变排量压缩机汽车空调用热力膨胀阀的试验研究

变排量压缩机汽车空调用热力膨胀阀的试验研究摘要通过对某一变排量压缩机汽车空调制冷系统的热力膨胀阀的试验研究，得出了该膨胀阀静态过热度设定值、增益及滞环、感温包时间常数等静态和动态特性，并对试验结果进行了分析。

关键词:热力膨胀阀汽车空调变排量压缩机试验研究 1 引言汽车空调系统的无级变排量摇板式压缩机（以下简称变排量压缩机）是根据压缩机吸气压力的差值，推动摇板改变倾斜角，从而改变活塞的行程和压缩机主轴每转一周的排量。

所以该类变排量压缩机改变了传统的离合器启闭压缩机的调节方式，压缩机运行连续平稳，不会引起汽车发动机周期性的负荷变化，且空调送风温度波动小，有利于提高车内环境的热舒适性；可以保持几乎恒定且略高于结霜温度的蒸发温度，防止了蒸发器表面结霜，提高了系统除湿能力；可以降低能耗，节约燃油。

从汽车空调系统由变排量压缩机替代定排量压缩机的发展总趋势来看，变排量压缩机将会在非独立式汽车空调系统尤其是各种豪华型汽车空调系统中得到广泛的应用。

热力膨胀阀是制冷系统广泛使用的节流装置，但是它与变排量压缩机组成的汽车空调制冷系统在实际使用中出现了系统稳定性问题。

At-suo Inoue等人在对7缸变排量压缩机和热力膨胀阀组成的汽车空调制冷系统进行试验研究时发现有系统振荡现象存在。

美国GM公司在无级变排量压缩机和热力膨胀阀汽车空调制冷系统的应用过程中，也有同样发现。

我们对用于某一车型的变排量压缩机和热力膨胀阀汽车空调制冷系统的稳定性问题进行了研究，为了详细分析变排量压缩机和热力膨胀阀参数之间的相互耦合对系统稳定性的影响，需要对该系统的热力膨胀阀的动态行性进行深入地了解。

图1为我们研究的变排量压缩机汽车空调系统中热力膨胀阀的结构示意图。

该热力膨胀阀是外平衡式，感温包为气体充注，且有两点与常用热力膨胀阀不同：(1) 常用热力膨胀阀是偏压式，而该热力膨胀阀是平衡式的，所需的开阀力小，阀杆受力基本不受阀进出口压力大小的影响。

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）。

一种汽车空调用内控变排量压缩机的试验研究与分析发布时间：2021-03-04T05:25:05.576Z 来源：《中国科技人才》2021年第3期作者：冯海丽孟凡磊王存峰[导读]奇瑞汽车股份有限公司安徽省芜湖市 241009汽车诞生距今已有100多年的历史了，第一台空调安装在汽车上，从当时的气候环境看仅是为了采暖和通风，发展到今天在功能和技术上都有了很大的提高。

随着生活水平不断提高，人们对汽车空调提出更高的要求，它不但能调节车内的空气温度、湿度、流速、清洁度等保证乘坐人员感觉在舒适的范围内，而且还要在使用功能上更强大、设计更合理、操作更便捷的精细化设计通过系统匹配的技术手段实现发动机运行与调节运行的协调，极大地提高制冷能力，在节省燃油的同时，提高汽车的整车性能和舒适程度。

发展到今天，汽车空调不单纯是冷、暖、通风调节三位一体，还要具有数字化、智能化、大数据及网联服务为一体的要求。

本论文主要研究了变排量压缩机内控阀的选型及与系统的匹配关系，结合整车试验情况，分析制冷性能匹配，为今后变排量压缩机的汽车空调系统匹配提供一定的基础和依据。

1 变排量控制原理汽车空调系统目前用的比较多的是斜盘式变排量压缩机，能够根据蒸发器处的热负荷也就是压缩机的吸气压力来调整压缩机排量，从而调节制冷剂的流量，并达到节油省功的目的。

