Устройство и принцип работы расширительного бачка автомобиля: Бачок расширительный: надежная работа системы охлаждения

Содержание

назначение, устройство, как проверить крышку бачка

По состоянию антифриза в расширительном бачке можно многое сказать о состоянии двигателя. Через пробку водяного ресивера выходят выхлопные газы при пробое прокладки ГБЦ, а в самом бачке скапливается эмульсия при негерметичности теплообменника и микротрещинах блока цилиндра. Мы рассмотрим, как определить прорыв отработавших газов в водяную рубашку, какое давление должно быть в расширительном бачке системы охлаждения двигателя и как проверить исправность перепускных клапанов в крышке бачка.

Пластиковый резервуар необходим для компенсации температурного расширения охлаждающей жидкости и хранения небольшого резервного объема антифриза для восполнения утечек. Расширительный бачок системы охлаждения находится в наивысшей точке водяной рубашки. На всех автомобилях бак с антифризом выполняет одну и ту же функцию, но есть небольшие отличия в зависимости от конструкции системы охлаждения.

На большинстве автомобилей с расширительного бачка выходят 2-3 штуцера. Через отверстие в нижней части происходит забор антифриза в систему охлаждения, а через верхние штуцера сбрасывается избыточное давление с наивысших точек системы охлаждения. Это препятствует завоздушиванию системы и облегчает удаление воздуха из рубашки охлаждения при ее первом заполнении после запуска двигателя. В крышке резервуара расположен компенсационный клапан, поддерживающий постоянное давление в системе охлаждения.

На многих моделях японской школы автомобилестроения расширительный бачок представляет собой обособленный резервуар, который объединен с системой охлаждения лишь трубкой небольшого диаметра, подключенной к основному радиатору.

В конструкции такого типа перепускной клапан, поддерживающий рабочее давление в системе, установлен в крышке радиатора охлаждения двигателя. При повышении давления в системе клапан в крышке открывается, перепуская излишки антифриза в расширительный бачок. Когда после остановки температура двигателя снижается, ОЖ уменьшается в объеме – в системе создается разряжение. Атмосферный клапан в крышке открывается, благодаря чему через трубку охлаждающая жидкость из расширительного бачка перетекает в радиатор.

Для стабильной работы двигателя в системе охлаждения должно поддерживаться давление 1,1-1,5 Атм. Это позволяет повысить температуру кипения антифриза и в то же время не требует значительного усложнения устройства жидкостной системы охлаждения.

Необходимое давление поддерживается благодаря системе клапанов, установленной в крышке бачка системы охлаждения. При нагреве и увеличении объема антифриза давление газов в крышке преодолевает сопротивление возвратной пружины, приподнимая тарелку парового клапана.

Когда антифриз остывает и уменьшается в объеме, в рубашке охлаждения создается разряжение. При выравнивании давления любая негерметичность приведет к образованию воздушной пробки в рубашке охлаждения двигателя. Чтобы воспрепятствовать завоздушиванию, в конструкции крышки бачка предусмотрен воздушный клапан. Он открывается при разряжении 0,03–0,1 кгс/см2, объединяя систему с атмосферой.

Наиболее достоверный способ проверки клапанов расширительного бачка – создание давления и разряжения в бачке при помощи насоса двойного действия. Насос имеет встроенный манометр и может создавать как избыточное давление, так и разряжение. Подключив его к верхнему штуцеру расширительного бачка, вы сможете произвольно изменять давление в расширительном бачке мотора, наблюдая за работой перепускных клапанов.

создание давления в системе при помощи насоса со встроенным манометром. Для теста подойдет любой ножной/ручной насос, который при помощи переходников вы сможете подключить к рубашке охлаждения двигателя. Так вы проконтролируете фактическое давление, при котором срабатывает паровой клапан;

проверка воздушного клапана. Открутите крышку бачка системы охлаждения, после чего сдавите патрубок подачи антифриза от термостата к радиатору. Не отпуская патрубок, закрутите крышку. Если атмосферный клапан работает, деформированный патрубок должен принять исходную форму;
на прогретом двигателе необходимо аккуратно открутить крышку расширительного бачка. Если крышка работает правильно, вы услышите характерный звук сброса излишнего давления. Такой метод проверки позволяет установить случаи, когда паровой клапан в крышке зависает в открытом положении, из-за чего в рубашке охлаждения не создается необходимое избыточное давление.

