CN106337938A - 流量控制阀、该流量控制阀的控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流量控制阀、该流量控制阀的控制方法及控制系统，该流量控制阀具有制冷剂入口、制冷剂出口、制冷剂节流通道及制冷剂直流通道，制冷剂节流通道上设有第一阀口，通过所述电子线圈通电而控制阀针进行动作，所述阀针调整第一阀口开度；制冷剂直流通道上设置第二阀口，第二阀口的孔径或通流面积较大，制冷剂通流量大于第一阀口打开时节流通流量，制冷剂入口的制冷剂压力基本等于制冷剂出口处的制冷剂压力，当系统需要节流时进行节流降压，当系统处于过高压力时可通过制冷剂导通流道快速泄压，提升系统稳定性。

Description

流量控制阀、该流量控制阀的控制方法及其控制系统

【技术领域】

本发明涉及一种节流元件，具体涉及一种具有节流功能的流量控制阀，可用于车用空调或者其他场合的空调系统中。

【背景技术】

二氧化碳CO₂作为一种环保冷媒，被认为是一种良好的车辆空调冷媒，由于二氧化碳在车辆空调系统中工作于超临界状态，该系统工作原理与其他传统冷媒不同，且相对于其他传统冷媒系统的过热度控制方法，二氧化碳冷媒系统流量控制也不同，由于二氧化碳冷媒系统的换热效率主要依赖于系统中冷媒在高压端的压力和冷却装置的出口温度，冷媒流量的控制通常按照冷却装置出口温度和压力而定，流量控制较为复杂，一般采用流量控制阀用于对来自冷却装置出口的冷媒进行节流和降压，并根据蒸发装置出口的温度或其他需要调节点的温度来调节从冷却装置送入蒸发装置的冷媒的流量，以适应制冷负荷不断变化的需要。

由于上述换热系统充注有需要运行在极高压力下的制冷剂(如CO2等)时，压缩机的出口压力很高，系统稳定工况下，压缩机的出口压力和转速成正比，然而当工况需要压缩机转速急速上升时，此时压缩机的出口压力会飞升，包括流量控制阀在内的上述系统设置在此时难以及时泄压，可导致系统不稳定并且处于高压的危险状态。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可节流且可快速泄压的流量控制阀、该流量控制阀的控制方法及其控制系统，能够适应较高制冷剂压力系统的稳定性要求。

为此，本发明流量控制阀采用如下技术方案：一种流量控制阀，包括座体、阀部件以及控制所述阀部件的电子线圈，所述座体具有第一端口、第二端口，所述第一端口、第二端口其中一个为制冷剂出口，另一个为制冷剂入口；所述流量控制阀包括位于制冷剂入口与制冷剂出口之间的制冷剂节流通道、制冷剂直流通道，其中制冷剂节流通道上设有第一阀口，所述阀部件包括与第一阀口相配合的阀针，该阀针与第一阀口相配合，在流量控制阀进行制冷剂节流时，所述阀针与第一阀口之间具有间隙，通过所述电子线圈通电而控制阀针进行动作，所述阀针沿其轴向或上下方向动作以加大或减小该间隙，从而调节制冷剂的流量；所述制冷剂直流通道上设置第二阀口，第二阀口的孔径或径向尺寸或通流面积大于第一阀口的孔径或径向尺寸或通流面积，所述第二阀口打开时，制冷剂通流量大于第一阀口打开时节流通流量，制冷剂入口的制冷剂压力基本等于制冷剂出口处的制冷剂压力。

本发明公开了一种流量控制阀的控制方法，所述流量控制阀应用于车辆空调系统中，所述控制方法用于控制两个上述流量控制阀，该流量控制阀能够根据预先设定的控制程序进行动作，所述控制程序存储于流量控制阀的控制器或车辆空调系统的主控制器，所述控制程序包括：

控制一个流量控制阀先上电，且打开所述流量控制阀的第二阀口，直到打开到全开状态，使得制冷剂可直接通过、不进行节流降压；

再控制另一个流量控制阀上电，根据控制器针对该另一流量控制阀的控制信号，调整该另一个流量控制阀的阀针与第一阀口之间的间隙，使该阀针开度处于小开度范围以进行制冷剂节流，或调整该阀针继续动作而打开第二阀口，使得阀针开度达到最大开度，以进行制冷剂导通而导通泄压。

本发明还公开了一种流量控制阀的控制系统，所述控制系统包括用于为流量控制阀提供控制信号的中心处理模块、用于接收中心处理模块所提供的控制信号的驱动控制模块、用于驱动流量控制阀的电子线圈的驱动模块，通过该中心处理模块所提供的控制信号，可实现对流量控制阀的阀针动作的控制；

所述控制系统包括针对流量控制阀的控制器，该控制器设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收并解析来自主控制器的控制信息、将解析后的针对流量控制阀的控制信号发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

