汽车空调热力膨胀阀的结构与选用
汽车空调的膨胀阀工作原理
汽车空调的膨胀阀工作原理
汽车空调系统中的膨胀阀是一个重要的组件，其工作原理是根据制冷循环的需求控制制冷剂的流量和压力，以实现空调系统的正常运行。
膨胀阀的主要工作原理如下：
1. 压力平衡：膨胀阀通过一个精心设计的小孔将高压制冷剂从高压区域（压缩机出口）流入低压区域（蒸发器入口）。
这种高压到低压的变化会导致制冷剂压力速率的下降。
2. 蒸发器控制：膨胀阀通过调节进入蒸发器的制冷剂流量来控制蒸发器的温度和压力。
通过调整膨胀阀的开启度，可以降低制冷剂进入蒸发器的流量，从而使蒸发器中的制冷剂得以蒸发，吸收周围空气的热量，从而实现冷却效果。
3. 温度控制：膨胀阀通常具有一个感温元件，可以检测蒸发器中的温度，并根据所需的制冷效果自动调节膨胀阀的开启度。
当蒸发器温度升高时，膨胀阀会开启以增加制冷剂流量，从而提供更强的冷却效果。
相反地，当蒸发器温度下降时，膨胀阀会关闭以减少制冷剂流量，从而降低制冷效果。
综上所述，汽车空调系统中的膨胀阀通过调节制冷剂的流量和压力，控制蒸发器中的温度和压力，以实现冷却效果，并根据所需的制冷效果自动调节膨胀阀的开启度。
汽车空调关键零部件之五——热力膨胀阀
汽车空调关键零部件之五——热力膨胀阀汽车空调关键零部件之五----- 热力膨胀阀汽车空调系统布局示意图摘要热力膨胀阀也称节流阀，是汽车空调制冷系统中的四大部件之一（蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀），它是通过蒸发器出口处的感温元件来感知制冷剂蒸气的过热度，来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
1、热力膨胀阀分类1.1热力膨胀阀分为内平衡式和外平衡式按照热力膨胀阀平衡方式分为内平衡式和外平衡式:内平衡式膨胀阀与外平衡式膨胀阀工作原理基本相同，区别在于：内平衡式膨胀阀膜片感受到的是蒸发器入口压力，当蒸发器压力降过大时，会使动力头感受的过热度减小，使阀开度不足，而外平衡式膨胀阀膜片感受到的是蒸发器出口压力，避免了蒸发器压力降对阀开度的影响，克服了内平衡阀的缺点。
另外制冷剂流经蒸发器会产生一定的压力损失，一般从自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过2~3℃左右，为了使热力膨胀阀有合适的过热度，防止液击和过热，选用外平衡式热力膨胀阀更为合理。
1.2外平衡式热力膨胀阀又分为F型和H型两种形式外平衡式热力膨胀阀分为F型和H型两种结构形式，F热力膨胀阀(因其外型像F) 与H型热力膨胀阀(因其通道像H ) 两者的区别在于膜盒感受温度的方式不同。
F型膨胀阀为外感温 ,通过连接毛细管 ,使感温管与回气管接触传热感温,由于感温受接触面积、接触紧密程度及包覆手法等多种因素影响，感温往往有一定偏差不准确、连接毛细管处也存在容易开裂的风险。
H型膨胀阀为内感温,即制冷系统回气直接流经膜盒的感温元件,无需连接毛细管与感温管 ,其感温准确可靠 ,不易损坏。
H型热力膨胀阀是目前国内外汽车空调行业公认的先进节流装置,其性能满足汽车空调对可靠、抗振、耐用、方便的要求，所以目前国内车用空调基本上都采用了H型热力膨胀阀。
2、 F型和H型外平衡式热力膨胀阀图示及安装位置F型外平衡式膨胀阀F型膨胀阀与蒸发器连接方式H型外平衡式膨胀阀H型膨胀阀与蒸发器连接方式3、热力膨胀阀主要功能热力膨胀阀它是通过蒸发器出口处的感温元件来感知制冷剂蒸气的过热度，来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
膨胀阀
膨胀阀原理膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。
其功用是：把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。
汽车空调制冷系统采用的感温式膨胀阀，也叫热力膨胀阀，它是利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度（过热度是指蒸气实际温度高于蒸发温度的数值），由此来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
感温包和蒸发器出口管接触，蒸发器出口温度降低时，感温包、毛细管和薄膜上腔内的液体体积收缩，膨胀阀阀口将闭合，借以限制制冷剂进入蒸发器。
相反.如果蒸发器出口温度升高，膨胀阀量口将开启。
借以增加制冷剂流量。
内感温式H型汽车空调热力膨胀阀，其在内感温管的下端有隔热柱和导向柱，导向柱与阀针之间有非金属材料制成的内锥形密封圈，依靠其上下受力时的变形，不但保证了阀在调节过程中的灵敏度，同时使阀的气、液腔之间具有良好的密封性能，使阀的内感温管能感受到流过内感温管的气态制冷剂的实际温度，保证了制冷系统的正常工作和制冷效率的提高。
膨胀阀性能参数1、容量汽车空调热力膨胀阀的制冷能力用容量表达。