Ни в коем случае таким методом нельзя проверять клапаны в крышках радиатора. Поскольку в системах такого типа антифриз контактирует с запорной тарелкой, при откручивании крышки на прогретом двигателе горячий антифриз будет выплескиваться наружу.

Как и любая деталь в подкапотном пространстве, ресивер системы охлаждения терпит частые перепады температур, вибрации и прочие механические нагрузки. Из-за этого со временем возможны трещины по корпусу или в местах выхода штуцеров, которые можно списать на «усталость» пластмассы. Тем не менее в случае неисправности расширительного бачка следует не только проверить исправность перепускных клапанов в крышке, но и правильность установки ресивера, расположения тосольных патрубков.

Неправильно уложенная магистраль может оказывать механическое давление на штуцер, что приведет к его отламыванию от корпуса. Если до поломки вы уже сталкивались с появлением течи антифриза в других местах, в системе явно повышенное давление. Обязательно проверьте наличие выхлопных газов в бачке, наличие воздуха в системе и работоспособность крышки.

недостаточная теплоотдача основного радиатора охлаждения двигателя. В случае забитых сот внутри теплообменника уменьшается его проходное сечение, вследствие чего температура антифриза превышает точку кипения. Также двигатель будет перегреваться, если внешние соты радиатора загнуты, забиты пухом, пылью и грязью. Обязательно проверьте исправность вискомуфты, электрического вентилятора и цепи его включения. Как и термостат, вентиляторы должны срабатывать без опозданий;

Ситуация с засорением радиатора наиболее распространена на авто с наборной кассетой радиаторов, в которую входят интеркуллер, конденсор, охладитель жидкости ATF и т.п. Радиатор охлаждения двигателя всегда стоит последним, что в случае уменьшения воздушного потока, проходящего через соты, приводит к закипанию антифриза и перегреву двигателя.

прорыв выхлопных газов в рубашку охлаждения двигателя. Нередко в таком случае ОЖ булькает в расширительном бачке, раздуваются тосольные патрубки. Отработавшие газы попадают в систему охлаждения через пробитую прокладку ГБЦ, микротрещины в головке блока цилиндра, БЦ. При этом греется расширительный бачок, возможно появление масла на поверхности антифриза и стенках корпуса бачка. Чтобы подтвердить прорыв выхлопных газов, вам потребуется газоанализатор.

Устройство расширительного бачка ДВС современного авто предполагает наличие датчика уровня охлаждающей жидкости. В случае снижения объема до критической отметки, на панели приборов загорается индикатор перегрева двигателя, появляется информация о недостаточном уровне антифриза. В системах применяются датчики 2-х типов:

датчик уровня на основе геркона. Внутри датчика находится пара контактов, которые замыкаются при воздействии магнитного поля. На оси датчика установлен поплавок с помещенным внутрь магнитом. Когда уровень жидкости снижается, поплавок опускается, магнит воздействует на контакты датчика. Среди наиболее распространенных неисправностей можно выделить разгерметизацию поплавка, его подвисание на оси, механическую поломку контактов геркона, образование паразитного сопротивления в цепи;
датчик уровня на основании измерения проводимости среды. Если контактные штыри датчика не погружены в воду, сопротивление между ними близко к бесконечности. При заполнении бачка контакты погружаются в воду, между ними появляется сопротивление. Из-за небольшой силы тока в цепи даже незначительное паразитное сопротивление в цепи может нарушить работу системы. Окислы на контактах – наиболее распространенная неисправность.

Система охлаждения двигателя автомобиля фактически состоит из двух объединенных решений – жидкостная система охлаждения закрытого типа и воздушное охлаждение (вентилятор охлаждения двигателя). В комплексе эти две системы позволяют поддерживать рабочую температуру ДВС строго в заданных рамках.

При этом жидкостная система является основной, тогда как воздушное охлаждение необходимо для того, чтобы избежать критического нагрева силовой установки. Что касается жидкостной системы, кроме радиатора и патрубков необходимо отдельно выделить расширительный бачок и, в особенности, его крышку.