或者所述主控制器提供上述中心处理模块，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对流量控制阀的控制信号，并发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

所述步进驱动控制模块负责接收所述中心处理模块过来对流量控制阀进行控制的控制信号，并传输给驱动模块，所述驱动模块提供所述电子线圈满足所述中心处理模块过来对流量控制阀控制的控制信号要求的电流，所述满足控制信号的电流可控制阀针动作，打开所述流量控制阀的制冷剂节流通道，调整阀针与第一阀口之间的间隙大小以进行制冷剂流量调节和/或调整所述阀针靠近或打开第一阀口；或者所述驱动模块输出的电流输入电子线圈，进而控制阀针动作，调整阀针动作到最大开度，打开所述流量控制阀的的制冷剂直通通道，进行制冷剂直通。

与现有技术相比，本发明流量控制阀的控制方法及控制系统中涉及流量控制阀具备节流功能及导通泄压功能，当系统需要节流时进行节流降压，当系统处于过高压力时可通过制冷剂导通流道快速泄压，提升系统稳定性。

【附图说明】

图1是本发明流量控制阀一种实施方式的剖视剖视示意图；

图2是图1所示流量控制阀的另一剖视示意图，其中阀针动作后打开第二阀口；

图3是是本发明流量控制阀另一种实施方式的剖视剖视示意图；

图4是图3所示流量控制阀的另一剖视示意图，其中阀针动作后打开第二阀口；

图5是本发明换热系统用于制冷时的换热系统连接示意图；

图6是图5所示的换热系统在用于制热时的换热系统连接示意图；

图7是本发明流量控制阀的控制系统的连接示意图。

【具体实施方式】

本发明揭示了一种流量控制阀、换热系统及流量控制阀的控制方法，所述流量控制阀可应用在制冷系统或制热系统或除湿系统等换热系统，比如通过制冷剂与环境空气进行热交换的换热系统，所述换热系统具备冷却和加热功能，尤其可应用于较高制冷剂压力差的制冷剂换热系统。请参阅图1至图2，本实施方式流量控制阀100包括座体1、阀部件2以及电子线圈3，所述座体1可与上述换热系统的连接管路相连接，该座体1形成有与连接管路相配接的第一端口101、第二端口102、设置于第一端口与第二端口之间的制冷剂通道103，所述第一端口、第二端口其中一个为制冷剂出口，另一个为制冷剂入口。所述制冷剂通道103包括与第一端口连通的第一腔1031、与第二端口连通的第二腔1032以及与所述第二端口连通的第三腔1033，所述制冷剂通道设置有第一阀口、第二阀口，具体地所述座体1形成第一阀口104，该第一阀口两侧分别为第一腔、第二腔。

所述阀部件2包括阀座20、阀针21、螺纹传动机构22、转子23、限位件24以及衬管25，其中所述阀座20与上述座体1相组装固定，座体1向外贯穿形成安装腔105，阀座20下侧部分插入该安装腔，且该阀座形成与阀针21相配合的第二阀口201，该第二阀口两侧分别为第一腔1031、第三腔1033，当然在别的实施方式中所述座体1可形成第二阀口201，第一、第二阀口之间基本保持同轴即可。所述阀座20的中心部位还具有沿轴向方向或上下方向贯穿的安装通孔202，该安装通孔202与第二阀口201相连通，且该安装通孔用于收容安装所述阀针21。

所述螺纹传动机构22包括可动部分及固定部分，可动部分及固定部分两者之一为螺杆221，另一个为螺母222，其中螺纹传动机构的可动部分(如螺杆221)与转子23、限位件24进行固定连接，再将所述阀针21与螺杆221相组装，可形成装配件。所述装配件与螺母222、阀座20依次进行组装固定，其中阀座20与螺母222固定连接，具体地螺母222可通过过盈配合而与阀座20相固定，其他实施方式中螺母、螺杆也可互相调换位置，在控制要求较高的场合，也可增加设置与阀座20固定的转接件(未图示)，使得转接件固定连接所述螺母222与阀座20，可进一步提升阀针稳定性。安装上述衬管25与阀座，该衬管25与阀座20通过焊接固定，所述阀座20以螺纹连接方式与座体1相固定，所述电子线圈3与阀部件相安装，所述流量控制阀还安装有保护流量控制阀的外罩4，以提升防尘防水性能。

所述电子线圈3与控制器之间通过控制电路(未图示)电性连接，控制电路可将控制器输出的控制信号输入流量控制阀，具体可输入断电信号或上电信号或者开度调节信号给电子线圈3，当该电子线圈通电时，在电磁力作用下转子23进行转动，由于螺距的作用，在转子23带动下螺杆221相对于螺母222转动、上下动作，阀针可按照上述开度调节信号动作一定的步数，所述阀针21相对固定于螺杆221，在两者不受外力影响时，阀针21随螺杆221上下动作，从而使得该阀针21相对于该阀座20或座体1进行动作，尤其可相对于第一阀口104、第二阀口201进行动作。所述阀针21、螺杆221两者之间设置有弹性件26，在轴向方向及垂直于该轴向方向的径向方向上两者之间可以有一定的相对位移，起到缓冲作用，提升阀针21运动稳定性。

