Бачок расширительный: эффективная и безопасная работа системы охлаждения ДВС

В систему охлаждения двигателей внутреннего сгорания обязательно входит такой элемент, как расширительный бачок. Все о расширительных бачках, их роли в функционировании силового агрегата, существующих типах этих деталей и их устройстве, а также о ремонте и обслуживании бачков — рассказано в статье.

Назначение и функции расширительных бачков

Расширительный бачок (РБ) — компонент системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания; пластиковая или металлическая емкость, расположенная выше радиатора, и предназначенная для компенсации объемного расширения и потерь охлаждающей жидкости.

Значительная часть поршневых двигателей автомобилей, автобусов, тракторов и другой техники оснащается жидкостной системой охлаждения (ЖСО), в которой отвод тепла от нагретых частей осуществляется специальной охлаждающей жидкостью (ОЖ). Любые жидкости, в том числе и современные антифризы (от 45 до 75% объема которых составляет дистиллированная вода), изменяют свой объем при изменении температуры, что сказывается и на работе системы охлаждения. При работе двигателя на холостых оборотах расширение ОЖ достигает 2-3%, а при напряженных режимах расширение может превышать 5%. При таком расширении ОЖ давление в ЖСО растет, да и самой жидкости может просто не хватить места — в этом случае срабатывает клапан на пробке радиатора, и излишки жидкости стравливаются в атмосферу. Но при последующем снижении температуры системы объем ОЖ уменьшится, и ее может оказаться недостаточно для эффективного отвода тепла. Устранение этих негативных эффектов в ЖСО двигателя достигается внедрением дополнительной емкости — расширительного бачка.

На РБ возлагается несколько ключевых функций:

• Предоставление возможности расширения ОЖ без ее потери и сброса в атмосферу (компенсация объемного расширения жидкости при изменении температуры);
• Хранение некоторого избыточного запаса ОЖ для компенсации ее утечек;
• Защита системы от чрезмерного роста давления — сброс давления через защитный клапан;
• Сервисные функции — отслеживание уровня ОЖ в системе (в том числе и автоматическая сигнализация о критически низком уровне), дозаправка ОЖ.

Данный резервуар важен для нормального функционирования всего двигателя, поэтому при повреждениях эту деталь необходимо как можно скорее ремонтировать или менять. А чтобы сделать правильную замену, следует разобраться в классификации, устройстве и принципах работы современных РБ.

Классификация и устройство расширительных бачков

Все современные бачки расширительные конструктивно очень похожи, отличаясь лишь в деталях: это пластиковая или (значительно реже) металлическая емкость, в верхней части которой располагается горловина под заливную пробку, в нижней — широкий штуцер под шланг, ведущий к корпусу термостата, а сбоку или сверху — один или два шланга для подключения к основному радиатору и радиатору отопителя. Бачкам придаются самые разнообразные формы для максимально удобного и компактного расположения в моторном отсеке. Для монтажа на корпусе могут выполняться кронштейны, проушины и другие детали. На одной из боковых стенок изделия из пластика обязательно выполняется шкала с отметками "Max" и "Min".

Резервуар располагается в наиболее удобном месте моторного отсека, обычно недалеко от основного радиатора. Причем он устанавливается несколько выше радиатора, чтобы при холодном двигателе уровень жидкости в РБ доходил примерно до половины — остальное пространство оставляется для компенсации объемного расширения ОЖ при нагреве.

Расширительный бачок закрывается пробкой со встроенными клапанами — воздушным (впускным) и паровым (выпускным), которые открываются при определенной разнице давления в ЖСО и в атмосфере. Однако все еще встречаются РБ и с обычными пробками, не оснащенными клапанами. В таких ЖСО сброс излишков жидкости и пара при перегреве осуществляется через пробку основного радиатора ЖСО.

Существуют РБ и с двумя горловинами — в одну монтируется пробка, а во вторую монтируется датчик уровня ОЖ, связанный с индикатором критического падения уровня ОЖ на приборной панели.

В автомобилях и иной технике применяется два основных типа расширительных бачков, отличающихся способом подключения к системе охлаждения:

• С двумя штуцерами — большим и малым;
• С тремя штуцерами — одним большим и двумя малыми.

