摘要：熱力膨脹閥的零點校準和性能驗證是保證整個空調(diào)系統(tǒng)制冷性能和穩(wěn)定性的重要因素。通過熱力膨脹閥的工作原理和氣動試驗研究了膨脹閥0度動作值的標定，通過四象限介紹了熱力膨脹閥性能驗證的試驗方法圖表。
1. 簡介
膨脹閥的標定和檢定是保證膨脹閥性能的關(guān)鍵，將直接影響整個空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能，對空調(diào)的制冷效果、運行壽命和運行成本具有重要意義?？照{(diào)系統(tǒng)。
膨脹閥具有節(jié)流減壓、調(diào)節(jié)流量、保持一定的過熱度、防止液錘和異常過熱的作用。來自冷凝器的高溫高壓液態(tài)制冷劑被節(jié)流降壓成易于蒸發(fā)的低溫低壓氣液混合物進入蒸發(fā)器。膨脹閥通過流量的調(diào)節(jié)使蒸發(fā)器具有一定的過熱度，保證了蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，防止液態(tài)制冷劑進入壓縮機造成液震；同時可將過熱度控制在一定范圍內(nèi)，防止異常過熱。發(fā)生。
2 熱力膨脹閥的工作原理
2.1 熱力膨脹閥機械平衡
膨脹閥的開度決定了制冷劑的流量，它的開度由閥芯和推桿共同控制。感溫球內(nèi)的填充材料通過感應(yīng)平衡管內(nèi)低壓端的溫度產(chǎn)生壓力變化。膜片承受三種力：彈簧對閥芯的彈力FS、平衡管中輸入制冷劑的壓力PL、感溫球。內(nèi)充的壓力PB，當(dāng)這三個力平衡時，節(jié)流閥的位置不變，制冷劑的流量也不變，此時PB*a=PL*a+FS 其中，PB *a----等效溫度傳感器內(nèi)壓；PL*a----低壓側(cè)壓力；FS——彈簧力；a-----隔膜有效面積。
2.2 熱力膨脹閥溫度調(diào)節(jié)
當(dāng)平衡管內(nèi)低壓端溫度較低時，感溫球內(nèi)填充材料的壓力較小，小于天平內(nèi)彈簧力與低壓端壓力之和管，即PB*a
PL*a+FS，閥芯球下移，閥門開度較大，制冷劑流量增加，單位質(zhì)量制冷劑的吸熱量減少，溫度降低。
3. 空氣驅(qū)動測試
3.1 度過熱度
膨脹閥出口的過熱度是與感溫球溫度和膜片下壓力相對應(yīng)的飽和溫差。閥門從關(guān)閉狀態(tài)開始開啟所需的過熱度為靜態(tài)過熱度（SSH）。熱力膨脹閥的靜態(tài)過熱度和有效過熱度之和稱為工作過熱度（TSH）。汽車空調(diào)的制冷效果主要是通過調(diào)節(jié)工作過熱度來實現(xiàn)的。
3.2 熱力膨脹閥氣動測試
測試的目的是設(shè)定靜態(tài)過熱度（SSH），即閥門從關(guān)閉狀態(tài)到剛打開的過熱度，也稱為0℃動作值。該值通常通過在閥門剛打開時改變彈簧負載來調(diào)整。示意圖如圖1所示。膨脹閥的感溫?zé)襞萁?℃的液體中。如果要求0℃動作值0.1MPa，進口壓力1.03MPa 對于空氣，出口固定泄壓孔直徑0.8mm。試驗中通過調(diào)節(jié)TXV的調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，即彈簧力FS，使蒸發(fā)器出口壓力PL0.@時閥門開啟>1MPa。
圖1 氣動試驗原理圖圖1 氣動試驗原理圖
圖2 膨脹閥四象限圖
4.膨脹閥四象限圖
四象限圖是膨脹閥性能驗證的關(guān)鍵，從中可以看出感溫球的填充特性、鋼球的壓力位移特性、閥芯開啟流量特性、溫度膨脹閥的流量特性。
4.1 象限 1：充電特性
用途：充注特性用于檢測動力頭內(nèi)制冷劑的充注狀態(tài)。
原理：動力頭溫度逐漸升高，從而PB逐漸升高，即開閥壓力增大，開閥逐漸增大，PL也隨之增大。
感溫袋中的填充介質(zhì)和方法可以通過曲線的斜率來判斷。如果膨脹閥的充注特性曲線與R134a的特性曲線平行，則為平行充注，否則為交叉充注。交叉充注時，曲線斜率越大，感溫球內(nèi)惰性氣體的比例越小靜態(tài)平衡閥出廠開度，膨脹閥對系統(tǒng)低壓的調(diào)節(jié)越靈敏；斜率越小，則相反。
4.2 象限 2：壓力-位移特性
目的：通過測試低壓壓力和鋼球的位移，可以知道膜片和彈簧的性能。
原理：將動力頭浸入0度恒溫浴中，即保持PB不變，然后逐漸增加低壓壓力，即逐漸增加PL，測量鋼球的位移。膨脹閥廠家一般通過曲線是否平滑來檢測膜片和彈簧的性能是否異常。
壓力-位移曲線隨著 PB*a、PL*a、FS 三個力的相互作用而變化。PL=0時，排量最大，閥門全開；隨著PL的增加，排量越來越小，閥門逐漸關(guān)閉。
4.3 第三象限：開流特性
目的：通過測試開啟流量曲線，可以知道膨脹閥的制冷量是否，鋼球和閥口是否符合要求，配合度是否合適。
原理：膨脹閥開度相同時，鋼球和閥口的大小影響系統(tǒng)的制冷劑流量。調(diào)節(jié)控制好系統(tǒng)工況，PH1.5MPa，PL0.2MPa，入口過冷度5℃，出口過熱度5℃，并保持不變，逐漸增加帶手動閥 膨脹閥的開度是測試不同開度下的流量。
4.4 象限 4：溫度 - 流量
通過以上三個象限，可以計算出溫度與流量的對應(yīng)關(guān)系。即膨脹閥對系統(tǒng)的控制條件流經(jīng)蒸發(fā)器的出口溫度，從而檢測膨脹閥的控制性能和制冷能力。
隨著膨脹閥出口溫度的升高，過熱度增加。當(dāng)達到靜態(tài)過熱度時，膨脹閥打開，閥門開度隨著過熱度的增加而增加，流量也隨之增加。此時，更多的低溫制冷劑流入膨脹閥的出口，從而降低了膨脹閥的出口溫度。
結(jié)束語
熱力膨脹閥的四象限特性直接影響整個制冷系統(tǒng)的制冷效果和運行壓力的穩(wěn)定性。通過四象限圖可以檢測膨脹閥的標定和性能，可以及時排除膨脹閥的制造故障和標定偏差。熱力膨脹閥只有通過精確的0度啟動值校準和性能測試，才能保證空調(diào)系統(tǒng)的正常壓力和制冷效果靜態(tài)平衡閥出廠開度，為駕乘人員提供舒適的駕駛環(huán)境。