Что такое дроссельное устройство

Дросселирующие устройства холодильной техники

Обязательным процессом любого холодильного цикла парокомпрессионных холодильных машин является дросселирование.

Преобразования хладагента жидкой фазы с высоким давлением в парожидкостную фазу с низким давлением осуществляется с помощью дросселирующих устройств.

К дросселирующим устройствам относят:

Дросселирующие устройства устанавливаются на жидкостной линии перед испарителем.

Капиллярные трубки являются простейшими дросселирующим устройством (рис. 1), и представляют из себя медную трубку малого внутреннего диаметра (0,6-2,5 мм). Капиллярные трубки используются в холодильных установках малой холодопроизводительности (до 7 кВт), в которых тепловая нагрузка на испаритель остается примерно постоянной, так как капиллярная трубка не может использоваться для регулирования перегрева и давления, это же и является её основным недостатком.

К основным преимуществам капиллярных трубок относят:

Рисунок 1 – Капиллярная трубка с гайками

Процесс дросселирования хладагента при протекании по капиллярной трубке можно представить следующим образом (рис. 2).

Рисунок 2 – Процесс дросселирования в капиллярной трубке

На входе в капиллярную трубку (точка 0) хладагент находится в жидком состоянии и имеет определенное переохлаждение относительно температуры t_k и давлению конденсации P_k.

На участке трубки 0-1 жидкий хладагент ведет себя как обычная жидкость, потери давления обусловлены трением и имеют линейный характер. При этом температура хладагента держится на одном уровне.

Далее давление хладагента падает до давления насыщения (точка 1), и здесь начинают образовываться первые пузырьки пара (хладагент начинает кипеть). При кипении хладагента выделяется большое количество пара и снижается температура остальной части жидкости, так как процесс кипения осуществляется только за счет снижения давления, а не подвода тепла извне.

Падение давления уже не носит линейный характер и увеличивается по мере приближения к концу трубки.

Так как хладагент находится в двухфазном состоянии, уменьшение давления сопровождается уменьшением температуры в соответствии с кривой насыщения (температура равна температуре насыщения при данном давлении). Поэтому после точки 1 и температура холодильного агента уменьшается в соответствии с кривой насыщения (участок 1-2).

Скорость жидкости в трубе постоянного диаметра не может превзойти скорость звука. Если скорость звука достигается на конце капиллярной трубки, то соответствующее давление называется критическим. Такие условия течения обеспечивают то минимальное давление кипения, которое может быть достигнуто при применении данной капиллярной трубки. При этом расход хладагента достигает своего максимального значения для данного диаметра трубки. Если давление в испарителе ниже критического давления, то на выходе из трубки будет иметь место резкое падение давления (линия 2–3).

Уменьшение давления в испарителе ниже критического давления никак не отразится на величине расхода. Только при давлении в испарителе, большем критического давления, можно уменьшить расход хладагента.

Увеличение температуры конденсации ведет к уменьшению массового расхода через компрессор и увеличению массового расхода через капиллярную трубку (рис. 3). Система найдет новую точку баланса при более высокой температуре конденсации.

Таким образом, при увеличении нагрузки в установке с капиллярной трубкой увеличивается как температура конденсации, так и температура кипения.

Рисунок 3 – Изменение нагрузки в капиллярной трубке: 1 — расчетная точка, 2 — при уменьшении нагрузки, 3 — при увеличении нагрузки

Так как проход капиллярной трубки всегда открыт, во время отключения компрессора, происходит выравнивание давлений во всей холодильной машине. При таких условиях компрессору проще запуститься.

Перекрытие капиллярной трубки происходит в трех случаях:

Перед капиллярной трубкой необходимо устанавливать фильтр осушитель. Устанавливать капиллярную трубку необходимо так, чтобы на входе в капиллярную трубку был гидравлический затвор из жидкого хладагента.

Таблицу подбора капиллярных трубок (диаметр и длина) для холодильных машин на R134a табл.1.

Таблица 1. Таблица подбора капиллярных трубок для холодильных установок на R134A

Внимание! Всегда при подборе капиллярной трубке ориентируйтесь на документацию производителя компрессоров, а не только на эту таблицу.

Температура конденсации (°С) 45 Температура переохлаждения (°С) 45 Температура всасывания (°С) 32

Увеличение длины капилляра на 2% при повышении температуры конденсации на 1 К.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – это дросселирующее устройство, которое автоматически регулирует подачу жидкого хладагента в испаритель (рис. 4). Программа выполнения расчетов и подбора компонентов в том числе ТРВ.