当蒸发器处热负荷增加时，制冷剂过热度加大，吸气压力升高，斜盘通过吸气压力、腔内压力、斜盘摩擦力的相互力矩关系，斜盘倾角度增大，故压缩机行程变大，排量增加。

当蒸发器处热负荷减少时，反之亦然。

整个压缩机斜盘角度调节的过程，是通过安装在压缩机端盖的内控阀来实现的，而内控阀的选型及与系统的匹配就显得尤为关键，是保证系统稳定的重要因素。

总之，变排量压缩机汽车空调系统具有省油节能，其节能可达30%-40%，温度连续调节，出风口温度稳定，不会频繁吸合的优点，在汽车空调中被广泛应用。

2 实际制冷循环空调制冷循环包括四个基本过程，即压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程。

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 10125-2019 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）。

汽车空调变排量压缩机热力过程特性建模变排量压缩机汽车空调制冷系统采用试验方法进行匹配设计时，存在诸如系统振荡现象和蒸发器结霜等问题。

因此，细致深入地研究斜板式变排量压缩机行程变化规律，是当前广泛应用并改善这种变排量汽车空调系统亟待解决的问题。

本文利用斜板式变排量压缩机汽车空调特性实验系统，采用实验拟合的方法建立的斜板式变排量压缩机的稳态模型，进行了斜板式变排量压缩机制冷系统调节特性的分析研究。

【关键词】变排量压缩机系统特性变排量压缩机于上世纪80年代中期被正式生产出来，并应用到汽车空调系统中替代定排量压缩机。

变排量压缩机的工作容量，即排气量可以随着制冷环境热负荷大小的变化，自动地调节改变，并以气缸结构的最大容量为上限，无级变动活塞行程以改变压缩机气缸容积。

变排量压缩机的研制生产和广泛应用，是汽车空调领域的一项重大技术进步，具有连续运转的特点，提高了汽车空调系统运行的经济性。

1 压缩过程模型建立1.1 变排量压缩机特性实验系统图1是这种变排量压缩机特性实验系统图，实验系统主体部分包括斜板式变排量压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和量热计等部件。

由变频电机实现压缩机转速变化控制；压缩机排气压力变化由冷凝风扇的变频电机实现；运用制冷剂量热器法测量压缩机的制冷量，空调负荷改变由量热计中加热器的功率变化实现。

该系统测量的参数主要包括，使用流量计测量制冷剂质量流量；采用行程测量装置测量活塞行程；采用电涡流传感器测量压缩机转速；铂热电阻温度计测量制冷剂在系统中各位置的温度，其?y量精度为±0.1℃；采用电压输出型压力传感器测量制冷剂压力，测量精度为±0.1%。

1.2 压缩过程模型从压缩机结构及压缩过程原理分析，为了得到制冷剂质量流量Mr、排气温度Td与活塞行程Sp、吸气压力Ps、排气压力Pd、吸气温度Ts和压缩机转速Nc的关系。

根据分析，质量流量Mr由下式计算：变排量压缩机压缩过程的模型由式（2）和（3）共同组成，因此在全行程和部分行程状态下，变排量压缩机指示效率和容积效率是计算压缩机排气量和排气状态焓值需要得到的关键数据。

实验二热力膨胀阀性能实验（合肥校区）1、热力膨胀阀容量实验（合肥校区）一、实验目的1、通过本实验，使学生定性定量地观察当感温包感受到过热度发生变化时，热力膨胀阀的开度将如何变化。

以一种直观的方式加深对热力膨胀阀工作机理的理解。

2、当弹簧预紧力发生变化时，观察阀门的开度如何变化，反映在流量上又有如何变化。

3、观察背压改变时，通过阀门的流量如何变化。

4、学习和了解本实验中所涉及的各种参数测量方法。

二、实验内容1、膨胀阀静止过热度调定将感温包放置在0℃恒温槽内,调节进口压力为-3.5℃时制冷剂所对应的饱和压力再加上通过阀的名义压力降，调节膨胀阀弹簧使出口压力为-3.5℃时制冷剂所对应的饱和压力，则此时静止过热度即为3.5℃。

