Бачок охлаждения – для чего нужен, принцип работы, где находится и что в него заливают

для чего нужен, принцип работы, где находится и что в него заливают

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.

На сегодняшний день имеют место для существования такие системы, в которых клапан, схожий с перепускным на радиаторной крышке, присутствует на крышке расширительного бачка. Его назначение – выпускать лишний пар и даже перегретый тосол. В данном случае на расширительный бачок во

nivovod.ru

для чего нужен, принцип работы, где находится и что в него заливают

Конструкция любого автомобиля включает в себя множество разных элементов и механизмов. Но простейшим и надёжным узлом на любой марке машины можно считать бачок расширения охлаждающей жидкости. Однако его простота и долговечность — это не повод не контролировать состояние бачка, в ряде случаев водителям приходится проводить некоторые ремонтные работы, связанные с реставрацией или даже заменой этого изделия.

Что такое расширительный бачок в автомобиле

В системе подачи топлива есть один малозаметный и в то же время необходимый элемент, который называется расширительным бачком. Он служит для компенсации колебаний объёмов тосола (антифриза) при перепадах температур. По основной же своей функции бачок расширения — это ёмкость, которая служит резервуаром для излишков охлаждающей жидкости в системе.

Тосол (или антифриз) — это жидкость, изготовленная на основе раствора пропилена или этиленгликоля, поэтому она имеет повышенный процент расширения при нагревании

. Именно такой состав жидкостей позволяет качественно охлаждать двигатель, поэтому в систему охлаждения и заливается тосол или антифриз. То есть если эту жидкость залить по максимуму, то при нагревании она начнёт расширяться и выдавливаться из клапанов или стыков шлангов. После остывания мотора тосол снова примет свой обычный объём. Чтобы исключить возможные вытекания охлаждающей жидкости и был установлен расширительный бачок.

В зависимости от модели машины бачок может иметь разные формы и объёмы

Где находится бачок расширения в автомобиле

На всех моделях транспортных средств бачок расширения устанавливается в подкапотном пространстве. Однако в зависимости от конструктивных особенностей той или иной машины, бачок может крепиться к разным частям кузова.

Чаще всего расширительный бачок устанавливается в непосредственной близости от радиатора, так как именно радиатор отвечает за охлаждение жидкостей во время движения.

Бачок с охлаждающей жидкостью устанавливается рядом с радиатором для удобства работы системы

Конструктивные особенности

Расширительные бачки на все модели автомобилей изготавливаются из прочных полупрозрачных пластиковых сплавов. На боковой части изделия обязательно должна присутствовать шкала деления, которая позволит отслеживать объём жидкости в системе.

С точки зрения строения расширительный бачок — это самый простой элемент любого автомобиля. Он представляет собой пластиковую ёмкость со специальным датчиком. Бачок закрывается плотной крышкой с резьбой, которая обеспечивает полную герметичность системы охлаждения.

Расширительный бачок состоит из двух элементов — самого корпуса и крышки

Принцип работы

В результате работы двигателя охлаждающая жидкость начинает нагреваться. Соответственно, тосол (антифриз) расширяется, а давление в системе начинает расти. В тот момент, когда показатель этого давления превышает 120 кПа, открывается выпускной клапан на бачке. Если же давление уменьшается и становится ниже отметки 83 кПа, то клапан закрывается. Таким образом, излишки охлаждающей жидкости всегда могут поступить в бачок расширения, что исключает повреждения шлангов, патрубков и даже самого радиатора.

Когда двигатель заканчивает свою работу, давление охлаждающей жидкости в системе постепенно падает. При прохождении отметки в 3 кПа уже открывается клапан на впуск на бачке, благодаря чему в него поступает воздух. Свежий воздух быстро нормализует давление, количество жидкости в бачке сокращается.

В полости бачка в процессе движения постоянно находится разное количество охлаждающей жидкости

Ремонт расширительного бачка

Стоит помнить о том, что конструкция бачка расширения — простейшая, поэтому водителям даже в голову не приходит, что именно в нём может выйти из строя. Однако в силу того, что это ёмкость с резиновой крышкой, именно прокладка часто вызывает проблемные ситуации на дорогах. Ведь потеря герметичности для системы охлаждения неприемлема.