有公称容量和额定容量两种，公称容量为制造厂在标准条件下实验名义点的容量。
额定容量为在额定条件下试验额定点的容量。
额定条件和额定点都和特定汽车空调系统有关系，一般汽车空调热力膨胀阀所给出的都是公称容量。
2、静止过热度过热度是指热力膨胀阀的温包温度，语法出口压力或外平衡管连接处压力相对应的制冷剂饱和温度之差，静止过热度时热力膨胀阀刚开始打开时的过热度，对每一个汽车空调热力膨胀阀，静止过热度由制造厂已调整好，一般不允许用户再调整。
3、最大工作压力热力膨胀阀若是气充型，则有最大工作压力要求。
QCT663-2000汽车空调(HFC-134a)用热力膨胀阀
QC/T 663-2000（2000-11-06批准，2001-04-01实施）前言本标准是根据汽车空调用热力膨胀阀的基本原理、技术资料，参考了国内一些热力膨胀阀的行业标准和先进国家的同类标准等进行制定的。
本标准规定厂汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀的性能、安全等基本要求，试验方法和检验规则。
代表了该类产品的总体技术水平，本标准是国内制造单位设计生产该类产品应达到的基本要求。
本标准由国家机械工业局提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：三花不二工机有限公司、上海易初通用机器有限公司、上海德尔福汽车空调系统有限公司。
本标准主要起草人：杨长春、黄国强、张明锦。
中华人民共和国汽车行业标准汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀QC/T 663-20001 范围本标准规定了汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输与贮存的要求。
本标准适用于蒸发温度5℃时额定容量不超过36 kW，使用制冷剂HFC-134a的热力膨胀阀（以下简称膨胀阀）。
2 引用标准下列标准所包含的条义。
通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列付准最新版本的可能性。
GB/T 191-1990 包装储运图示标志GB/T 10125-1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验3 定义3.1 热力膨胀阀一种根据蒸发压力和蒸发器出口气态制冷剂过热度的变化，自动调节流入空调装置蒸发器的制冷剂量的控制元件。
3.2 膨胀阀的充注动力元件（感温包、毛细管、膜片或波纹管）内充注的介质与蒸发器出口处制冷剂的温度变化的对应方式。
3.3 膨胀阀的过热度内平衡型膨胀阀为膨胀阀出口压力，而外平衡型膨胀阀为蒸发器出口压力对应的饱和温度与感温包温度之差，此温度差为下述a）和b）之和。
a）静止过热度，膨胀阀从全闭状态到开始开启点的过热度；b）过热度变化（或过热度梯度）。
车用空调系统热力膨胀阀规格书-
编号：截止功能热力膨胀阀规格书产品名称：阀截止功能热力膨胀阀用途：汽车空调系统编制：校对：审核：批准：1．适用范围本标准规定了汽车空调系统用截止功能热力膨胀阀的构造、型号参数及技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存。
本规格书适用于本公司生产的以R134A为制冷剂的制冷系统用车用截止功能热力膨胀阀。
2．术语和定义截止功能热力膨胀阀是利用气相头感温判断蒸发器出口温度与压力来控制阀口开度来控制系统过热度；并用线圈通电励磁产生的电磁力驱动阀芯运动来开启或关闭的阀。
3．基本规格序号项目规格备注3.1 容量范围0.7～2 Ton /3.2 适用制冷剂R134a3.3 充注方式平行充注、交叉充注3.4 过热度设定4K或根据客户要求3.5 平衡方式外部平衡3.6 结构流向逆流型3.7 阀动作类型常开、常闭型3.8 额定电压DC12V /3.9 额定电流0.5A DC12V，25℃下3.10 工作电压DC9～16V /3.11 最小工作电压DC9V（2.1MPa，20℃）/3.12 使用油POE /3.13 使用环境温度-40℃～+125℃/3.14 适用环境湿度≤95%RH /型号说明：STHXX-XXXX-XXSTH XX-XXXX-XX:XX为标识容量标识：07:0.7 Ton；10:1.0 Ton；15:1.5 Ton;20:2.0 TonSTHXX-XXXX-XX:XXXX 为型号区别码，第一位区分常开常闭 0：常闭；1：常开，如0001、1001…STHXX-XXXX-XX:XX为不同过热度区别码，如01、02….标签说明：4．环保要求4.1 所用材料要求符合RoHS规定；4.2 外壳要求耐NaCl、H2S腐蚀；4.3 所用材料对人体无毒害且不产生有毒物质；客户代码制冷剂型号盾安logo产品型号生产编号4.4 阀体内部结构材料需满足耐冷媒腐蚀，冲击要求；4.5 阀内部材料强度，刚度能满足产，品性能要求。
(整理)QC T 663-汽车空调(HFC-134a)用热力膨胀阀.
