Содержание
Как много интересных статей написано о термостатах, помпах, радиаторах… А вот расширительный бачок удосужился внимания лишь вскользь. А ведь когда вы отчаянно боритесь с воздушными пробками зимой, чтобы заставить работать печку в машине, или удивляетесь, почему вдруг стрелка на датчике температуры двигателя отчаянно приближается к красной границе или не доходит до рабочей, задумываетесь ли вы над тем, почему так происходит, и что является причиной… Поэтому сегодня мы поговорим о том, какие беды скрываются в расширительном бачке, и как их избежать.
Что представляет из себя расширительный бачок
Расширительный бачок с закрытой крышкой Это такой себе пластиковый контейнер с резиновыми шлангами, с датчиком уровня охлаждающей жидкости или без него, а также пропускным клапаном давления, встроенным в пластиковую крышку. Вот с этой самой незначительной на первый взгляд деталью, как крышка с клапаном, мы и будем разбираться.
Зачем она вообще такая нужна? А дело всё в охлаждающей жидкости (ОЖ). Рабочая температура двигателей отечественных производителей, как правило, равна 90-95 С, и чтобы ОЖ не закипала, циркулируя в системе, температура её кипения должна быть значительно выше, примерно 130 С. Поэтому создаются ОЖ изначально с повышенной температурой закипания.
Также очень важным фактором является поддержание повышенного давления в охлаждающей системе двигателя (ОСД), большего чем атмосферное, так как давление является необходимым условием увеличения температуры кипения.
Рабочее давление в ОСД отечественных автомобилей составляет, как правило, 1,0 кгс/см2, а импортных автомобилей – порядка 1,5 кгс/см2. Так как КПД и рабочая температура двигателей импортных авто выше и приравнивается примерно 100-105 С, то и давление в системе должно быть большее.
«А какое собственно отношение к давлению имеет какая-то крышка в расширительном бачке?» – спросите вы. Самое прямое…
Принцип действия крышки расширительного бачка
Расширительный бачок, выпускной клапан. При нагревании двигателя, нагревается и ОЖ. При этом, поскольку СОД абсолютно герметичная, создаётся избыточное давление. Вся СОД начинает расширяться, а лишний воздух скапливается в наивысшей её точке – расширительном бачке. Далее, под воздействием сжатого воздуха выпускной клапан расширительного бачка открывается, и лишний воздух выходит.
При остывании двигателя происходит обратный процесс. Давление в системе падает, и чтобы избежать декомпенсации, то есть понижения уровня давления в бачке ниже атмосферного, открывается впускной клапан и засасывает воздух в систему.
Очень часто бывает так, что водители не уделяют этой маленькой крышечке особого внимания. Вследствие чего происходит постепенное её засорение и даже коррозия. Клапан перестаёт правильно функционировать.
Последствия неправильной работы клапанов крышки расширительного бачка
Если клапан в бачке проржавел и рассыпался, то нарушается герметичность всей СОД. Лишний воздух начинает свободно входить и выходить из системы, образовывая воздушные пробки. Которые, в свою очередь провоцируют перегрев двигателя, разгерметизацию СОД, выход из строя её деталей и неработающую печку зимой.
Если клапан засорён, он так же не будет функционировать. Это приводит к образованию избыточного давления, и, как часто бывает, разгерметизации СОД. При полной её разгерметизации срывает патрубки, что чревато закипанием двигателя. При частичной – текут радиаторы, текут уплотнения, ослабляются хомуты патрубков, выходит из строя термостат и реже помпа т.д.
Правильную работу клапана можно проверить очень просто. Сначала осмотрев его, и если никакой грязи и ржавчины не заметите, тогда просто понажимайте на него пальцем. Когда внутренний пластиковый клапан исправен, вы услышите, поднеся крышку к уху, засасывающий звук при отпускании клапана, и свистящий звук выходящего воздуха при надавливании.
Так что, из всего выше сказанного хотим сделать вывод. Как говорит народная мудрость: «Мал золотник, да дорог». Не стоит пренебрегать такой маленькой, но очень весомой деталью, как крышка расширительного бочка системы охлаждения двигателя. Периодически заглядывая под неё, вам удастся избежать многих последующих проблем.Удачи на дороге!
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.
Крышка расширительного бачка системы охлаждения двигателя авто, как правило, не вызывает подозрений на предмет исправности. На эту, как многие думают, весьма «скромную» по своей значимости деталь возложена очень ответственная задача – регулировать давление в охлаждающей системе. Когда крышка перестает с этим справляться, в лучшем случае будет закипать или вытекать жидкость, а в худшем – это приведет к поломке каких-нибудь узлов.
Какую основную роль играет крышка бачка?
У работающего двигателя, как известно, в системе охлаждения создается давление, отличное от обычного атмосферного. Это происходит в силу того, что охлаждающая жидкость (ОЖ) нагревается вместе с мотором, вследствие чего расширяется – увеличивается в объеме. В результате давление внутри системы охлаждения двигателя (СОД) возрастает, а она не контактирует с внешней средой, и ей некуда сбросить избыточное давление.
