全面图解四通阀（结构、设计选型、故障处理）

来源 ： 暖通南社

流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、分流集流阀。

方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间的通﹑断关系，根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等；根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等；根据阀芯驱动方式分手动﹑机动﹑电动﹑液动等。

四通阀的结构、设计选型

空调用四通阀属于方向控制阀的一种，是用于热泵型空调中改变制冷剂的流向,以实现制冷模式和制热模式的转换为目的的产品,适用于中央、单元式和房间空调等热泵型空调系统。它被用来切换制冷工质的流通路径,从而使空调实现夏天制冷、冬天制热一机两用的目的。

空调用电磁四通换向阀由三部分组成：四通气动换向阀（主阀）、电磁换向阀（控制阀）及毛细管组成。

主阀内由滑块、活塞组成活动阀芯，主阀阀体两端有通孔可使两端的毛细管与阀体内空间相连通，滑块两端分别固定有活塞，活塞两边的空间可通过活塞上的排气孔相通。控制阀由阀体和电磁线圈组成，阀体内有针型阀芯。电磁线圈可以拆卸，主阀与控制阀及毛细管焊接成一体。主阀与控制阀之间有四根毛细管相连，形成四通换向阀的整体。

四通阀是由控制阀驱动，使主阀阀体内两侧产生压力差从而使滑块作左右水平方向的位移，以达到改变气体制冷剂流向的目的（如图1）。控制阀在断电时是利用弹簧推动控制阀中的阀块(芯)使其向左移动，在通电电时线圈激磁产生的电磁力驱动控制阀中的阀块(芯)并使其右移,并在主阀块(芯)两侧产生压力差从而来驱动主阀。

四通阀是由控制阀驱动，使主阀阀体内两侧产生压力差从而使滑块作左右水平方向的位移，以达到改变气体制冷剂流向的目的（如图1）。控制阀在断电时是利用弹簧推动控制阀中的阀块(芯)使其向左移动，在通电电时线圈激磁产生的电磁力驱动控制阀中的阀块(芯)并使其右移,并在主阀块(芯)两侧产生压力差从而来驱动主阀。

由四通阀内部结构图可以看出主阀的换向滑块可定位在三个位置：

最左端：此时排气端D与冷凝器端C相通、蒸发器端E与吸气管端S相通，实现制冷过程；

中间位置：蒸发器端E、吸气管端S、冷凝器端C三条接管相互通气，压缩机高压管内的冷媒可以直接流回低压管；

最右端：此时排气端D与蒸发器端E相通、冷凝器端C与吸气管端S相通，实现制热过程。

制冷运行时系统循环图如下：

四通阀在制冷运行时工作原理图如下：

当电磁阀线圈处于断电状态，控制阀释放，阀芯因弹簧力作用移至右端，毛细管D与C相通、E与S相通，主阀内D侧的高压气体通过毛细管D、C进入主阀左端空间，主阀内部压力为左高右低，活塞带动滑块移向右端，使吸气管(S管)与室内机接管（E管）相通，另两根接管(C、D)相通，形成制冷循环。

制热运行时系统循环图如下：

四通阀在制热运行时工作原理图如下：

当电磁阀线圈处于通电状态，控制滑阀在电磁力作用下克服压缩弹簧的张力而左移，毛细管E与D连通，S与C连通，高压气体通过毛细管①后进入主阀右端空间，主阀内部压力为右高左低，阀芯被推向左端，使吸气管(S管)与室外机接管（C管）相通，另两根接管相通(D、E)，形成制热循环。

四通阀的中间位置：

四通换向的基本条件是活塞两端压力差（F1—F2）必须大于主阀滑动块的 摩擦阻力f，否则四通阀将不会换向。换向所需的最低动作压力差是靠系统流量来保证的。当左右活塞腔的压力差大于摩擦阻力f时，四通阀换向开始，当主滑阀运动到中间位置时，四通阀的E、S、C三条接管相互导通，压缩机排出的冷媒从四通阀D接管直接经E、C接管流向S接管（压缩机回气口），使压力差快速降低，形成瞬时串气状态（中间流量状态）。此时，若压缩机的排气流量远大于四通阀的中间流量，便可以建立足够大的换向压力差而使四通阀换向到位；反过来，若压缩机的排气量小于四通阀的中间流量，则四通阀换向所需的最低动作压力差便不能建立，即F1-F2＜f，四通阀不能继续换向而停在中间位置，形成串气故障。但当四通阀主滑阀处在中间位置时，能起到卸压的作用，使系统免受高压破坏。