Нередки случаи подтекания бачка на входах и выходах шлангов. Единственный вариант — заменить шланги и зафиксировать их новыми хомутами. Изредка из-за ДТП или иных механических воздействий может быть повреждён сам пластиковый корпус бачка.

Заклинивание крышки-клапана

Не стоит забывать, что крышка не просто выполняет роль заглушки, она ещё служит клапаном, который выпускает избыточное давление в системе охлаждения двигателя. Если при езде из-под крышки начинает раздаваться шипение, значит, износилась резиновая прокладка — крышку необходимо срочно заменить.

Крышки стоят недорого, благодаря чему всегда можно купить изделия на запас

В том случае, если крышка зашипела в дороге и нет возможности купить новую, можно провести ремонт изделия своими руками:

1. Дождаться, когда мотор остынет, и спадёт давление в системе охлаждения.

2. Выкрутить крышку.

3. Разобрать крышку на части (вытащить резинку и пружинку клапана) — эти процедуры можно выполнить как руками, так и отвёрткой с тонким плоским лезвием.

4. Отпилить часть пружинки на несколько витков и снова собрать крышку.

5. Даже если резиновый уплотнитель сильно стёрся, этих мер должно хватить на какое-то время, чтобы создать герметичность в системе.

Разрыв корпуса бака — что делать

Также (достаточно редко) может произойти разрыв самого корпуса бачка. Однако в этих случаях ремонту изделие не подлежит — проще купить новый бачок и поставить на место старого. Однако некоторые автолюбители пытаются склеить трещинки на корпусе, в этом вопросе главное — правильно подобрать материал.

Важно выбрать качественный клей, который выдерживает высокие и низкие температуры

Нарушение герметичности соединения бачка с патрубками

Эта проблема обычно связывается с неправильным подбром диаметра патрубков на ввод и отвод тосола. Если шланги больше штуцеров бачка, рекомендуется обработать места стыков автомобильным герметиком. Только перед обработкой нужно будет слить охлаждающую жидкость из бачка и отсоединить сам шланг:

1. Слой герметика нанести сначала на внутреннюю часть патрубка, потом на внешнюю.

2. Подождать 5 минут, пока герметик высохнет.

3. Патрубок надеть на штуцер бачка и затянуть новым хомутом.

4. Только спустя сутки можно заливать охлаждающую жидкость, так как герметик должен просохнуть максимально качественно.

Патрубок должен подходить по размеру к штуцеру, в случае несовпадений поможет герметик

Замена бачка расширения своими руками

Поменять расширительный бачок на любом автомобиле сможет каждый. Процедура выполнения работы примерно одинакова для всех марок и моделей:

1. Слить жидкость из бачка и патрубков.

2. Под место слива нужно заранее подставить ёмкость, чтобы тосол или антифриз не попали на пол или землю. Не забывайте о том, что в составе этой жидкости есть метиловый спирт, поэтому место слива можно считать пожароопасным.

3. Отсоединить крепления от бачка (обычно они выполнены в виде стяжек или хомутов).

4. Снять с бачка патрубки.

5. Установить новый расширительный бачок, подсоеднить к нему подводящие шланги, зафиксировать их новыми хомутами для надёжности.

6. Залить новый тосол/антифриз.

7. Завести мотор.

8. Убедиться, что на стыках бачка и патрубков нет течи, а также в том, что было залито то же количество жидкости, которое было слито.

Видео: процесс замены бачка на автомобилях ВАЗ

Таким образом, любые проблемы с расширительным бачком водитель может решить самостоятельно. Это изделие стоит совсем не дорого, поэтому в большинстве случаев автолюбители предпочитают покупать новые бачки, нежели ремонтировать старые.

Копирайтер, рукодельница, путешественник Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

motorltd.ru

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя: в чем его миссия?

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.

Перегрев двигателя:

• 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.

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.

avtodvigateli.com

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя

Как  известно, во время работы ДВС выделяет большое количество тепла. При этом важно удерживать температуру агрегата в заданных пределах для максимально эффективного сгорания топлива, снижения уровня токсичности выхлопа, увеличения ресурса и т.д.