所述阀针21包括位于该阀针一端的颈部210、位于该阀针另一端的安装部211、位于该颈部与安装部之间的配合部212，所述颈部210与第一阀口104相配合，所述配合部212与第二阀口201相配合；本实施方式所述配合部212作为与第二阀口201相配合的配合机构，用于打开或关闭所述第二阀口201，通过所述阀针21动作使得该阀针配合部212打开或关闭第二阀口201，该配合部位于第二阀口201时可关闭第二阀口，该配合部212离开第二阀口时即可打开第二阀口；其他实施方式可采用其他配合结构，该配合结构与阀针21相配合而进行动作，阀针21使得配合结构能够打开或关闭第二阀口201。所述阀针的颈部210位于阀针下末端，所述配合部212位于颈部上侧位置，该配合部与颈部一体成型于阀针，所述配合部、颈部之间可通过设置连接段213而一体连接，其他实施方式中所述颈部与配合部也可通过组装固定在一起。

在所述流量控制阀进行制冷剂节流时，所述第一端口101作为制冷剂入口、第二端口102作为制冷剂出口，所述第一腔1031作为高压腔与冷却装置通过连接管路相连，第二腔1032作为低压腔与蒸发装置通过连接管路相连，所述蒸发装置与压缩机通过连接管路相连，使得来自连接管路内的制冷剂可从第一端口101流入座体的制冷剂通道，再从第二端口102流出。所述阀针21通过颈部210与第一阀口104之间形成间隙，该阀针沿其轴向或上下方向动作以加大或减小该间隙，从而调节制冷剂的流量，此时第一腔1031、第二腔1032通过第一阀口104连通，从而制冷剂入口、制冷剂出口之间形成制冷剂节流通道，可节流降压，此时所述阀针21打开的开度较小，配合孔径尺寸较小的第一阀口104，所述第二阀口201为关闭状态，以截断制冷剂导通，具体地所述阀针的配合部212位于第二阀口201，此时在第二阀口所在处，所述阀针的配合部212与阀座21或座体1之间通过设置密封元件相对密封设置，此处相对密封设置可理解为允许少量制冷剂通过，能够防止制冷剂泄漏即可；所述阀针21则设置有泄压孔2100，该泄压孔从制冷剂通道的第一腔延伸到所述密封元件另一侧的背压腔，将高压制冷剂引入该背压腔，可降低阀针关闭后再次开启的压差阻力。

所述流量控制阀100设置上述第一阀口104、第二阀口201，当阀针仅打开该第一阀口时，可用于调节制冷剂节流量，从而进行节流降压，当阀针的配合部打开第二阀口时、或者同时打开第一、第二阀口时，可在制冷剂出入口压力差过大等制冷剂压力异常状况下，快速打开制冷剂通道、进行制冷剂泄压，或者在不需要节流降压时，使得制冷剂直通、不进行节流，从而使得所述流量控制阀具备节流功能、快速泄压功能以及直通功能所述流量控制阀通过电子线圈通控制阀针动作、从而控制阀口较为精确的流通面积，而且在制冷剂泄压过程中阀口流通面积逐渐变化，可在控制器的控制下实现平滑控制，有利于系统工况的稳定。

当流量控制阀进行制冷剂导通时，所述第二端口102作为制冷剂入口，第一端口101作为制冷剂出口，所述第二腔1032作为高压腔与冷却装置通过连接管路相连，第一腔1031作为低压腔与蒸发装置通过连接管路相连，蒸发装置与压缩机通过连接管路相连，使得来自连接管路内的制冷剂可从第二端口102流入座体的制冷剂通道，再从第一端口101流出。所述第二腔1032、第三腔1033均自第二端口102向座体内凹设而成，所述第三腔1033位于第一腔、第二腔1032的上方。所述流量控制阀内的制冷剂需要直接导通时，将所述阀针打开至最大开度，阀针的配合部212上移而离开第二阀口201，使得该阀针与第二阀口之间也具有间隙，此时所述第一腔、第二阀口以及第三腔相连通，由于所述第一腔、第三腔的孔径或径向尺寸或当量直径大于第二腔1032的孔径或径向尺寸或当量直径，所述第二阀口201的孔径或径向尺寸或通流面积大于第一阀口104的孔径或径向尺寸或通流面积，所述配合部212的径向尺寸与第二阀口201的径向尺寸大致相同，在该尺寸较大的第二阀口打开时，制冷剂可直接流过流量控制阀，所述制冷剂入口与制冷剂出口之间形成制冷剂导通流道，制冷剂几乎不进行节流，流量控制阀的制冷剂出入口的制冷剂压力基本相等，所述制冷剂节流通道、制冷剂直通通道可统称为制冷剂通道。所述第二阀口201打开时，所述第一腔、第一阀口以及第二腔也连通，制冷剂入口与制冷剂出口之间制冷剂流道上的第一阀口、第二阀口均为导通状态，有利于增加制冷剂流通量。所述制冷剂入口与制冷剂出口之间形成上述制冷剂导通流道，具体可用于制冷剂导通泄压或者其他制冷剂反向直通，在反向直通时所述制冷剂从第二端口102流入，主要流经第三腔1033、第二阀口201进入第一腔1031流出，当然从所述第二腔1032也有少量制冷剂流通，可从第一阀口104进入第一腔1031而流出座体；本实施方式中所述第二腔与第三腔大致平行设置，通过设置转接件一端与制冷剂管路连接、另一端连接所述座体的第一端口，将制冷剂通过该转接件汇流到制冷剂管路。