Отметим, что многие проблемы возникают именно по причине того, что крышка бачка выходит из строя (например, крышка расширительного бачка течет, кипит антифриз в бачке и т.д.). При этом далеко не все владельцы знают, что данная крышка выполняет ряд важных функций и задач. Давайте разбираться.

Итак, многие автолюбители полагают, что данная крышка просто закрывает бачок, чтобы ТОСОЛ или антифриз не выливался наружу. На самом деле это вовсе не так. Данная крышка является не просто пробкой, а отдельным устройством.

Крышка расширительного бачка — это элемент, который имеет в своей конструкции клапаны высокого и низкого давления. Так вот, крышка бачка фактически регулирует давление в закрытой системе. Как известно, при нагреве антифриз расширяется, растет давление.

Более того, если на старых авто антифриз не нагревался больше 95 градусов, на новых ДВС температура термостатирования составляет уже 100 или даже 110 градусов и более. При таком нагреве охлаждающая жидкость расширяется на четверть, то есть давление в системе значительно увеличивается.

В норме, давление на «горячую» не должно быть выше 1.5 бара. Повышение давления несет серьезные риски. Естественно, его надо «стравить», иначе начнет попросту выдавливать ОЖ или разорвет патрубки, радиатор и т.д. Именно для этого в крышке стоит клапан для сброса давления.

Если просто, крышка расширительного бачка отвечает за сброс давления с повышенного до определенной нормы (например, с 1. 5 до 1.1 атмосферы). Это позволяет защитить систему от повреждений и утечки ОЖ, а также сам двигатель от перегрева.

Идем далее. С высоким давлением разобрались. Однако это еще не все. Дело в том, что понижение давления также опасно для системы. Если просто, после того, как двигатель автомобиля заглушен после поездки, антифриз охлаждается, объем его уменьшается по мере остывания.

В процессе понижения температуры и уменьшения в объеме давление также снижается. Так вот, с учетом того, что система охлаждения закрыта и не сообщается с атмосферой, начинает образовываться вакуум. В этом случае патрубки сжимаются вовнутрь. Это также приведет к поломкам, если давление не выровнять до атмосферного.

Чтобы выровнять давление, крышка расширительного бачка имеет второй клапан (клапан понижения давления). В момент, когда образуется вакуум, клапан открывается, в систему проникает воздух и давление выравнивается.
Получается, клапан в крышке расширительного бачка сбрасывает высокое давление при нагреве, а также выравнивает давление при остывании ОЖ. Это позволяет сохранить все элементы системы в целостности, избежать разрыва радиатора, патрубков, образования трещин и т.д.
Устройство крышки бачка расширительного
Начнем с того, что крышка должна быть плотно закреплена на бачке. Для этого горловина бачка и крышка имеют резьбу. Однако важно понимать, что давление в системе она не держит. Получается, фактически крышка выступает основой для клапана высокого, а также низкого давления. Именно они отвечают за то, чтобы давление поддерживалось в допустимых пределах.
Также отметим, что если внимательно рассмотреть крышку с внутренней стороны, можно заметить сам клапаны и специальные прокладки из резины в местах их установки. Эти прокладки выполняют функцию сальников.
Обратите внимание, на многих иномарках крышка имеет только один клапан, а не два. Так вот, этот клапан может работать в две стороны, сбрасывая излишки давления и пропуская воздух снаружи.
В то же время крышка расширительного бачка ВАЗ имеет два клапана. Эти клапаны называют: предохранительный (сброс давления) и вакуумный клапан для выравнивания давления в случае его понижения. При этом оба клапана закрыты тогда, когда давление в системе в норме.
Отметим, что если с системой охлаждения начались проблемы, следует в рамках диагностики в обязательном порядке проверять работоспособность клапанов в крышке. Также на выход клапанов из строя укажут определенные признаки, которые должен знать каждый автовладелец.
Неисправности крышки расширительного бачка: признаки и проверка
Как показывает практика, обычно первым из строя выходит клапан высокого давления. На деле ТОСОЛ или антифриз выбрасывается через клапан даже тогда, когда давление в норме. Еще бывает так, что клапан не сбрасывает давление, крышку срывает, ОЖ течет в области стыков и соединений и т.д.

