Длительная эволюция ДВС не могла изменить главного: он так и остался тепловой машиной, а потому от исправности его системы охлаждения зависит очень многое. Затрагивая тему основных причин утечек антифриза, мы вспоминали в числе вероятных вариантов и крышку расширительного бачка. Порой эта небольшая деталь портит жизнь многим автомобилистам и их автомобилям куда больше, чем можно себе представить. Сегодня мы будем подробно разбираться в том, какую роль она играет в системе охлаждения, и что может произойти при её неправильной работе, а также как купить качественную крышку расширительного бачка и даже отремонтировать её.
Зачем нужна крышка расширительного бачка?
Расширительный бачок выполняет роль компенсационного: нагреваясь, охлаждающая жидкость заметно расширяется в объеме. В очень старых автомобилях отдельного расширительного бачка не было, а его роль играл сам радиатор.
В системе охлаждения ГАЗ-21 не было отдельного расширительного бачка!
ВАЗ-2108: расширительный бачок с крышкой, а радиатор – уже без крышки
Пробка радиатора при этом выполняла ту же задачу, что и на современных машинах: благодаря наличию в конструкции пароотводного (выпускного) клапана она поддерживала пусть и небольшое, но избыточное давление (0,45-0,55 кгс/см2) в системе, что позволяло воде закипать лишь при 109-112 градусах.
Устройство пробки радиатора ГАЗ-21
Также в крышке радиатора был предусмотрен воздушный клапан, отрегулированный на разрежение (0,01-0,10 кгс/см2). Его задача была противоположной – не допустить создания слишком низкого давления внутри системы.
На фото: пробка радиатора ГАЗ-21. Надпись «открывать осторожно» предупреждает о том, что обращаться с ней следует действительно аккуратно
Современная крышка расширительного бачка хоть и выглядит иначе, чем "винтажная" пробка радиатора, но устроена похоже. Как правило, внутри пластикового корпуса предусмотрены два клапана – выпускной и впускной.
Устройство пробки расширительного бачка ВАЗ-2108: 1 — пружина выпускного клапана; 2 — впускной клапан; 3- пружина впускного клапана; 4 — выпускной (паровой клапан); 5 — латунный блок клапанов; 6 — заливная горловина расширительного бачка.
Крышка ВАЗ-2108 в разобранном виде…
…и на расширительном бачке
Задача первого – "стравить" давление, если оно достигло предела, предусмотренного производителем. Поскольку современные моторы имеют более высокие рабочие температуры, чем у двигателей прежних поколений, выпускные клапаны крышки бачка у них могут открываться при давлении до 1,5 кгс/см2, причем этот параметр строго регламентируется для каждого конкретного мотора.
Стандартный для вазовской пробки параметр – 1,1-1,2 атм
Впускной клапан открывается при 0,03-0,13 кгс/см2, что позволяет избежать чрезмерного разрежения в системе. Некоторые производители конструктивно объединяют два клапана в один, но их суть от этого не меняется.
Почему нужно так точно контролировать давление в системе охлаждения?
Поддержание нужного давления в системе важно по двум причинам. Во-первых, оно не должно быть слишком низким, чтобы антифриз мог закипать при более высокой температуре, чем это происходит при атмосферном давлении. Ведь многие современные моторы во время работы могут нагреваться до 120 градусов и более, в то время как большинство охлаждающих жидкостей при нормальных условиях закипает уже при 110 градусах. Повышенное давление позволяет избежать перегрева и закипания антифриза даже при высоких температурах.
Ну а во-вторых, давление в системе охлаждения не должно быть слишком высоким, чтобы избежать утечек антифриза и разрывов резиновых патрубков и пластикового расширительного бачка – то есть, сохранить систему герметичной. Кстати, сохранению герметичности нередко мешает не только некачественная работа клапанов крышки бачка, но и посадочные поверхности заливной горловины или резьба на самой крышке: если они плохо обработаны – жди утечек.
Увидеть в наше время подобное качество обработки привалочных плоскостей на продающихся в магазинах бачках для Лады можно редко – а потому и идеальной герметичности соединений ждать не стоит
Датчик уровня охлаждающей жидкости (слева) – еще один способ потерять герметичность системы со всеми вытекающими (во всех смыслах) последствиями
Какие бывают крышки?
Рассмотрим несколько разных крышек расширительного бачка на примере переднеприводной Лады. Для нее в продаже можно встретить едва ли не десяток крышек самых разных производителей. Они могут заметно отличаться по цвету корпуса, надписям, резьбе и "начинке", но суть от этого не меняется: выпускной клапан должен срабатывать при 1,1 атмосферы (так обычно в простонародье называют параметр давления килограмм-сила на квадратный сантиметр).