请参考图3与图4所示的流量控制阀的另一种实施方式，相对于第一种实施方式，以下主要结合不同之处进行描述。所述流量控制阀5也包括座体50、阀部件及电子线圈，其中阀部件包括阀座51、阀针52，所述阀座51的下侧部分插入座体52，该阀座51下侧贯穿形成有安装腔510；所述阀部件包括上述阀座51、阀针52以及转子53、螺纹传动机构54之外，还包括阀块55，该阀块位于所述安装腔510，从而阀块通过与阀座51相组装而安装于座体50内；所述阀块55与阀座51之间相对密封设置，防止制冷剂外泄。所述阀块55的中间部位具有容纳通道550，所述阀座51形成容纳孔511，该容纳孔511与容纳通道550同轴设置且相互连通，所述阀针52位于所述容纳孔与容纳通道，从而将阀针52、阀座51及阀块55进行安装。所述座体50形成第一端口501、第二端口502、与第一端口501连通的第一腔503、与第二端口502连通的第二腔504、以及与所述第二端口502连通的第三腔505、与第一端口501连通的第四腔506，所述第四腔的孔径或径向尺寸或当量直径与第三腔的孔径或径向尺寸或当量直径大致相同，所述制冷剂通道在第一腔503与第二腔504之间设置第一阀口507，所述第三腔505与第四腔506之间设置第二阀口508，所述座体的第一腔503与第三腔505之间还形成有第三阀口509。

所述阀块55作为与第二阀口508相配合的配合结构，在其他实施方式中所述第二阀口也可形成于所述阀座51，在第二阀口508所在处，所述阀块55与座体50之间通过设置密封元件相对密封设置，防止第二阀口508关闭时制冷剂泄漏到另一侧，其他实施方式中第二阀口508也可形成于阀座51，通过阀块与阀座相抵接来关闭该第二阀口；本实施方式通过阀针52与阀块55相配合，使得阀块相对于第二阀口508进行动作，以打开或关闭第二阀口，该阀块可打开或关闭第二阀口508。所述阀部件还包括与阀块55相组装的弹性元件56，该弹性元件56设置于所述阀块55与阀座51之间相面对的部位，具体该弹性元件56一端抵接阀块55底侧的底壁，另一端抵接与阀块相对应的阀座51；当电子线圈断电时，所述阀块55在弹性元件56的弹力作用下关闭第二阀口508，通过座体50的第二阀口508处设置的密封元件571，所述第二阀块55与所述座体50之间可实现相对密封设置，提升第二阀口508关闭时密封性能；所述阀块55与座体之间还设置有另一密封件572，具体位于阀块外周壁与安装腔内壁之间，防止制冷剂外渗。

当电子线圈上电、且流量控制阀进行制冷剂节流时，所述第一端口为制冷剂入口，第二端口为制冷剂出口，所述弹性元件56推压阀块55，所述阀块关闭第二阀口，此时阀块隔开第三腔505与第四腔506，且该阀块也关闭第三阀口，隔开第一腔503与第三腔505，此时第三阀口处有间隙可供制冷剂通流，将高压侧制冷剂泄压到背压腔，可降低阀针再次开启的压差阻力；所述阀针52末端具有与第一阀口相配合的颈部521，通过调整该颈部与第一阀口之间的间隙大小，进行制冷剂节流，所述第一腔503、第一阀口507、第二腔504相连通，从而形成制冷剂节流通道。在流量控制阀进行制冷剂导通时，以第一端口为制冷剂入口、第二端口为制冷剂出口进行制冷剂泄压，或者第一端口为制冷剂出口、第二端口为制冷剂入口进行制冷剂反向直通，所述阀针52向上移动且带动阀块55上移，该阀块克服所述弹性元件56的弹力而上移时，所述阀块打开第二阀口508，此时所述第三腔505与第四腔506通过第二阀口508相连通，所述第二腔的孔径或径向尺寸或当量直径小于第一腔、第三腔的孔径或径向尺寸或当量直径，所述第二阀口的孔径或径向尺寸或通流面积大于第一阀口的孔径或径向尺寸或通流面积，此时制冷剂可通过量较大，允许制冷剂导通；所述阀块55上移后，该阀块也打开第三阀口509，所述阀针的径向尺寸小于第三阀口，第三阀口处，所述阀针52与第三阀口509形成间隙，使得第三腔505与第一腔503也相连通，可使得制冷剂沿第三阀口流通，相对增加制冷剂流通量，有利于实现制冷剂导通。