四通阀的选型及系统设计思路如下：

四通阀选型时参考产品样本选择适当的四通阀装配到空调器内进行试验，对其匹配性进行确认，避免四通阀工作异常。

保证四通阀正确的安装位置，附后。

保持线圈与主阀体之间间隙。

配管时不要使四通阀主体、连接管与压缩机发生共振。

空调机系统如果配管设计不当，可能会使系统产生液压冲击而造成系统或四通阀损坏，因此要注意管路设计。

四通阀的安装位置

使用四通阀的注意事项

a）四通换向阀的各接口焊接应严密、可靠，避免出现假焊、虚焊等不良现象；

b）四通换向阀不应出现与其它管路、部件碰撞、摩擦现象，以免造成噪音及部件损坏；

c）四通换向阀线圈应固定牢固，避免出现松动现象，影响四通阀吸合的可靠性；

d）四通换向阀在焊接时必须采取有效的降温措施，以防止在焊接过程中因高温引起阀芯变形，造成部件报废。焊接时阀体要充分冷却，不要将火焰直接加热在四通阀主体上，主体内外部温度不能超过120℃，使用水冷却时，防止水进入阀体内部；

e）使用中四通换向阀的四根管路应为2热2凉，如出现温差过小或无温差，说明四通换向阀高、低压已经串气，应及时更换四通换向阀。

四通阀故障的判断维修

为了在维修中更好掌握空调用四通阀故障的判断和正确进行维修，同时在维修过程中保正四通阀完好，特制定四通阀的维修指引。

四通阀工作原理

1. 制冷循环(线圈断电状态)

当电磁线圈处于断电状态（即制冷状态），先导滑阀①在压缩弹簧②驱动下左移，高压流体进入毛细管③后进入右活塞腔④。另一方面，左活塞腔⑥的流体由于和S管相通，受压缩机抽吸而排出；使活塞两端产生压力差，活塞及主滑阀⑤左移，使E、S接管相通，D、C接管相通，于是形成制冷循环，制冷剂流向如图所示。

2.制热循环（线圈通电状态）

当电磁线圈处于通电状态（即制热状态），先导滑阀①在电磁线圈产生的磁力作用下，克服压缩弹簧②的弹力而右移，高压流体进入毛细管③后进入左活塞腔⑥。另一方面，右活塞腔④的流体由于和S管相通，受压缩机抽吸而排出；使活塞两端产生压力差，活塞及主滑阀⑤右移，使C、S接管相通，D、E接管相通，于是形成制热循环，

3.四通阀主阀体内部构造图片：

四通阀常见故障判断与分析方法

1、四通阀窜气的判别

启动压缩机并使四通阀换向，用手同时摸四通阀E、S、C三条接管，若三条接管均发热，证明四通阀换向未到位。

2、空调不能正确和正常地从制冷转换成制热或从制热转换成制冷，这种情况就是四通阀不能正常换向的故障，主要原因有以下几点：

1) 电磁线圈损坏，先导阀不起作用；

2) 四通阀内阀滑被系统内部的赃物（氧化皮、杂物、劣化油脂）等卡住或粘住，一部分可用木棒或胶棒轻击四通阀阀体解决；

3) 阀体受外力冲击损坏（阀体凹）造成滑阀不能换向，从外观可判断；

4) 由于系统内部的液击使阀滑导向架断裂、端盖损坏变形，无法换向；特别注意使用大金和三洋涡旋压缩机时产生液击的比例较大；

5) 四通阀内部间隙过大，阀座焊接时轻微烧坏泄漏量超标，造成串气，使滑阀两端压力平衡，无法推动滑阀换向；

６)系统压力带来四通阀主滑块破碎，导致主滑块不能换向；

７)先导阀内腔脏堵，导致先导阀不能工作；

８)因系统原因，开机时主滑块就处在阀体中间，通电时两端压差无法建立起来，导致不能换向；这种故障有一部分通过敲击阀体和加充冷媒可以解决；

9)系统有慢漏，冷媒较少，不能建立换向需要的压力差；

3、四通阀阀体、毛细管或焊点有泄漏冷媒的一般的阀体表面有很多油脂,在阀体表面涂上肥皂水,如果有气泡产生,说明泄漏冷媒,如果在阀体、毛细管或毛细管焊接处有气泡,需要更换四通阀,如果在E、S、C或D管扩口处有气泡产生,可通过补焊解决；