Другими словами, нельзя как сильно охлаждать мотор, так и допускать его перегрев.  Для поддержания необходимой рабочей температуры в устройстве современных двигателей используется комбинированная система, которая объединяет в себе жидкостное и воздушное охлаждение.

В устройстве жидкостной системы охлаждения важным элементом является расширительный бачок. Далее мы поговорим о том, для чего нужен расширительный бачок системы охлаждения двигателя, каково его основное предназначение, а также  какие неисправности расширительного бачка системы охлаждения двигателя встречаются чаще всего.

Читайте в этой статье

Для чего предназначен и где находится расширительный бачок системы охлаждения двигателя

Итак, достаточно открыть капот, чтобы обнаружить указанный бачок. Как правило, данный элемент всегда на виду, чтобы водитель мог с легкостью контролировать уровень ОЖ, а также доливать тосол или антифриз при необходимости. На разных автомобилях бачок может быть установлен слева или справа от силового агрегата, ближе к моторному щиту или дальше от него.

Главной функцией бачка является компенсация изменяющегося объема ОЖ. Такой эффект возникает в результате изменения температуры жидкости. Устройство системы охлаждения может отличаться, в одних случаях бачок является простой емкостью для избытков жидкости, тогда как в других это целое устройство, способное регулировать давление в системе.

Расширительный бачок необходим жидкостной системе на современных ДВС. Дело в том, что ОЖ (тосол, антифриз) являются водным раствором на основе этилен или пропиленгликоля. Такая жидкость отличается более высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению с водой.

Если просто, залив такую жидкость в радиатор, после нагрева ДВС и его выхода на рабочие температуры, жидкость также нагреется и произойдет ее расширение. Получается, фактически образуются излишки, происходит рост давления и т.д.

Если же заглушить мотор, после остывания ОЖ снова происходит уменьшение объема жидкости, а в системе создается разрежение. Это приводит к тому, что через клапан в крышке радиатора засасывается наружный воздух. Вполне очевидно, что в этом случае будут создаваться воздушные пробки, которые становятся причиной нарушения теплообмена, перегревов двигателя, некорректной работы системы охлаждения и т.п.

Для того чтобы этого не происходило, устанавливается отдельная емкость (бачок системы охлаждения), куда попадают излишки горячей ОЖ из радиатора. Также наличие жидкости в бачке позволяет избежать создания разрежения и образования воздушных пробок, так как при уменьшении объема в результате остывания жидкость из бачка заполняет собой пустоты.

Сегодня конструкторы пошли еще дальше, перенеся перепускной клапан, который раньше был в крышке радиатора,  на крышку расширительного бачка. Получается, сброс давления и излишков антифриза при закипании происходит через крышку бачка. Другими словами, бачок взял на себя функцию верхней части радиатора и перестал быть простым резервуаром.

Как уже было сказано выше, бачок может быть установлен в разных местах в подкапотном пространстве, однако место его установки должно быть реализовано так, чтобы добиться эффекта сообщающихся сосудов. Емкость и радиатор соединяются при помощи патрубков.

Такое решение позволяет реализовать доступ для излишков горячего антифриза в расширительный бачок. При остывании ОЖ также получается добиться компенсации недостающего объема в системе путем поступления жидкости из бачка. Такая схема исключает попадание воздуха в радиатор и образование воздушных пробок в системе.

Устройство расширительного бачка

Конструктивно данная емкость очень простая. Материалом изготовления выступает полупрозрачный пластик. Также в бачок может быть дополнительно встроен датчик, который сигнализирует водителю о критическом снижении уровня ОЖ.

Сверху бачок закрыт крышкой, в которую установлен клапан для регулировки давления. Если давление в системе растет, тогда происходит срабатывание клапана.

Также на стенке бачка имеется указатель уровня в виде отметок «минимум» и «максимум», позволяя контролировать уровень жидкости. Важно понимать, что на холодном моторе уровень не должен опускаться ниже минимального. Также не допускается превышение максимального уровня.

Что касается крышки бачка с клапаном, она на холодном ДВС герметично закрывает емкость. Однако когда двигатель выходит на рабочую температуру и происходит нагрев ОЖ, в системе охлаждения и в бачке давление закономерно повышается.