本实施方式中所述阀针52凸出设置有抵推部522，当电子线圈上电、且流量控制阀进行制冷剂导通时，所述阀针的颈部继续上移离开第一阀口507，直到阀针52与阀块55相抵接，此时阀针向上抵推阀块55，可带动阀块上移，具体地，抵推部522在阀针52的径向方向上凸出设置，该抵推部位于所述阀块的容纳通道550，当所述阀针52上移且抵推部抵压于阀块的容纳通道550底侧的底壁74时，阀针52的抵推部顶推所述阀块55向上移动。

所述阀针52包括上侧部523、下侧部524，该上、下侧部分别伸入阀块进行安装对接，具体地上、下侧部通过螺纹组装固定，阀针的上侧部、下侧部的其中一个设有螺栓杆、另一个设有与螺栓杆相配合的螺栓孔，上述抵推部522形成于阀针的下侧部524。组装时，所述阀针的上侧部523与阀部件的其他元件如转子53、螺纹传动机构的螺杆541先进行组装配合，再一起与螺纹传动机构的螺母542、阀座51及阀块55进行组装固定，当然阀座51与阀块55也可预先组装于一起，此时所述阀针52的上侧部523位于阀座的容纳孔511且延伸入阀块的容纳通道550，接着将阀针的下侧部524自下向上伸入阀块与阀针的上侧部523进行组装固定，从而阀针与阀座51、阀块55完成组装。此时阀针52可穿过阀块55，具体地阀针上下两端凸伸出阀块55外，所述阀针连同包括阀块与阀座在内，所述阀部件作为整体，与衬管焊接固定之后再安装于座体50，最后安装电子线圈及外罩。

图5、图6所示为上述流量控制阀应用于换热系统的示意性说明，以二氧化碳为制冷剂的车辆空调系统为例进行说明；所述换热系统包括第一流量控制阀100、第二流量控制阀100’、压缩机200、第一换热器300、第二换热器400、换向阀600及接液器700，这些部件通过连接管路相互连接，连接管路内充具有制冷剂(未图示)，所述第一、第二流量控制阀的结构大致相同，两流量控制阀具备节流功能及直通功能，具体可实现正向节流及导通泄压、反向直通，所述第一换热器、第二换热器其中一个为蒸发装置，另一个为冷却装置，所述换热系统的制冷剂流向在制冷和制热时不同；具体地，所述制冷剂经过压缩机200由低温低压成为高温高压状态进入冷却装置进行换热，换热后的高压制冷剂通过流量控制阀100进行节流降压流入接液器，随后流出接液器进入另一流量控制阀100’直接流通，不进行节流，再流入蒸发装置吸热后回到压缩机200进入下一次换热循环，冷却装置、蒸发装置均可以与外部环境进行热交换，需要制热时，使冷却装置与需要加热的环境或系统进行热交换即可，而需要制冷时，使蒸发装置与需要加热的环境或系统进行热交换即可。所述换热系统在用于对环境侧进行制冷和制热时，该换热系统的制冷剂流向发生改变，具体制冷剂有两种流向，为便于说明，图5、图6分别以实线箭头和虚线剪头表示上述两种应用时的流向，所述流向的改变通过上述换向阀600进行切换，该换向阀包括第一接口601、第二接口602、第三接口603以及第四接口604，用于与制冷剂管路连通，该换向阀具体可为四通换向阀。

