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制冷系统温控

对于一般汽车空调制冷系统,当汽车高速行驶时,压缩机相应供给最大量制冷剂,经过在蒸发器内进行蒸发吸热,蒸发器周围空气的温度迅速降低,这时若散热片的表面温度降至0℃以下,周围空气中的水分将发生冻结,且随着时间的延长,冻结的冰层将加厚,直至堵塞蒸发器的空气通路。这样由于冰层布满蒸发器表面,使得它内部的制冷剂因不能吸收周围空气的热量而不能蒸发,这种液态的制冷剂送至压缩机,将使压缩机发生“液击”而受到损坏。   防止蒸发器冻结,是汽车空调制冷系统必备和特有的功能,目前,主要是采取控制蒸发器表面温度和控制制冷剂蒸发压力的方法。常用的控制方法主要有以下几种:

1内平衡式膨胀阀控制

内平衡式膨胀阀系统也叫做传统空调系统,它的特征是:只要驾驶员一开动空调,电磁离合器总是啮合,从不断开,压缩机始终处于运行状态,靠膨胀阀的调节把蒸发器温度控制在0℃左右。
  膨胀阀的基本结构及工作原理如图5—33所示。温度传感器(感温包)位于蒸发器的尾管处,感受蒸发器出口的温度,当温度升高时,温度传感器内气体受热膨胀,通过毛细管作用于膨胀阀膜片上方,使膜片上方的压力P1增大,膜片下移。针阀与膜片联动。针阀开启,增加流人蒸发器的制冷剂流量。显然,温度越高,针阀开度越大,制冷剂流量越大。相反,温度降低,针阀开度减小,制冷剂流量小。
  膨胀阀的作用主要有两个方面:
  1.节流
  制冷剂因膨胀阀节流作用产生的两端压力差而蒸发,使制冷剂以高压液态进,低压气态出,将空调系统高压侧和低压侧分开。
  2.调节
  根据热负载和温度变化,调节针阀位置,自动调节流入蒸发器的制冷剂流量。
  

2带有恒温器的内平衡式膨胀阀控制

这种系统中加有恒温器,恒温器放置在蒸发器表面,感受蒸发器吹出的空气温度,当空气温度降到其预设的温度(一般为0~4℃)时,恒温器便会自动切断离合器电磁线圈回路中的电流,压缩机就停止工作。恒温器可采用机械式和热敏电阻式两种。目前,后者应用已很广泛。带有恒温器的内平衡式膨胀阀控制系统如图5—34所示。

3带有恒温器的内平衡式H形膨胀阀控制

由于内平衡膨胀阀制冷系统需要用毛细管来感测蒸发器出口的温度,从而调节制冷剂流量,因此是间接感测蒸发器出口的温度,特别是当毛细管比较长时,内平衡膨胀阀的控制精度受到环境温度以及其他因素的影响。而采用H形膨胀阀的制冷系统便解决了这一问题。H形膨胀阀外形图如图5—35所示。
  H形膨胀阀制冷系统如图5—36所示,系统的工作过程如下:压缩机首先将制冷剂压缩后输送到冷凝器冷却液化,经过储液/干燥器后再进入H形膨胀阀,先进行节流减压,然后进入蒸发器蒸发吸热。制冷剂蒸发成气体后再次进入H形膨胀阀,从阀中出来后回到压缩机再循环。由此可见,H形膨胀阀同内平衡膨胀阀一样,能够根据温度自动调节供给蒸发器的制冷剂流量。
  H型膨胀阀制冷系统目前已为许多著名的汽车厂家所采用,例如北京切诺基吉普车、奔驰230E型汽车、克莱斯勒汽车等。
  H形膨胀阀的结构示意图如图5—37所示。从图中可见,在高压液体进口和出口之间,有一个球阀控制的节流孔,节流孔的开度大小由弹簧和温度传感器控制。温度传感器内部的制冷剂直接感受从蒸发器出来的蒸汽温度,以控制下部节流孔的开度。因此这种结构使控制精度很少受到环境温度以及其他因素的影响。

4膨胀管式控制

一般小轿车的空调大部分时间处于稳定工况,不需要采用敏感的膨胀阀来控制制冷剂的流量,而改用膨胀管代替膨胀阀。膨胀管仅起节流降压作用,而不能调节制冷剂的流量。此时车内温度控制直接依靠控制压缩机的开停来实现,也叫做循环离合器系统。这种类型的制冷系统不但可以获得较好的制冷效果,同时还可以避免压缩机在不必要时的工作,降低油耗。由于膨胀管中没有运动部件,与膨胀阀相比,有更高的可靠性,且寿命长。
  膨胀管制冷系统中,用集液器代替储液/干燥器。使压缩机容易起动,系统节能明显、压缩机寿命延长。膨胀管制冷系统如图5—38所示。
  由图可见,在目前的膨胀管制冷系统中,已不再使用恒温器,而是在集液器上装一个压力开关,以感测蒸发器出来的压力,当蒸发压力低于限定值时,低压开关便切断电磁离合器电路,使压缩机停止运转。

5蒸发器压力控制

由于恒温器控制的离合器循环制冷系统,是通过压缩机的间断工作来达到防止蒸发器结冰的目的,所以汽车空调的温度波动比较大,影响了其舒适性。另外,压缩机的频繁起动,亦影响发动机工况的稳定,还易造成离合器的损坏。采用吸气节流阀的方式来控制蒸发器压力的制冷系统,便能克服上述缺点。
  因饱和温度和压力有着一一对应的关系,若控制器在0℃时对应的制冷剂的饱和蒸发压力不再降低,便可以防止蒸发器表面结冰。因此时压缩机仍在运行,所以蒸发器内的制冷剂还在蒸发,不过其制冷量只需维持其表面不结冰的状况即可。这样,输送出的冷气量仍然能保持车内的温度和湿度处于一个相对平衡状态。上述制冷系统称为蒸发器压力控制的制冷系统,是中高级轿车上广泛采用的形式。
  1.采用外平衡膨胀阀
  与内平衡膨胀阀的方式相比它们的结构、功能大致相同,只是平衡方式不同。内平衡膨胀阀膜片下面的平衡压力是从节流后的蒸发器入口处导入,与温度传感器的蒸发器出口压力存在误差。
  外平衡式膨胀阀膜片下面的平衡压力是从蒸发器出口处经外平衡管导入,如图5—39所示。其压力和感温包在蒸发器出口感测的压力相匹配,两者不存在压力误差。
  2.先导阀调节的吸气节流阀
  吸气节流阀控制的制冷系统加图5—40所示。在这种系统中,蒸发器中制冷剂蒸汽压力由吸气节流阀控制,当蒸发器的温度下降到0℃时,吸气节流阀会自动关闭蒸发器的出口,这样只有极少量蒸汽被压缩机吸进,以用来保持蒸发器的压力在0℃对应的饱和压力,防止蒸发器结冰。当蒸发器出口被关闭时,压缩机可能因缺少润滑油而损坏。为了预防发生这种状况,在蒸发器的底部设置有一条溢油管通入压缩机,同时,也允许有少量的制冷剂通过溢油管进人压缩机,防止压缩机空载运行。
  蒸发器压力控制的制冷系统,与恒温器控制的离合器循环系统最大的区别是:
  当蒸发器温度降到0℃以下时,制冷系统仍在运行,不断地向车内输送冷气,车内的温度始终保持在一个平稳范围内,车内空调舒适性较好。当然,由于压缩机连续运行,就要不断消耗发动机的功率,所以相应地经济性较差,耗油量大。

制冷系统温控词条图册

共 2 张图

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