2、膨胀阀名义容量试验2.1将膨胀阀在蒸发温度5℃时调定静止过热度3.5℃。

2.2逐步升高恒温槽温度，温度变化增值不超过1℃，同时调节膨胀阀前、后的手动阀，使膨胀阀进口压力保持5℃时制冷剂所对应的饱和压力再加上通过阀的名义压力降，出口压力为5℃时制冷剂所对应的饱和压力，然后记录每一过热度所对应的通过膨胀阀的气体流量。

2.3根据上述记录，绘制膨胀阀过热度-流量特性曲线，在过热度为7.5℃处作垂直线与特性曲线相交，交点的纵坐标值就是被测阀的名义流量。

三、实验原理在制冷系统中，热力膨胀阀是至关重要的部件，它设置于蒸发器进液口的供液管道上。

通过设置在蒸发器出口管上的感温包确定回气过热度的变化，自动调节热力膨胀阀的开启度，以调节进入蒸发器的制冷剂流量。

与此同时，将由高压贮液器或冷凝器来的高压液态制冷剂膨胀降压到与蒸发压力相同的低温低压状态。

本实验装置采用的内平衡式热力膨胀阀由阀体、阀座、阀针、调节杆座、调节杆、弹簧、过滤器、传动杆、感温包、毛细管、气箱盖和感应薄膜等组成，感温包里灌注R22，把它放置于水浴中，用以模拟感受蒸发器回气温度变化；毛细管是用直径很细的铜管制成，其作用是将感温包内由于温度的变化而造成的压力变化传递到动力室的波纹薄膜上去。

H型汽车空调热力膨胀阀的研究与改进章嘉瑞　顾其江　邓永林(浙江春晖智能控制股份有限公司)摘　要　H型汽车空调热力膨胀阀是国内外公认的先进节流装置,本文对平衡部密封、负静止过热度、膜盒钢球封口等关键技术进行研究与改进。

关键词　汽车空调　膨胀阀　平衡部密封　负静止过热度　膜盒封口RESEARCH AN D IMPR OVEMENT OF H T YPE THERMAL EXPANSIONVAL VE FOR AUT O AIR CON DITIONERZhang Jiarui　Gu Qijiang　Deng Y onglin(Zhejiang Chunhui Intelligent Control Co.,Ltd.)ABSTRACT　H type thermal expansion valve for Auto air conditioner is an advanced throttle device accepted by both the our country and international countries,the research and improve2 ment of the key technologies such as balance section sealing,over heat of negative still,di2 aphragm capsule,steal ball sealing this article are conducted in this paper.KE Y WOR DS　Auto air conditioner　Expansion valve　Balance section sealing　Over heat of negative still　Diaphragm capsule sealing1　概　述H型汽车空调热力膨胀阀(因其通道像H,见图1)是国内外公认的先进节流装置,其特点是外平衡、内感温、外调节,能满足汽车空调对高效、抗振、耐用、方便的要求。

专利名称：变排量压缩机汽车空调系统热力膨胀阀专利类型：实用新型专利
发明人：章兆林,王朝阳
申请号：CN200620140712.4
申请日：20061205
公开号：CN200975493Y
公开日：
20071114
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种变排量压缩机汽车空调系统热力膨胀阀，包括由上盖、膜片、下盖组成的感温发讯机构以及由阀体、阀球、顶杆、顶针、弹簧和调节螺丝等组成的阀体执行机构，其中膜片置于上、下盖间且由膜片和上盖形成的密闭的动力室内充注有混合气体，由上盖、膜片、下盖以及顶板等构成本膨胀阀的动力头部件，该部件中的膜片随动力室内压力变化引起位移进而由顶板推动顶杆和阀球来调节阀口变化。