请参考图5所示换热系统的一种应用示意图，该换热系统用于对环境侧空气降温，以实线箭头示意性地表示制冷剂流向，所述压缩机200提供高温高压制冷剂，所述压缩机100的制冷剂出口管路与所述换向阀的第一接口601连通，第二接口602与第一换热器的制冷剂入口管路连通，所述第四接口604与第二换热器的制冷剂出口管路连通，所述第三接口603与所述压缩机的制冷剂入口管路连通；所述换向阀设置为第一接口601、第二接口602相通，第四接口604与第三接口603相通，自所述压缩机出来的制冷剂流入四通换向阀的第一接口601、自第二接口602流出进入第一换热器300，所述第一换热器300作为冷却装置，制冷剂流经该第一换热器后进入第一流量控制阀100，所述第一流量控制阀的第一端口为制冷剂入口、第二端口为制冷剂出口，该第一流量控制阀的电子线圈通电，且控制第一流量控制阀的阀针进行动作，从而调整制冷剂流量的大小，此时第一流量控制阀100对制冷剂进行节流低压或者在系统压力异常时快速全开以泄压，随后制冷剂流经接液器再进入第二流量控制阀100’，所述第二流量控制阀的结构与第一流量控制阀大致相同，该第二流量控制阀的第二端口为制冷剂入口、第一端口为制冷剂出口，所述第二流量控制阀的电子线圈通电，且控制第二流量控制阀的阀针打开到最大开度，此时第二流量控制阀在直通状态，制冷剂直接通过该第二流量控制阀100’进入第二换热器400，此时第二换热器作为蒸发装置，流过蒸发装置的低压制冷剂从环境侧吸热，从而对环境侧空气进行降温，如对车内或室内空气降温，该第二换热器流出的制冷剂流入四通换向阀的第四接口604、自第三接口603流出，再返回压缩机进入下一个循环。

请参考图6所示换热系统的另一种应用示意图，该换热系统用于对环境侧空气升温，以虚线箭头示意性地表示制冷剂流向，压缩机100提供高温高压制冷剂，所述压缩机100的制冷剂出口管路与所述换向阀的第一接口601连通，第四接口604与第二换热器400的制冷剂入口管路相通，所述第二接口602与第一换热器300的制冷剂出口管路连通，所述第三接口603与所述压缩机200的制冷剂入口管路连通；所述换向阀设置为第一接口601、第四接口604相通，第二接口602与第三接口603相通。自所述压缩机出来的制冷剂流入换向阀600的第一接口601、自第四接口604流出进入第二换热器400，此时第二换热器作为冷却装置，经过该冷却装置的高温高压制冷剂对环境侧放热，从而对环境侧空气进行升温，如对车内或室内空气降温，制冷剂流经第二换热器后进入第二流量控制阀100’，该第二流量控制阀的第二端口为制冷剂入口、第一端口为制冷剂出口，该第二流量控制阀100’的电子线圈通电，且控制第二流量控制阀的阀针进行动作，从而调整制冷剂流量的大小，此时第二流量控制阀对制冷剂进行节流低压或者在系统压力异常时快速全开以泄压，随后制冷剂流出接液器600再进入第一流量控制阀100，所述第一流量控制阀的电子线圈通电，且控制第一流量控制阀的阀针打开到最大开度，此时第一流量控制阀100在直通状态，制冷剂直接通过第一流量控制阀进入第一换热器，此时第一换热器作为蒸发装置，经过该蒸发装置的低压制冷剂被换热后通过四通换向阀返回压缩机进入下一个工作循环。

所述换热系统运行过程中，当流量控制阀布置在冷却装置之后的制冷剂管路以用于节流或者加大开度而快速泄压时，所述流量控制阀的第一端口为制冷剂入口，第二端口为制冷剂出口；当流量控制阀布置在另一流量控制阀之后、蒸发装置之前的制冷剂管路，以用于全开直通时，所述流量控制阀的第二端口作为制冷剂入口，第一端口作为制冷剂出口，此时流量控制阀允许制冷剂直接通过，制冷剂可反向直通。

本发明还公开一种流量控制阀的控制系统，请参考图7所示的一种控制系统的连接示意图，所述控制系统包括用于为流量控制阀提供控制信号的中心处理模块、用于接收中心处理模块所提供的控制信号的驱动控制模块、用于驱动电子线圈的驱动模块，通过该中心处理模块所提供的控制信号S1、S2，可实现对流量控制阀的阀针动作的控制；

所述控制系统包括针对流量控制阀的控制器，该控制器可设置上述中心处理模块，该中心处理模块负责接收并解析来自主控制器的控制信息、将解析后的针对流量控制阀的控制信号发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

当然所述中心处理模块也可设置于车辆空调系统的主控制器，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对流量控制阀的控制信号，并发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

所述步进驱动控制模块负责接收所述中心处理模块过来对流量控制阀进行控制的控制信号，并传输给驱动模块，所述驱动模块提供所述电子线圈满足所述中心处理模块过来对流量控制阀控制的控制信号要求的电流，所述满足控制信号的电流可控制阀针动作，打开所述流量控制阀的制冷剂节流通道，调整阀针与第一阀口之间的间隙大小以进行制冷剂流量调节和/或调整所述阀针靠近或打开第一阀口；或者所述驱动模块输出的电流输入电子线圈，进而控制阀针动作，调整阀针动作到最大开度，打开所述流量控制阀的的制冷剂直通通道，进行制冷剂直通。

