Расширительный бак системы охлаждения двигателя: что это и зачем нужен

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.

Зачем нужен расширительный бак

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.

Устройство системы охлаждения даигателя

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.

Закипела машина — последствия

Если кипит система, степень повреждения каналов бывает разной. Часто это ничем опасным не грозит, просто владелец машины ограничивается испугом. Но если перегретый двигатель глохнет (и аккумулятор не причём), это может указать на следующие вещи:

разрушение уплотнителя ГБЦ;
повреждение блока;
критическое снижение уровня тосола;
поломку или деформацию клапанов;
повреждение маслосъемных колпачков.

Разрушение головки блока цилиндров

Последствия закипания устраняются в зависимости от конкретной ситуации. Обычно всё решается восстановлением, шлифовкой ГБЦ. Заклинивание поршней в гильзах встречается редко. Однако в этом случае ремонт выглядит нецелесообразно. Куда проще и дешевле установить другой мотор.

Постоянный перегрев жидкости и выход пара — симптом уменьшения количества охлаждающей жидкости. В этом случае двигатель нормально охлаждаться не будет даже после остывания. Если не принять мер по дозаправке, а просто остудить установку — тосол закипит повторно. Нагрев в области камер сгорания и других теплонагруженных деталей увеличится. Внутренние части узла придут в негодность, а сам блок цилиндров — разрушится.

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.

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.

Водяное охлаждение для ПК своими руками

При желании немного поэкспериментировать и сэкономить денег многие пытаются создавать самодельные жидкостные охладители из подручных средств. Рассмотрим пример, как собрать СВО в домашних условиях:

Ватерблок лучше приобрести в заводском исполнении, самоделки чаще протекают и хуже отводят тепло.
Шланги можно применять прозрачные виниловые или кислородные трубки.
Помпу желательно взять мощностью от 600 л/ч и больше.
Радиатор подойдет автомобильный или другая старая модель подходящих размеров.
Дополнительно приобрести пару вентиляторов с размерами 120 мм или 140 мм.
Чтобы система водяного охлаждения работала без протечек, хомуты подбирать по размеру шланга и зажимать максимально плотно.
После сборки водяное охлаждение для ПК заправить водой и включить помпу на несколько часов для выявления протечек.
Произвести монтаж СВО на компьютер и проверить в тестовом режиме эффективность работы.

Неисправности расширительного бочка 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.

Охлаждение жидкостное

Структура жидкостного охлаждения устроена следующим образом:

• рубашка охлаждения; • вентилятор; • диффузор; • насос; • отопитель салона; • термостат; • резиновые патрубки; • расширительный бачок.

Нагретый антифриз по отводящим патрубкам перемещается в радиаторный отсек двигателя, где производится забор лишней тепловой энергии и затем, уже охлажденная смесь, подается в рубашку блока цилиндров. Кругооборот охладителя осуществляется благодаря присутствию перекачивающего устройства (помпы), а отвод тепла от сердцевины радиатора осуществляется за счет потока воздуха, проходящего через соты устройства. Эффективность отвода тепла контролируется термостатом и реле запуска вентилятора.

Для наполнения систем охлаждения применяют спиртосодержащие низкозамерзающие жидкости – антифризы. Количество заливаемого антифриза зависит от типа транспортного средства и производительности агрегата (2–15 л). Для слива антифриза в корпусе мотора предусмотрены заглушки, расположенные в теле блока цилиндров и нижней секции радиатора.

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.

Как лучше всего охлаждать процессоры?

Решения на базе СВО обеспечивают повышенную эффективность охлаждения по сравнению со стандартным кулером для центрального процессора системной платы. Однако на решение, какой тип охлаждения использовать, обычно влияет несколько факторов: цена, совместимость и внешний вид.

Несмотря на то, что жидкостное охлаждение превосходит воздушное в различных сценариях, вам нужно понимать, зачем такая система нужна. Например, нет причин использовать жидкостное охлаждение, если ваш процессор не нагревается выше рекомендуемых норм. Как и нет причин использовать усиленное воздушное охлаждение, если вы даже не играете. Иногда достаточно ограничиться хорошим пассивным охлаждением с лояльным в отношении шумовых характеристик кулером.

Если же вы приняли решение устанавливать СВО, имейте в виду, что существует несколько способов водяного охлаждения ПК, и выбранный вами метод будет зависеть от вашего технического опыта и, конечно, бюджета.

Доливка охлаждающей жидкости

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

Проверьте уровень жидкости на холодном или остывшем двигателе (дайте ему хорошо остыть).
Откройте крышку РБ (если двигатель недостаточно остыл, прихватите крышку тряпкой) и медленно поворачивайте ее до выхода пара.
Долейте жидкость, не доходя до риски max.
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.
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.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Ключевые теги: двигатель, устройство автомобиля

Закипела машина — последствия

разрушение уплотнителя ГБЦ;
повреждение блока;
критическое снижение уровня тосола;
поломку или деформацию клапанов;
повреждение маслосъемных колпачков.

Разрушение головки блока цилиндров

Итоги

Первоначально необходимо определить объем бака для расширения, а уже после этого определяться с тем, какой тип приобретать, открытый или закрытый. Монтаж всей системы должны выполнять квалифицированные специалисты. Самостоятельное подключение не допускается. Монтажная бригада при проведении работ убедится, что все узлы и агрегаты системы смонтированы в соответствии с требованиями безопасности и правильности монтажа. Кроме того, собственнику дома предоставят гарантию на материалы и выполненные работы. Поэтому, при возникновении неполадок, собственник жилища может обратиться за помощью туда, где он заказывал выполнение проекта.

Различные типы емкостей

Существуют различные исполнения расширительных бачков. Они различаются по размерам и форме исполнения. Определить какой сосуд необходим можно, рассчитав его данные. Также при выборе агрегата следует учитывать тип установленной системы отопления дома. Форм-фактор баков представлен таблеткой, а также цилиндрической формой.

Бачок расширительный в виде таблетки

Разное внешнее исполнение заключается в способе использования. Заказчик может приобрести:

Бак открытого типа;
Бак закрытой компоновки со встроенной мембраной.

Также доступны резервуары закрытого типа без встроенной мембраны. Однако эксперты рекомендуют воздержаться от использования данного вида баков в отопительных системах дома. К сожалению, конструктивные особенности данной продукции требуют тщательной доработки. Подвижную перегородку в таких баках заменяет воздушная масса. Таким образом, воздуху открыть путь во внутреннюю систему отопления дома, а наличие воздуха в контуре недопустимо. В таком баке уровень воды будет все время увеличиваться, пока не достигнет критической точки.

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.

В чем преимущества закрытой системы отопления

Закрытая теплотрасса имеет ряд своих достоинств перед открытой. А именно:

данный вид теплотрассы обладает наиболее легким способом монтажа;
такую систему провести гораздо дешевле, чем открытую;
вам не нужно постоянно заглядывать в резервуар, чтобы проверить уровень воды или теплоносителя, в отличии от открытого бака, в который часто нужно заливать жидкость;
закрытая теплотрасса дает возможность сконструировать теплый пол, что даст больше тепла в дом.

Потребители

Однако есть и минус. Данный вид теплотрассы нуждается в стабильном электричестве, и, если у вас с этим перебои, то подобный тип системы вам не подойдет.

Закрытая теплотрасса https://i.ytimg.com