ТРВ представляет из себя клапан, приводимый в движение с одной стороны регулировочной пружиной (на закрытие), а с другой стороны имеется шток и мембрана (работающие на открытие клапана). Термобаллон крепится к трубопроводу на выходе из испарителя. Термобаллон заправлен тем же хладагентом что и в холодильной машине. Хладагент в термобаллоне, при повышении температуры начинает испаряться и создавать давление на мембрану, которая действует на шток и происходит открытие клапана.

Рисунок 4 – Терморегулирующий вентиль (разрез)

При переменной тепловой нагрузке на испаритель необходимо регулировать подачу хладагента. Например, при понижении тепловой нагрузки на испаритель, жидкий хладагент будет испаряться не полностью, и оставшийся жидкий хладагент будет поступать в компрессор, что может привести к гидроудару. А при повышении тепловой нагрузки изначального расхода хладагента может не хватать и эффективность холодильной установки снизится.

Таким образом терморегулирующий вентиль снижает подачу хладагента при снижении тепловой нагрузки на испаритель, и увеличивает подачу при возрастании тепловой нагрузки на испаритель.

Величина открытия ТРВ зависит от разности температур между перегретым парами хладагента на выходе из испарителя и температурой кипения, т.е. от величины перегрева. Температура кипения соответствует давлению кипения в испарителе, и её можно определить по манометру.

Температура перегретых паров хладагента фиксируется на трубопроводе у выхода из испарителя, туда же и устанавливается термобаллон ТРВ.

Рекомендуемые значения перегрева:

Регулировка ТРВ происходит с помощью регулировочного винта, и описана в технической документации в зависимости от модели и производителя. Например, у одних моделей ТРВ (Danfoss T2/TE2) один полный оборот винта меняет величину перегрева на 4 К, а в других моделях (Danfoss TE5), полный оборот винта дает изменение 0,5 К. Так же в документации описываются заводские изначальные настройки ТРВ.

При работе с малыми испарителями с незначительными потерями давления, применяют терморегулирующий вентиль с внутренним уравниванием. Если гидравлическое сопротивление испарителя значительное (используется испаритель с распределителем жидкости), то используют терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием.

ТРВ изготавливаются с термобаллонами трех типов: с универсальным наполнителем, с заправкой MOP и с адсорбционной заправкой. Выбор типа заправки термобаллона определяется условиями эксплуатации холодильной машины.

Рисунок 5 – Зависимость давления от температуры для ТРВ с заправкой МОР

На рис. 6 показаны графики изменения давления кипения при запуске холодильной установки с обычным ТРВ и ТРВ с МОР.

В первом случае давление кипения уменьшается медленно и компрессор длительное время вынужден работать при повышенных давлениях кипения, что повышает нагрузку на электродвигатель и может привести к срабатыванию защитных устройств или перегоранию электродвигателя.

Во втором случае, так как ТРВ с МОР закрыт, давление быстро падает до точки МОР, после чего ТРВ начинает открываться и компрессор работает на переходном режиме при безопасных для него давлениях кипения.

Рисунок 6 – Изменение давления кипения при запуске холодильной установки

Таким образом, применение ТРВ с МОР защищает компрессор от перегрузки в стартовый период, поэтому их применяют для холодильных установок, начинающих работать при высоких температурах воздуха или хладоносителя. При этом не нужно переразмеривать электромотор компрессора и размеры конденсатора.

В ходе эксплуатации следует периодически проверять герметичность вентиля и мест его соединения на трубопроводе. Нарушение герметичности может возникнуть в результате ослабления резьбовых соединений и усадки прокладок.

Далее рассмотрим конструкцию механического ТРВ и рассмотрим принцип его действия (см. рис. 7). Положение клапанного узла ТРВ 3 определяется суммой сил, действующих на мембрану 4. С одной стороны (сверху) на мембрану действует давление хладагента н, определяемой температурой термобаллона 7, закрепленного на выходе из испарителя. С другой стороны (снизу) на мембрану 4 давит регулировочная пружина пр и давление хладагента, входящего в испаритель 0. Если н > пр + 0, клапанный узел движется вниз и открывается, увеличивая проходное сечение. Если н Просмотров: 193

Источник

Дроссельные устройства виды и устройство

Дроссельные устройства служат для регулирования расхода жидкости на отдельных участках магистрали, а также для изменения скорости исполнительных механизмов. Дроссели бывают регулируемые и нерегулируемые.

