[发明专利]跨临界二氧化碳汽车空调系统机械调节式膨胀阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷系统节流机构，具体地说是一种跨临界二氧化碳汽车空调系统机械调节式膨胀阀，属于制冷技术领域。

背景技术

跨临界二氧化碳汽车空调系统在热泵性能方面具有独特的优越性，它的排气温度高、气体冷却器的换热性能好，可以解决现代汽车冬天不能向车厢提供足够热量的缺陷。同时二氧化碳是存天然工质，无毒且不可燃，因此跨临界二氧化碳汽车空调已被国际上公认为是最有希望的下一代汽车空调。

目前，跨临界二氧化碳汽车空调各部件还处于发展过程中，本发明所涉及的是一种节流机构，即一种跨临界二氧化碳汽车空调系统机械调节式膨胀阀，用来调节气体冷却器内的高压侧气体压力。在二氧化碳系统中，当高压侧压力升高的一定值后，其对制冷量几乎没有影响，而此时压缩机功率却在增加，故COP会降低；而当高压侧压力降低至小于某一压力值后，制冷量将明显减小，而此时压缩机功率基本维持不变，甚至会有所增大，导致COP显著下降。因此，二氧化碳跨临界循环系统中的高压侧压力存在一个最优压力值，在系统的调节过程中，节流机构应具有调节高压侧压力的能力。目前，在二氧化碳车用空调领域应用较多的是外控式变排量压缩机和电子膨胀阀的组合方式，它表现出的调节性能非常优越，主要表现在高压侧压力与蒸发器供液量调节精度高、调节范围宽、系统响应速度快等优点，但由于电子膨胀阀需要步进电机驱动，使得生产成本相对于其它节流元件过高，这极大限制了它的市场应用前景。因此，设计一种调节性能好，并且成本低廉的节流机构成为促进跨临界二氧化碳汽车空调系统进一步发展的关键。

经对现有技术文献的检索发现：中国专利公开号为CN1737472A，公开日为2006年2月22日，专利名称为：跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，提出一种可调节流量的节流短管，其核心是：采用一种机械式的带有内部旁通功能的节流短管作为节流元件，其流量可以根据节流短管进口高压的变化实现自动调节。这个方案中，设置了一个主节流短管和一个辅助节流短管，主节流短管始终处于打开状态，流量的变化靠辅助节流短管调节，调节范围受到限制；另一方面该节流短管的高压气体进口与高压腔直接相通，气缸活塞对制冷系统高压侧的压力变化响应过快，在某些运行工况下容易造成严重的系统振荡，极大影响制冷系统运行的稳定性。

到目前为止，还没有出现适用于跨临界二氧化碳汽车空调系统的，不需要另外引入驱动电路，完全采用系统压差驱动控制且调节性能稳定的膨胀阀。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种跨临界二氧化碳汽车空调系统机械调节式膨胀阀，用于采用定排量或变排量压缩机的二氧化碳汽车空调系统，能对其高压侧压力自动调节。与同类型节流机构相比，本发明的结构简单、生产成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出的跨临界二氧化碳汽车空调系统机械调节式膨胀阀包括：阀体、进气口、高压腔进气通道、高压腔进气调节螺栓、活塞、阀杆、球形阀头、开阀弹簧、出气口、关阀弹簧、高压腔、低压腔、预紧调节螺栓、气缸。阀体左端设有气缸，阀体右端固定有带进气管的进气管接头，带出气管的出气口置于阀体下部，气缸密封螺母固定在阀体左端，气缸密封螺母内旋有预紧调节螺栓，活塞连杆固定于活塞左侧面中心位置，阀杆固定于活塞右侧面中心位置，球形阀头固定于阀杆的右端，气缸被活塞分隔成左侧高压腔与右侧低压腔，高压腔通过高压腔进气通道与进气口连通，低压腔直接与出气口连通，高压腔进气通道内设有高压腔进气调节螺栓，开阀弹簧置于预紧调节螺栓右侧的定位槽内，并与活塞左侧面相接触，活塞连杆穿过开阀弹簧的中心，位于低压腔中的关阀弹簧与活塞右侧面相接触。高压腔进气调节螺栓外周处嵌设有高压腔进气调节螺栓密封圈。预紧调节螺栓外周处嵌设有预紧调节螺栓密封圈。