Расширительный бак в автомобиле

Расширительный бак в автомобиле

Автомобильный мотор, как и любой двигатель внутреннего сгорания, при работе нагревается, поэтому требуется постоянно его охлаждать. Для этой цели предназначены системы охлаждения. По принципу работы они бывают двух видов: жидкостные и воздушные. Наибольшее распространение получили первые, хотя они и более сложны конструктивно. «Воздушники» при своей простоте, намного более склонны к перегреву.

Поскольку все двигатели сегодня работают с жидкостным охлаждением, в моторном отсеке любого авто находится небольшая емкость из полупрозрачного пластика с крышкой, предназначенная для заливки тосола. Это и есть расширительный бачок системы охлаждения двигателя. У разных моторов объем расширительного бака колеблется от 1,5 до 8 литров.

Его назначение

Для чего нужен расширительный узел? Дело в том, что любая жидкость при нагревании увеличивается в объеме. Так, объем воды при нагревании до 100°C возрастает на 4,5%, антифриза и тосола — до 6%. Чтобы при нагревании охлаждающей жидкости (ОЖ) она не выливалась из системы, нужен расширительный бак, являющийся своего рода буфером или компенсатором.

До середины прошлого века расширительные бачки под капотом отсутствовали, поскольку в качестве ОЖ использовалась обыкновенная вода, а роль компенсатора играл верхний бачок радиатора, который не доливали «под завязку». С появлением ОЖ на основе этиленгликоля (антифризы), коэффициент объемного расширения которых больше, чем у воды, появляются дополнительные расширительные бачки, чтобы не увеличивать радиатор.

Таким образом, расширительный бак (РБ) предназначен для компенсации объемного расширения ОЖ при повышении ее температуры. Располагается РБ в моторном отсеке таким образом, чтобы уровень жидкости находился примерно на середине высоты бачка.

При этом жидкость в радиаторе и бачке располагается на одном уровне по принципу сообщающихся сосудов. Поскольку РБ расположен выше радиатора, в качестве заливной горловины используется крышка расширительного бачка, про которую будет рассказано ниже.

Устройство и работа

Расширительный бак состоит из полипропиленового корпуса, крышки и двух патрубков для присоединения шлангов жидкостной системы. С помощью нижнего шланга устройство подключается к охлаждающей магистрали, верхний служит для отведения паров и воздушных пузырей из системы. На современных моделях часто устанавливаются поплавковые датчики уровня ОЖ.

Для этой опции расширительный бачок сверху оснащается еще одной горловиной, предназначенной для установки датчика. На боковой поверхности емкости нанесены несколько контрольных рисок, от нижней — min до верхней — max. В этом промежутке и должен располагаться уровень ОЖ.

Как работает устройство? Сначала немного теории. В таблице показаны температурные режимы работы современных моторов. Как видим, двигатели работают в критических температурных условиях.

Температура двигателя, °C Рабочая Кратковременно
80 — 100 120 — 125
Температура закипания жидкостей, °C (при атмосферном давлении) воды 100
тосола 105 — 110
антифриза 120

Чтобы поднять планку допустимой температуры, конструкторы повышают давление в ОЖ (больше атмосферного), благодаря чему температура ее закипания повышается. Для этого система закрывается герметично, и в ней поддерживается избыточное давление. Для разных двигателей эта величина находится в пределах от 0,1 до 0,5 бар (кг/см²).

В то же время недопустимо и значительное разрежение (больше 0,03 — 0,1 кг/см²) в свободном пространстве расширителя, поскольку в систему будет подсасываться воздух, что приведет к появлению воздушных пробок, затрудняющих циркуляцию ОЖ и, следовательно, к перегреву двигателя. Поддержание давления в ОЖ на требуемом уровне возложено на специальный регулятор, расположенный в заливной крышке.

Крышка бачка — два в одном

Итак, крышка РБ, помимо защитной функции, выполняет еще задачу регулятора давления. Как было изложено выше, давление внутри бачка должно составлять до 1,1 — 1,5 кг/см². Как же это достигается?