4、四通阀换向的基本条件是活塞两端的压力差（F1-F2）必须大于摩擦阻力f，否则，四通阀将不会换向。换向所需的最低动作压力差是靠系统流量来保证的。当左右活塞的压力差（F1-F2）大于摩擦阻力f时，四通阀换向开始，当主滑阀运动到中间位置时，四通阀的E、S、C三条接管相互导通，压缩机排出的冷媒从四通阀D接管直接经E、C接管流向S接管（压缩机回气口），使压力差快速降低，形成瞬时窜气状态（中间流量状态）。此时，若压缩机的排气流量远大于四通阀的中间流量，便可以建立足够大的换向压力差而使四通阀换向到位；反过来，若压缩机的排气量小于四通阀的中间流量，则四通阀换向所需的最低动作压力差便不能建立，即F1-F2

1)  空调系统发生泄露，造成系统冷媒循环量不足,加冷媒解决;

2)  天气很冷时，冷媒蒸发量不足,加冷媒解决;

3)  空调换向时间。一般系统设计为压缩机停机一定时间后四通阀才换向，此时高低压趋于平衡，换向到中间位置便停止，即四通阀换向不到位，主滑阀停在中间位置，下次启动时，由于中间流量作用造成流量不足;

4)  压缩机启动时流量不足，变频机较明显;

5、四通阀换向不良分析方法：

四通阀维修时注意事项

1、新四通阀使用前四个管口应是用塑料塞塞紧,防止杂志进入四通阀内；焊接前注意观看四通阀滑块位置在四通阀主阀体内部构造图的左边,如果在中间或在右边,轻敲阀体,将阀块敲到左边；

2、四通阀在烧焊前必须取下先导阀的线圈，以免焊接过程不当而烧坏线圈；

3、在焊下四通阀前，必须用湿布将四通阀包住，并将四通阀组件整个焊下，注意焊接时火焰的方向，不允许火焰对阀体进行加热。

4、组件中的四通阀浸没在水中进行更换（最好能设计简易适用的工装），为了控制四通阀组件管路件之间相对角度，可以采取拆下一根管路件重新装新阀焊接好后，再拆换其它管路件方法。更换过程中应保证新旧四通阀内部不被烧坏，确保新阀的焊接质量和旧阀退返后的分析效果；

a)在安装四通阀组件时，必须用湿布将四通阀包住，同时注意焊接时火焰的方向，不允许火焰对阀体进行加热；

b)更换四通阀时，因铜管被焊接多次，尽量使用含银钎料，如无含银钎料可用铜磷钎料时加助熔剂进行焊接；

c)在焊接四通阀冷却时应注意避免水进入阀体内；

d)焊接时在可能的情况下应充氮气保护，减少氧化皮的产生，焊接完成后可能的情况下，用氮气吹净四通阀内部氧化皮。

四通阀常见故障

四通阀常见的故障有：换向不良或不换向、串气。

换向不良或者不换向的原因：

1、线圈断线或电压不符合线圈性能规定，造成控制阀的阀芯不能动作。

2、由于外部原因，控制阀部分变形，造成阀芯不能动作。

3、由于外部原因，控制阀毛细管变形，流量不足，形成不了换向所需的压力差而不能动作。

4、由于外部原因，主阀体变形，活塞被卡死而不能动作。

5、系统内的杂物进入四通阀内卡死活塞或主滑阀而不能动作。

6、钎焊配管时，主阀体的温度超过了120度，内部零件发生热变形而不能动作。

7、空调系统制冷剂泄漏，制冷剂不足，换向所需的压力差不能建立而不能动作。

8、压缩机的制冷剂循环量不能满足四通阀换向的必要流量。

9、变频压缩机转速频率低时，换向所需的必要流量得不到保证。

10、制冷系统产生液压冲击造成四通阀活塞被破坏而不能动作。

串气故障的判别

1、用手摸四通阀的下面三条管，若均发热，说明四通阀换向未到位，处在中间串气状态。

2、也可以用一小块磁铁，当换向时小磁铁不随之移动，则也说明串气。

判别为串气故障时，可考虑向系统内冲入一定的冷媒或者更换小的四通阀来解决。