В современных системах охлаждения двигателя используются агрегаты компенсации теплового расширения и утечек жидкости – расширительные бачки.Все о расширительных баках, их назначении, конструкции и особенностях, а также о правильном выборе и замене этой детали читайте в статье.
Что такое расширительный бак?
Расширительный бачок – узел системы жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания;Специально сконструированный сосуд, предназначенный для компенсации утечек и теплового расширения циркулирующего в системе теплоносителя.
Расширительные бачки применяются также в других системах автомобилей, тракторов и спецтехники: в гидроусилителях руля (гидроусилителя руля) и в гидросистемах различного назначения.В целом по назначению и конструкции эти баки аналогичны бакам системы охлаждения, а их отличительные особенности описаны ниже.
Расширительный бачок выполняет несколько функций:
● Компенсация теплового расширения охлаждающей жидкости при нагреве двигателя – лишняя жидкость перетекает из системы в бачок, предотвращая рост давления;
● Компенсация утечек теплоносителя – в баке всегда хранится определенный запас жидкости, которая при необходимости поступает в систему (после выброса жидкости, в атмосферу при перегреве, в случае незначительных утечек и т.п.);
● Контроль уровня охлаждающей жидкости в системе (по соответствующим меткам на корпусе бачка и встроенному датчику).
Наличие бачка в системе жидкостного охлаждения обусловлено характеристиками и физическими свойствами охлаждающей жидкости – воды или антифриза.При повышении температуры жидкость в соответствии со своим коэффициентом теплового расширения увеличивается в объеме, что приводит к увеличению давления в системе.При чрезмерном повышении температуры жидкость (особенно вода) может закипеть – в этом случае избыточное давление сбрасывается в атмосферу через паровой клапан, встроенный в пробку радиатора.Однако при последующем охлаждении двигателя жидкость приобретает нормальный объём, а поскольку часть её терялась при выпуске пара, давление в системе падает – при чрезмерном снижении давления срабатывает воздушный клапан, встроенный в Пробка радиатора открывается, давление в системе выравнивается с атмосферным.В этом случае в систему попадает воздух, что может оказать негативное влияние – в трубках радиатора образуются воздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции жидкости.Поэтому после стравливания пара необходимо пополнить уровень воды или антифриза.
Антифризы различных типов имеют более высокий коэффициент теплового расширения по сравнению с водой, поэтому описанные выше процессы протекают интенсивнее.Для устранения этих негативных последствий в систему охлаждения вводится расширительный бачок, соединенный с радиатором.При повышении температуры лишняя жидкость просто сливается в бак, а при остывании двигателя возвращается в систему.Это существенно увеличивает 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 правильно выбрать бак и правильно выполнить ремонт, необходимо сначала разобраться в существующих типах и особенностях этих деталей.
Конструкция и особенности расширительных баков
Используемые сегодня расширительные баки имеют принципиально идентичную конструкцию, которая проста.Это емкость объемом не более 3 – 5 литров, форма которой оптимизирована для размещения в подкапотном пространстве автомобиля.В настоящее время наиболее распространены баки из полупрозрачного пластика белого цвета, но на рынке встречаются и металлические изделия (как правило, для старых отечественных автомобилей ВАЗ, ГАЗ и некоторых грузовиков).В баке имеется несколько элементов:
● Заливная горловина, закрытая пробкой с паровым и воздушным клапанами;
● Штуцер для подсоединения шланга от радиатора охлаждения двигателя;
● Опционально – штуцер для подключения шланга от термостата;
● Опционально – штуцер для подключения шланга от радиатора отопителя салона;
● Опционально – горловина для установки датчика уровня охлаждающей жидкости.
Система охлаждения двигателя и место расширительного бачка в ней
Таким образом, в любом бачке должна быть заливная горловина с пробкой и штуцер для подключения шланга от основного радиатора охлаждения силового агрегата.Этот шланг называется пароотводящим, так как через него из радиатора отводится горячая охлаждающая жидкость и пар.При такой конфигурации штуцер располагается в самой нижней точке бака.Это самое простое решение, но компенсация утечек охлаждающей жидкости осуществляется через радиатор, что в ряде случаев снижает эффективность системы охлаждения.