Для этой цели в крышке смонтированы два клапана: предохранительный и вакуумный. Первый представляет собой подпружиненную резиновую диафрагму, которая прижимается снаружи и срабатывает, когда давление превышает усилие пружины. Второй состоит из резиновой шайбы с малой пружиной, установленной внутри большой.

При рабочей температуре ОЖ оба клапана закрыты, давление в бачке не превышает расчетного. Поскольку расширительный бак закрыт герметично, с повышением температуры давление возрастает, в результате чего предохранительный клапан открывается и стравливает часть воздушных паров, возвращая клапан в прежнее положение.

Отсутствие предохранительного механизма привело бы к появлению протечек ОЖ, повреждению соединений и даже к разрыву радиаторов охлаждения и печки.

После остановки двигателя жидкость в системе остывает и уменьшается в объеме, что приводит к возникновению разрежения внутри бачка. Результатом может быть подсос воздуха через соединения, который при последующем пуске приведет к образованию воздушных пузырей. А это может привести к перегреву и выходу из строя двигателя.

Тут и приходит на помощь другой маленький клапан — вакуумный. Под действием разрежения он открывается и уравнивает давление в бачке с атмосферным.

Неисправности РБ и причины

Понижение уровня ОЖ:

  • течь пластикового корпуса бачка вследствие старения материала, в частности, это было хронической болезнью бачков автомобилей ВАЗ;
  • не работает предохранительный клапан, в результате чего повышенное давление выдавливает тосол через места соединений.
  • из-за уменьшившегося объема жидкости вследствие утечек;
  • не работает вакуумный клапан, в результате чего в жидкости появляется воздух («завоздушливание»).

Видимые потеки жидкости:

  • течет расширительный бак;
  • неисправность предохранительного клапана.

Проверяем работоспособность крышки

Упрощенная проверка: работают ли клапаны?

Заводим мотор и, соблюдая осторожность, отворачиваем крышку: если слышится шипящий звук спущенной камеры — перепускной клапан работает (однако, правильно или нет, — неизвестно).

Сняв крышку, сожмем рукой любой шланг охлаждающей системы. Продолжая удерживать его таким образом, установим крышку на место. Если он после этого восстанавливает свою форму, по всей видимости, вакуум заполняется. А вот если еще до запуска мотора шланги выглядят как бы сплюснутыми, вакуумный клапан точно не работает.

Читайте также:  Расширение дома за счет пристройки

Более точно предохранительный клапан можно проверить с помощью насоса и манометра. Насос присоединяем к нижнему подводящему патрубку бачка, а верхний заглушаем с помощью подручных средств: болта или цилиндрического сверла, туго входящих в подводящий шланг.

Насосом создаем давление и контролируем момент, когда срабатывает предохранительный клапан (шипящий звук). Величина давления, зафиксированная на шкале прибора, показывает фактическое давление срабатывания.

Если предохранительный клапан излишне тугой, его можно отремонтировать. Зачем тратить лишние деньги, когда достаточно укоротить пружину давления на один-два витка, и пружина станет мягче. Разбирается узел легко, главное — не потеряйте мелкие детали. И не переусердствуйте, откусывая витки. Делайте это понемногу, проверяя результат.

Доливка охлаждающей жидкости

Уровень жидкости в бачке контролируют по двум крайним рискам: min и max. Как правильно доливать ОЖ в расширительный бак:

  1. Проверьте уровень жидкости на холодном или остывшем двигателе (дайте ему хорошо остыть).
  2. Откройте крышку РБ (если двигатель недостаточно остыл, прихватите крышку тряпкой) и медленно поворачивайте ее до выхода пара.
  3. Долейте жидкость, не доходя до риски max.
  4. Закройте крышку и заведите мотор при выключенном отоплении. Прогрейте двигатель около 3 мин на 2000 об/мин и дождитесь, пока не включится вентилятор принудительного охлаждения.
  5. Проверьте уровень ОЖ и долейте его до отметки max.