Нерегулируемый дроссель может быть в простейшем виде представлен в виде шайбы, имеющей калибровальное отверстие. В дросселях этого типа потери энергии связаны с отрывом потока и вихреобразованием. Сопротивление этого типа дросселей мало зависит от вязкости и, следовательно, температуры масла. Недостатком этих дросселей является трудность подборки.

В гидроприводе чаще применяют дроссели, где сопротивление изменяют путем изменения длины или сечения проходного отверстия.

Нa рис. 74 показан регулируемый дроссель, состоящим из корпуса и помещенного в него плунжера с вращающейся рукояткой. Масло подводится к корпусу и но отверстию в плунжере подается к выходной конусной проточке регулирования дросселирования. При поворачивании плунжера рукояткой изменяются длина и сечение рабочей части конусной канавки и за счет этого расход.

Рассмотрим типовую схему работы систем управления на примере управления гидроцилиндром (рис. 75). При включении золотника на опускание штока

Рис. 75. Схема управления гидроцилиндром

1, 2 – клапаны; 3 – распределитель

Масло проходит через редуктор и дроссель. Верхний обратный клапан закрыт, масло из нижней части полости уходит через нижний обратный клапан. При ходе вверх масло поступает через дроссель, нижний обратный клапан закрыт. Из верхней полости масло возвращается через обратный клапан. Таким образом достигается независимое регулирование движением штока в двух направлениях. Как видно из схемы, линия управления на редуктор врезана после дросселя. Таким образом редуктор поддерживает постоянный перепад давления на дросселе, который зависит от скорости движения жидкости и не зависит от давления. Скорость движения поршня вперед не будет зависеть от нагрузки.

Все золотники установлены с зазорами, поэтому они не обеспечивают надежную фиксацию поршня в промежуточных положениях. Для этих целей применяют гидрозамки, которые при отсутствии давления после золотника запирают полости цилиндра клапанами 1 и 2. При подводе давления к одной из полостей клапаны отжимаются: один – потоком жидкости под седло клапана, второй – по линии управления встроенным в клапан поршнем. При снятии давления клапаны поджимаются к седлам пружинами и дополнительным давлением из полостей цилиндра. Односторонние замки представляют собой управляемые обратные клапаны. При движении поршня назад масло поступает через дроссель.

Источник

Дроссельная заслонка

Устройство и работа дроссельной заслонки

В системе создается пониженное давление, и его изменение зависит от того, насколько у двигателя высоки обороты. В результате открывания дроссельная заслонка регулирует приход воздуха и суммарный объём смеси, поступающие в цилиндры. Когда ДЗ открывается, в коллектор приходит большее количество воздуха, а форсунки, срабатывающие от сигналов устройства контроля, впрыскивают большее количество топлива.

В той конструкции, которая была изобретена для работы карбюраторных двигателей, привод ДЗ был механическим. Ось приводилась в движение тросом, прикреплённым к педали акселератора. Когда появились инжекторы, такая конструкция очень долго не претерпевала никаких изменений. И когда конструкторы разработали привод с электрическим двигателем, место педали заменила электронная система управления, которая подаёт в блок ДЗ управляющий сигнал.

Устройство дроссельного узла

ДЗ с механическим приводом довольно часто используется в недорогих авто, например, автомобили выпусков до 2003 года. Механическая дроссельная заслонка проста и дешева в изготовлении, и это гарантирует её применение почти уже 150 лет. Но современный электронный блок уже не повинуется воле водителя в полном объем, подобно в случае с механической ДЗ. Водитель может регулировать количество бензина и воздуха, попадающих в двигатель при помощи несколько датчиков:

Датчики и устройство электронного контроля вместе с электроприводом ДЗ дают возможность оптимально управлять расходом топлива в различных режимах движения, а также и поддерживать на определённом уровне холостой ход двигателя.

Наиболее часто встречающиеся неисправности

Основную неисправность дроссельной заслонки вызывает сам атмосферный воздух проходящий через неё при работе ДЗ. Во время движения мельчайшие частицы пыли могут проникать даже через превосходный воздушный фильтр. Также загрязнение может вызывать и масляная пыль, проникающая через систему вентиляции картера. Пыль и масло смешиваются и образуют на ДЗ достаточно твёрдый налет. Со временем этот налёт покрывает края пластины, и ДЗ перестает закрываться до конца. По причине загрязнения дроссельной заслонки автомобили наиболее часто попадают в ремонт.