Если рост давления дошел до отметки, в среднем, 120 кПа, происходит открытие клапана. Когда давление снижается до средней отметки около 83.4 кПа, клапан закрывается. Такая работа клапана необходима для того, чтобы избежать разрыва патрубков, повреждений радиатора и т.д.

Параллельно с этим после остывания мотора давление в системе начинает падать, объем ОЖ уменьшается и создается разрежение. При падении давления, в среднем, ниже отметки в 3 кПа, происходит открытие впускного клапана расширительного бачка для забора воздуха. В результате разница давлений нивелируется, а недостающий объем жидкости компенсируется из бачка.

Распространенные неисправности

Как правило, большинство проблем не связаны с самой емкостью. Не так часто отмечаются случаи, когда  сам бачок трескается и начинает течь без явных причин. Однако даже с учетом простой конструкции проблемной частью вполне может оказаться именно крышка расширительного бачка системы охлаждения двигателя.

Выйти из строя может клапан, встроенный в крышку. Также недостаточное уплотнение может возникать по причине деформации резинового кольца. В результате подобных неисправностей крышка может начать пропускать антифриз, система завоздушивается и т.д.

Если клапан в крышке начинает работать некорректно, тогда  в подобном случае неизбежны отклонения в работе системы охлаждения ДВС. Кроме образования воздушных пробок, такая ситуация в ряде случаев приводит к критическому росту давления и разрыву расширительного бачка. В подобной ситуации бачок нужно менять на новый. Не рекомендуется предпринимать попытки восстановить поврежденную емкость путем запаивания трещин.

Если говорить о крышке, ее повреждения и дефекты, а также нарушения в работе клапанов по  причине засорения или выработки являются поводом для замены крышки. В отдельных случаях крышку чистят, пытаясь восстановить функциональность, однако такой метод срабатывает не всегда. С учетом невысокой стоимости элемент лучше сразу заменить.

Что в итоге

Как видно, в устройстве современного автомобиля к системе охлаждения двигателя и ее корректной работе выдвигаются повышенные требования. По этой причине для эффективного функционирования в конструкции дополнительно используется специальный бачок.

Еще нужно знать о том, если в схеме задействован указанный расширительный бачок системы охлаждения двигателя, что заливать в систему крайне желательно только антифриз или тосол, а не воду. Что касается поломок, если в системе охлаждения растет давление или образуются воздушные пробки, необходимо отдельное внимание уделить крышке расширительного бачка.

Нарушение работы клапанов в крышке часто приводит к тому, что повреждаются патрубки, быстрее выходит из строя термостат, страдает насос системы охлаждения (помпа), двигатель может перегреваться и т.д.

Читайте также

krutimotor.ru

Для чего нужен расширительный бачок в автомобиле?

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.

На сегодняшний день имеют место для существования такие системы, в которых клапан, схожий с перепускным на радиаторной крышке, присутствует на крышке расширительного бачка. Его назначение – выпускать лишний пар и даже перегретый тосол. В данном случае на расширительный бачок возлагается функция своеобразной верхней части радиатора, что даёт ему полное право считаться важным элементом системы охлаждения.

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.

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.

auto.today

как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем

11 декабря 2017 года

Выясняем, какие могут быть характерные неисправности у системы охлаждения двигателя и как их избежать.

Воздушка или водянка

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

www.zr.ru

Система охлаждения без расширительного бачка — Защита имущества

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.

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.

Многие знают, что автомобиль в процессе работы двигателя нагревается, требуется постоянное охлаждение, особенно в жаркое время года. Абсолютно на каждом автомобиле установлена система охлаждения. Неотъемлемой частью этой системы является расширительный бачок. Он служит для того, чтобы в него отходила лишняя охлаждающая жидкость и отработанные пары. Через крышку бачка можно доливать охлаждающую жидкость и контролировать ее состояние, если нет специального датчика.

Что представляет собой этот бачок

Для начала нужно определить, что такое расширительный бачок, и что он из себя представляет в работе автомобиля. Чаще всего это пластмассовая тара с выходящими из нее шлангами. Зачастую оснащается датчиком, который показывает уровень охлаждающей жидкости. Этот пластиковый контейнер закручивается крышкой, в которой установлен клапан.