Небольшой совет: следите за внешним состоянием бачка и всех элементов системы охлаждения. Потеки жидкости в моторном отсеке зачастую свидетельствуют о неисправности расширительного бачка, в первую очередь крышки.

Как следует из написанного, от такого, второстепенного на первый взгляд, узла, как расширительный бачок системы охлаждения, на самом деле зависит — насколько стабильно будет работать двигатель вашего автомобиля.

  • Для чего нужен расширительный бачок системы охлаждения?
  • Назначение расширительного бачка
  • Расположение расширительного бачка
  • Конструкция расширительного бачка
  • Корпус
  • Крышка расширительного бачка
  • Возможные неисправности
  • Разрыв расширительного бачка
  • Течь расширительного бачка
  • Поломка клапанов крышки расширительного бачка

В автомобилях присутствует незначительный, на первый взгляд, но неотъемлемый и очень необходимый элемент системы жидкостного охлаждения – это расширительный бачок. Он работает как компенсатор колебаний объёмов охлаждающей жидкости при изменении температурных режимов. В зависимости от сложности конструкции охлаждающей системы, он может быть как обычным резервуаром для лишней жидкости, так и устройством, которое регулирует давление в системе охлаждения.

Назначение расширительного бачка

Охлаждающие жидкости на основе водного раствора пропилен- или этиленгликоля имеют более высокий коэффициент теплового расширения, чем у дистиллированной воды. Если таким охладителем наполнить радиатор «под завязку», то при запуске двигателя жидкость под воздействием высоких температур значительно расширится, образовав излишки. Далее она начнёт выдавливаться наружу из радиатора через предохранительный клапан и попадёт в тот самый такой простой расширительный бачок, который служит резервуаром для накопления излишков антифриза.

Когда двигатель заглушат, и он остынет, объём охлаждающей жидкости в радиаторе снова нормализуется, и в охладительной системе возникнет разрежение. Клапан радиаторной крышки сработает и засосёт воздух, таким образом, высока вероятность появления воздушных тромбов в «охлаждающих «рубашках». Это повлечёт за собой более глобальные нарушения процесса теплообмена и перегрев силового агрегата. Вот поэтому и возникла потребность в установке дополнительной ёмкости для излишней жидкости, которая бы не давала поступать воздуху в радиатор, заполняя свободное пространство антифризом. Таким элементом и стал расширительный бачок.

Расположение расширительного бачка

Располагается данное устройство близко к радиатору и крепится прямо к автомобильному кузову. Расширительный бачок на половину своего размера выступает над радиатором. Это необходимо для того, чтобы имел место быть эффект сообщающихся сосудов. Они соединяются между собой с помощью шланга. Он с одной стороны крепится к нижней части расширительного бачка, с другой – к заливной горловине радиатора.

Благодаря такому конструктивному решению излишки разогретой охлаждающей жидкости попадают в расширительный бачок, а при остывании мотора происходит компенсация объёма охлаждающей жидкости в системе из содержимого расширительного бачка. При таком процессе в радиатор не может попадать и скапливаться воздух.

Конструкция расширительного бачка

По своей конструкции данный элемент предельно прост. Он имеет вид пластиковой ёмкости, в которую вмонтирован специальный датчик, который реагирует на изменение нормального уровня охлаждающей жидкости. Бачок герметично закрыт крышкой с клапаном, регулирующим давление, который срабатывает при излишнем давлении в системе выше номинального.

Корпус

Расширительные бачки по большей части изготавливаются из полупрозрачного пластика. На боковой стенке имеется специальная шкала, при помощи которой можно следить за уровнем охлаждающей жидкости в системе. Нижняя метка показывает, сколько необходимо иметь ОЖ по минимуму. Максимальный уровень охлаждающей жидкости при остывшем двигателе не должен превышать трёх сантиметров над верхней отметкой шкалы, нанесённой на боковину расширительного бачка.

