四通阀的结构、作用和工作原理

在制冷空调系统中，四通换向阀可是相当重要的控制部件呢。它能够对制冷剂的流向进行改变，进而实现制冷和制热功能的灵活切换。接下来我们将从多个方面深入了解四通阀。

一、四通阀的结构和特点

尽管四通阀的种类繁多，但基本结构相似，主要包含阀体、活塞、电磁铁、弹簧等部分。

阀体

阀体一般采用灰铸铁或球墨铸铁材质，其内部经过加工形成了供制冷剂流动的通道，并且设有回气口、吸气口、排气口等与管路连接的接口。

换向机构

换向机构由活塞和滑阀组成，活塞与阀体之间配有 O 型密封圈，这样可以有效减小换向时的摩擦阻力和内泄漏。滑阀是由耐磨损的特氟龙材料制成，能够在阀体内滑动，从而实现通道的切换。

电磁铁

电磁铁安装在阀体两侧，通过线圈的通断产生电磁力，以此推动活塞带动滑阀运动。为了提高线圈绝缘性能且避免发热烧毁，大多采用整体环氧树脂灌封结构。

弹簧

弹簧在换向瞬间提供复位力，保证活塞能够及时返回。弹簧的刚度和预紧力需要合理设计，这样才能平衡电磁力和摩擦力。

消音装置

在回气口处设置消音器，它是利用多级串联节流和旋流降噪原理，来减少制冷剂高速流动产生的气流噪声。

二、四通阀的不同类型

1、滑阀式

这种类型是利用滑阀在阀体内的滑动来切换通道，具有结构紧凑、密封性好的优点，在实际应用中最为广泛。

2、旋转式

它采用类似球阀的结构，通过阀芯的旋转实现通道切换，其切换速度比较快，但密封和寿命方面表现较差。

3、厚膜式

利用压电陶瓷材料在电压作用下的形变来实现阀芯的柔性变形，这种结构简单且噪音小，但可靠性相对较低。

4、电子式

利用电子膨胀阀代替四通阀实现换向功能，通过控制器协调多个电子膨胀阀的开度来改变制冷剂流向。它可以实现无级调节，控制精度高，不过成本也比较高。

5、其他类型

例如集成四通阀与单向阀为一体的组合阀，以及同时集成膨胀阀与四通阀功能的一体化阀等，但这些类型目前尚未大规模应用。

三、四通阀的多重作用与工作原理

1、四通阀的作用

（1）关键的换向功能

四通阀通过电磁铁的通断和活塞的位移，能够让高压气态制冷剂在冷凝器和蒸发器之间切换流向，从而改变空调的工作模式。

（2）安全保护的意义

当系统出现高低压失衡等异常情况时，四通阀可以切断制冷剂回路，避免压缩机遭受液击以及系统损坏。

（3）油分离的重要性

四通阀通过内置的静态或动态油分离结构，能够有效分离气液两相制冷剂中夹带的润滑油，确保压缩机的正常运转。

（4）噪声消除的价值

通过优化四通阀内部流道结构，可以减小换向瞬间的冲击噪声，提升空调的舒适性。

2、四通阀的工作原理

四通阀通常安装在热泵式空调室外机的压缩机排气管路上，通过电磁铁的通断来实现制冷剂流向的切换。在制冷工况下，四通阀右侧电磁铁通电，推动活塞向左移动，使高压气态制冷剂经排气管进入四通阀 d 口，然后流向 c 口进入室外换热器冷凝放热，最终从 a 口流向节流装置。而在制热工况下，左侧电磁铁通电，推动活塞向右移动，使制冷剂由 d 口进入 a 口，然后流向室内机蒸发吸热，最终从 c 口经四通阀回到压缩机吸气。四通阀换向过程的动力源于电磁铁产生的电磁力。电磁铁主要由线圈、铁芯、衔铁等组成，当线圈通电后，在电流的作用下产生磁场，吸引衔铁克服弹簧力向铁芯方向移动，从而推动主阀芯和活塞切换位置。为保证换向的可靠性，电磁铁的推力需大于活塞运动的阻力。