В отдельных случаях выброс антифриза слишком сильный, в этом случае в подкапотном пространстве видны потеки охлаждающей жидкости, может пойти пар при прогреве ДВС и т. д. Если это происходит тогда, когда по приборам температура мотора в норме, обычно это указывает на проблемы с крышкой.
Если же из строя выходит вакуумный клапан, тогда основными признаками будет завоздушивание системы охлаждения, перегрев мотора, холодный воздух из печки при прогретом моторе и т.п.
Еще бывает, что повреждаются патрубки, срывает хомуты. В отдельных случаях можно заметить, что треснул сам расширительный бачок системы охлаждения. В худшем случае могут возникнуть повреждения основного радиатора, радиатора печки и т.д.
Чтобы определить причину, система нуждается в диагностике. В свою очередь, проверить крышку можно, однако это не так просто. Необходимо создавать как повышенное, так и пониженное давление. Обычно для этого нужен расширительный бачок, в который можно подать воздух под давлением из компрессора. Давление определяется по манометру.

Само собой, отдельный бачок есть не у всех, а снимать бачок с машины проблематично. По этой причине лучше сначала осмотреть крышку визуально. Не допускается наличие трещин, повреждение прокладок в области клапанов и другие дефекты. Также неисправным может быть и сам клапан в крышке.
Чтобы проверить на месте, нужно выполнить следующие действия:
Заведите мотор, прогрейте ДВС, после выхода на рабочие температуры аккуратно следует открутить крышку бачка. Если будет слышен характерный звук вырывающегося воздуха при откручивании, значит, крышка держит давление. Это указывает на то, что клапан сброса не «просел».

Далее нужно дать мотору остыть. После остывания осматриваются толстые резиновые патрубки системы охлаждения. Если они «сжаты» и стянуты, высока вероятность того, что вакуумный клапан не работает.
Также можно открутить крышку бачка, сдавить один толстый шланг и удерживать его, одновременно закручивая пробку. Если шланг начнет принимать свою форму, тогда это укажет на то, что вакуумный клапан в норме.
Недостаток последнего способа заключается в том, что на многих современных авто доступ к патрубкам и шлангам сильно затруднен и такую проверку произвести не удается.
Кстати, если при откручивании крышка сломалась, это часто говорит о том, что в системе вакуум. Более того, клапан может выпасть из крышки и упасть в расширительный бачок. В этом случае нужно извлечь из бачка все остатки, а саму крышку заменить.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен и работает расширительный бачок системы охлаждения. Из этой статьи вы узнаете о назначении расширительного бачка, а также какие функции выполняет данный элемент, какие неисправности могут встречаться и т.д.
Напоследок отметим, что на деле регулярная замена крышки расширительного бачка системы охлаждения позволяет избежать указанных выше проблем. Специалисты рекомендуют менять эту крышку каждые 2-3 года, так как клапаны обычно срабатываются именно к этому времени.
При этом лучше приобретать более дорогой оригинал, а не дешевые аналоги. Например, фирменные крышки VAG или GM служат дольше и лучше, плотно садятся по резьбе, ставятся без перекосов и т. п. по сравнению со многими аналогами.
Подведем итоги
Как видно, крышка расширительного бачка автомобиля является важным элементом в устройстве системы охлаждения. С учетом того, что в ней установлены специальные клапаны, давление в системе охлаждения будет напрямую зависеть от их исправной и качественной работы.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что делать, если течет система охлаждения двигателя. Из этой статьи вы узнаете, как найти место утечки антифриза, а также какие нюансы следует учитывать в рамках диагностики.
Также в процессе эксплуатации автомобиля важно своевременно отмечать характерные признаки, указывающие на то, что крышка расширительного бачка вышла из строя. В подобной ситуации специалисты рекомендуют сразу менять крышку, так как диагностика клапанов бывает затруднена.
технические знания о том, как работает расширительный бачок радиатора автомобиля
Прежде всего, давайте посмотрим на картинку ниже, чтобы наглядно увидеть, как охлаждающая жидкость течет в контуре охлаждения двигателя.