Клапан служит для того, чтобы регулировать давление в системе охлаждения двигателя. Дело в том, что эта система полностью герметична и при нагревании создается повышенное давление, которое скапливается в расширительном баке, потому что он является наивысшей точкой всей системы.

Во время скапливания давления клапан, установленный в крышке, выпускает лишний воздух. При охлаждении автомобиля давление уменьшается, и этот же клапан засасывает в систему нужное количество воздуха.

Следует правильно ухаживать за этой крышкой, иначе она будет хуже работать.

Основные функции бачка

Основной функцией бачка является отвод излишков охлаждающей жидкости и лишнего давления для хранения во время нагревания двигателя. Происходит это по причине того, что во время нагревания увеличивается объем жидкости и давление во всей системе. За счет нагревания жидкости тосол или антифриз расширяется, увеличивается давление и начинает подниматься в верхнюю точку системы по тому же принципу, что и в отопительной системе дома.

Верхней точкой системы, как уже было сказано, является этот самый расширительный бачок. Следует отметить что жидкость увеличивается лишь на время нагретого от двигателя состояния, после того, как она вновь охладится после остановки двигателя, она стечет вся в радиатор. Для того, чтобы не перелить жидкость, на корпусе этой пластиковой тары есть специальные отметки. Заливать нужно по следующему принципу. Выше отметки максимум и ниже отметки минимум заливать жидкость нельзя, это может привести к различным проблемам.

Второй функцией этого устройства является отвод пара, который скапливается в результате испарения жидкости. Этим занимается крышка, которая обладает специальным клапаном, который при необходимости спускает и засасывает воздух.

Есть также охлаждающие системы, в которых за спускание воздуха и излишки нагретого тосола или антифриза отвечает крышка радиатора. В таких системах охлаждения двигателя расширительный бак не считается важной частью.

Неисправности бачка и их устранение

Самой основной неисправностью считается подтекание этого бачка. Причин у этой неисправности может быть несколько.

• Зачастую капает в местах соединения шлангов. Для того, чтобы устранить эту неисправность потребуется всего лишь заменить хомут либо весь шланг целиком. Для того, чтобы заменить хомут, особых усилий не потребуется, и это сделать можно даже во дворе, а вот в случае со шлангом будет немного труднее.
• Второй причиной протекания жидкости может стать пробитый бак. Пробоина в баке может появиться вследствие неправильно обращения или удара корпуса. Также корпус бачка мог быть пробит в случае, когда неправильно работает крышка и не спускает воздух, из-за чего бак расширился и треснул либо по шву, либо в слабом месте. Для того, чтобы устранить эту неисправность требуется приобрести новый бачок и установить его. Стоит обратить внимание на то, что, если запаять расширительный бачок, то в следующий раз с системой произойдет то же самое, только уже с более печальными последствиями.

Второй неисправностью считается неработающий клапан в крышке, это можно исправить только с помощью замены на новый. Для того, чтобы заменить не потребуется много сил и времени, достаточно лишь приобрести новую крышку и вкрутить ее на место старой.

Стоит обратить внимание на то, что делать это следует только на охлажденном автомобиле, иначе можно получить ожог.

Подводя итоги

Прочитав эту статью, можно вывести несколько уроков для себя и не повторять ошибок, которые совершали другие автовладельцы. Главное знать, что заливать новую охлаждающую жидкость следует только на охлажденный двигатель, иначе это может привести к деформации самого двигателя или охлаждающей системы.

Также стоит постоянно обращать внимание на систему охлаждения и постоянно смотреть на показания датчиков, а если их нет, то частенько откручивать крышку бачка и следить за давлением. Должный уход и постоянное контролирование работоспособности всех узлов автомобиля могут способствовать редким посещениям автосервиса и магазинов запчастей. Здесь нет принципа сообщающихся сосудов, поэтому жидкость и поднимается наверх.