QC/T 663-2000（2000-11-06批准，2001-04-01实施）前言本标准是根据汽车空调用热力膨胀阀的基本原理、技术资料，参考了国内一些热力膨胀阀的行业标准和先进国家的同类标准等进行制定的。
本标准规定厂汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀的性能、安全等基本要求，试验方法和检验规则。
代表了该类产品的总体技术水平，本标准是国内制造单位设计生产该类产品应达到的基本要求。
本标准由国家机械工业局提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：三花不二工机有限公司、上海易初通用机器有限公司、上海德尔福汽车空调系统有限公司。
本标准主要起草人：杨长春、黄国强、张明锦。
中华人民共和国汽车行业标准汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀QC/T 663-20001 范围本标准规定了汽车空调（HFC-134a）用热力膨胀阀的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输与贮存的要求。
本标准适用于蒸发温度5℃时额定容量不超过36 kW，使用制冷剂HFC-134a的热力膨胀阀（以下简称膨胀阀）。
2 引用标准下列标准所包含的条义。
通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列付准最新版本的可能性。
GB/T 191-1990 包装储运图示标志GB/T 10125-1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验3 定义3.1 热力膨胀阀一种根据蒸发压力和蒸发器出口气态制冷剂过热度的变化，自动调节流入空调装置蒸发器的制冷剂量的控制元件。
3.2 膨胀阀的充注动力元件（感温包、毛细管、膜片或波纹管）内充注的介质与蒸发器出口处制冷剂的温度变化的对应方式。
3.3 膨胀阀的过热度内平衡型膨胀阀为膨胀阀出口压力，而外平衡型膨胀阀为蒸发器出口压力对应的饱和温度与感温包温度之差，此温度差为下述a）和b）之和。
a）静止过热度，膨胀阀从全闭状态到开始开启点的过热度；b）过热度变化（或过热度梯度）。
膨胀阀匹配规范
膨胀阀匹配指南编辑：校核：批准：/目录一、膨胀阀的作用二、膨胀阀的种类及结构三、膨胀阀的冷量计算四、膨胀阀的匹配运行五、膨胀阀的安装防护一、膨胀阀的作用①节流降压使从冷凝器来的高温高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温低压的汽液混合物进入蒸发器，即分隔了制冷剂的高压侧和低压侧；②调节流量由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调整，以保持车内温度稳定，膨胀阀就起到了把进入蒸发器的流量自动调节到制冷循环所要求的合适程度的作用。
③保持一定过热度、防治液击和异常过热膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度，保证蒸发器总容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机引起液击；同时又能控制过热度在一定范围，防治异常过热现象的发生。
