Расширительный бачок системы охлаждения мотора: назначение, устройство, неисправности

Авторемонт

Процесс сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя сопровождается высвобождением большого количества тепла, которое нагревает двигатель. Если не охлаждать двигатель во время работы, то через несколько минут его температура превысит критическую, и он разрушится. Чтобы этого не произошло, в автомобиле применяется система охлаждения двигателя.

Состав системы охлаждения двигателя:

• охлаждающая жидкость (тосол или антифриз);
• радиатор;
• вентилятор;
• термостат;
• водяной насос (помпа);
• соединительные патрубки;
• расширительный бачок;
• отопитель салона.

Водяной насос (помпа) начинает работать вместе с двигателем. Как только двигатель заработал, вращающиеся лопасти помпы заставляют охлаждающую жидкость циркулировать по малому кругу системы охлаждения (минуя радиатор). Это надо для того, чтобы двигатель как можно быстрее прогрелся и вышел на свою рабочую температуру.

Когда температура охлаждающей жидкости работающего двигателя достигла рабочего значения, открывается термостат и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу — через радиатор.

Охлаждающая жидкость (тосол, антифриз) подается в радиатор через верхний патрубок, проходит сверху вниз по его сотам, и через нижний патрубок (уже охлажденная жидкость) подается обратно в рубашку двигателя.

Когда температура охлаждающей жидкости поднимается к верхним значениям (100 °C и более), включается вентилятор, который усиливает поток воздуха через решетку радиатора и увеличивает эффективность охлаждения. На старых машинах вентилятор соединен жестко ремнем с валом помпы и вращается постоянно.

Чтобы жидкость в системе охлаждения не замерзала при низких температурах и не закипала при 100 °C, применяются специальные охлаждающие жидкости: тосол или антифриз. Эти жидкости содержат этиленгликоль или пропиленгликоль — химические соединения, не дающие воде замерзать. Кроме того, охлаждающие жидкости содержат ингибиторы ржавчины, коррозии и вспенивания, что предотвращает образование ржавчины на металлических поверхностях двигателя и радиатора, смазывает водяной насос и не дает жидкости вспениваться, циркулируя по системе.

ВНИМАНИЕ! Не используйте в качестве охлаждающей жидкости воду!!!!. Вода — довольно агрессивная среда, которая быстро разрушает все металлические детали системы охлаждения

При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме

Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку

При нагреве охлаждающая жидкость расширяется и увеличивается в объеме. Поскольку система охлаждения является герметичной, то излишки охлаждающей жидкости выталкиваются в расширительный бачок, который соединен гибким шлангом в горловиной радиатора. Когда охлаждающая жидкость остывает, она опять подается в систему охлаждения через нижний патрубок расширительного бачка. Расширительный бачок служит также для залива и долива охлаждающей жидкости в систему охлаждения. При открытии крышки расширительного бачка надо быть очень осторожным, т.к. горячие пары могут ошпарить вашу руку.

В салоне автомобиля находится еще один небольшой радиатор, спрятанный под торпедо, который принято называть отопителем салона автомобиля, или просто — печкой. В холодное время года водитель открывает заслонку печки, и нагретая охлаждающая жидкость начинает циркулировать через теплообменник, нагревая воздух в салоне автомобиля.

Система охлаждения довольно проста и при нормальной работе не требует какого-либо обслуживания. Если утечек охлаждающей жидкости нет, то можно спокойно ездить пару лет. Раз в два года рекомендуется полностью менять охлаждающую жидкость в системе охлаждения автомобиля. Также, надо следить за состоянием резиновых патрубков, поскольку резина со временем пересыхает и растрескивается. Очень будет неприятно, если в дороге вдруг произойдет разрыв патрубка — дальнейшее движение будет практически невозможно. Поэтому, имеет смысл через 5-6 лет проводить полную замену всех резиновых патрубков на новые.