Резервуар первого типа подключается к двум точкам системы: через большой штуцер — к корпусу термостата, через малый штуцер — к радиатору охлаждения. При таком подключении в случае роста температуры излишки охлаждающей жидкости вытесняются в расширительный бачок из малого круга, непосредственно от термостата, а если рост температуры продолжается, то жидкость и пар сбрасываются в бачок из радиатора через тонкий шланг.

Резервуар второго типа также подключается к термостату и радиатору, а третий штуцер используется для присоединения к радиатору печки. При таком подключении жидкость вытесняется в бачок не только от термостата и основного радиатора, но и из контура печки. Сегодня самое широкое распространение получили расширительные бачки именно этого типа.

Емкость расширительного бачка зависит от объема ОЖ в системе, на легковых автомобилях она составляет не менее 2 литров, на грузовиках и тракторах — до 5 литров и более. Это позволяет иметь некоторый запас ОЖ для компенсации ее потерь во время эксплуатации автомобиля вследствие неплотности соединений, утерь при перегреве и по другим причинам.

Функционирование системы охлаждения двигателя с расширительным бачком

Работа расширительного бачка в ЖСО сводится к следующему. До запуска и прогрева двигателя ОЖ имеет температуру окружающего воздуха, при этом ее уровень в бачке располагается примерно между отметками "Min" и "Max". При запуске двигателя и по мере его прогрева происходит объемное расширение ОЖ, она начинает вытесняться в расширительный бачок — уровень жидкости в нем повышается, однако клапаны не срабатывают, так как воздух внутри РБ легко сжимается. По мере прогрева двигателя до рабочих температур давление в системе повышается примерно до 120 кПа, что приводит к срабатыванию выпускного клапан — сжатый воздух из бачка сбрасывается в атмосферу, обеспечивая возможность дальнейшего расширения жидкости. Если же рост температуры и давления продолжается, то клапан вновь открывается и выбрасывает в атмосферу пар и излишки перегретой ОЖ.

При последующем снижении температуры силового агрегата объем ОЖ уменьшается и давление в ЖСО падает, в определенный момент срабатывает впускной клапан на пробке РБ, вследствие чего давление в ЖСОстановится равным атмосферному. Клапан может открыться еще несколько раз после остановки и охлаждения двигателя. Такая работа клапанов бачка предотвращает повышение или падение давления в ЖСО выше или ниже критического уровня и возможные повреждения деталей системы — разрыва РБ, срыва труб со штуцеров, и другие.

Вопросы выбора, замены и ТО расширительных бачков

В автотракторной и иной технике самое широкое применение находят пластиковые РБ, которые обладают относительно малым ресурсом, а под действием значительных перепадов температур и давлений, топлива, антифриза и выхлопных газов могут в короткие сроки разрушаться. Поэтому бачок необходимо периодически осматривать и проверять на предмет наличия трещин, разрывов, обломов штуцеров и иных повреждений. Также следует проверять и работу клапанов пробки. Проверку и осмотр деталей нужно выполнять при частом перегреве мотора, ухудшении работы отопителя и других признаках недостаточно эффективной работы системы охлаждения.

При обнаружении неисправностей бачок следует отремонтировать или заменить, а пробку в большинстве случаев проще поменять на новую. Ремонту подлежат резервуары с трещинами и разрывами на корпусе — эти дефекты можно заплавить с помощью паяльника. Отломанные штуцеры ремонту не подлежат. Однако отремонтированная деталь теряет свою надежность, а во многих случаях ремонт занимает неоправданно много времени и сил.

На замену следует брать бачок того же типа и модели, что был установлен на автомобиле ранее. В некоторых случаях вполне допустима установка детали иного типа, однако необходимо, чтобы новая емкость имела достаточной объем и надежно устанавливалась в моторном отсеке. В некоторых случаях имеет смысл заменить шланги вместе с хомутами.

Замену расширительным бачкам следует выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию автомобиля. В большинстве случаев эта работа сводится к демонтажу старого бачка (после предварительного слива части охлаждающей жидкости из системы), для чего необходимо отсоединить шланги и вывернуть пару винтов или снять хомут, а затем в обратном порядке установить новый РБ. После ремонта резервуар заполняется жидкостью до отметки и производится проверка герметичности системы запуском и прогревом двигателя.

Если расширительный бачок подобран и заменен правильно, то вся ЖСО силового агрегата будет функционировать надежно и эффективно на всех режимах.