二、膨胀阀的种类及结构分类条件阀的种类平衡方式内平衡外平衡/材料铜阀铝阀/结构型式F型H型/充注方式气体充注吸附充注交叉充注常用膨胀阀一览表名称ENA EWB EBH端面图平衡方内平衡式外平衡式外平衡式式H型阀特性介绍汽车空调用的膨胀阀，以H阀为主，下面对H型阀的结构、平衡原理、过热度及充注特性进行简要的介绍：①H型阀的结构阀口面积：式中 d—阀座孔直径 d=2rX—阀口开度d0—小球直径d0=r0平衡原理形式内平衡（ENA）代号说明作动阀芯力剖面图P B相当感温包内压力打开力P L·A（P L‘·A）相当低压侧压力内平衡：膨胀阀出口压力外平衡：蒸发器出口压力关闭力F S弹簧之力关闭力A膜片有效面积/外平衡（EWB）过热度力的平衡：①PB·A >PL·A +FS……阀打开②PB·A <PL·A +FS……阀关闭内平衡式外平衡式PL PL'FSPB·流 路∶温度特性T.S.H 全过热度 = S.S.H静止过热度+S.H.C过热度变化∴力的平衡∷流量特性充注特性：充注方式 充注方式内容概略 温度特性感温包温度与开阀压力特性 MOP 最高作动压力 周围温度对感温部温度的影响 使用极限温度 时间常数成本气体充注注入与冷媒相同的介质有 受影响 120℃ 快 低交叉充注 注入与冷媒不一样的气体和惰性气体有 受影响 120℃ 快 低吸附充注 在放了吸附介质的感温筒内注入气体无不受影响 80℃ 慢 高三、膨胀阀的冷量计算额定容量按下述公式进行计算PL阀闭状态FS 1PB1＜PL+FS 1PB 1PB 2=PL+FS 2PL开阀前FS 2PB 2PB 3＞PL+FS 3PL阀开状态FS 3PB 3PBPLFSS.S.HS.S.C自关闭状态至开始打开所需的过热度自开始打开至规定开度所需的过热度Q＝q mr（h1-h4）K式中：Q——膨胀阀容量 W；q mr——额定点的制冷剂质量流量（最大开启度时测量）， kg/s；h1——蒸发器出口侧饱和蒸气制冷剂的比焓值，J/kg；h4——蒸发器进口侧饱和液态制冷剂的比焓值，J/kg；K——有关过冷度的修正值（液态制冷剂温度：55℃，过热度：0 ℃）Q1＝h1-h4/3250 J/kg式中：Q1——膨胀阀能力，冷吨；h1——蒸发器出口侧饱和蒸气制冷剂的比焓值，J/kg；h4——蒸发器进口侧饱和液态制冷剂的比焓值，J/kg；过冷度的修正值压焓图上面已经提到，热力膨胀阀的能力与钢球和阀口的大小有关系，设计时不同制冷能力的膨胀阀，钢球的额定行程一致，为方便于理解我们引入毛细管的截流计算，来加以类比说明：毛细管制冷剂流量的计算：0.5772. 71G=5.44（△p/L）D式中G——制冷剂流量(g/s)△p——毛细管进出管的压力差(MPa)L——毛细管长度(m)D——毛细管内径(mm)用计算法选取的毛细管，需要试用后再进行确定。
热力膨胀阀结构与原理
调节弹簧：根据静装配过热度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、节距、两端面平行度都对产 品有很大影响，材料为不锈钢或弹簧钢；
调节螺丝：调节弹簧的预紧力； O形圈：使调节螺丝与阀体间密封，但又不影响调节性能。
膨胀阀气箱头的充注
• 充注——向气箱头密封腔内充入随温度变化而产生一 定压力变化的介质； • 由于向气箱头中充入的介质的量非常少，通常为几十 毫克（mg），而产品的正常使用期限须在十年以上， 保证不使充注介质泄漏的问题变得非常重要；
压缩机
蒸 发
• 无毛细管的结构使阀的 抗振性更好；
• 铝材料的采用使重量减 轻。
冷凝器
器
膨胀阀的零件及作用（1）
铝
15 14 13 12 11 10
阀
序号 1 名称 阀体 材料 Al
2
3 4 5
调节座
“0”型圈 调节弹簧 阀芯架 钢球 下传动杆 “0”型圈 上传动杆 传动片 “0”型圈 气箱座 膜片 气箱盖 充注管
• 温度－位移：膜片下方的压力不变，改变气箱头温度得到的2
条变化的曲线（ 阀开启和关闭 ）；
• 开度－流量：改变阀开度，测得的制冷剂流量变化的曲线；
• 温度－容量：将温度－位移和开度－流量曲线合并后得到的表
明过热度和制冷量关系的曲线，描述阀的制冷能力；
• 时间常数：测定气箱头接到动作信号后，阀到达最终变化量的
63.2％所需的时间。测试方法有多种，目前我们采用空气测试法；
膨 胀 阀 的 测 试（3）
●耐高温
● 振动 ●清洁度 ●盐雾 ●跌落 ●与系统匹配有关的其它试验 水流量试验 台架试验 焓差试验 实车试验 等
● 耐低温