В начало страницы

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

Принцип работы охлаждающей системы

Работу подобной конструкции можно охарактеризовать следующим образом:

1. При повышении температуры внутри силового агрегата охлаждающая жидкость проходит малый круг циркуляции в процессе которого, происходит равномерное распределение тепла.
2. Когда температура приближается к определенному уровню, происходит запуск процесса циркуляции, при котором в работу включается радиатор охлаждения и открывается большой круг.
3. При нагреве жидкости тепло цилиндров передается помпе, которая выводит охлаждающий раствор к радиатору. Далее антифриз снова перегоняется обратно на цилиндры.

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.

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

Газы в системе охлаждения двигателя признаки

Симптомы прорыва газов и закипания жидкости одинаковы. Но все таки суествуют небольшие различия. Именно на начальном этапе необходимо увидеть признаки прорыва газов.

• Газы прорвавшиеся из камеры сгорания в первую очередь скапливаются в самой верхней точке  камеры сгорания. Как правило, это радиатор отопителя салона. То есть нарушается циркуляция жидкости в радиаторе отопителя салона. Поэтому постепенно будет снижаться температура воздуха подаваемая из отопителя. Причем во всём остальном. Изменений происходить не будет. Температура системы охлаждения при этом в норме. Жидкость из расширительного бачка выбиваться не будет. Единственное при открытии крышки расширительного бачка сбрасывается небольшое давление. Но определить это как прорвавшиеся газы не получится. Потому что при нагреве пары расширяются и создают небольшое избыточное давление в системе.
• Если внимательно присмотреться внутрь расширительного бачка. Будут видны небольшие пузырьки. Пузырьки эти могут появляться по разному. Они могут возникать на еще не прогретом двигателе. Могут появиться позднее, когда двигатель начнет прогреваться.

Отказ отопителя и появление пузырьков уже говорят о наличии проблемы. В результате выброса газов. Увеличивается давление системы. Из за повышенного давления увеличивается  температура закипания  жидкости. По принципу скороварки. То есть из за нарушения циркуляции увеличивается температура. а закипания не происходит. В результате резкого снижения давления по причине открывания крышки бачка или лопнувшего патрубка. Происходит мгновенное закипание. Жидкость под большим давлением выбрасывается наружу.  Это и является причиной ожогов когда пытаются открыть крышку бачка или радиатора. при возникновении проблем с системой охлаждения. Если обнаружено повышение температуры. Не нужно сразу глушить двигатель. Необходимо дать ему остыть на холостых оборотах. Что бы клапан  в крышке бачка справился со сбросом давления постепенно.

Тяжело определить почему закипела жидкость. От прорыва газов или из за неисправностей системы охлаждения. Как проверить идут ли газы в систему охлаждения на самом раннем этапе прорыва. Пока клапан крышки расширительного бачка ещё срабатывает и справляется с повышенным давлением.

При наличии самых первых признаков и нужно бить тревогу. Потому что количество прорывающихся газов будет только увеличиваться.

На первых этапах жидкость не будет поступать в камеру сгорания в местах прорыва газов. Или её поступать будет, но в  небольших количествах. Тем более возможно, что при остывании двигателя прорыв вообще устранится до следующего нагрева. На работу двигателя это не окажет практически ни какого влияния. Со временем жидкость будет накапливаться в камере сгорания в больших объемах. И если е накопится достаточно для того чтобы заполнить объём камеры сгорания произойдет гидроудар. Жидкость не сжимается. Поэтому произойдут разрушения гильзы поршня и шатуна.

Повторюсь что на начальном этапе прорыв газов можно определить по наличию пузырьков  в расширительном бачке. Нарушениям в работе отопителя. Может быть возникнет подтекание жидкости между головкой и блоком цилиндров. При нагреве в этих местах будет наблюдаться парение жидкости.

Можно использовать механический способ проверки прорыва газов. Если подвести поршень в ВМТ такта сжатия. В свечное отверстие при помощи переходника подать давление воздуха от компрессора. То в случае прорыва газов именно в этом цилиндре. Начнет подниматься уровень жидкости в расширительном бачке. Таким образом, необходимо проверить каждый цилиндр.

