POA制冷系统：汽车空调的先导阀操控方式

从上述可知，STV制冷系统有以下不足：第一是控制压力受海拔影响；第二是控制精度差；第三是主膜片容易泄漏制冷剂。先导阀操纵的吸气节流阀基本上解决了上述问题，所以目前已取代了吸气节流阀而成为现代汽车应用的主要制冷系统了。

先导阀操纵的吸气节流阀的英文是Pilot Operated Absolute Sunclion Throlling Value简称POA；它能把蒸发压力控制在±3.434kPa的范围。

图4-17 POA制冷系统

1—溢油管 2—感温包毛细管 3—外平衡管 4—POA阀 5—压力检测器 6—压缩机 7—冷凝器 8—储液干燥器 9—外平衡阀 10—蒸发器

3.2.1 POA制冷系统的工作原理

POA制冷系统的工作原理与STV系统相差无几，仅用POA阀取代了STV阀，如图4-17所示。制冷剂经压缩、冷凝后，在外平衡膨胀阀的节流、膨胀和控制下，进入蒸发器蒸发吸热。蒸发器出来的蒸气，经过POA阀的压力控制后，再回到压缩机。

输送到蒸发器的制冷剂流量由外平衡阀来控制，蒸发器内的制冷剂的蒸发压力和蒸发温度由POA阀控制。POA阀控制蒸发压力不得小于0.298MPa，这时对应的蒸发温度为-1℃，而蒸发器表面温度为0℃，这样便防止了蒸发器表面过冷而冻结。

POA阀也开有一个小孔，其作用亦是当蒸发器的蒸发压力降到设计值时，关死气流的主通口，由此小孔输送一些气体到压缩机，使压缩机在空负荷时不做真空泵运动，减少能耗。

从蒸发器底部接一条溢油管到POA阀，其作用是使积存在蒸发器底部的冷冻润滑油回到压缩机，因为清除了积存在蒸发器的冷冻润滑油，能提高系统的制冷能力。

3.2.2 POA阀的构造和工作原理(www.xing528.com)

先导阀操纵的吸气节流阀这个名称，形象地说明了POA阀的工作原理。它是由一个真空度很高的波纹管上的阀来伺服操纵吸气节流阀，所以有些书也叫POA阀为“绝对真空伺服阀”，其构造如图4-18所示。

图4-18 先导阀操纵的吸气节流阀（POA阀）

1—针阀弹簧 2—波纹管气室 3—波纹管 4—溢油管接口 5—活塞弹簧 6—过滤网 7—活塞 8—减振板 9—压力表接口 10—小孔 11—外平衡管接口 12—活塞环 13—支承板 14—针阀芯 15—阀座 16—主弹簧

POA阀的构造主要由活塞式的吸气节流阀和波纹管控制的先导阀两部分组成。阀上有五个接口，分别为蒸发器、压缩机、外平衡管、溢油管和压力表接口。吸气节流阀的活塞左右运动，可以控制蒸发器到压缩机的蒸气主通路。活塞由支承板固定的弹簧支承。先导阀的组成有：磷青铜制成的波纹管固定在支承板上，内部处于高度真空状态，波纹管的顶端焊上针阀芯。支承板和波纹管都由主弹簧支承，主弹簧固定在阀壳上。其工作原理如下：活塞受到蒸发压力和活塞支承弹簧力两个力的作用。波纹管先导阀采用控制活塞背压的大小方式来控制活塞的运动状态，并且它是一个具备高灵敏性的弹性元件。当外界压力增大时，波纹管缩短；外界压力减小，则伸长。

当制冷系统刚开始工作时，蒸发温度高，蒸发压力也大。制冷剂蒸气经过小孔流到波纹管的外腔，波纹管受压缩，打开先导阀。活塞的背压经过小孔节流后，在流动的条件下，压力下降，则活塞的蒸发压力迫使活塞克服弹簧的力而右移，打开蒸发器到压缩机的主通路，使大量的制冷剂流进蒸发器后再到压缩机。蒸发温度越高，则蒸发压力越高，波纹管压缩越短，主通孔开度越大，制冷量越大，这样迅速降低车内的温度。

当蒸发温度下降，蒸发压力也相对下降，流经小孔的压力下降，波纹管伸长，导致先导阀关闭。这时，活塞的背压逐渐增大到和正压相等，活塞弹簧推动活塞左移，逐渐关小主通路。但当背压增大又会引起波纹管的压缩，所以，当压缩机转速不变时，压缩和吸气压力不变，波纹管的伸缩使先导阀处于时开时闭的临界状态，活塞处于平衡状态，蒸发压力保持不变。

当蒸发压力降到设计值时，一般为0.298～0.308MPa，活塞刚好关闭制冷蒸气流到压缩机的主通路，蒸气便只能通过小孔、针阀少量地流到压缩机，供压缩机在极低负荷下运转。若蒸气压力升高（例如压缩机转速变慢），波纹管压缩，先导阀打开，活塞的背压消失，蒸气压力便会克服弹簧的力而右移，打开主通路。这时制冷量增大，若压缩机还在运转，则波纹管伸长，关闭先导阀，活塞的蒸气背压又增大，活塞在弹簧力作用下便会左移，直至关死主通路。保持蒸发压力在0.298～0.308MPa范围，保证蒸发器不会发生结冰。

从上面分析可知：POA阀是利用高灵敏的波纹管感测蒸发压力的大小而伸缩，操纵先导阀的通、断，控制活塞背压的产生与消失，使蒸发压力和弹簧力在一个新的位置达到平衡，控制蒸气通向压缩机通路的活塞的位置，来达到控制蒸发压力不低于0.298～0.308MPa，使蒸发器表面不结冰。

POA阀制冷系统是通用汽车公司发明的，以后推广到世界绝大多数的高、中级轿车的空调制冷系统上。这类系统能最大限度发挥蒸发器的制冷能力，而且蒸发器连续制冷而不结冰，使空调系统的温度始终保持在一个稳定范围。而且它不受外界温度、气压等因素的影响。