结合以上说明，本发明还公开所述流量控制阀的控制方法，该流量控制阀应用于车辆空调系统中，所述控制方法用于控制两个上述流量控制阀，每一流量控制阀能够根据预先设定的控制程序进行动作，所述控制程序存储于流量控制阀的控制器或车辆空调系统的主控制器，所述控制方法以车辆发生故障导致流量控制阀突然失电、和流量控制阀正常失电以及流量控制阀正常启动等情况下进行说明：

在正常工作，关闭车辆发动机时，通过控制器控制流量控制阀的失电程序；具体地，钥匙关闭发动机时，通过车辆电池，维持给流量控制阀线圈供电；这个过程中，阀针从正常工作情况至最大开度，将高压压力释放；当高低压达到平衡流量控制阀失电，此时流量控制阀33处于初始化程序要求的状态。

在正常启动时，首先控制一个流量控制阀先上电，且打开该流量控制阀的第二阀口，直到打开到全开状态，使得制冷剂可直接通过、不进行节流降压；再控制另一个流量控制阀上电，根据控制器针对所述另一流量控制阀的控制信号，调整该另一个流量控制阀的阀针与第一阀口之间的间隙，使该阀针开度处于小开度范围以进行制冷剂节流，或调整该阀针继续动作而打开第二阀口，使得阀针开度达到最大开度，以进行制冷剂导通而导通泄压；所述另一个流量控制阀处于零压差状态下开启，只需要克服很小的阀针动作时摩擦阻力即可，电子线圈可以设计得很小，大大减少动作能耗。

本发明流量控制阀、换热系统采用上述设置，本发明流量控制阀通过以上控制方法及控制系统可实现节流降压、导通泄压或者反向直通，在系统运行中流量控制阀需要节流时，在小开度范围内调整阀针开度，进行制冷剂节流，在需要泄压时，例如系统制冷剂压力过大时，制冷剂可导通而快速泄压，调节过程响应较快，应对急速的压力飞升可较好的保护系统免受冲击，即使流量控制阀发生失效，可快速诊断失效原因，及时解决故障；另外流量控制阀的阀针开度调整到最大开度，制冷剂可反向直接通过，不进行节流，通过本发明流量控制阀即可实现节流、导通的功能，应用时不需再结合其他元件，如与电磁阀或单向阀配合使用，可节省部件数量，有利降低成本，且可简化控制方案、简化系统线路。

采用上述流量控制阀，该单个部件即可实现节流、导通泄压兼反向直通的结构及功能，可提升流量控制阀的流量调节能力范围，既可实现对流量的精确控制，又可在系统压力飞升的情况下快速完成泄压保证安全；所述流量控制阀通过电子线圈通控制阀针动作、从而控制阀口较为精确的流通面积，而且在制冷剂泄压过程中阀口流通面积逐渐变化，可在控制器的控制下实现平滑控制，利于系统工况的稳定；当换热系统检测到异常高压或者感知到过热度骤增时，说明负荷急剧上升，需要流量控制阀快速打开，提供制冷剂，比如车辆在连续加速过程中，如从普通城市工况转换到高速工况，或者由原来怠速或堵车情况切换到稳定城市工况。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种流量控制阀，包括座体、阀部件以及控制所述阀部件的电子线圈，所述座体具有第一端口、第二端口，所述第一端口、第二端口其中一个为制冷剂出口，另一个为制冷剂入口；

其特征在于：所述流量控制阀包括位于制冷剂入口与制冷剂出口之间的制冷剂节流通道、制冷剂直流通道，其中制冷剂节流通道上设有第一阀口，所述阀部件包括与第一阀口相配合的阀针，该阀针与第一阀口相配合，在流量控制阀进行制冷剂节流时，所述阀针与第一阀口之间具有间隙，通过所述电子线圈通电而控制阀针进行动作，所述阀针沿其轴向或上下方向动作以加大或减小该间隙，从而调节制冷剂的流量；

所述制冷剂直流通道上设置第二阀口，第二阀口的孔径或径向尺寸或通流面积大于第一阀口的孔径或径向尺寸或通流面积，所述第二阀口打开时，制冷剂通流量大于第一阀口打开时节流通流量，制冷剂入口的制冷剂压力基本等于制冷剂出口处的制冷剂压力。

2.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于：所述座体形成与第一端口连通的第一腔、与第二端口连通的第二腔、以及与所述第二端口连通的第三腔，所述第二腔与第三腔大致平行设置或者所述第三腔相对于第二腔呈倾斜设置，所述第一阀口位于第一腔与第二腔之间，所述第二阀口位于第一腔与第三腔之间，所述第一腔、第三腔的孔径或径向尺寸或当量直径大于第二腔的孔径或径向尺寸或当量直径，所述电子线圈通电且控制阀针向上动作而直接或间接打开第一阀口、或者所述电子线圈通电且控制阀针向上动作而直接或间接打开第一、第二阀口。