На окончательной стадии неисправности. Сомнений не возникает. При увеличении оборотов на не прогретом двигателе жидкость сильно выбивает из расширительного бачка. До этого доводить нельзя.

Единственный эффективный способ как проверить идут ли газы в систему охлаждения на начальном этапе. Это использовать специальную жидкость катализатор. Через неё пропускают газы скопившиеся в расширительном бачке. В случае наличия прорыва газов из камеры сгорания катализатор поменяет цвет. Жидкость катализатора заливается в специальную колбу.

Она имеет две полости. Одну для поступающих газов из расширительного бачка. Другую для заливки катализатора. Газы пропускаются через катализатор. И в случае изменения цвета с уверенностью можно судить о наличии повреждения.

Назначение расширительного бачка

Расширительное устройство необходимо:

• для временного удаления избытка теплоносителя из системы при нагревании воды и для водостока, когда превышен максимальный уровень бака;
• для возврата теплоносителя в отопительную систему при его охлаждении;
• для поддержания в контуре необходимого гидростатического давления путем регулировки объема воды;
• для накопления и удаления воздуха и паров из жидкого теплоносителя, которые начинают появляться в процессе его нагрева. Так в воде содержится некий объем воздуха: он составляет на один литр до 40 миллиграммов. Когда вода прогревается, почти 90% этого воздуха имеет вид пузырьков. Расширительный бак отводит лишний воздух в атмосферу.

Какую функцию выполняет антифриз?

Прежде всего, следует напомнить что слово «антифриз» имеет иностранные корни и переводится как «против замерзания». Именно так можно охарактеризовать его основную функцию. Данное вещество не должно замерзать даже с сильно морозные зимы.

Кроме этого охлаждающая жидкость выполняет следующую работу:

• быстрая и эффективная защита автомотора от перегрева в процессе его эксплуатации;
• поддержание на высоком уровне антикоррозийной защиты всех имеющихся металлических деталей;
• надежная защита системы охлаждения от обмерзания при использовании автомобиля в зимний морозный период.

Полезно знать: Что лучше заливать в систему охлаждения тосол или антифриз?

Особенности расширительного бака для отопления закрытого типа

Расширительный бак закрытого типа представляет собой герметичный сосуд, изготовленный из стали. Он частично заполнен жидкостью, и частично инертным газом, который закачивается через специальный клапан. Закрытые расширители в зависимости от варианта разделения внутреннего объема бывают мембранными и безмембранными.

В безмембранных емкостях не предусмотрено механическое разделение пространства, поэтому теплоноситель непосредственно контактирует с газом. Чтобы поддерживать давление в заданном диапазоне, при подключении расширительного бака применяется газовый баллон или компрессор, который располагается снаружи.

Большинство современных расширительных баков закрытого типа оснащены гибкими бутиловыми или этиленпропиленовыми мембранами, которые разделяют внутреннее пространство сосуда. Они могут быть тарельчатыми или грушевидными. В первом случае мембрана обладает формой полусферы и крепится в средней части бака. В зависимости от температуры теплоносителя может принимать вогнутую или выпуклую конфигурацию.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Грушевидная мембрана, повторяя форму сосуда, крепится на противоположных концах бака. В этом случае теплоноситель, поступая в сосуд, не контактирует со стенками баллона. Он заполняет гибкую мембрану, а пространство между ним и стенками бака заполнено газом. Такая особенность внутреннего строения исключает вероятность возникновения коррозии и способствует увеличению срока эксплуатации устройства. Цена расширительных баков для отопления закрытого типа с грушевидной мембраной будет выше, чем с тарельчатой, и начинается от 3,5 тыс. руб.

К достоинствам мембранных баков можно отнести компактные габариты, минимальные потери тепла, что исключает необходимость теплоизоляции, возможность работать при повышенном давлении, минимальный риск возникновения коррозии на стенках устройства, долговечность. Из недостатков стоит выделить высокую стоимость, необходимость периодически подкачивать газ в систему, и осуществлять контроль давления в ней.