Крышка расширительного бачка

Крышка расширительного бачка системы охлаждения силового агрегата содержит в себе всего три элемента: резиновое крепление, пружинное кольцо и верхушку. Последний элемент является единственным блоком впускного воздушного и выпускного парового клапанов.

Когда двигатель начинает нагреваться, давление ОЖ в системе охлаждения, а также и в расширительном бачке, соответственно, постепенно начинает расти. Когда давление достигает максимум 120 кПа, происходит открывание выпускного клапана. Если давление падает ниже 83,4 кПа, происходит его закрытие. Если давление в системе вырастает чрезмерно сильно, это может стать причиной повреждения шлангов и даже самого радиатора. Выпускной клапан пробки расширительного бачка предотвращает повышение давления в системе охлаждения до критической отметки.

Читайте также:  Переезд в сибирь программа

Когда зажигание отключается и двигатель остывает, давление в системе начинает снижаться, и происходит её разрежение. Когда давление в системе падает ниже 3 кПа, открывается впускной клапан расширительного бачка, и в него попадает воздух. Давление начинает понемногу нормализовываться благодаря компенсации объёма ОЖ из содержимого бачка.

Возможные неисправности

Учитывая простейшую конструкцию расширительного бачка, даже не может прийти в голову, что в нём имеется нечто, что может поломаться. Это же просто контейнер с резиновой крышкой, но вот как раз она и является не простым элементом. Это пропускной клапан давления, как мы уже говорили ранее. Именно от её корректной работы и зависит нормальное функционирование системы охлаждения мотора. Также наиболее распространёнными поломками по справедливости можно считать протекание и разрыв РБ.

Разрыв расширительного бачка

При разрыве расширительного бачка значительно снижается объём ОЖ, который необходим для нормального функционирования системы охлаждения двигателя, а это приводит к неизбежному выходу её из строя. Если РБ лопнул, продолжать движение категорически запрещено. Лопнувший расширительный бачок нужно сразу же заменить и залить номинальный объём охлаждающей жидкости. Доливать ОЖ категорически запрещается, так как это может привести к повреждению ГБЦ. Это значительная поломка и она серьёзно повлияет на эксплуатацию вашего автомобиля.

Течь расширительного бачка

Он начинает подтекать из-за нарушения целостности корпуса в результате какого-либо механического повреждения, дефекта соединительного шланга или сломанной либо просто неплотно прилегающей крышки.

Поломка клапанов крышки расширительного бачка

Если крышка расширительного бачка износилась, её разъело или распались клапаны, происходит разгерметизация системы охлаждения двигателя. В результате этого она наполняется излишним воздухом, который повышает давление и выводит из строя элементы системы. Это, конечно же, ведёт к неизбежному перегреву силового агрегата. Также лишний воздух провоцирует «тромбообразование» системы охлаждения, в результате чего перестаёт работать печка.

Если клапаны крышки засоряются, тогда их функции также нарушаются. Опять же лишний воздух не выходит из системы, она разгерметизируется, повреждаются патрубки, а двигатель повреждается. Если крышка засорена несильно, но клапаны не успевают своевременно втягивать воздух и выпускать его, то это пагубно отражается на радиаторе, он начинает течь. Также ломаются термостат и помпа.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

В современных системах охлаждения двигателя используются узлы, предназначенные для компенсации температурного расширения и утечек жидкости — расширительные бачки. Все о расширительных бачках, их назначении, конструкции и особенностях, а также о верном выборе и замене этой детали — читайте в статье.

Что такое расширительный бачок?

Бачок расширительный — узел жидкостной системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания; емкость специальной конструкции, предназначенная для компенсации утечек и температурного расширения циркулирующей в системе охлаждающей жидкости.

Расширительные бачки используются и в других системах транспортных средств, тракторов и спецтехники: в гидроусилителе руля (ГУР) и в различных по назначению гидравлических системах. В целом по назначению и конструкции данные бачки схожи с бачками системы охлаждения, а об их отличительных особенностях рассказано ниже.