3.如权利要求1或2所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀部件的阀针包括位于阀针一端的颈部、位于阀针另一端的安装部、位于该颈部与安装部之间的配合部，所述颈部与第一阀口相配合，所述配合部与第二阀口相配合，所述第二阀口的孔径或径向尺寸或通流面积大于第一阀口的孔径或径向尺寸或通流面积，所述配合部的径向尺寸与第二阀口相一致，所述阀针动作使得配合部打开或关闭第二阀口，该配合部位于第二阀口时可关闭第二阀口，该配合部离开第二阀口时可打开第二阀口。

4.如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于：所述座体形成与第一端口连通的第一腔、与第二端口连通的第二腔、以及与所述第二端口连通的第三腔、与第一端口连通的第四腔，所述第一阀口位于第一腔与第二腔之间，所述第二阀口位于所述第三腔与第四腔之间，所述阀部件包括阀座、与阀座相组装的阀块，所述座体形成第二阀口，所述阀块与该第二阀口相配合，所述电子线圈断电时，所述阀针关闭第一阀口，所述阀块关闭第二阀口，所述电子线圈通电且控制阀针向上动作，所述阀针带动阀块移动，该阀块打开第二阀口，所述第三腔与第四腔连通。

5.如权利要求4所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀部件包括与阀块相组装的弹性元件，当电子线圈断电时，所述阀块在弹性元件的弹力作用下关闭第二阀口，通过座体的第二阀口处设置的密封元件，所述第二阀块与所述座体之间相对密封设置。

6.如权利要求4或5所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀块的中间部位开设有容纳通道，所述阀针包括上侧部、下侧部，所述下侧部从阀块下方向上位于容纳通道，且上侧部从阀块上方向下位于容纳通道，所述阀针上侧部穿过阀块且与下侧部相互组装，从而所述阀针与阀块相组装。

7.如权利要求6所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀针的上侧部与下侧部通过螺栓连接方式组装固定，所述阀针上侧部、下侧部的其中一个设有螺栓杆、另一个设有与螺栓杆相配合的螺栓孔。

8.如权利要求6或7所述的流量控制阀，其特征在于：所述阀针在径向方向上凸出设置有抵推部，该抵推部位于所述阀块的容纳通道，当所述阀针上移且抵推部抵压于容纳通道的底侧壁时，该阀针顶推所述阀块向上移动。

9.一种流量控制阀的控制方法，所述流量控制阀应用于车辆空调系统中，其特征在于：所述控制方法用于控制两个流量控制阀，该流量控制阀具有如权利要求1-8中任一项所述的流量控制阀，该流量控制阀能够根据预先设定的控制程序进行动作，所述控制程序存储于流量控制阀的控制器或车辆空调系统的主控制器，所述控制程序包括：

控制一个流量控制阀先上电，且打开所述流量控制阀的第二阀口，直到打开到全开状态，使得制冷剂可直接通过、不进行节流降压；

再控制另一个流量控制阀上电，根据控制器针对该另一流量控制阀的控制信号，调整该另一个流量控制阀的阀针与第一阀口之间的间隙，使该阀针开度处于小开度范围以进行制冷剂节流，或调整该阀针继续动作而打开第二阀口，使得阀针开度达到最大开度，以进行制冷剂导通而导通泄压。

10.一种流量控制阀的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括用于为流量控制阀提供控制信号的中心处理模块、用于接收中心处理模块所提供的控制信号的驱动控制模块、用于驱动流量控制阀的电子线圈的驱动模块，通过该中心处理模块所提供的控制信号，可实现对流量控制阀的阀针动作的控制；

所述控制系统包括针对流量控制阀的控制器，该控制器设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收并解析来自主控制器的控制信息、将解析后的针对流量控制阀的控制信号发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

或者所述主控制器提供上述中心处理模块，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对流量控制阀的控制信号，并发送给驱动控制模块、记录或存储流量控制阀的当前开度信息，该当前开度信息包括阀针打开信息或关闭信息或者开度大小信息；

所述步进驱动控制模块负责接收所述中心处理模块过来对流量控制阀进行控制的控制信号，并传输给驱动模块，所述驱动模块提供所述电子线圈满足所述中心处理模块过来对流量控制阀控制的控制信号要求的电流，所述满足控制信号的电流可控制阀针动作，打开所述流量控制阀的制冷剂节流通道，调整阀针与第一阀口之间的间隙大小以进行制冷剂流量调节和/或调整所述阀针靠近或打开第一阀口；或者所述驱动模块输出的电流输入电子线圈，进而控制阀针动作，调整阀针动作到最大开度，打开所述流量控制阀的的制冷剂直通通道，进行制冷剂直通。