В закрытых системах охлаждения поддерживается избыточное давление, при этом в верхнем бачке радиатора давление выше, чем в нагнетательной полости водяного насоса, вследствие чего при повышенном температурном режиме системы охлаждения возможна кавитация. Кавитация — это явление нарушения неразрывности потока жидкости вследствие образования полостей (пузырьков), заполненных паром. Полости образуются в местах, где давление жидкости снижается. Для жидкостного контура системы охлаждения характерна гидродинамическая кавитация. Кавитационный запас может быть достигнут за счет применения расширительного бачка, расположенного в верхней точке жидкостного контура. Расширительный бачок компенсирует изменение объема жидкости при расширении в основном контуре, в нем конденсируются образующиеся в жидкости паровые фракции. Нагнетательная полость водяного насоса связана с расширительным бачком компенсационной трубкой, благодаря чему в нагнетательной полости насоса поддерживается допустимый уровень давления.

Такой расширительный контур принято называть компенсационным.

Использование в замкнутой системе охлаждения в качестве охлаждающей жидкости антифриза предполагает образование дополнительного контура, поскольку коэффициент объемного расширения антифризов выше, чем у воды. Применение расширительного контура целесообразно и при использовании воды в качестве теплоносителя.

Расширительный контур в системе охлаждения предназначен:

• ? для предотвращения выброса охлаждающей жидкости при резком повышении температурного режима и при остановке прогретого двигателя;
• ? удаления газообразных паровых фракций из жидкости;
• ? обеспечения максимального давления па линии всасывания водяного насоса;
• ? сохранения работоспособности системы охлаждения при значительных потерях охлаждающей жидкости;
• ? обеспечения безопасного дозаполнения системы охлаждения жидкостью при прогретом двигателе.

Расширительный бачок обеспечивает необходимый запас охлаждающей жидкости для компенсации малых утечек, допускает расширение жидкости при нагревании без ее потерь, эффективно отделяет газообразную фазу в потоке жидкости, поступающей к радиатору.

Замкнутая система охлаждения с расширительным бачком обладает рядом преимуществ по сравнению с системой без бачка. Основное преимущество заключается в том, что система всегда полностью заполнена охлаждающей жидкостью: вытесненная из радиатора в результате расширения при нагреве жидкость поступает в расширительный бачок, а при понижении температуры перетекает обратно в радиатор. При отсутствии расширительного бачка вместо вытесненной из радиатора жидкости при образовании в радиаторе разрежения в пего через дренажную трубку попадает воздух. Систематическое поступление в систему воздуха приводит к коррозии внутренних поверхностей жидкостного тракта, к аэрации охлаждающей жидкости, что снижает эффективность охлаждения и создает условия кавитации в водяном радиаторе.

По функциональному назначению бачки делятся па следующие типы:

• ? расширительные — содержащие дополнительный объем, равный объему расширения жидкости при ее нагреве до предельной температуры;
• ? конденсационные — обеспечивающие конденсацию паров жидкости и сводящие к минимальным потерям жидкости через пароотводящий клапан;
• ? деаэрационные — служащие для отделения от потока жидкости паров, воздуха;
• ? компенсационные — обеспечивающие повышение статического давления (напора) по линии всасывания водяного насоса, предотвращающие кавитационный износ крыльчатки.

Используемые расширительные бачки, как правило, выполняют одновременно несколько перечисленных функций.

На рис. 1.19 приведены схемы включения расширительных бачков в жидкостный тракт систем охлаждения [53J. Из возможных вариантов следует отметить схему 1 а, которая способствует существенному повышению производительности водяного насоса. При использовании этой схемы практически ни па каких режимах работы двигателя не наблюдается явлений кавитации. Кроме того, обеспечивается гидродинамическая устойчивость потока, поскольку расход жидкости через бачок составляет 10. 15 % от расхода жид-

Рис. 1.19. Схемы расширительных контуров системы охлаждения:

• 1 — двигатель; 2 — водяной насос; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок
• 55

кости основного контура, а скорость движения жидкости значительно меньше критической.