Расширительный бачок выполняет несколько функций:

  • Компенсация температурного расширения охлаждающей жидкости при нагреве двигателя — излишки жидкости поступают из системы в бачок, препятствуя росту давления;
  • Компенсация утечек охлаждающей жидкости — в бачке всегда хранится некоторый запас жидкости, которая при необходимости поступает в систему (после выброса жидкости атмосферу при перегреве, при возникновении незначительных утечек и т.д.);
  • Контроль уровня охлаждающей жидкости в системе (с помощью соответствующих меток на корпусе бачка и встроенного датчика).

Наличие бачка в жидкостной системе охлаждения обусловлено особенностями и физическими свойствами охлаждающей жидкости — воды или антифризов. При повышении температуры жидкость, в соответствии с ее коэффициентом температурного расширения, увеличивается в объеме, что приводит и к повышению давления в системе. При чрезмерном росте температуры жидкость (особенно вода) может закипеть — в этом случае избыточное давление сбрасывается в атмосферу через встроенный в пробку радиатора паровой клапан. Однако при последующем охлаждении двигателя жидкость приобретает нормальный объем, а так как часть ее была утеряна при выпуске пара, давление в системе падает — при чрезмерном снижении давления открывается встроенный в пробку радиатора воздушный клапан, давление в системе выравнивается с атмосферным. В этом случае в систему попадает воздух, что может оказывать негативное влияние — в трубках радиатора образуются воздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции жидкости. Так что после стравливания пара необходимо пополнять уровень воды или антифриза.

Антифризы различных типов обладают более высоким по сравнению с водой коэффициентом температурного расширения, поэтому описанные выше процессы происходят более интенсивно. Для устранения данных негативных эффектов в систему охлаждения и вводится расширительный бачок, соединенный с радиатором. При повышении температуры излишки жидкости просто отводятся в бачок, а при охлаждении двигателя — возвращаются в систему. Это значительно повышает порог сброса пара в атмосферу и увеличивает интервал между пополнениями уровня жидкости в системе.

Расширительный бачок играет важную роль в работе системы охлаждения и всего силового агрегата, поэтому при любой неисправности его необходимо заменить. Чтобы подобрать нужный бачок и верно выполнить ремонт, следует сначала разобраться в существующих типах и особенностях этих деталей.

Читайте также:  Как собрать выключатель и лампочку

Конструкция и особенности расширительных бачков

Используемые сегодня расширительные бачки имеют принципиально одинаковую конструкцию, которая отличается простотой. Это емкость объемом не более 3 — 5 литров, форма которой оптимизирована для размещения в подкапотном пространстве автомобиля. В настоящее время наибольшее распространение получили бачки из полупрозрачного белого пластика, однако на рынке представлены и изделия из металла (как правило, для старых отечественных автомобилей ВАЗ, ГАЗ и некоторых грузовиков). В бачке выполнено несколько элементов:

  • Заливная горловина, закрытая пробкой с паровым и воздушным клапанами;
  • Штуцер для присоединения шланга от радиатора охлаждения двигателя;
  • Опционально — штуцер для присоединения шланга от термостата;
  • Опционально — штуцер для присоединения шланга от радиатора отопителя салона;
  • Опционально — горловина для установки датчика уровня охлаждающей жидкости.

Таким образом, в любом бачке обязательно присутствуют заливная горловина с пробкой и штуцер для присоединения шланга от основного радиатора охлаждения силового агрегата. Данный шланг называется пароотводящим, так как через него из радиатора отводится горячая охлаждающая жидкость и пар. При такой конфигурации штуцер располагается в самой нижней точке бачка. Это наиболее простое решение, однако компенсация утечек охлаждающей жидкости осуществляется через радиатор, что в ряде случаев снижает эффективность работы системы охлаждения.

