第4章 制冷自动化元件及阀件《车辆空调装置检修与维护》教学课件

《车辆空调装置检修与维护》✩精品课件合集第四章制冷自动化元件及阀件第一节节流机构 第二节温度控制器 第三节压力保护器 第四节电磁阀 第五节其他制冷阀件

一、热力膨胀阀结构与特性了解热力膨胀热力膨胀阀也称自动膨胀阀，它除了利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来调节制冷剂流量外，还对高压液体制冷剂起节流降压作用，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀为湿蒸气，故也称节流阀。按平衡方式内平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀一、热力膨胀阀结构与特性1.内平衡式热力膨胀阀由感温包、毛细管、膜片、顶杆、阀座、阀针及调节机构等组成膨胀阀接在蒸发器的进口管上结构图1—毛细导管2—阀体3—阀座4—阀芯5—弹簧6—调整杆7—感温包8—膜片9—顶杆一、热力膨胀阀结构与特性工作图受力图利用F1力的变化来改变针孔的开启度，从而改变制冷剂的流量，实现自动调节一、热力膨胀阀结构与特性2.外平衡式热力膨胀阀当蒸发器盘管较长，制冷剂在盘管中流动阻力引起的压力降较大时，蒸发器的进口和出口将有较大的压力差，如仍采用内平衡式膨胀阀，将增加阀门的关闭过热度，导致热力膨胀阀供液量不足，就应采用外平衡式热力膨胀阀一、热力膨胀阀结构与特性1—阀杆螺母2—弹簧3—调节杆4—阀杆5—阀体6—外平衡接头7—感温包一、热力膨胀阀结构与特性外平衡式热力膨胀阀的结构与内平衡式基本相同，只是它的膜片下方不与供入蒸发器的制冷剂接触，而是设有一个空腔，用平衡管与蒸发器出口连接。所以膜片下面承受的压力不是节流后蒸发进口的压力p0，而是出口压力p01，其调节特性就不受盘管中由于流动阻力所引起的压力差的影响。所以在蒸发器冷却盘管较长，阻力损失较大，应采用外平衡式热力膨胀阀。二、毛细导管节流装置毛细导管，实际上就是一根直径很小而较长的管子（一般为紫铜管）。当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产生压降，管径越小、管子越长，则流动阻力就越大，产生的压降也越大。目前使用的毛细导管为内径是0.6～2.5mm的紫铜管。管长一般根据制冷系统的需要而定，一般长度为0.5～2.0m。在客车单元式空调机组中均用毛细导管节流。在小型的氟利昂制冷装置中，如电冰箱、窗式空调器、小型降湿机等，由于冷凝温度和蒸发温度变化不大，制冷量小，为了简化结构，一般都利用毛细导管作为制冷系统的节流降压机构。优点缺点结构简单，工作稳定，无运动部件，价格低廉，而且在压缩机停车后，冷凝器与蒸发器内的压力可较快地自动达到平衡，减轻再次启动时电动机的负载，很适用于装有全封闭式活塞压缩机的制冷系统。调节能力差，其供液量不能随工况变动而调节。当蒸发压力下降时，容易引起压缩机的湿冲程；当蒸发压力上升时，容易出现蒸发器供液不足的情况。因此，毛细导管节流宜用于蒸发温度变化范围不大、负荷比较稳定的场合，且通常在系统中配有气液分离器，以防止压缩机湿冲程，而不配有贮液器。毛细导管的供液能力主要取决于毛细导管入口处制冷剂的状态（压力和温度）以及毛细导管的长度和直径。毛细导管第二节温度控制器一、电接点水银温度计

电接点水银温度计用于空调设备，是最简单的温控器。它由电接点温度计、全波整流器、电阻及继电器组成。在水银温度计中装入两根探针，利用温度变化时水银柱的升降来接通或断开两导线，以控制温控器的得失电情况。继电器得电时，机组停机，反之机组运行。当温度低于调定值时，两探针断路得电，其动断触头断开，压缩机失电停机；当温度高于调定值时，两探针导通，被短路失电，其动断触头复位，压缩机得电运行。第二节温度控制器二、波纹管式温度控制器1—动触头2—静触头3—杠杆4—支点5—螺钉6—拔臂7—弹簧8—主标尺9—指针10—调节杆11—感温包12—弹簧13—差动弹簧14—差动旋钮15—差动器WT-1226型温度控制器结构原理结构原理第二节温度控制器二、波纹管式温度控制器WT-1226型温控器是两位控制式，即有两个静触头。