С повышенным давлением в СОД разработчики современных автомобилей не борются «радикально» – не пытаются полностью от него избавиться. С помощью крышки бачка его регулируют. Повышенное давление в СОД используют для смещения момента закипания ОЖ. Ведь ни для кого не секрет, что при нормальном атмосферном давлении для воды он наступает при температуре 100 °C, для тосола – 105–110 °C, а для антифриза – 120 °C. Рабочая температура двигателей современных автомобилей очень близка к этим критическим значениям.
Так, например, для карбюраторных ВАЗ она должна находиться в пределах 90–95 °C, а для инжекторных – 97–105 °C.
Однако при некоторых режимах работы двигателя происходит кратковременное повышение его температуры до более высоких значений, что, впрочем, не приводит к выходу из строя исправного мотора, но вызывает такое же нагревание ОЖ. Например, на инжекторных ВАЗ 2109 у жидкости в такие моменты может быть 120–125 °C. Очевидно, что такого нагрева не перенесет даже антифриз. В то же время, возрастание давления любой жидкости приводит к увеличению ее температуры кипения.
Инжекторный ВАЗ 2109
Инженеры, проектирующие двигатели, давно выяснили – чтобы ОЖ не закипала даже при кратковременном критическом нагреве мотора, достаточно поддерживать давление в СОД на уровне 1,1–1,5 кгс/см 2 (1,1–1,5 бар). Более высокая температура не нужна, потому что двигатель на нее не рассчитан, и она приведет к выходу его из строя. А допускать большее самопроизвольное повышение давления, которое может, тем не менее, происходить, не имеет смысла, потому что оно вызовет усложнение процесса изготовления и обслуживания мотора, а также возрастание его себестоимости, так как потребует более прочную и герметичную СОД (более прочные патрубки и расширительный бачок, крепкие хомуты).
Поэтому крышка бачка должна быть герметичной, но только до указанных выше необходимых предельных значений давления, после достижения которых она их поддерживает, соединяя по мере необходимости систему с внешней средой для выпуска сжатого внутри расширительной емкости воздуха.
Устройство и принцип работы крышки расширительного бачка
Чтобы при работающем двигателе в СОД создалось необходимое давление, устройство крышки обеспечивает плотное герметичное закрывание бачка. Для сброса избыточного давления предусмотрен предохранительный клапан. Он срабатывает (открывается), только когда давление внутри СОД станет 1,1–1,5 кгс/см 2 (зависит от конструкции крышки и ее производителя).
Пока оно ниже, клапан закрыт, а сразу после стравливания избыточного давления до величины, которая меньше указанной выше – частичного выпуска сжатого в бачке воздуха – он закрывается. В крышке стоит еще 1 клапан – впускной, его еще называют вакуумным. Его назначение прямо противоположное предохранительному. Впускной клапан служит для забора (всасывания) воздуха в СОД. Дело в том, что после остановки двигателя он, как известно, начинает остывать. Падает температура и у ОЖ.
Впускной клапан крышки
При этом она уменьшается в объеме, что сопровождается снижением давления внутри СОД. ОЖ, поступившая в бачок, при собственном нагреве начинает уходить обратно в систему, освобождая место для оставшегося в расширительной емкости воздуха и переставая на него давить. Затем наступает момент, когда давление в СОД сравнивается с внешним атмосферным. Если при этом у ОЖ температура окажется выше, чем во внешней среде, то она, продолжая остывать, будет дальше уменьшаться в объеме.
Это приведет к тому, что давление в СОД станет ниже атмосферного, то есть к разряжению, вакуумному эффекту. Наружный воздух станет оказывать давление на элементы системы и будет при этом стремиться занять ее внутренние объем. Если в какой-либо части СОД окажется «слабое» место, где при ее остывании и оказываемом извне давлении будет нарушена герметичность, то в систему попадет воздух, и в ней может образоваться так называемая воздушная пробка. Когда двигатель будет опять запущен, она, конечно, может быть вытолкнута ОЖ в расширительный бачок.
Охлаждающая жидкость авто
Но если этого не произойдет, воздушная пробка будет нарушать циркуляцию жидкости в СОД, препятствовать охлаждению мотора и может даже стать причиной выхода его из строя. Обычно воздух попадает в систему за счет подсасывания между патрубками и штуцерами, на которые они надеты. Чтобы этого не произошло, давление в СОД выравнивается с внешним атмосферным впускным клапаном. Он срабатывает при разряжении в системе 0,03–0,1 кгс/см 2 и впускает в расширительный бачок воздух, который фактически заменяет вытолкнутый через предохранительный клапан при нагреве ОЖ. Происходит выравнивание внутреннего давления в СОД с внешним.
Признаки и возможные последствия неисправности детали
Чаще всего последствием неисправности крышки является закипание ОЖ, иногда сопровождающееся выбрасыванием последней из расширительного бачка – нередкое явление для автомобилей ВАЗ. Если это происходит при рабочих температурах двигателя, то, скорее всего, пробка не держит необходимое давление.
