目前用于電冰箱的家用自動
制冰機(jī) 大體可分為兩類，一類是日本冰箱中普遍采用的單片機(jī)控制型。該類型
制冰機(jī) 外形較小，主要由控制盒、探冰桿、溫度傳感器以及制冰容器組成見圖1。制冰過程由一套控制程序來完成，離冰時控制盒內(nèi)的電機(jī)帶動制冰容器轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)到一定位置后，制冰容器扭曲變形將冰塊排出，該類型
制冰機(jī) 由于采用了單片機(jī)控制，需要有專門的控制程序，因而只能應(yīng)用在電腦溫控冰箱中，通用性較差?？刂坪袃?nèi)除了直流電機(jī)外，還有減速齒輪、接近開關(guān)、限位裝置以及控制電路板見圖2，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，目前國內(nèi)彩用這種自動
制冰機(jī) 的幾款冰箱其控制盒部分均為日本*。見圖1、2
另一類自動制冰機(jī) 則在美國冰箱中普遍應(yīng)用，為機(jī)械控制型制冰機(jī) ，它主要由控制盒、溫控器、加熱器、探冰桿、離冰桿以及制冰容器等部件組成見圖3、圖4。由于制冰的全過程均由控制盒內(nèi)電機(jī)的開停以及電機(jī)帶動不同銅片的通斷來控制，故這種自動制冰機(jī) 不需要單片機(jī)控制，在通常的冰箱中均能應(yīng)用，通用性很強。其外部連線只有四根，接線十分簡單，易于使用和維修，且所有構(gòu)件多為機(jī)械結(jié)構(gòu)，較容易進(jìn)行國產(chǎn)化。
構(gòu)造及原理分析
由圖4可看出，美式自動制冰機(jī) 的構(gòu)造大體可分為三部分：控制盒、中間連接盒以及制冰盒。其中控制盒為核心部件，圖5是其內(nèi)部構(gòu)造，它由電機(jī)、減速齒輪、轉(zhuǎn)軸以及銅片等組成。銅片遍布在控制盒殼體上的溝槽里，類似電路。當(dāng)制冰機(jī) 通電工作時，電機(jī)通過減速齒輪帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸在不同的位置時會觸發(fā)不同的銅片接通和斷開，形成不同的電路連接，從而實現(xiàn)制冰過程中各階段的動作；中間連接盒主要用于連接控制盒和制冰盒，在其殼體上固定有雙金屬片溫控器，該溫控器在制冰機(jī) 組裝好后會緊貼在制冰容器南寧體上，起到控制制冰時間和加熱器加熱時間的作用；制冰盒主要由探冰桿、離冰桿、制冰容器以及加熱器組成，當(dāng)冰箱中儲冰盒通常位于制冰機(jī) 下方里的冰塊已裝滿時，冰塊將探冰桿向上頂起，從而切斷制冰機(jī) 工作。同時該探冰桿也可作為手動強停裝置，離冰桿為分離冰塊裝置，與轉(zhuǎn)軸連接，制冰容器為鑄鋁件，一次可制出八塊較大的冰塊。加熱器緊貼在制冰容器底部，當(dāng)冰塊制好后，加熱器接通加熱，同時轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到一定位置帶動離冰桿將冰塊推出制冰容器，翻落在下方的儲冰盒內(nèi)；美式自動制冰機(jī) 的外部接線較簡單，只在四根連接電電源的L、N，供水閥以及接地端見圖6，主要部件的技術(shù)參數(shù)見表1。
工作過程分析
上面分析了美式自動制冰機(jī) 的構(gòu)造和基本工作原理，通常一個完整的制冰過程可分為四個步驟即注水、制冰、加熱、離冰，而控制盒內(nèi)的銅片隨轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生不同的電路連接，從而對應(yīng)相應(yīng)的制冰步驟。圖7為制冰過程中各階段探冰桿的位置，圖8~13為制冰過程中各步驟相應(yīng)的電路連接，圖中的1~5電路開關(guān)即代表不同的銅片連接和斷開。