通过在动力头内充注混合气体，使热力膨胀阀能实现负静止过热度，从而满足变排量压缩机汽车空调系统的使用要求，达到消除或减轻空调系统振荡的目的。

申请人：宁波松鹰汽车部件有限公司
地址：315600 浙江省宁海县科技园区科园北路9号
国籍：CN
代理机构：宁波诚源专利事务所有限公司
代理人：胡志萍
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汽车空调热力膨胀阀容量测试系统的研制颜吉亮;王玉刚;耿丽萍;王清平【期刊名称】《制冷学报》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】热力膨胀阀在不同工况下的流量特性是影响制冷系统性能的重要因素，因此需要对热力膨胀阀进行制冷剂实流检测。

本文研制了制冷量范围为1.7~10 kW的热力膨胀阀容量测试台。

该测试台以“膨胀阀进出口的压力值”为测试条件，避免了阀前高压部分设备流动阻力的差异对测量结果的影响。

系统的流量测量不确定度为0.5％，控温精度为±0.5℃。

在标准工况下取额定容量5.5 kW的H型热力膨胀阀的性能进行了测试，根据温度-开度、开度-流量、温度-流量关系特性分析得到在热力膨胀阀工作区域内，其温度与流量基本成线性比例关系。

根据热力膨胀阀增益和滞环的定量分析，判别热力膨胀阀的性能优劣。

【总页数】6页(P107-112)【作者】颜吉亮;王玉刚;耿丽萍;王清平【作者单位】中国计量学院计量测试工程学院杭州 310018;中国计量学院计量测试工程学院杭州 310018;中国计量学院计量测试工程学院杭州 310018;中石油塔里木油田分公司质量检测中心库尔勒 841000【正文语种】中文【中图分类】TU831;U463.85+1【相关文献】1.H型汽车空调用热力膨胀阀开度试验台的研制 [J], 郭传欣;李征涛;叶学敏;王芳2.热力膨胀阀容量测试系统的设计 [J], 董长盛;郭晓铃;彭军皓3.汽车空调用热力膨胀阀性能测试系统的研制 [J], 丁浩;谷小红;来雨霏4.基于模糊自适应的热力膨胀阀容量测试系统 [J], 郭晓铃;姚燕;蒋庆;彭军皓5.热力膨胀阀开度测试系统研制 [J], 刘鹏;蒋庆;马天明;王彦峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第9卷　第1期制冷与空调2009年2月REFRIGERATION AND AIR -CONDITIONING 50-52收稿日期:2008-05-08通信作者:郭传欣,Em ail :Ch uanxin guo @ H 型汽车空调用热力膨胀阀开度试验台的研制郭传欣　李征涛　叶学敏　王芳(上海理工大学)摘　要　根据部颁标准汽车空调用膨胀阀QC /T 663—2000的技术要求,设计建造一套检测热力膨胀阀开度、迟滞特性的试验系统,编制工况控制及测试软件,并进行H 型热力膨胀阀的开度特性试验。

关键词　汽车空调;热力膨胀阀;开度测试;H 型;测控系统Development of test bench for H -type thermal expansion valve forautomobile air -conditioningGuo Chuanxin Li Zheng tao Ye Xuemin Wang Fang(University of Shang hai fo r Science and Techno logy )ABSTRACT According to QC /T 663—2000,dev elo ps test bench for H -type the rmal ex -pansion v alv e fo r autom obile air -conditioning ,w hich is for o pening scale and slug gish per -formance o f H -ty pe thermal expansio n v alve .Co mpiles the so ftw are fo r w orking co nditioncontro l and test ,and carrie s o ut the opening test of H -ty pe thermal ex pansion valve .KEY W ORDS auto mobile air -conditioning ;thermal expansio n valve ;o pening test ;H -type ;measurem ent and control sy stem1　膨胀阀开度测试原理测试平台的主要技术依据为汽车行业标准QC /T 663—2000[1]和房间空气调节器标准GB /T7725—2004[2]。

