膨脹閥的故障診斷(膨脹閥的故障診斷怎么寫(xiě))

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一、電子膨脹閥簡(jiǎn)述

汽車熱管理系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)使用到的重要節(jié)流元件之一為電子膨脹閥，尤其是在熱泵空調(diào)系統(tǒng)中為必不可少的重要電子部件。電子膨脹閥控制原理大部分是基于蒸發(fā)器出口過(guò)熱度進(jìn)行控制，通過(guò)調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)最佳的目標(biāo)過(guò)熱度，保證蒸發(fā)器處于高效可靠的工作區(qū)域，過(guò)熱度示意見(jiàn)圖1。一般情況下，電子膨脹閥開(kāi)度越大，流過(guò)的制冷劑流量越大，壓差也增大，蒸發(fā)器換熱能力也增強(qiáng)；電子膨脹閥開(kāi)度越小，蒸發(fā)器進(jìn)出口溫差會(huì)增大，過(guò)熱度也隨著加大。通過(guò)控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過(guò)熱度盡量達(dá)到目標(biāo)過(guò)熱度，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)更穩(wěn)定和更好的節(jié)能。

圖1 過(guò)熱度示意

二、電子膨脹閥過(guò)熱度計(jì)算方法

2.1 壓力溫度式計(jì)算方法

壓力溫度式計(jì)算方法指通過(guò)采集安裝于蒸發(fā)器出口處的壓力溫度PT傳感器，分別可以采集到蒸發(fā)器出口溫度T1和蒸發(fā)器出口壓力P1。過(guò)熱度等于（T1Tp1），如圖2所示，其中Tp1為P1對(duì)應(yīng)的制冷劑飽和溫度，也就是蒸發(fā)溫度，這種計(jì)算方法計(jì)算得到的過(guò)熱度為系統(tǒng)的真實(shí)過(guò)熱度。但是有些熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初考慮整車成本壓力，可能不會(huì)選擇壓力傳感器或者壓力溫度PT傳感器，而是選擇了另外第二種控制方法，即雙溫度式控制方法。

圖2 壓力溫度式傳感器布置示意

2.1 雙溫度式計(jì)算方法

雙溫度式控制方法指通過(guò)采集安裝于蒸發(fā)器進(jìn)口、出口處的溫度傳感器數(shù)值來(lái)計(jì)算過(guò)熱度。過(guò)熱度等于（T1T2），如圖3所示。由于制冷劑在流過(guò)蒸發(fā)器的時(shí)候存在一定的流阻,會(huì)產(chǎn)生一定的壓降，會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)器入口溫度T2并不完全等于蒸發(fā)溫度，因此通過(guò)雙溫度式控制方法可以相對(duì)的在一定程度上反映過(guò)熱度，但不是系統(tǒng)的真實(shí)過(guò)熱度，蒸發(fā)器流阻越大，此計(jì)算的過(guò)熱度與真實(shí)過(guò)熱度偏差也越大。

圖3 雙溫度式傳感器布置示意

2.3兩種計(jì)算方法比較

根據(jù)已有參考文獻(xiàn)知道，雖然兩種控制方法采用的參數(shù)略有不同，但針對(duì)同一系統(tǒng)而言，雙溫度式計(jì)算方法與壓力溫度式計(jì)算方法測(cè)的過(guò)熱度趨勢(shì)是一致的，兩者差值也基本保持一個(gè)穩(wěn)定區(qū)間之內(nèi)，如下圖4，為額定制冷條件下取得的不同電子膨脹閥開(kāi)度下兩種過(guò)熱度計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果(數(shù)據(jù)來(lái)源：《空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制及應(yīng)用》)。

圖4 兩種計(jì)算方法比較

綜上可知，為了降低成本，取消壓力傳感器，而采用蒸發(fā)器入口溫度傳感器替代是工程上可行的方案。

三、過(guò)熱度控制算法

過(guò)熱度控制框圖如圖5所示。過(guò)熱度控制算法大部分是以蒸發(fā)器出口過(guò)熱度為控制目標(biāo)，一般以目標(biāo)過(guò)熱度與實(shí)際過(guò)熱度的差值作為輸入。具體算法有PID、PI、模糊控制、PID與模糊聯(lián)合控制等算法，當(dāng)然實(shí)際工程上使用較多的為PID或PI算法。

圖5 過(guò)熱度控制框圖

圖6為PID與模糊聯(lián)合控制算法的示意框圖，可以通過(guò)該圖也可以清晰地了解PID、PI、模糊控制的基本控制原理。

圖6 PID與模糊聯(lián)合控制算法的示意

關(guān)于PID算法有位置式和增量式，具體如下公式所示。

四、電子膨脹閥故障診斷

電子膨脹閥控制回路主要包括三個(gè)重要部件，分別為控制單元ECU控制器、被控對(duì)象電子膨脹閥、采集傳感器（示意圖采用PT），如圖7所示。

圖7 電子膨脹閥控制回路示意

電子膨脹閥故障診斷處理主要包括如下幾個(gè)部分：

蒸發(fā)器溫度傳感器故障，關(guān)閉壓縮機(jī)。

電子膨脹閥故障，關(guān)閉壓縮機(jī)。

PT傳感器故障，若蒸發(fā)器溫度傳感器有效情況下，電子膨脹閥執(zhí)行50%開(kāi)度，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定該故障情況下的開(kāi)度步數(shù)。

文|漫漫自由路 首發(fā)WX公號(hào)<熱管理文摘精選>

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