Закипание ОЖ автомобиля
Другая причина этого же явления – из-за неисправности вакуумного клапана в СОД попал воздух и образовал пробку, которая нарушает нормальную циркуляцию, а значит, и охлаждение ОЖ. Зимой из-за воздушной пробки может плохо работать печка. Неприятные последствия: потеря ОЖ, которую приходится регулярно подливать. Такое случается, когда из-за повышенного давления в СОД жидкость «выгоняется» через стыки между штуцерами и патрубками, надетыми на них, через хомуты.
- разрыв некачественных патрубков или тех, что давно не менялись (картина, знакомая не только владельцам ВАЗ);
- появление течи в основном или отопительном радиаторе;
- разрывает корпус термостата (для Nexia обычное дело – на 2 части);
- лопнувший расширительный бачок.
Появление течи в основном радиаторе
Все эти признаки-последствия неисправности крышки являются результатом повышенного давления в СОД. Последнее – не редкость для автомобилей ВАЗ 2108, 2109 и особенно 2110 с бачками нового образца. Конечно, очевидно, что пластик этих расширительных емкостей оставляет желать лучшего, но, тем не менее, тут дело и в неисправности пробки. Так что крышка, регулируя давление в СОД, еще и оберегает ее элементы от механических повреждений.
Как проверить крышку и выявить проблемы?
Перед тем, как проверить крышку расширительного бачка, ее сначала надо осмотреть, чтобы убедиться, что она цела, и у нее отсутствуют механические повреждения в виде царапин, трещин и сильного износа, а также нет ржавчины, грязи, накипи и иных изъянов. Затем следует проверить работоспособность ее клапанов. Несколько простых способов диагностики, позволяющих лишь примерно определить их исправность, приведено ниже.
Для предохранительного клапана. При работающем, прогретом двигателе окручиваем крышку. Должен раздаться шипящий звук выходящего из бачка сжатого воздуха. Значит, клапан держит давление. Но какое именно – не всякий профессионал определит.
Откручивание крышки бачка
- Если патрубки СОД перед первым запуском мотора утром выглядят деформированными (сдавленными, плоскими) – клапан точно неисправен.
- Выкручиваем и снимаем крышку. Затем сильно сдавливаем один из патрубков СОД и, удерживая его так, ставим и закручиваем пробку обратно. Отпускаем патрубок. Если он начал принимать свою первоначальную форму – скорее всего, клапан исправен.
Более надежный способ проверить работу клапанов – использовать для этого насос с манометром. Также потребуется любой пустой расширительный бачок. К одному из его штуцеров подсоединяем, а затем фиксируем хомутом шланг насоса, у которого перед этим сняли наконечник под ниппель. Остальные выводы из бачка глушим какими-нибудь пробками. Затем закрываем бачок проверяемой крышкой.
Насос с манометром
Можно проверить и на бачке, установленном на своей машине, не сливая при этом ОЖ. Для этого, например, на ВАЗ 2109 отсоединяем от расширительной емкости патрубок, подходящий сверху и отводящий пар из СОД. Вместо него устанавливаем шланг насоса. В отсоединенный патрубок, чтобы его заглушить, вставляем что-нибудь круглого сечения и подходящего диаметра, например, сверло. Затем на этот шланг одеваем хомут и затягиваем его.
Включаем насос и, наблюдая за стрелкой его манометра, фиксируем момент появления щелчка, а следом – шипящего звука, выходящего из бачка через пробку воздуха. Если это произошло на отметке 1,1–1,5 кгс/см 2 , а дальнейшее накачивание приводит только к усилению шипения, но давление не повышается, значит, вакуумный клапан не травит, а предохранительный работает, как положено.
Доработка новой детали – что делать, если она не функционирует?
Когда выясняется, что крышка упорно не хочет сбрасывать избыточное давление и/или не способна восстановить потери воздуха в СОД, ее можно доработать. Больше всего, почему-то, нареканий со стороны владельцев ВАЗ, модели 2109 в том числе, покупающих новые пробки. Понятное дело, что причина неправильной работы клапанов крышки кроется в слишком большой жесткости их пружин.
Чтобы выполнить доработку крышки, например, для ВАЗ 2109, ее сначала надо разобрать. Делать это надо аккуратно, используя плоскогубцы и тонкую отвертку с плоским жалом. Надо постараться запомнить, где что стояло, чтобы пружинки не улетели бог знает куда. После того, как крышку для бачка ВАЗ 2109 удалось разобрать, наступает время кусачек. Ими надо укоротить пружинки: большую, для предохранительного клапана, как правило, на 1 виток, а маленькую – на 2.
Укорачивание пружинки пробки
Для второй длина удаляемого отрезка не критична – лишь бы она вообще подпирала вакуумный клапан при его закрытии и не оказывала сопротивление давлению наружного воздуха в 0,03–0,1 кгс/см 2 . С большой пружинкой сложнее – как бы не переборщить. Надо смотреть по ее жесткости и тому давлению, при котором предохранительный клапан открылся при проверке крышки бачка ВАЗ 2109. После укорачивания пружинок крышку собираем в обратной последовательности. Перед эксплуатацией желательно еще раз проверить, как она работает.