注水
圖8~9為注水時的電路。溫控器處于斷開狀態(tài)，開關(guān)1、4接通，電機(jī)、加熱器和水閥工作。由于水閥電阻無大于加熱器，故加熱器近似于不加熱，電機(jī)轉(zhuǎn)動7.5秒后，開關(guān)4的銅片斷開，開關(guān)5與左側(cè)觸點接通，水閥停止工作，注水結(jié)束。見圖8~9
制冰
圖10~11為制冰時的電路。水閥注水結(jié)束后，電機(jī)轉(zhuǎn)動至某位置，開關(guān)1粘開，開關(guān)2接通，電機(jī)停止工作，開始制冰。當(dāng)溫控器達(dá)到接通溫度時，冰塊制好，開關(guān)3接通，加熱器和電機(jī)接通工作。見圖10~11
加熱、離冰
圖12~13加熱和離冰時的電路。電機(jī)帶動離冰桿旋轉(zhuǎn)至冰塊處圖7，由于加熱器的加熱，冰塊底部與制冰容器脫離，終被離冰桿推出并翻落至下方的儲冰盒內(nèi)，在離冰過程中，溫控器達(dá)到斷開溫度，開關(guān)3斷開，加熱器停止工作，電機(jī)則繼續(xù)轉(zhuǎn)動直至注水開始。見國12~13
儲冰盒冰滿和手動強制冰
圖14~15為儲冰盒冰滿和手動強停制冰時的電路，當(dāng)制冰結(jié)束時圖11，如果儲冰盒冰滿，則探冰桿被頂起，開關(guān)5處于中間狀態(tài)，電機(jī)不能接通，制冰過程停止直到冰塊被取走，探冰桿落下，開關(guān)5重又在與左側(cè)觸點接通；而當(dāng)手動強制冰時，探冰桿被向上撥至某位置掛起并且不能自動復(fù)位，開關(guān)5與右側(cè)觸點接通，制冰過程停止。見圖14~15
自動制冰機(jī) 在冰箱上的應(yīng)用
筆者在一款BCD-120W的冰箱上應(yīng)用了這種美式自動制冰機(jī) ，圖16為其基本結(jié)構(gòu)，該冰箱巧妙地將飲水機(jī)的功能加入進(jìn)來，實現(xiàn)了冷熱水飲用、自動制冰、食品冷凍以及消夏冷飲儲藏的多項功能，拓展了冰箱的使用功能。見圖16
該冰箱采用倒置結(jié)構(gòu)即機(jī)器箱部分放在箱體頂部，壓縮機(jī)、水閥以及熱水罐等部件均安裝在這里，冰箱為上冷凍下冷藏，上部冷凍室為外抽屜式結(jié)構(gòu)，用于制冰以及食品冷凍；下部冷藏箱采用透明門體，主要用于消夏用品如啤酒、飲料以及水果的儲藏，當(dāng)然也可作一般冷藏用；飲用水采用外取裝置，可分別提供熱水、冰水、溫水，頂部為標(biāo)準(zhǔn)純凈水水桶。
由于純凈水水桶提供的水壓較小，加之這種自動制冰機(jī) 的注水過程是靠內(nèi)部電機(jī)的轉(zhuǎn)動時間約7.5秒來控制的，因此除需要選用低壓差水閥外，還需進(jìn)行多次流量試驗，找出佳的供水管管徑。
結(jié)束語
隨著人們生活水平的不斷提高和社會節(jié)奏的日益加快，家用自動制冰機(jī) 會走進(jìn)越來越多的家庭，鑒于美式自動制冰機(jī) 的簡單方便、通用性強，非常適合在冰箱上應(yīng)用，如果城市自來水達(dá)到了飲用標(biāo)準(zhǔn)，還可以省去純凈水桶，直接用軟管連接，從而大大簡化冰箱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步方便人們的使用，其市場前景十分廣闊