汽车空调用热力膨胀阀性能测试系统的研制
丁浩;谷小红;来雨霏
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2015(032)006
【摘要】热力膨胀阀是汽车空调的重要部件,其性能对汽车空调的制冷效果、运行寿命有着重要影响.针对汽车空调用热力膨胀阀的关键性能现有测试方法的不足以及性能测试系统的缺失,对过热度、阀口泄漏和耐久性能的测试方法进行了研究,提出了过热度流量测试法和阀口泄漏差压测试法,并对耐久性能测试的时间参数进行了优化.在此基础上采用PLC控制技术研制了一套热力膨胀阀性能测试系统,并利用图形化编程语言VB开发了测试系统控制软件.研究结果表明,该系统能按照标准要求自动完成热力膨胀阀过热度、阀口泄漏和耐久性能的测试.所研究的热力膨胀阀关键性能检测方法能够满足热力膨胀阀主要性能指标的测试要求,所设计的测试系统提高了热力膨胀阀性能测试的精度,提升了检测效率及自动化水平.
【总页数】4页(P817-820)
【作者】丁浩;谷小红;来雨霏
【作者单位】浙江省质量检测科学研究院,浙江杭州310023;中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310018;浙江省质量检测科学研究院,浙江杭州310023
【正文语种】中文
【中图分类】TH137.52;TP216;TH39
【相关文献】
1.汽车空调热力膨胀阀容量测试系统的研制 [J], 颜吉亮;王玉刚;耿丽萍;王清平
2.H型汽车空调用热力膨胀阀开度试验台的研制 [J], 郭传欣;李征涛;叶学敏;王芳
3.热力膨胀阀开度测试系统研制 [J], 刘鹏;蒋庆;马天明;王彦峰
4.汽车空调热力膨胀阀小型化感温元件中膜片结构优化 [J], 叶浩杰
5.汽车空调系统用热力膨胀阀噪声分析 [J], 王华达
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汽车尾气论文汽车空调论文：浅谈汽车空调膨胀阀的故障检测与维修[摘要]汽车空调膨胀阀故障会影响汽车空调的制冷效果，叙述汽车空调膨胀阀的工作原理，故障现象及检测与调整的基础知识。

[关键词]膨胀阀；制冷剂；感温包随着汽车电器设备的发展和人们生活水平的提高，汽车空调已经成为了汽车的标准配置。

我们要掌握汽车空调的工作原理，结构，才能对空调进行故障分析和排除。

汽车空调的制冷原理是：压缩机将从蒸发器出来的低温低压气体制冷剂压缩成高温高压的气体，通过冷凝器冷凝，变成高温高压的液体，同时散热，经过干燥器过滤，除湿，再通过膨胀阀节流降压进入蒸发器，经降压后的低温低压液态制冷剂在蒸发器内吸热沸腾变成低温低压的气体，使蒸发器表面温度降低。

如此反复循环，就可以不断的把车内的热量搬到车外。

在整个过程里，膨胀阀既起到节流降压的作用，又是制冷剂流量的控制装置。

1膨胀阀的工作原理膨胀阀是根据蒸发器出口制冷剂的过热度的大小来调节制冷剂流量的。

热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。

按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡和内平衡式。

由感应机构，执行机构，调整机构和阀体组成。

工作时，固定在蒸发器出口管道上的感温包感应蒸发器出口的过热温度，使感温包内产生压力，并由毛细管传到膜片上部的空间，在压力的作用下膜片以弹性变形的方式把信号传递给顶针（执行机构），从而调节阀门的开度，控制制冷剂的流量。

2热力膨胀阀工作中几个故障分析2.1热力膨胀阀的堵塞故障2.1.1堵塞的原因制冷系统中热力膨胀阀的堵塞故障是经常发生的，包括“脏堵”和“冰堵”。

脏堵的主要原因是系统中存在杂质，例如焊渣，铜屑，铁屑，纤维等。

冰堵的原因是系统中含有过多的水分（湿气），产生湿气的途径有：1）在安装时系统抽真空时间不够，没能把管路内的湿气抽尽；管路连接处焊接工艺不好，有漏气点。

2）在向系统充注制冷剂时，没把连接软管内的空气吹出软管。

3）为系统补充润滑油时，进入空气。