制冷系統(tǒng)溫控

對于一般汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)，當(dāng)汽車高速行駛時，壓縮機相應(yīng)供給最大量制冷劑，經(jīng)過在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，蒸發(fā)器周圍空氣的溫度迅速降低，這時若散熱片的表面溫度降至0℃以下，周圍空氣中的水分將發(fā)生凍結(jié)，且隨著時間的延長，凍結(jié)的冰層將加厚，直至堵塞蒸發(fā)器的空氣通路。這樣由于冰層布滿蒸發(fā)器表面，使得它內(nèi)部的制冷劑因不能吸收周圍空氣的熱量而不能蒸發(fā)，這種液態(tài)的制冷劑送至壓縮機，將使壓縮機發(fā)生“液擊”而受到損壞。　　防止蒸發(fā)器凍結(jié)，是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)必備和特有的功能，目前，主要是采取控制蒸發(fā)器表面溫度和控制制冷劑蒸發(fā)壓力的方法。常用的控制方法主要有以下幾種：

1內(nèi)平衡式膨脹閥控制

內(nèi)平衡式膨脹閥系統(tǒng)也叫做傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，它的特征是：只要駕駛員一開動空調(diào)，電磁離合器總是嚙合，從不斷開，壓縮機始終處于運行狀態(tài)，靠膨脹閥的調(diào)節(jié)把蒸發(fā)器溫度控制在0℃左右。
　　膨脹閥的基本結(jié)構(gòu)及工作原理如圖5—33所示。溫度傳感器(感溫包)位于蒸發(fā)器的尾管處，感受蒸發(fā)器出口的溫度，當(dāng)溫度升高時，溫度傳感器內(nèi)氣體受熱膨脹，通過毛細(xì)管作用于膨脹閥膜片上方，使膜片上方的壓力P1增大，膜片下移。針閥與膜片聯(lián)動。針閥開啟，增加流人蒸發(fā)器的制冷劑流量。顯然，溫度越高，針閥開度越大，制冷劑流量越大。相反，溫度降低，針閥開度減小，制冷劑流量小。
　　膨脹閥的作用主要有兩個方面：
　　1．節(jié)流
　　制冷劑因膨脹閥節(jié)流作用產(chǎn)生的兩端壓力差而蒸發(fā)，使制冷劑以高壓液態(tài)進(jìn)，低壓氣態(tài)出，將空調(diào)系統(tǒng)高壓側(cè)和低壓側(cè)分開。
　　2．調(diào)節(jié)
　　根據(jù)熱負(fù)載和溫度變化，調(diào)節(jié)針閥位置，自動調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器的制冷劑流量。
　　

2帶有恒溫器的內(nèi)平衡式膨脹閥控制

這種系統(tǒng)中加有恒溫器，恒溫器放置在蒸發(fā)器表面，感受蒸發(fā)器吹出的空氣溫度，當(dāng)空氣溫度降到其預(yù)設(shè)的溫度(一般為0～4℃)時，恒溫器便會自動切斷離合器電磁線圈回路中的電流，壓縮機就停止工作。恒溫器可采用機械式和熱敏電阻式兩種。目前，后者應(yīng)用已很廣泛。帶有恒溫器的內(nèi)平衡式膨脹閥控制系統(tǒng)如圖5—34所示。

3帶有恒溫器的內(nèi)平衡式H形膨脹閥控制

由于內(nèi)平衡膨脹閥制冷系統(tǒng)需要用毛細(xì)管來感測蒸發(fā)器出口的溫度，從而調(diào)節(jié)制冷劑流量，因此是間接感測蒸發(fā)器出口的溫度，特別是當(dāng)毛細(xì)管比較長時，內(nèi)平衡膨脹閥的控制精度受到環(huán)境溫度以及其他因素的影響。而采用H形膨脹閥的制冷系統(tǒng)便解決了這一問題。H形膨脹閥外形圖如圖5—35所示。
　　H形膨脹閥制冷系統(tǒng)如圖5—36所示，系統(tǒng)的工作過程如下：壓縮機首先將制冷劑壓縮后輸送到冷凝器冷卻液化，經(jīng)過儲液/干燥器后再進(jìn)入H形膨脹閥，先進(jìn)行節(jié)流減壓，然后進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱。制冷劑蒸發(fā)成氣體后再次進(jìn)入H形膨脹閥，從閥中出來后回到壓縮機再循環(huán)。由此可見，H形膨脹閥同內(nèi)平衡膨脹閥一樣，能夠根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)供給蒸發(fā)器的制冷劑流量。
　　H型膨脹閥制冷系統(tǒng)目前已為許多著名的汽車廠家所采用，例如北京切諾基吉普車、奔馳230E型汽車、克萊斯勒汽車等。
　　H形膨脹閥的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5—37所示。從圖中可見，在高壓液體進(jìn)口和出口之間，有一個球閥控制的節(jié)流孔，節(jié)流孔的開度大小由彈簧和溫度傳感器控制。溫度傳感器內(nèi)部的制冷劑直接感受從蒸發(fā)器出來的蒸汽溫度，以控制下部節(jié)流孔的開度。因此這種結(jié)構(gòu)使控制精度很少受到環(huán)境溫度以及其他因素的影響。

4膨脹管式控制

一般小轎車的空調(diào)大部分時間處于穩(wěn)定工況，不需要采用敏感的膨脹閥來控制制冷劑的流量，而改用膨脹管代替膨脹閥。膨脹管僅起節(jié)流降壓作用，而不能調(diào)節(jié)制冷劑的流量。此時車內(nèi)溫度控制直接依靠控制壓縮機的開停來實現(xiàn)，也叫做循環(huán)離合器系統(tǒng)。這種類型的制冷系統(tǒng)不但可以獲得較好的制冷效果，同時還可以避免壓縮機在不必要時的工作，降低油耗。由于膨脹管中沒有運動部件，與膨脹閥相比，有更高的可靠性，且壽命長。
　　膨脹管制冷系統(tǒng)中，用集液器代替儲液/干燥器。使壓縮機容易起動，系統(tǒng)節(jié)能明顯、壓縮機壽命延長。膨脹管制冷系統(tǒng)如圖5—38所示。
　　由圖可見，在目前的膨脹管制冷系統(tǒng)中，已不再使用恒溫器，而是在集液器上裝一個壓力開關(guān)，以感測蒸發(fā)器出來的壓力，當(dāng)蒸發(fā)壓力低于限定值時，低壓開關(guān)便切斷電磁離合器電路，使壓縮機停止運轉(zhuǎn)。

5蒸發(fā)器壓力控制

由于恒溫器控制的離合器循環(huán)制冷系統(tǒng)，是通過壓縮機的間斷工作來達(dá)到防止蒸發(fā)器結(jié)冰的目的，所以汽車空調(diào)的溫度波動比較大，影響了其舒適性。另外，壓縮機的頻繁起動，亦影響發(fā)動機工況的穩(wěn)定，還易造成離合器的損壞。采用吸氣節(jié)流閥的方式來控制蒸發(fā)器壓力的制冷系統(tǒng)，便能克服上述缺點。
　　因飽和溫度和壓力有著一一對應(yīng)的關(guān)系，若控制器在0℃時對應(yīng)的制冷劑的飽和蒸發(fā)壓力不再降低，便可以防止蒸發(fā)器表面結(jié)冰。因此時壓縮機仍在運行，所以蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑還在蒸發(fā)，不過其制冷量只需維持其表面不結(jié)冰的狀況即可。這樣，輸送出的冷氣量仍然能保持車內(nèi)的溫度和濕度處于一個相對平衡狀態(tài)。上述制冷系統(tǒng)稱為蒸發(fā)器壓力控制的制冷系統(tǒng)，是中高級轎車上廣泛采用的形式。
　　1．采用外平衡膨脹閥
　　與內(nèi)平衡膨脹閥的方式相比它們的結(jié)構(gòu)、功能大致相同，只是平衡方式不同。內(nèi)平衡膨脹閥膜片下面的平衡壓力是從節(jié)流后的蒸發(fā)器入口處導(dǎo)入，與溫度傳感器的蒸發(fā)器出口壓力存在誤差。
　　外平衡式膨脹閥膜片下面的平衡壓力是從蒸發(fā)器出口處經(jīng)外平衡管導(dǎo)入，如圖5—39所示。其壓力和感溫包在蒸發(fā)器出口感測的壓力相匹配，兩者不存在壓力誤差。
　　2．先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)的吸氣節(jié)流閥
　　吸氣節(jié)流閥控制的制冷系統(tǒng)加圖5—40所示。在這種系統(tǒng)中，蒸發(fā)器中制冷劑蒸汽壓力由吸氣節(jié)流閥控制，當(dāng)蒸發(fā)器的溫度下降到0℃時，吸氣節(jié)流閥會自動關(guān)閉蒸發(fā)器的出口，這樣只有極少量蒸汽被壓縮機吸進(jìn)，以用來保持蒸發(fā)器的壓力在0℃對應(yīng)的飽和壓力，防止蒸發(fā)器結(jié)冰。當(dāng)蒸發(fā)器出口被關(guān)閉時，壓縮機可能因缺少潤滑油而損壞。為了預(yù)防發(fā)生這種狀況，在蒸發(fā)器的底部設(shè)置有一條溢油管通入壓縮機，同時，也允許有少量的制冷劑通過溢油管進(jìn)人壓縮機，防止壓縮機空載運行。
　　蒸發(fā)器壓力控制的制冷系統(tǒng)，與恒溫器控制的離合器循環(huán)系統(tǒng)最大的區(qū)別是：
　　當(dāng)蒸發(fā)器溫度降到0℃以下時，制冷系統(tǒng)仍在運行，不斷地向車內(nèi)輸送冷氣，車內(nèi)的溫度始終保持在一個平穩(wěn)范圍內(nèi)，車內(nèi)空調(diào)舒適性較好。當(dāng)然，由于壓縮機連續(xù)運行，就要不斷消耗發(fā)動機的功率，所以相應(yīng)地經(jīng)濟性較差，耗油量大。