电源线与动触头“1”和静触头“2”连接。动触头“1”串联在压缩机电机交流接触器线圈电路中，动触头“1”和静触头“2”接触，压缩机运转；动触头“1”与静触头“2”断开，压缩机停止运转。第二节温度控制器二、波纹管式温度控制器感温包11、毛细导管和波纹管室1组成温度控制器的感温系统。感温包根据控制温度范围的不同，内充R12、R22低沸点工质。感温包感受到室温的变化，变为波纹管室内气体对波纹管压力的变化（温度与压力成正比）。波纹管压力的变化使杠杆3绕支点4发生转动。当感温包感受的温度下降到整定值时，波纹管的顶力矩小于定值弹簧12的拉力矩，杠杆3绕刀口支点4顺时针转动，动触头“1”与静触头“2”断开，压缩机停车，当感温包感受的温度上升，波纹管推动杠杆3克服定值弹簧12的拉力矩逆时针转动，转过一定角度后杠杆3又要克服差动弹簧13的弹力方可继续转动。当温度升到整定值加幅差值时，动触头“1”重新与静触头“2”闭合，压缩机转动。差动器15由差动旋钮14和差动弹簧13组成，它决定差动值的大小。顺时针旋转差动旋钮，差动弹簧压紧，差动值增大；反之，差动弹簧放松，差动值减小。定值弹簧的拉力决定所控制温度的下限即整定值，其数值的大小可以通过旋转调节杆10和改变定值弹簧的拉力来整定。第二节温度控制器三、压力式温度计1.工作原理与结构形式压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压力温度变化来测量温度。按其所充测温物质的相态，分充气式、充液式和蒸气式3种，结构基本相同；按它的功能，可分为指示式、记录式、报警式（带接触点）和温度调节式等类型，结构基本相同。指示式压力温度计，是由感温包（感温元件）连接毛细导管通到感压元件（包端管、波纹管等）。第二节温度控制器三、压力式温度计2.类型和特点（1）充液压力表式温度计（2）气体压力表式温度计（3）蒸气压力表式温度计第二节温度控制器三、压力式温度计（1）充液压力表式温度计液要求比热小，导热率高，黏性小。水银是常用的充液，测温上限可达650C，它比玻璃管式温度计坚固，且可远传读数。由于水银对许多金属有腐蚀作用，故毛细导管和弹簧管要采用不锈钢制造。测量150C和400C以下的温度可分别采用甲醇和甲苯、甘油等工作液。此种温度计测量下限不能低于工作液的凝固点。由于是密封式，其沸点较常压时高，测温上限可高于其沸点。第二节温度控制器三、压力式温度计（2）气体压力表式温度计它是在感温包及压力指示计中充满气体。通常感温包中充氮气，其所测最高温度可达550C，在低温测量时，常用充氢气的气体表温度计，最低温度可达－120C。第二节温度控制器三、压力式温度计（3）蒸气压力表式温度计根据低沸点液体的饱和蒸气压，只和气液面温度有关这一原理而制成。金属温包的一部分容积内盛放低沸点液体，其余空间，包括毛细导管、弹簧管内是这种液体的饱和蒸气。蒸气压力表式温度计价格便宜，不会因裸露在空气中的毛细导管温度变化而产生误差。测温压力式温度计中，蒸气式的时间常数最小，仅30s，而气体充填式为80s。第二节温度控制器三、压力式温度计3.压力式温度计使用方法与特点毛细导管是用来作为感温包与弹簧管压力计之间连接和传递压力的导管，材料与感温包相同，常用的有铜或不锈钢冷拉而成的无缝钢材，其内径一般只有（0.15～0.5）mm，长度可达20～60m。故极易损坏，可用金属软管或铜、镀锌钢丝编织或蛇皮带来保护，在60m以内远距离显示、测量、记录、报警及调节温度。压力式温度计结构简单，价格便宜，刻度清晰，适用于固定工业设备内的气体、蒸气或液体，且最大介质压力为6MPa以下的－80～500C范围的温度测量。由于可远传，且不需电源，使用中不会产生火花，故具有防爆性，适用于易爆、易燃环境下的温度测量。由于示值是由毛细导管传递，故滞后时间较长（30～60s），毛细导管机械强度较差，易损坏，且损坏后不易修复。第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）动作原理以波纹管气箱为动力室，接收到高压或低压部分的压力信号后，波纹管压缩或膨胀，从而带动传动杆或杠杆机构，使电触点接通或断开。低压控制器高压控制器第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）高压控制器波纹管室与压缩机的排气腔接通，以监视和控制排气压力。如果压缩机的排气压力过高，会导致压缩机电机过载运行而受损害。所以，当压缩机排气压力高于正常值时，高压控制器就发生作用，从而使压缩机停车。第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）低压控制器纹管室与压缩机的吸气腔接通，以监视和控制吸气压力。当压缩机吸气压力过低时，一方面会影响制冷机组的正常工作，甚至不能制冷而白耗电力；另一方面压缩机近于空载运行也会损害电机。故当压缩机吸气压力低于正常值时，低压控制器发生作用，致使压缩机停车。第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）KD型压力继电器接线图1—接电源进线2—接事故报警（灯或铃）3—接触线圈第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）KD型压力继电器结构原理图1、28—高、低压接头2、27—高、低压气箱3、26—顶力棒4、24—压差调节座5、22—碟形阀片23、29—阀片垫板；8、18—弹簧9、17—压力调节盘6、21—压差（差动）调节盘10、16—螺纹柱11、14、19—传动杆12、15—微动开关13—接线柱25—复位弹簧7、20—弹簧座第三节压力保护器一、压力控制器（压力继电器）KD型压力继电器结构特点通过传动杆直接推动微动开关的触点，故结构紧凑，调节方便。第三节压力保护器二、压差继电器在制冷压缩机运转过程中，它的运动部件会摩擦发热。为了减少运动部件的磨损和防止部件发热变形而发生事故，必须不断供给一定压力的润滑油，使运行部件得到润滑和冷却。若供油压力因某种原因而降低时，则会使压缩机得不到足够的润滑油，压缩机就会发生故障。为了保证压缩机的安全运转，对供油压力必须进行控制，当油压降低到某一调定值时，就切断压缩机的电源，使其停止运转。由于压缩机上的油压表并不反映真正的供油压力，而只是指示油泵出口处的压力，真正的供油压力应该是油泵出口压力与曲轴箱压力（即低压）之差，因此油压控制器必须是一个压差控制器。第三节压力保护器二、压差继电器C3.5型压差控制器1—高压气箱2—直角杠杆3—弹簧4—标尺5—传动杆6—调节轮7—低压气箱8—试验按钮；9—降压电阻（电源为380V时用）10—复位按钮11—延时开关12—双金属片；13—加热器14—压力开关；HLG—正常信号灯；HLR—事故信号灯第三节压力保护器二、压差继电器JC3.5型压差控制器有两个波纹管气箱，上部为低压气箱7与压缩机曲轴箱连接，其中充满低压蒸气。下部为高压气箱l与油泵排出口旁通孔连接，其中充满压力油。两个波纹管感受的压力差值，由弹簧3来平衡。受压差控制的直角杠杆2操纵压力开关14的位置，以控制延时机构加热器13的电路。在延时机构中装有双金属片12，其受热后弯曲，从而推动延时开关11。延时开关则控制压缩机接触器线圈KM的电路。第三节压力保护器二、压差继电器当闸刀Q未合上时，电源被切断，压缩机未运转，压差控制器的高、低压气箱内压力相等，在弹簧3的张力作用下，传动杆5将直角杠杆2推至垂直位置，压力开关14拉向左，使K0与D分离，并与Y闭合，延时开关动触头Kl与F触头成闭合状态。当电源闸刀Q合上后，线路接通电源。回路A—O—F—Kl—H—G有电流，接触器线圈KM被接通，使主触头KM闭合，电动机M开始启动，拖动压缩机。由于压缩机刚启动，油泵还未建立正常油压，因此动触头K0未动作，回路A—B—K0—Y—D1—X—F—K1—H—G有电流，加热器13对双金属片12加热。由于电动机在60s内由启动转为正常运转，压缩机润滑系统已建立正常的油压，高、低压气箱就有压力差，高压气箱内油压大于低压气箱压力和弹簧张力之和，高压气箱推动传动杆5向上移动，并使杠杆2绕支点O顺时针方向旋转，直角杠杆2推动压力开关14的动触头K。向右，使K0与Y触头分离，并与D触头闭合（如虚线所示）。这时，这条回路变为A－B—K0—D至接地，正常信号灯HLG亮，而加热器电源被切断。由于对双金属片加热未超过60s，所以延时开关未动作，制冷装置投入正常工作。