膨胀阀、四通阀、截止阀结构、工作原理、常见故障

制冷和空调行业，膨胀阀、四通阀、截止阀都起着一定作用。这些部件不仅影响着系统的效率和可靠性，也是实现先进制冷技术的要素。本文将对这些部件进行深入的技术分析，探讨其结构、工作原理、常见故障及检测维修方法。

​一、膨胀阀  

1. 电子膨胀阀 电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量，属于电子式调节模式，故称为电子膨胀阀。 电子膨胀阀的驱动方式是控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算,向驱动板发出调节指令,由驱动板向电子膨胀阀输出电信号,驱电子膨胀阀的动作,如下图所示。电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟,反应和动作速度快,不存在静态过热度现象,且开闭特性和速度均可人为设定,尤其适合于工况波动剧烈的热泵机组的使用。

从控制实现的角度来看，电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器 3 部分构成，电子膨胀阀控制器的核心硬件为单片机。 从分类来看，按驱动方式分，有电磁式和电动式两类。目前使用最多的是四相步进电机驱动的电动式电子膨胀阀。

1. 热力膨胀阀 膨胀阀的顶部由密封箱盖波纹薄膜感温包和毛细管组成一个密闭容器，里面灌注氟里昂，成为感应机构，感应机构内灌注的制冷剂可以与制冷系统的相同，也可以不同。

热力膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度的变化，导致感温系统内 (感温系统是由感温包、毛细管、传动膜片和传动波纹管这几种互相连通的零件所构成的密闭系统)充注物质产生压力变化、并作用于传动膜片上．促使膜片形成上下位移，再通过传动片将此力传递给传动杆而推动阀针上下移动，使阀门关小或开大，起到降压节流作用和自动调节蒸发器的制冷剂供给量并保持蒸发器出口端具有一定过热度，得以保证蒸发器传热面积的充分利用，以及减少液击冲缸现象的发生。

目前热力膨胀阀调节范围普遍较窄。而一些热泵机组既要制冷,又兼顾制热,且适用场合的环境温度范围从- 15 ℃～+ 43 ℃,相对应的制冷剂蒸发温度将在- 25 ℃～5 ℃范围内工作。而且,若制冷回路中存在多台压缩机的情况下,机组随用户负荷的变化,运行的压缩机数量相应变化,造成制冷剂流量的剧烈变化。 因此,单个热力膨胀阀远远无法胜任大型热泵机组的运行工况。

目前,众多的大型热泵产品均采用单回路配备单台压缩机的设计系统,且采用制冷模式与制热模式独立的膨胀阀系统,这势必将增加系统的复杂性和制造成本。 根据热力膨胀阀结构上的不同，分为内平衡式和外平衡式两种。 考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失，为降低开启过热度，提高蒸发器传热面积的利用率，一般自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过2~3℃，应选用外平衡式热力膨胀阀。

  二、膨胀阀  

截止阀在制冷系统中用于控制流体的启闭，对系统的维护和运行起着重要作用。 截止阀通过一个可升降的阀杆控制流体的通过。阀杆的升降可以完全打开或关闭流体的路径。   1）截止阀解剖图

2）截止阀常见故障判断及原因分析：   截止阀在市场的质量问题主要表现为泄漏、不能正常联机等，造成此类故障主要原因有以下几个方面： ①阀芯泄漏：有两种情况，一种是阀芯关闭时漏、另一种是阀芯开启时漏，市场反馈的漏一般为第二种情况；一般为焊接时没有降温保护、系统杂质多造成密封胶圈损坏。 ②截止阀与“室内外连接管螺母”连接的螺纹滑丝；主要产生原因为安装时操作不合理、用力过大造成； ③低压阀气门芯泄漏：一般由系统杂质多、焊接降温不到位、阀体与气门芯配合部位的直线段尺寸偏短，导致个别阀复位时卡及气门芯本身质量问题等原因造成； ④铜管与阀体焊接漏及阀芯太紧打不开；为阀芯关闭造作过紧造成； ⑤铜螺母开裂，产生泄漏； ⑥截止阀使用扭矩规定。

三、四通阀   四通阀在制冷和空调系统中用于改变制冷剂的流向，从而实现制冷和制热的切换。 原理和结构：四通阀通过内部滑阀的移动改变制冷剂的流向。这种设计允许同一系统在不同模式下运行。   1）四通阀部件剖开图

2）四通阀换向工作原理图

 

3）电磁四通阀常见故障断送及分析方法  

四通阀串气的判别：启动压缩机并使四通阀换向，用手同时摸四通阀E、S、C三条接管，若三条接管均发热，证明四通阀换向未到位。

四通阀不能正常换向的故障

①电磁线圈损坏，先导阀不起作用；

②四通阀内阀滑被系统内部的赃物（氧化皮、杂物、劣化油脂）等卡住或粘住，一部分可用木棒或胶棒轻击四通阀阀体解决；

③阀体受外力冲击损坏（阀体凹）造成滑阀不能换向，从外观可判断；

④由于系统内部的液击使阀滑导向架断裂、端盖损坏变形，无法换向；

⑤四通阀内部间隙过大，阀座焊接时轻微烧坏泄漏量超标，造成串气，使滑阀两端压力平衡，无法推动滑阀换向；

⑥系统压力带来四通阀主滑块破碎，导致主滑块不能换向；

⑦先导阀内腔脏堵，导致先导阀不能工作；

⑧因系统原因，开机时主滑块就处在阀体中间，通电时两端压差无法建立起来，导致不能换向；这种故障有一部分通过敲击阀体和加充冷媒可以解决；

⑨系统有慢漏，冷媒较少，不能建立换向需要的压力差；

⑩ 四通阀阀体、毛细管或焊点有泄漏冷媒的一般的阀体表面有很多油脂,在阀体表面涂上肥皂水,如果有气泡产生,说明泄漏冷媒,如果在阀体、毛细管或毛细管焊接处有气泡,需要更换四通阀,如果在E、S、C或D管扩口处有气泡产生,可通过补焊解决。

 

审核编辑：黄飞