Типичные признаки загрязнения ДЗ:

Способы устранения неисправностей

Обычно все проблемы с дроссельным узлом решает чистка дроссельной заслонки. Чтобы очистить ДЗ, обычно можно просто отсоединить патрубок воздушного фильтра. После этого нужно брызнуть на ДЗ аэрозолем для очистки карбюраторов или инжекторов. Данное вещество растворит налёт. И после этого налёт можно удалить простой ветошью или бумажной салфеткой.

Чтобы решить более серьёзные неисправности, нужно снять узел дроссельной заслонки, затем извлечь резиновые уплотнители и снова побрызгать этим же аэрозолем. Если ДЗ механическая, и в ней не предусмотрена встроенная электроника, то будет разумно опустить ее на ночь в сосуд с бензином.

На любой СТО можно почистить ДЗ довольно быстро и относительно недорого. Стоимость работы может зависеть от её сложности и степени загрязнения системы.

Если же проблема с дросселем касается не механического управления, а электронного, то проблемы решаются после диагностики, возможно неисправность ДЗ решится после настройки или замены датчика положения дроссельной заслонки.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Дросселирующее устройство

Дросселирующее устройство перед флотатором выполняется в виде диафрагмы с расширяющимися по ходу движения воды конусом. [5]

Дросселирующие устройства исполняются трех видов ( рис. 6): острая диафрагма ( наиболее распространенная), сопло и труба Вентури. При прохождении среды через суженное отверстие увеличивается скорость потока, часть потенциальной энергии потока переходит в кинетическую. Величина перепада давления ( Рг и Р2) до и после сужения зависит от количества протекающего газа или жидкости, что дает возможность вычислить их расход. [7]

Дросселирующие устройства различных исполнений отличаются расчетными параметрами пара, полной длиной L, размером LI и массой. [9]

Все дросселирующие устройства должны быть снабжены указателями степени их открытия и иметь фиксаторы для закрепления в различных положениях. [10]

Все дросселирующие устройства должны снабжаться указателями степени их открытия или закрытия и иметь фиксаторы для закрепления устройств в различных положениях. Управление высоко расположенными регулирующими устройствами ведется на высоте не более 1 7 м от пола или специальной площадки. Необходимо систематически следить за исправностью всех вентиляционных решеток и в особенности регулируемых, где повреждения поворотных устройств или отдельных перьев может вызвать уменьшение объема подаваемого или удаляемого воздуха. [11]

Все дросселирующие устройства должны быть снабжены указателями степени их открытия или закрытия и иметь фиксаторы для закрепления устройств в различных положениях. Управление высоко расположенными регулирующими устройствами ведут на высоте не более 1 7 м от пола или специальной площадки. Необходимо систематически следить за исправностью всех вентиляционных решеток и в особенности регулируемых, где повреждения поворотных устройств или отдельных перьев может вызвать уменьшение объема подаваемого или удаляемого воздуха. [12]

Какие дросселирующие устройства устанавливаются на линиях непрерывной продувки испарителей и парообразователей. [13]

Управляющие дросселирующие устройства интересующих нас типов состоят из дросселей переменного и постоянного сечений, которые соединяются таким образом, что могут в соответствии с требованиями изменять сопротивление потоку жидкости, подаваемой от источника питания к гидродвигателю при перемещении управляющего элемента в зависимости от какого-либо внешнего сигнала. Будем считать, что о характере нагрузки нам ничего не известно и что величина перепада давлений на гидродвигателе рт и расход через него qm могут независимо принимать любые значения вплоть до максимального. Нашей задачей является составление эквивалентной схемы для каждого типа дросселирующего устройства и его рабочего режима, а также вывод на основе этой схемы функциональной зависимости между рт, qm, положением штока х ( или другого входного сигнала) и известными постоянными величинами. [14]

Наличие дросселирующего устройства в гидроцилиндре позволяет регулировать скорость опускания наклонной части стояка. В верхней части гидроцилиндра 2 расположена гидрозащелка, предназначенная для фиксирования наклонной части наливного стояка в крайнем верхнем положении и препятствующая ее самопроизвольному опусканию. Изменение расстояния между герметизирующей крышкой и осью вертикальной стойки стояка в пределах от 2 25 до 3 05 м обеспечивается лопастным гидроприводом 6 и механизмом изменения вылета стояка. [15]

Источник

Устройство и принцип работы дроссельной заслонки

Дроссельная заслонка – это одна из важнейших частей системы впуска двигателя внутреннего сгорания. В автомобиле она расположена между впускным коллектором и воздушным фильтром. В дизельных двигателях дроссель не нужен, однако, его все равно устанавливают на современных моторах на случай аварийной работы. Аналогичная ситуация и с бензиновыми двигателями при наличии в них системы управления подъемом клапанов. Основная функция дроссельной заслонки – подача и регулирование потока воздуха, необходимого для образования топливовоздушной смеси. Таким образом, от корректной работы заслонки зависит стабильность режимов работы двигателя, уровень расхода топлива и характеристики автомобиля в целом.