Во многих бачках дополнительно используется шланг для присоединения к термостату, в этом случае пароотводящий шланг присоединяется к штуцеру в верхней части бачка (на одной из его боковых стенок), такое же положение имеет и штуцер для присоединения к радиатору отопителя. А шланг, идущий на термостат, выводится от штуцера в нижней точке бачка. Такая конструкция обеспечивает лучшее наполнение системы охлаждения рабочей жидкостью из бачка, в целом система работает более эффективно и надежно.

Практически во всех современных расширительных бачках используется датчик уровня жидкости, встроенный в специально предназначенную для этого горловину. Наиболее часто это сигнализатор простейшей конструкции, который оповещает о критическом снижении уровня охлаждающей жидкости, но, в отличие от датчика уровня топлива, не информирует о текущем количестве жидкости в системе. Датчик соединен с соответствующим индикатором на приборной панели автомобиля.

Пробка расширительного бачка, как и пробка основного радиатора, имеет встроенные клапаны: паровой (высокого давления) для сброса давления при чрезмерном нагреве охлаждающей жидкости, и воздушный для выравнивания давления в системе при ее охлаждении. Это обычные пружинные клапаны, срабатывающие при достижении определенного давления внутри бачка — при повышении давления отжимается паровой клапан, при понижении — воздушный. Клапаны могут располагаться отдельно или совмещаться в единую конструкцию.

Бачок устанавливается в подкапотном пространстве недалеко от радиатора, соединяясь с ним и с другими компонентами посредством резиновых шлангов различного сечения. Бачок несколько приподнят над радиатором (обычно его средняя линия совпадает с верхним уровнем радиатора), что обеспечивает свободное поступление жидкости (самотеком) из бачка в радиатор и/или в корпус термостата. Бачок и радиатор образуют систему сообщающихся сосудов, поэтому по уровню жидкости в бачке можно оценивать и уровень жидкости в радиаторе. Для контроля на корпусе бачка может наноситься шкала или отдельные метки с указателями «Min» и «Max».

Расширительные бачки для систем ГУР и гидравлики имеют похожую конструкцию, однако они изготавливаются только из металла, так как работают под высоким давлением. Также в этих деталях отсутствуют датчики уровня и метки, но пробка обязательно оборудована клапанами для выравнивания давления в системе на различных режимах. Присоединение шлангов осуществляется с помощью специальных наконечников, иногда — с помощью резьбовых штуцеров.

Вопросы правильного подбора и замены расширительного бачка

В процессе эксплуатации транспортного средства расширительный бачок подвергается воздействию высоких температур, значительных перепадов давления и агрессивных сред (антифриза, выхлопных газов, топлива, масел и т.д.) — все это может приводить к порче бачка и пробки заливной горловины. Наиболее частые проблемы пластиковых бачков — трещины в корпусе и разрывы вследствие чрезмерного роста давления. В любом из этих случаев бачок подлежит замене, причем сделать ремонт нужно как можно скорее.

На замену следует брать только бачок того типа и каталожного номера, что был установлен на автомобиль производителем — только так можно гарантировать корректную работу всей системы. Если из строя вышла и пробка (о чем обычно свидетельствует разрыв бачка вследствие неисправности парового клапана), то нужно купить и ее. Если же старая пробка работает нормально, то ее можно установить на новый бачок. Старый указатель уровня жидкости, как правило, тоже ставится на новый бачок без каких-либо проблем.

Замена расширительного бачка должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно для выполнения этой операции нужно слить антифриз, отсоединить от старого бачка все шланги, демонтировать бачок (он держится хомутом, иногда — с помощью дополнительных винтов) и установить в обратном порядке новую деталь. При этом может потребоваться и замена старых хомутов, так что сразу следует позаботиться и об их покупке. А если устанавливается старая пробка, то ее нужно проверить и при необходимости прочистить.

После монтажа необходимо залить новый антифриз и закрыть пробку, при верном выборе, замене и подключении нового бачка вся система сразу начнет нормально работать, обеспечивая эффективное охлаждение силового агрегата.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector