和吸附充注式。

膨脹閥出來(lái)的制冷劑是什么狀態(tài)
膨脹閥出來(lái)的制冷劑是處于低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合狀態(tài)。在膨脹閥處，制冷劑液體經(jīng)過(guò)降壓后膨脹成為氣體（汽化需要從外界吸熱，導(dǎo)致周圍溫度變低 ），形成低溫低壓的制冷劑氣體和微量液態(tài)制冷劑。隨著氣體進(jìn)入蒸發(fā)器，液體逐漸蒸發(fā)，最終形成純氣態(tài)制冷劑，從而確保整個(gè)制冷循環(huán)系統(tǒng)能夠維持一定的制冷效果。

　　熱力膨脹閥安裝在蒸發(fā)器入口，常稱為膨脹閥，主要作用有兩個(gè)：

　　1、節(jié)流作用：高溫高壓的液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)膨脹閥的節(jié)流孔節(jié)流后，成為低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑，為制冷劑的蒸發(fā)創(chuàng)造條件；

　　2、控制制冷劑的流量：進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后，制冷劑由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)，吸收熱量，降低車內(nèi)的溫度。膨脹閥控制制冷劑的流量，保證蒸發(fā)器的出口完全為氣態(tài)制冷劑，若流量過(guò)大，出口含有液態(tài)制冷劑，可能進(jìn)入壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊；若制冷劑流量過(guò)小，提前蒸發(fā)完畢膨脹，熱力膨脹閥的作用造成制冷不足；

汽車空調(diào)關(guān)鍵零部件之五----- 熱力膨脹閥

汽車空調(diào)系統(tǒng)布局示意圖

摘要

熱力膨脹閥也稱節(jié)流閥，是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中的四大部件之一（蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥），它是通過(guò)蒸發(fā)器出口處的感溫元件來(lái)感知制冷劑蒸氣的過(guò)熱度，來(lái)調(diào)節(jié)膨脹閥開度的大小，從而控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑流量。

1、 熱力膨脹閥分類

1.1熱力膨脹閥分為內(nèi)平衡式和外平衡式

按照熱力膨脹閥平衡方式分為內(nèi)平衡式和外平衡式:內(nèi)平衡式膨脹閥與外平衡式膨脹閥工作原理基本相同，區(qū)別在于：內(nèi)平衡式膨脹閥膜片感受到的是蒸發(fā)器入口壓力，當(dāng)蒸發(fā)器壓力降過(guò)大時(shí)，會(huì)使動(dòng)力頭感受的過(guò)熱度減小，使閥開度不足，而外平衡式膨脹閥膜片感受到的是蒸發(fā)器出口壓力，避免了蒸發(fā)器壓力降對(duì)閥開度的影響，克服了內(nèi)平衡閥的缺點(diǎn)。另外制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器會(huì)產(chǎn)生一定的壓力損失，一般從自膨脹閥出口至蒸發(fā)器出口，制冷劑的壓力降所對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度降超過(guò)2~3℃左右，為了使熱力膨脹閥有合適的過(guò)熱度，防止液擊和過(guò)熱，選用外平衡式熱力膨脹閥更為合理。

1.2外平衡式熱力膨脹閥又分為F型和H型兩種形式

外平衡式熱力膨脹閥分為F型和H型兩種結(jié)構(gòu)形式，F(xiàn)熱力膨脹閥(因其外型像 F) 與H 型熱力膨脹閥(因其通道像 H ) 兩者的區(qū)別在于膜盒感受溫度的方式不同。

F型膨脹閥為外感溫 ,通過(guò)連接毛細(xì)管 ,使感溫管與回氣管接觸傳熱感溫 ,由于感溫受接觸面積、接觸緊密程度及包覆手法等多種因素影響，感溫往往有一定偏差不準(zhǔn)確、連接毛細(xì)管處也存在容易開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

H型膨脹閥為內(nèi)感溫 ,即制冷系統(tǒng)回氣直接流經(jīng)膜盒的感溫元件 ,無(wú)需連接毛細(xì)管與感溫管 ,其感溫準(zhǔn)確可靠 ,不易損壞 。H型熱力膨脹閥是目前國(guó)內(nèi)外汽車空調(diào)行業(yè)公認(rèn)的先進(jìn)節(jié)流裝置 ,其性能滿足汽車空調(diào)對(duì)可靠、抗振、耐用、方便的要求，所以目前國(guó)內(nèi)車用空調(diào)基本上都采用了H型熱力膨脹閥。

2、 F型和H型外平衡式熱力膨脹閥圖示及安裝位置

▼F型外平衡式膨脹閥

▲F型膨脹閥與蒸發(fā)器連接方式

▼H型外平衡式膨脹閥

▲H型膨脹閥與蒸發(fā)器連接方式

3、 熱力膨脹閥主要功能

熱力膨脹閥它是通過(guò)蒸發(fā)器出口處的感溫元件來(lái)感知制冷劑蒸氣的過(guò)熱度，來(lái)調(diào)節(jié)膨脹閥開度的大小，從而控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑流量。它安裝在蒸發(fā)器入口處，是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的高壓與低壓的分界點(diǎn)。其功能：把來(lái)自貯液干燥器的高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流減壓，調(diào)節(jié)和控制進(jìn)入蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑量，使之適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化，同時(shí)可防止壓縮機(jī)發(fā)生液擊現(xiàn)象和蒸發(fā)器出口蒸氣異常過(guò)熱。

歸納起來(lái)熱力膨脹閥的作用：

1、節(jié)流降壓，實(shí)現(xiàn)制冷。

2、自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷不斷變化的需要，使蒸發(fā)器在最佳狀態(tài)下工作。

3、保持一定過(guò)熱度，保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，防止壓縮機(jī)液擊和異常過(guò)熱。

4、 熱力膨脹閥過(guò)熱度

過(guò)熱蒸汽溫度超過(guò)飽和蒸汽溫度之差稱為過(guò)熱度，換句話說(shuō)過(guò)熱度是指蒸氣實(shí)際溫度高于蒸發(fā)溫度的數(shù)值。過(guò)熱度對(duì)于的正常工作起著舉足輕重的作用。吸氣如果完全無(wú)過(guò)熱度，就有可能產(chǎn)生回氣帶液，甚至引起濕沖程液擊損壞壓縮機(jī)。但是過(guò)熱度偏高會(huì)引起壓縮機(jī)排氣溫度升高，壓縮機(jī)運(yùn)行工況惡化壽命降低。 所以吸氣過(guò)熱度應(yīng)該控制在一定范圍之內(nèi)。

所以要保證熱力膨脹閥工作在最佳匹配點(diǎn)，就必須保證熱力膨脹閥有合適的過(guò)熱度。熱力膨脹閥的過(guò)熱度由靜裝配過(guò)熱度與有效過(guò)熱度組成。使閥門開始開啟所需要的過(guò)熱度稱為靜裝配過(guò)熱度，又叫開啟過(guò)熱度，一般的靜裝配過(guò)熱度約為3℃。從熱力膨脹閥開始開啟至額定開度所需要的過(guò)熱度增量，稱為熱力膨脹閥的有效過(guò)熱度。其數(shù)值的大小與彈簧的剛度及閥芯的行程有關(guān)，一般有效過(guò)熱度約為2~5℃，通常把熱力膨脹閥的靜裝配過(guò)熱度與有效過(guò)熱度之和稱為工作過(guò)熱度，即平時(shí)所說(shuō)的過(guò)熱度。因此，我們只有保證過(guò)熱度在合適的范圍內(nèi)，制冷系統(tǒng)才能達(dá)到最大冷量，又不會(huì)引起濕沖程。一般汽車空調(diào)過(guò)熱度都要求在5~8℃之間。如果發(fā)現(xiàn)過(guò)熱度不在該范圍內(nèi)，就要進(jìn)行調(diào)整。

五、H型熱力膨脹閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)

H型膨脹閥 H型熱力膨脹閥有四個(gè)接口與連接，其中兩個(gè)接口與普通熱力膨脹閥相同，一個(gè)連接儲(chǔ)液，一個(gè)連接蒸發(fā)器進(jìn)口；另外兩個(gè)接口，一個(gè)連接蒸發(fā)器出口，一個(gè)連接壓縮機(jī)進(jìn)口。感溫包直接處在蒸發(fā)器出口的制冷劑氣流中。該膨脹閥由于取消了F型熱力膨脹閥中的感溫包、和外平衡接管，提高了調(diào)節(jié)靈敏度，結(jié)構(gòu)緊湊，抗振可靠。