Обе эти крышки абсолютно новые, но одна исправна, а другая – нет. Но узнать об этом можно только после проверки или установки на автомобиль
К сожалению, встречающиеся в продаже крышки бывают хорошие и плохие, то есть качественные и не очень. А это значит, что они могут допускать избыточное давление в системе заметно выше нормального – 1,3-1,5 кгс/см2 и даже выше!
Многовато будет… Такой крышкой можно угробить многие детали системы охлаждения
Некоторые крышки могут сбрасывать давление до требуемого, но делают это слишком долго и неохотно. Ну а еще крышка может не держать и половины от нужного избыточного давления, открывая выпускной клапан уже при 0,5-0,6 атмосферы.
Рано «капитулирующий» выпускной клапан – тоже плохо
И то, и другое, и третье практически одинаково плохо. В первых двух случаях избыточное давление в системе будет удерживаться на более высоком уровне, в третьем – не достигать требуемого параметра. То есть, в первых двух случаях о неисправности крышки водитель может узнать только после разрыва патрубка или расширительного бачка, а во втором машина может «кипеть», выпуская пар через крышку бачка, даже если на улице не жарко.
Что будет при неисправности клапанов в крышке?
Самый частый вариант – заклинивший либо неправильно работающий выпускной клапан. В этом случае в системе создаётся чрезмерное избыточное давление, жертвой которого могут стать многие элементы – сам расширительный бачок, патрубки, радиаторы… Если вы видели стоящие в жаркий день на дороге машины с открытым капотом и лужей под ними, причиной появления этой лужи могла быть именно крышка с неисправным выпускным клапаном.
Бачок, радиаторы, кран, патрубки – список деталей, поврежденных из-за неправильно работающей крышки, может быть довольно длинным
Один из визуальных признаков неисправности выпускного клапана – чрезмерно раздувшийся бачок. К сожалению, это можно определить далеко не на всех автомобилях, поскольку у многих машин бачки сделаны из непрозрачного и не слишком эластичного материала. Также высокое давление приводит к подтеканию антифриза в соединениях, даже если они достаточно сильно затянуты.
При наличии избыточного давления бачок может немного раздуваться, но не каждый водитель может определить это визуально
Неисправность впускного клапана выражается в том, что патрубки, особенно крупные, а иногда и бачок визуально сжимаются. Чрезмерное разрежение в системе также не добавляет долговечности её деталям.
Как выбрать и проверить крышку расширительного бачка?
Определить правильность настроек клапанов в крышке визуально невозможно. Для этого нужен пусть и несложный, но специальный стенд с манометром, на который накручивается крышка. Затем в установке создаётся сначала избыточное давление, а затем разрежение. Полученные цифры сравнивают с заводскими параметрами в таблице.
В реальности же никаких проверочных приспособлений в магазинах обычно нет, а роль проверочного стенда выполняет уже сам двигатель. То есть, при выборе крышки в магазине можно ориентироваться лишь на косвенные показатели – цену, производителя и визуальное качество изготовления. А уже после замены крышки нужно понаблюдать за тем, создаёт ли она избыточное давление в системе. Одним из признаков этого можно считать поддержание нормальной рабочей температуры без признаков закипания охлаждающей жидкости: если двигатель долго работает, и из-под крышки не идет пар, то все в порядке. Некоторые автовладельцы проверяют давление в системе, чуть приоткручивая крышку при прогретом двигателе: в этом случае должно раздаться шипение, которое говорит о сбросе давления, которое поддерживает исправная крышка. Такая проверка действенна, но небезопасна: если крышку внезапно сорвет, кипящая охлаждающая жидкость может фонтаном ударить из бачка и обжечь руки и лицо.
Откручивать крышку «на горячую» нужно очень осторожно, но лучше этого вообще не делать
Еще один существенный повод задуматься об исправности крышки – потеря герметичности системы или последовательный выход из строя её деталей: бачка, радиаторов, крана отопителя и так далее. Наконец, чрезмерно греющийся двигатель при чистом радиаторе и исправном термостате также является поводом для осмотра крышки.
Подобные потеки и «накипь» на бачке и вокруг него – повод задуматься, всё ли здесь в порядке
Ну а чтобы «на глаз» убедиться в исправности впускного клапана, можно открутить крышку и сжать один из толстых патрубков, после чего снова закрутить её. Если патрубок примет прежнюю форму, то в системе не создаётся чрезмерного разрежения.
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:
- 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.
- Для чего нужен расширительный бачок системы охлаждения?
- Назначение расширительного бачка
- Расположение расширительного бачка
- Конструкция расширительного бачка
- Корпус
- Крышка расширительного бачка
- Возможные неисправности
- Разрыв расширительного бачка
- Течь расширительного бачка
- Поломка клапанов крышки расширительного бачка
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.
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.
