膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。其功用是：把来自储液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象和蒸发器出口蒸气异常过热。
在实际工作中，要求进入蒸发器的低温、低压液态制冷剂量不能过多或过少，进入蒸发器的液态制冷剂汽化沸腾后，只要足以吸收车厢内的热量，使车厢内的温度降低到调定温度即可。若进入蒸发器中的制冷剂量过多，则不仅易使液态制冷剂不能完全汽化而进到压缩机气缸内产生液击现象损坏压缩机，而且还会导致蒸发器过度冷却，造成蒸发器表面结霜、挂冰，阻止空气通过蒸发器，使整个制冷系统的制冷能力下降；若进入蒸发器的制冷剂量过少，则液态制冷剂在蒸发器管内流动途中就已蒸发成气体，而在这之后的蒸发器中就没有液态制冷剂可供蒸发，从而使车厢内得不到足够的冷气。而膨胀阀可自动地控制进入蒸发器的制冷剂量，保证制冷系统的正常工作。
1．热力膨胀阀工作原理
汽车空调系统用的感温式膨胀阀根据平衡力分为两种形式，即内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀。
现以内平衡式热力膨胀阀为例说明其工作原理。
膨胀阀具有计量、调节和控制三大功能。膨胀阀的计量孔可以释放制冷剂的压力(由针阀控制)，使之由高压变为低压，是制冷系统内低压侧的始点。膨胀阀自动调节制冷剂流量的功能是依靠结扎在蒸发器出口管子上的感温包来实现的。
膨胀阀的开度决定于膜片所处的位置，膜片所处的位置决定于膜片的受力情况。膨胀阀在工作时膜片所受的力有三个：膜片上方受感温包内饱和气体的压力Pf，下方受由蒸发器进口导入的制冷剂压力Pe和过热弹簧的压力Ps。当三个力处于平衡状态，即：Pf=Pe+Ps时，阀门处于某一开度，制冷剂流量保持一定。不同的温度可以改变作用在膜片上方的压力Pf，改变阀门的开度，从而调节制冷剂流量。当压缩机不转动时，膜片上下两侧的压力相等，在弹簧作用下阀体将计量孔关闭，以防止制冷剂向压缩机倒流。在压缩机运转后，在制冷剂的压力下，膜片下方的作用力减小，计量孔开启，制冷剂开始循环。当温度变化时，膜片上方的压力Pf也随之变化，计量孔开启的程度也就发生相应的变化，从而达到调节制冷剂流量的目的。
但在蒸发器的温度下降到0℃以下，吹出的冷风也在0～4℃时，恒温器便会自动切断离合器的电磁线圈回路中的电流，压缩机就停止运行，这样便可防止蒸发器发生冻结。结果就会导致蒸发器温度回升，但当温度升高到恒温开关设定的温度时，恒温器便会自动接合。离合器的电磁线圈又通电，压缩机又开始运行，蒸发器又进行供冷，内平衡膨胀阀系统便是这样通过恒温器和内平衡膨胀阀的开度变化来控制蒸发器的温度，保证制冷系统的正常工作的。
膨胀阀的压力弹簧，也可以人工调整。当膨胀阀的出液量少，车厢内温度降不下来时，可通过调节螺钉3将压力弹簧调软些；相反，则可将压力弹簧调硬些。
由于节流后的压力是通过内平衡孔进入膜片下表面的，这个压力其实不是蒸发器出口压力，而是节流后的压力，它比蒸发器出口的压力略大。因此相对外平衡阀来说，这种阀被称为内平衡膨胀阀。
当汽车空调不工作时．由于感温包的压力增加比蒸发器增加快，故阀心开始时是打开孔口的。但是，随着时间的延长，蒸发器内温度增加，两者压力平衡，弹簧力使阀口关闭。所以内平衡膨胀阀的阀口，在空调器不工作时，是保持关闭状态的，这样有利于保护压缩机在重新工作时不发生液击现象。
需说明的是内平衡式制冷系统是目前应用得最广泛的一种离合器制冷循环控制系统。丰田、尼桑等经济型轿车和由此改装的轻型货车，都是应用这一系统。国内装配的汽车和后来装上的空调制冷系统，也都是这一系统。