Во многих баках дополнительно используется шланг для подключения к термостату, в этом случае пароотводящий шланг подключается к штуцеру в верхней части бака (на одной из его боковых стенок), штуцеру для подключения к нагревателю. Радиатор имеет такое же положение.А шланг, идущий к термостату, снимается со штуцера внизу бачка.Такая конструкция обеспечивает лучшее наполнение системы охлаждения рабочей жидкостью из бака, в целом система работает более эффективно и надежно.
Практически во всех современных расширительных бачках используется датчик уровня жидкости, встроенный в горловину специальной конструкции.Чаще всего это сигнализация простейшей конструкции, которая оповещает о критическом снижении уровня охлаждающей жидкости, но, в отличие от датчика уровня топлива, не сообщает о текущем количестве жидкости в системе.Датчик подключается к соответствующему индикатору на приборной панели автомобиля.
Пробка расширительного бачка с отдельными клапанами
Пробка расширительного бачка, как и пробка основного радиатора, имеет встроенные клапаны: паровой (высокого давления) для сброса давления при чрезмерном нагреве теплоносителя и воздушный для выравнивания давления в системе при ее остывании.Это обычные подпружиненные клапаны, которые срабатывают при достижении определенного давления внутри бака – при повышении давления выдавливается паровой клапан, при понижении давления – воздушный клапан.Клапаны могут располагаться отдельно или объединяться в единую конструкцию.
Пробка радиатора и расширительного бачка с совмещенными клапанами, расположенными на одной оси
Бачок устанавливают в моторном отсеке рядом с радиатором, подключая к нему и другим узлам посредством резиновых шлангов различного сечения.Бачок слегка приподнят над радиатором (обычно его средняя линия совпадает с верхним уровнем радиатора), что обеспечивает свободное течение жидкости (самотеком) из бачка в радиатор и/или в корпус термостата.Бачок и радиатор образуют систему сообщающихся сосудов, поэтому уровень жидкости в бачке можно оценить и по уровню жидкости в радиаторе.Для контроля на корпус бака может быть нанесена шкала или отдельные метки с указателями «Мин» и «Макс».
Расширительные бачки систем гидроусилителя руля и гидравлики имеют аналогичную конструкцию, но изготавливаются только из металла, так как работают под высоким давлением.Также в этих деталях нет датчиков уровня и меток, но заглушка обязательно оснащена клапанами для выравнивания давления в системе в различных режимах.Шланги соединяются с помощью специальных наконечников, иногда с помощью резьбовых фитингов.
Вопросы правильного выбора и замены расширительного бачка
В процессе эксплуатации автомобиля расширительный бачок подвергается воздействию высоких температур, значительных перепадов давления и агрессивных сред (антифриз, выхлопные газы, топливо, масла и т. д.) – все это может привести к повреждению бачка и крышки заливной горловины.Самые распространенные проблемы пластиковых баков – это трещины в корпусе и разрывы из-за чрезмерного роста давления.В любом из этих случаев бак необходимо заменить, а ремонт произвести как можно скорее.
Для замены следует брать только тот бак того типа и каталожного номера, который был установлен на автомобиле производителем – только так можно гарантировать корректную работу всей системы.Если еще и заглушка вышла из строя (о чем обычно свидетельствует разрыв бака из-за неисправности парового клапана), то ее нужно купить.Если старая пробка работает нормально, то ее можно устанавливать на новый бак.Старый указатель уровня жидкости, как правило, без проблем ставится и на новый бак.
Замену расширительного бачка необходимо производить в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля.Обычно для выполнения этой операции нужно слить антифриз, отсоединить все шланги от старого бачка, демонтировать бачок (он удерживается хомутом, иногда дополнительными винтами) и установить новую деталь в обратном порядке.При этом может возникнуть необходимость замены старых хомутов, поэтому следует сразу позаботиться об их покупке.А если установлена старая заглушка, то ее нужно проверить и при необходимости почистить.
После установки необходимо залить новый антифриз и закрыть пробку, при правильном выборе, замене и подключении нового бачка вся система сразу начнет нормально работать, обеспечивая эффективное охлаждение силового агрегата.
Время публикации: 17 июля 2023 г.