6、 熱力膨脹閥關(guān)鍵特性

1、容量

汽車空調(diào)熱力膨脹閥的制冷能力用容量表達(dá)。容量單位為KW，也有用美國(guó)冷噸（USRT）表示。

1美國(guó)冷噸（USRT）等于在24小時(shí)內(nèi)融化1美制噸冰所需的熱量。1美制噸為907KG，1USRT相當(dāng)于3.517KW。

汽車空調(diào)熱力膨脹閥容量有公稱容量和額定容量之分。公稱容量為制造廠在標(biāo)準(zhǔn)條件下試驗(yàn)名義點(diǎn)的容量。額定容量為在額定條件下試驗(yàn)額定點(diǎn)的容量。額定條件和額定點(diǎn)都和特定汽車空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。一般汽車空調(diào)熱力膨脹閥所給出的都是公稱容量。

汽車空調(diào)熱力膨脹閥容量選擇主要根據(jù)汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷能力。詳見'五、汽車空調(diào)熱力膨脹閥的選擇和匹配'

2、靜止過(guò)熱度

過(guò)熱度是指熱力膨脹閥的溫包溫度，與閥出口壓力或外平衡管連接處壓力相對(duì)應(yīng)的制冷劑飽和溫度之差。靜止過(guò)熱度是指熱力膨脹閥剛剛 開始打開時(shí)的過(guò)熱度。

對(duì)每一個(gè)汽車空調(diào)熱力膨脹閥，靜止過(guò)熱度已經(jīng)由制造廠調(diào)整好，一般不允許用戶再調(diào)整。

在工程上，熱力膨脹閥靜止過(guò)熱度用熱力膨脹閥出口壓力設(shè)定值來(lái)表示。此出口壓力設(shè)定值是在規(guī)定熱力膨脹閥進(jìn)口壓力和溫包溫度下通過(guò)試驗(yàn)得出的。

制造廠按用戶要求將靜止過(guò)熱度調(diào)節(jié)在一定的范圍內(nèi)，該值大小與汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷量有密切關(guān)系。

3、最大工作壓力（MOP）

熱力膨脹閥如果是氣充型，則有最大工作壓力要求。最大工作壓力英文縮寫MOP，是最大充許平衡壓力（內(nèi)平衡或外平衡）。對(duì)于氣充型熱力膨脹閥，膨脹閥在過(guò)熱度增加到一定大小時(shí)，其開度不再增加。這個(gè)性能起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用。

4、膨脹閥遲滯

熱力膨脹閥遲滯是其開度特性，指過(guò)熱度增加或減少時(shí)的開度差。遲滯大則在膨脹閥打開或關(guān)閉時(shí)，在同一過(guò)熱度下，其流量相差大，也即容量相差大。所以希望膨脹閥遲滯不超過(guò)某允許值。

5、 可靠性

熱力膨脹閥在氣密性、耐久性、耐振、耐熱、耐寒、耐壓、耐腐蝕等方面均有可靠性要求。由于汽車空調(diào)工作條件及工作環(huán)境惡劣，因此汽車空調(diào)熱力膨脹閥可靠性要求很高。例如耐久性，一般要求在進(jìn)行10萬(wàn)次試驗(yàn)后，其靜止過(guò)熱度變化（用壓力變化表示）應(yīng)小于0.02MPa。

6、 關(guān)鍵尺寸

膨脹閥外形圖中標(biāo)'☆'為產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸，以H型熱力膨脹閥為例

7、 熱力膨脹閥選擇與匹配

汽車空調(diào)熱力膨脹閥的容量選擇與膨脹閥入口處液體制冷劑的壓力（或冷凝溫度）、過(guò)冷度、出口處制冷劑的壓力（或蒸發(fā)溫度）、過(guò)熱度及閥開度有關(guān)。同一個(gè)膨脹閥，在不同工況下容量差別是很大的，這與工作時(shí)的冷凝壓力及蒸發(fā)壓力的壓差有關(guān)。

膨脹閥的容量要與汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷能力相匹配，特別是蒸發(fā)器的容量相匹配，使蒸發(fā)器最大限度地加以利用。若容量選擇過(guò)大，使閥經(jīng)常處在小開度下工作，則膨脹閥開閉頻繁，易誘發(fā)空調(diào)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，影響車內(nèi)溫度穩(wěn)定，并降低閥門壽命，在某些特定工況時(shí)還會(huì)造成壓縮機(jī)液擊；若容量選擇過(guò)小，則流量太小，造成系統(tǒng)制冷能力不足，不能滿足車室內(nèi)制冷量要求。所以應(yīng)對(duì)每一制冷系統(tǒng)所使用的膨脹閥進(jìn)行選配。

一般情況下，膨脹閥容量應(yīng)比蒸發(fā)器能力大 20 %-30 ％。如普通轎車的空調(diào)制冷量為2.5~3 kw，膨脹閥可選用 3.5~4kw范圍內(nèi)。