Отдельно подключаются три шланга: порт залива охлаждающей жидкости двигателя (добавка охлаждающей жидкости), выход воздуха на выходе охлаждающей жидкости двигателя (дегазация, вода высокого давления поступает в расширительный бачок) и выход водяного бака (дегазация, вода высокого давления поступает в расширительный бачок). бак)
1-радиатор；2-входной патрубок водяного насоса；3-водяной насос；4-термостат；5-трубка дегазации водяной рубашки；6-трубка выхода охлаждающей жидкости водяной рубашки；7-газ дегазации для обеспечения определенного давления；8-дегазация радиатора труба；9- Дополнительная трубка водяного насоса；10-байпас
1. конструкция расширительного бачка
Расширительные бачки в основном изготавливаются из светопрозрачных материалов (например, пластика). Уровень жидкости можно непосредственно и удобно наблюдать через бачок, не открывая крышку радиатора. Как показано на рисунке, верхняя часть расширительного бачка соединяется с наливной трубой водяного бака более тонким шлангом, а нижняя соединяется с входной стороной водяного насоса через водопроводную трубу, как правило, немного выше чем радиатор.

2.функция
2.1 Превратите систему охлаждения в постоянно замкнутую систему, уменьшив потери охлаждающей жидкости
2.2 Во избежание постоянного проникновения воздуха, во избежание окисления и коррозии металлических частей (водяной насос, трубка радиатора, коллектор радиатора и т. д.)
2.3 Снижение кавитации водяного насоса
2.4 Разделите воду и пар в системе охлаждения, поддерживайте стабильное давление в системе и увеличивайте производительность водяного насоса
.
3.Принцип работы расширительного бака
Как правило, поток охлаждающей жидкости реализуется давлением водяного насоса. Давление на стороне всасывания насоса низкое, из-за чего легко образуются пузырьки пара, что значительно снижает производительность насоса и вызывает кавитацию рабочего колеса и водяной рубашки насоса, а также образование ям на поверхности. которые сокращают срок службы рабочего колеса и водяной рубашки. После установки расширительного бака для воды водяной насос предотвращает образование пузырьков благодаря дополнительной водопроводной трубе между расширительным баком для воды и входом воды в водяной насос. Пузырьки пара в радиаторе и пузырьки пара в водяной рубашке проходят по трубе и попадают в расширительный бачок, благодаря чему происходит полное разделение газа и воды. Из-за низкой температуры расширительного бачка поступающий газ конденсируется, а часть его переходит в жидкое состояние и снова поступает в водяной насос. Газ, скапливающийся на жидкостной поверхности расширительного бачка, действует как буфер, поддерживающий стабильное давление в системе охлаждения.

4. Расширительный бак однотрубный
В некоторых системах охлаждения используется не расширительный бак, а бак для хранения жидкости. То есть для соединения радиатора и нижней или верхней части бачка для хранения жидкости используется патрубок (штуцер вставляется ниже уровня жидкости). Но такое устройство может решить только проблемы газоводяного разделения и расхода охлаждающей жидкости, но существенно не улучшает кавитационную коррозию. При повышении температуры охлаждающей жидкости жидкость в радиаторе расширяется и испаряется, так что паровой клапан крышки радиатора открывается, и пар или жидкость в радиаторе по трубе стекает в бачок для хранения жидкости.
При снижении температуры охлаждающей воды давление в радиаторе падает, и жидкость течет к радиатору по первоначальному пути.
5. Когда нужно доливать охлаждающую жидкость?
На баке для хранения жидкости есть две линии. Охлаждающую жидкость следует доливать до верхней отметки (FULL). Когда уровень жидкости упадет до нижней отметки (LOW), ее следует вовремя долить.