При включении расширительного бачка по схеме 1 6 снижается производительность водяного насоса, что объясняется характером взаимодействия потока жидкости и находящегося в системе воздуха. Включение расширительного бачка по схемам 2а и 26 улучшает отделение паров и воздуха из жидкости, что ведет к улучшению характеристик водяного насоса и увеличению кавитационного запаса системы. Характерной особенностью схем 3а и 36 является совмещение расширительного бачка и верхнего бачка радиатора, что позволяет обеспечить компактность жидкостного тракта, уменьшить число шлангов и соединений. Схемы За и 36, в отличие от схем включения 16 и 2а, обеспечивают деаэрацию охлаждающей жидкости. Контур охлаждения по схеме 4а, имеющий перепускной резервуар, благодаря небольшой стоимости и простоте конструкции находит наибольшее применение на автомобилях с малой мощностью двигателя. Паровоздушный клапан устанавливается на радиаторе, который полностью заполняется жидкостью. Поскольку в жидкостном контуре отсутствует воздушная подушка, то при нагревании жидкости давление увеличивается и жидкость в результате расширения объема направляется в перепускной расширительный резервуар. С помощью этого достигается быстрое увеличение давления па линии всасывания водяного насоса, однако даже при незначительном охлаждении жидкости давление уменьшается до такой степени, что происходит срабатывание клапана разрежения и жидкость всасывается из перепускного резервуара обратно.

Частые и значительные колебания давления создают нагрузку на радиатор, соединительные шланги и другие элементы системы охлаждения. При использовании контура охлаждения по схеме 46 верхняя часть радиатора должна иметь большой объем, так как она одновременно служит уравнивающим резервуаром. Поскольку при открытом клапане термостата весь поток жидкости проходит через радиатор, то вследствие большой скорости потока невозможно удаление газообразной фракции. В целях обеспечения разделения фракций и удаления пара и воздуха используют внутренние перегородки с отверстиями.

Для тракторов «БЕЛАРУС» разработано несколько схем компоновки и включения расширительного бачка в гидравлический

Рис. 1.20. Схемы расширительных контуров систем охлаждения тракторов «БЕЛАРУС»:

а — расширительный контур; 6 — дренажно-компенсационный контур

контур системы охлаждения (рис. 1.20). На тракторах класса 14 кН используется схема с расширительным контуром (рис. 1.20, а) или дрепажпо-компепсационпым контуром (рис. 1.20, б). По схеме с расширительным контуром расширительный бачок присоединен к полости верхнего бачка радиатора через паровоздушную трубку, в остальном система охлаждения не изменена. Отличительной особенностью схемы с дренажпо-компепсационным контуром является то, что бачок имеет связь с линией всасывания водяного насоса.

На рис. 1.21 представлен расширительный бачок с тремя полостями: конденсационной Л, компенсационной В и деаэраци-

Рис. 1.21. Расширительный бачок системы охлаждения тракторов «БЕЛАРУС»:

• 1 — компенсационный патрубок; 2 — перегородка; 3 — вентиляционная трубка; 4 — горловина; 5 — деаэрационный стакан; 6 — корпус бачка; 7 — дренажный патрубок; А — конденсационная полость; Б — компенсационная полость; В — деаэрационная полость
• 57

онной В. Бачок имеет перегородки с выштамповками в верхней и нижней частях, дренажный и компенсационный патрубки, паровоздушный клапан. Деаэрационная емкость бачка представляет собой стакан, расположенный внутри компенсационной емкости, с вентиляционной трубкой и клапаном избыточного давления. Дреиажпо-компепсационпый контур не влияет па температурный режим системы охлаждения, уменьшает время прогрева до рабочей температуры в 1,2. 1,4 раза по сравнению с комплектацией без бачка, увеличивает расход жидкости водяного насоса на 1,8. 3,6 % за счет подпитки водяного насоса.

На тракторах класса 20 кН расширительный бачок совмещен с верхним бачком радиатора (рис. 1.22). В верхнем бачке 5 радиатора установлена перегородка 8, разделяющая его полость на сообщающиеся между собой коллекторную Л и расширительную Б камеры, причем коллекторная камера отдельными трубками 10 сердцевины сообщена с нижним бачком 11 радиатора. В расширительной камере Б выполнена разделительная перегородка 3 с дренажным отверстием 4, разделяющая расширительную камеру на полости 2 и 6. Полость 6 сообщается через паровоздушный клапан 7 с окружающим пространством.