Устройство дросселя

С практической стороны дроссельная заслонка является перепускным клапаном. В открытом положении давление в системе впуска равно атмосферному. По мере закрытия оно уменьшается, приближаясь к значению вакуума (это происходит, поскольку двигатель фактически работает как насос). Именно по этой причине вакуумный усилитель тормозов соединен с впускным коллектором. Конструктивно сама заслонка является пластиной круглой формы, способной поворачиваться на 90 градусов. Один такой оборот представляет собой цикл от полного открытия и до закрытия клапана.

Блок (модуль) дроссельной заслонки включает в себя следующие элементы:

Виды и режимы работы дроссельной заслонки

Тип привода дросселя определяет ее конструкцию, режим работы и управление. Он может быть механический или электрический (электронный).

Устройство механического привода

Старые и бюджетные модели автомобилей имеют механический привод клапана, в котором педаль газа напрямую соединена с перепускным клапаном при помощи специального троса. Состоит механический привод для дроссельной заслонки из следующих элементов:

Нажатие на педаль газа приводит в движение механическую систему из рычагов, тяг и троса, что заставляет заслонку совершить поворот (раскрытие). В результате в систему начинает поступать воздух и формируется топливовоздушная смесь. Чем больше воздуха будет подано, тем больше поступит топлива и, соответственно, увеличится скорость. Когда акселератор находится в неактивном положении, заслонка возвращается в закрытое состояние. Помимо основного режима, механические системы могут включать и ручное управление положением дросселя при помощи специальной ручки.

Принцип работы электронного привода

Второй и более современный тип заслонок – электронный дроссель (с электрическим приводом и электронным управлением). Его приоритетными отличиями являются:

Электронная система включает в себя:

Система управления электронной дроссельной заслонкой также принимает во внимание сигналы от коробки передач, системы управления климатом, датчика положения педали тормоза, круиз-контроля.

При нажатии на акселератор датчик положения педали газа, состоящий из двух независимых потенциометров, изменяет сопротивление в цепи, что является сигналом для электронного блока управления. Последний передает соответствующую команду на электропривод (моторчик) и поворачивает клапан дроссельной заслонки. Ее положение, в свою очередь, контролируется соответствующими датчиками. Они посылают ответную информацию о новой позиции клапана в ЭБУ.

Датчик текущего положения дроссельной заслонки представляет собой потенциометр с разнонаправленными сигналами и общим сопротивлением 8 кОм. Он располагается на ее корпусе и реагирует на вращение оси, преобразуя угол открытия клапана в напряжение постоянного тока.

В закрытом положении клапана напряжение будет около 0,7В, а в полностью открытом около 4В. Этот сигнал получает контроллер, узнавая таким образом о проценте открытия дроссельной заслонки. Исходя из этого, рассчитывается количество подаваемого топлива.

Графики выходных сигналов датчиков положения заслонки являются разнонаправленными. За управляющий сигнал берется разность между двумя значениями. Такой подход помогает справиться с возможными помехами.

Обслуживание и ремонт дросселя

При неисправности дросселя его модуль полностью меняется, но в некоторых случаях достаточно сделать корректировку (адаптацию) или чистку. Так, для более точной работы систем с электрическим приводом необходимо проводить адаптацию или обучение дроссельной заслонки. Такая процедура предполагает занесение в память контроллера данных о крайних положениях клапана (открытия и закрытия).

В обязательном порядке адаптация для дроссельной заслонки проводится в следующих случаях:

Проводится обучение блока дроссельной заслонки на СТО при помощи специального оборудования (сканеров). Непрофессиональное вмешательство может привести к некорректной адаптации и ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля.

Если проблемы возникают на стороне датчика, на приборной панели загорается лампочка, уведомляющая о неполадках. Это может свидетельствовать как о неправильной настройке, так и об обрыве контактов. Еще одной частой неисправностью является подсос воздуха, который можно диагностировать по резкому увеличению оборотов двигателя.

Несмотря на простоту конструкции, диагностику и ремонт дроссельного клапана лучше всего доверить опытному специалисту. Это обеспечит экономную, комфортную, а главное, безопасную эксплуатацию автомобиля и повысит срок службы двигателя.

Источник