第四节电磁阀开启方式直接开启式间接开启式第四节电磁阀一、直接开启式电磁阀1—接管螺母2—接头3—阀体4—垫片5—铁心6—线圈组直接开启式电磁阀构造简单，由于受电磁吸力的限制，口径都比较小第四节电磁阀二、间接开启式电磁阀1—帽盖2—调节杆3—阀体4—阀针5—衔铁；6—线圈组7—浮阀组间接开启式电磁阀虽然结构较复杂，但电磁线圈只控制阀针的起落，它可使电磁线圈的尺寸、容量减小，故对于大口径的阀比较适宜。第四节电磁阀二、间接开启式电磁阀当线圈组6通电后，衔铁5带动阀针4被吸起，使得浮阀组（即主阀）7上方的压力通过浮阀上的阀孔迅速与阀后压力均衡，浮阀组（活塞）7因上下压差而浮起，主阀口开启。由于阀口有流动阻力，进口端压力总是大于出口端压力，使得浮阀上、下总有一压力差来维持阀门的开启状态。当线圈组6断电后，磁力消失，衔铁在自身重力或复位弹簧的作用下，将浮阀上的阀孔关闭，浮阀组7上的平衡孔使浮阀组上、下腔保持均压，在弹簧力和浮阀自身重力作用下，浮阀组下落，将主阀口关闭。当电磁阀电路部分出现故障不能自动启、闭时，可使用阀体下部的调节杆，实现手动开启和关闭。第五节其他制冷阀件一、截止阀安装位置的不同压缩机截止阀管道截止阀二者基本结构相同，但压缩机截止阀多了一个多用通道。这个多用通道可通过调整杆开启或关闭，常用于补充冷冻机油，对系统进行抽真空操作或充注制冷剂等，给制冷机的操作、检修带来很大方便。第五节其他制冷阀件一、截止阀（a）多用通道关闭位置，称“开位”1—管路接头2—阀体3—阀杆4—填料5—填料压紧螺钉6—帽盖7—螺塞阀杆逆时针退足，即阀杆3与阀体2紧贴，多用通道C被关闭，压缩机吸气口（或排气口）A与制冷管路吸气管（或排气管）接头B接通，该位置称为截止阀“开位”第五节其他制冷阀件一、截止阀（b）全开状态位置，称“三通位”A—与压缩机连接法兰口B—与管道连接接头；C—多用通道若在“开位”状态下，顺时针转动阀杆3。将阀芯移至中间位置，这时A、B、C全部接通，此时截止阀处于“三通”位置第五节其他制冷阀件一、截止阀（c）关闭状态位置，称“关位”A—与压缩机连接法兰口；B—与管道连接接头；C—多用通道若阀杆继续顺时针旋转，待阀杆3与管路接头端面顶死（俗称进足），压缩机吸气口（或排气口）A与多用通道接通，B通道与A、C通道被切断，称为“关位”第五节其他制冷阀件二、止回阀（止逆阀或单向阀）作用只允许制冷剂或其他流体介质作一定方向的流动，阻止其逆向流动一种根据流体在阀前后的压力差而自动启闭的阀门第五节其他制冷阀件二、止回阀（止逆阀或单向阀）筒式止回阀1—法兰2—阀体3—垫片4—紧定螺钉5—阀座；6—阀芯7—阀芯套8—弹簧9—支承座气用止回阀液用止回阀第五节其他制冷阀件二、止回阀（止逆阀或单向阀）

气用止回阀选用作用力较小的弹簧，以减小压力损失。筒式止回阀是靠弹簧力和背压使阀关闭，所以可以按流向（箭头方向）作任何方向的安装（水平、朝上、朝下或倾斜安装均可）。通径较大的止回阀为横式结构，如图4.11所示。这种止回阀只供气体管道使用，而且它是靠自重关闭阀门，所以必须水平正安装。第五节其他制冷阀件二、止回阀（止逆阀或单向阀）图4.11横式气用止回阀结构图1—阀盖2—阀芯座3—阀芯4—阀体5—平衡孔6—法兰第五节其他制冷阀件三、安全阀安全阀是保证制冷设备在规定压力下工作的一种安全设备。安全阀可装在制冷压缩机的排气连通管上，当压缩机排气压力超过允许值时，安全阀开启，使高低压两侧连通，保证压缩机的安全工作。安全阀也常装在冷凝器、贮液器等设备上，以避免容器压力过高而发生事故。安全阀的结构形式很多，但工作原理基本相同，都是以弹簧来锁定压力的调定值。第五节其他制冷阀件三、安全阀图4.12弹簧安全阀结构图1—阀体2—阀盘3—阀盘导座4—垫片5—弹簧座6—弹簧7—调节螺钉8—铅封第五节其他制冷阀件三、安全阀一般安全阀的定压为操作压力的1.05～1.10倍，对R12制冷装置约为15.7×105Pa，对R22制冷装置约为17.7×105Pa。安全阀已经开启，由于杂物卡住阀口或其他原因，往往不容易保持密闭，需要进行检查或做必要的修理。第五节其他制冷阀件四、熔塞1—密封垫2—易熔合金3—旋塞4—接头5—壳体图4.13熔塞安装示意图熔塞主要应用于氟利昂制冷设备或容积较小的压力容器上。它是用以代替安全阀，结构最简单的一种安全设备。第五节其他制冷阀件