6.Как удалить газ из системы охлаждения
Есть два канала для выхлопных газов:
6.1 Выхлоп из блока двигателя: обычно в самой высокой точке на крышке термостата двигателя устанавливается выпускной патрубок для соединения с верхней частью расширительного бачка.
6.2 Выпуск из радиатора: путем установки выпускного патрубка на баке для воды для доступа к верхней части расширительного бака
Примечание 1: Крышка расширительного бака обычно имеет два стандарта давления. Один находится сверху и устанавливается в соответствии с давлением в системе охлаждения для сброса давления, когда давление в системе слишком высокое. Другой имеет сторону и используется для добавления воды (больше в легковых автомобилях), положение ниже, чем верхнее, и его давление выше, чем верхнее, так что, когда давление в системе слишком высокое, сброс давления только из верх допускается для предотвращения одновременной потери теплоносителя при сбросе давления.
Примечание 2:
1. Когда выпускное отверстие для воды на крышке термостата двигателя установлено вверх, выпускное отверстие должно быть установлено в самой высокой точке трубопровода, подключенного к радиатору. Потому что выхлопное отверстие на двигателе в это время из-за своего низкого положения потеряло свою функцию выхлопа.
2. Когда корпус радиатора находится в вертикальном положении (например, расположение водяного бака с передним расположением двигателя), его можно расположить, как описано выше. Если радиатор расположен сбоку (наветренная сторона радиатора параллельна борту автомобиля в случае заднего расположения двигателя в легковом автомобиле), верхняя водяная камера радиатора должна быть выполнена с острой вершиной для облегчения плавный выпуск водяного бака при движении автомобиля вверх и вниз (или добавить выпускное отверстие с каждой стороны верхней водяной камеры, которое одновременно ведет к радиатору).
3. Если вы хотите наблюдать за выхлопом выхлопной трубы, рекомендуется использовать прозрачную высокотемпературную нейлоновую трубу, чтобы быть интуитивно понятным
. 4. Выхлопная труба должна иметь восходящую тенденцию, чтобы предотвратить скопление газа в трубе.
Чтобы просмотреть еще один технический блог о конструкции автомобильных радиаторов, нажмите здесь.
Как работает расширительный бачок радиатора – Chicago Tribune
В: Мой вопрос касается расширительного бачка радиатора. У меня всегда были легковые и грузовые автомобили с переливным баком, который можно было держать полным до отметки холодной или горячей. Проверяю машину дочери, у нее бачок с завинчивающейся крышкой, и я не могу найти другого способа проверить радиаторную жидкость на радиаторе. Можете ли вы сказать мне, почему разница и как это должно поддерживаться?
Джим С.
A: Похоже, что машина вашей дочери оснащена расширительным бачком радиатора, а не переливным бачком, с которым вы знакомы.
Старые отечественные автомобили обычно оснащались верхним или боковым радиатором бака с крышкой для сброса давления. Когда охлаждающая жидкость двигателя нагревается, она расширяется, вызывая повышение давления. Работа при давлении до 15 фунтов на квадратный дюйм — это хорошо, поскольку это повышает температуру кипения воды примерно на 3 градуса по Фаренгейту на фунт давления (257 против 212 градусов по Фаренгейту). Смесь охлаждающей жидкости и воды в пропорции 50/50 еще больше поднимает ее примерно до 265 градусов по Фаренгейту. Типичный диапазон рабочих температур большинства автомобилей составляет около 19 градусов по Фаренгейту.От 5 до 230 градусов по Фаренгейту охлаждающая жидкость остается жидкой и лучше всего передает тепло двигателя радиатору. Старые автомобили выпускали охлаждающую жидкость через трубку на тротуар, когда происходило чрезмерное расширение жидкости — не лучший вариант!
Добавление переливного контейнера для улавливания утечек и комбинированной крышки давления/вакуума было хорошей идеей, так как любая утечка охлаждающей жидкости удерживается и может быть втянута обратно в радиатор по мере остывания системы (вакуумный клапан в крышке позволяет это сделать) . Эти системы обычно имеют простую крышку контейнера, а переливная трубка проходит у дна контейнера для обратного отвода.
При нормальной работе уровень охлаждающей жидкости в бачке колеблется между холодной и горячей линиями. Если уровень охлаждающей жидкости в бачке поддерживается, а трубка и крышка выполняют свою работу, можно предположить, что радиатор полный, хотя я все равно люблю его проверять! В случае даже небольшой утечки охлаждающего вакуума может оказаться недостаточно для отвода жидкости назад, чтобы радиатор оставался заполненным.
В машине вашей дочери вместо простого переливного бачка используется гораздо более прочный расширительный бачок с крышкой для сброса давления. Расширительный бачок расположен выше радиатора и функционально становится верхней частью радиатора, увеличивая емкость жидкости и оставляя достаточно места для расширения охлаждающей жидкости. Этот метод позволяет получить низкую линию капота, так как радиатор может быть немного короче по высоте и не иметь собственной крышки.