Расширительный бак для ГВС

В системе горячего водоснабжения, что обеспечивается бойлером, подключенным к котлу, предусмотрена установка расширительного бака. Основной его задачей является поддержание в сети рабочего давления. Расширительный бак защищает систему водоснабжения от гидроударов, предохраняет насос от повышенных нагрузок, защищает его от поломок.

Расширительный бак для системы горячего водоснабжения

Для горячего водоснабжения используется бак закрытого типа с грушевидной мембраной, которая разделяет внутреннее пространство на две части: воздушную и водяную. Она может быть изготовлена из резины, каучука искусственного или естественного происхождения. Первые два варианта обладают высокими эксплуатационными свойствами. Оба материала стойко переносят разные температуры теплоносителя, вплоть до кипящего состояния без потери первозданных характеристик. Мембрана из каучука естественного происхождения при контакте с горячей водой проявляет негативную реакцию.

Расширительный бак подбирается исходя из объема избыточной воды, которая будет поступать в него при повышении давления в системе. Специалисты советуют выбирать бак объемом 10% от объема бойлера с горячей водой. Емкость для ГВС монтируется между бойлером и клапаном, который предотвращает обратный ход движения горячей воды в систему холодного водоснабжения. Цена расширительного бака стартует от 2,2 тыс. руб.

Из-за чего снижается уровень антифриза?

На уровень охладителя влияет перечень факторов:

• целостность ГБЦ, прокладок, блока, радиатора и шлангов, печки и бачка расширения;
• фиксация всех шлангов системы хомутами;
• полноценная работа клапанов;
• общее состояние отвода жидкости от шланга и горловины;
• работа системы подачи топлива;
• правильная настройка системы зажигания;
• тип антифриза;
• стиль вождения.

Рекомендуем: Насос омывателя лобового стекла — как он работает

При появлении трещин в ГБЦ или прокладках наблюдается постепенная протечка антифриза в масло или цилиндры. В первом случае водитель получит пузыристый состав, не пригодный для дальнейшего использования в системе. Во втором – выхлоп приобретет вид белого пара даже в теплую погоду. Пробивка прокладки чревато появлением двух симптомов одновременно.

Дополнительно наблюдается ощутимое снижение мощности силовой, что влечет повышенный расход бензина. Слабо закрепленные шланги могут пропускать антифриз по достижению высокого давления в системе. Неисправность клапанов радиатора и бака расширения не дадут сформироваться нормальному давлению, из-за чего снизится температура кипения охладителя и возникнет риск появления паровых пробок, что сильно отразится на целостности ГБЦ.

На нагрев цилиндров также влияет несколько факторов. И это не только работа системы охлаждения, но и грамотная настройка самой топливной аппаратуры, а также системы зажигания. Если в систему попадает переобедненная смесь, то появится детонация, что чревато более быстрым сгоранием бензина с повышенным выделением тепла. Это влечет увеличение температуры антифриза, закипание и появление пробок. В итоге имеем резкое падение уровня охладителя и ускоренный перегрев мотора.

При поступлении излишне обогащенной топливной смеси придется сильнее жать на газ для обеспечения надлежащей мощности. При этом цилиндры чрезмерно переполняются бензином, что ведет к падению уровня антифриза и закипанию системы в целом.

Глицериновые охладители закипают при температуре около 90-100 градусов. Даже незначительный перегрев двигателя гарантированно ведет к образованию пара. Если водитель любит ездить на высоких передачах с низкими оборотами (менее 2 тысяч), то любой подъем или горка вызовут увеличение нагрузки на силовую и повысят температуру системы. На таких оборотах помпа не способна обеспечить надлежащий потом антифриза. ГБЦ начнет перегреваться, жидкость – парить, а уровень станет медленно, но верно снижаться.

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.

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.