Рис. 1.22. Расширительный контур, встроенный в верхний бачок

1 — капал; 2, 6 — полости; 3 — перегородка; 4 — дренажное отверстие; 5 — верхний бачок; 7 — паровоздушный клапан; 8 — перегородка; 9 — дренажный патрубок; 10 — трубки сердцевины; 11 — нижний бачок; 12 — сердцевина

Радиатор работает следующим образом. При неработающем дизеле уровень жидкости в радиаторе устанавливается несколько выше перегородки 8 с образованием воздушного пространства в расширительной камере Б. При работе дизеля охлаждающая жидкость поступает в коллекторную камеру А под перегородкой 8, проходит по трубкам сердцевины в нижний бачок и отводится к водяному насосу Воздух и пары жидкости поступают из коллекторной камеры А через каналы 1 в полость 2, где создается повышенное давление. Из полости 2 воздух выходит через дренажное отверстие 4 в воздушное пространство расширительной камеры Б за перегородкой 3, откуда через паровоздушный клапан 7 отводится в окружающую среду. При резком повышении давления в жидкостном контуре и температуры охлаждающей жидкости уровень жидкости в полости 2 повышается и жидкость через дренажное отверстие 4 отводится в расширительную камеру Б, откуда через ряд трубок 10 поступает в нижний бачок радиатора.

Система охлаждения со встроенной в радиатор расширительной камерой исключает выброс охлаждающей жидкости из радиатора, эффективно разделяет и удаляет воздух и пары жидкости, обеспечивает заданный температурный режим, уменьшает материалоемкость, повышает надежность системы охлаждения вследствие сокращения числа шлангов и соединений.

На тракторах класса 50 кН моделей «БЕЛАРУС-3022» при установке дизеля Internationl DTA 530Е (l-308)/DDC S40E реко-

Рис. 1.23. Схема включения расширительного бачка в системе охлаждения дизеля International DTA 530Е (l-308)/DDC S 40E:

• 1 — двигатель; 2 — корпус термостатов и водяного насоса; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок; 5,6, 7 — трубопроводы
• 59

мепдуется схема включения расширительного бачка, представленная на рис. 1.23. Трубопровод 6, проложенный от корпуса термостата и водяного насоса к расширительному бачку 4, предназначен для удаления воздуха из системы охлаждения. По трубопроводу 7 от верхнего бачка радиатора к расширительному бачку возможно обратное течение жидкости при снижении давления в системе. Паровой клапан в пробке расширительного бачка отрегулирован на избыточное давление 0,065 МПа, воздушный клапан — на 0,008 МПа. Трубопровод 5 соединяет расширительный бачок со всасывающей полостью водяного насоса, при увеличении давления в полости всасывания возможно обратное движение жидкости, т.е. к расширительному бачку.

На тракторе с дизелем «Даймлер-Крайслер ОМ 501L» рекомендуется схема установки включения расширительного бачка, представленная на рис. 1.24. Расширительный бачок имеет объем

Рис. 1.24. Схема включения расширительного бачка в системе охлаждения дизеля «Даймлер-Крайслер ОМ 501L»: а — система охлаждения с расширительным бачком; 6 — система охлаждения с расширительным и резервным бачками; 1 — двигатель; 2 — корпус термостатов и водяного насоса; 3 — радиатор; 4 — расширительный бачок; 5 — резервный бачок

• 60
• 20 % от полного объема системы охлаждения. Бачок при работе заполняется охлаждающей жидкостью на 50 %. Избыточное давление установленного на бачке парового клапана составляет не менее чем 1,2 бара (0,12 МПа), воздушного клапана — 0,07. 0,1 бара (0,007. 0,01 МПа). Клапан максимального давления в бачке заблокирован от выворачивания и отрегулирован на давление 0,7 бара (0,07 МПа). При этом максимальные размеры соединительных трубопроводов к бачку от радиатора и к водяному насосу от бачка ограничены. Расширительный бачок располагается выше верхней точки системы охлаждения.

Недостатком схем включения расширительного бачка в систему охлаждения, представленных на рис. 1.23 и 1.24, является подключение рубашки охлаждения к расширительному бачку. Вместе с воздухом и парами жидкости в расширительный бачок поступает часть нагретой жидкости, которая по компенсационному трубопроводу отводится в нагнетательную полость водяного насоса. Таким образом создается контур циркуляции нагретой жидкости, минуя радиатор.

nadouchest.ru

No related posts.