Крышка расширительного бачка на первый взгляд может казаться весьма простой деталью. Но в реальности без неё невозможна регулировка давления в системе охлаждения двигателя. Неисправность крышки приведёт к перегреву мотора или повреждению одного из компонентов системы охлаждения.
Содержание
Главная функция пробки бачка
Во время работы силового агрегата в его системе охлаждения растёт давление. Это вызвано нагревом охлаждающей жидкости. Повышенное давление требует постоянной регулировки. Именно для этого и применяется крышка расширительного бачка. Поддержка стабильно высокого давления помогла сместить момент закипания жидкости в системе. При обычном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100°C, а антифриз – около 120 °C. Нормальная температура для большинства современных двигателей практически вплотную приблизилась к этим отметкам.
В некоторых ситуациях температура ОЖ стремительно возрастает. Чтобы предотвратить перегрев двигателя и необходимо повышение давления. Это сопровождается ростом температуры кипения жидкости. В связи с этим специалисты пришли к выводу, что для предотвращения кипения жидкости в системе охлаждения двигателя при непродолжительном, но значительном его нагреве, необходимо поддерживать стабильное давление в системе в диапазоне от 1,1 до 1,5 кгс/см 2 . Этого вполне достаточно, так как при более высоком давлении придётся оснащать двигатели более надёжными и прочными компонентами системы охлаждения.
В связи с этим крышка бачка должна поддерживать давление до требуемого значения, после достижения которого она выпускает воздух, находящийся внутри бачка.
Как работает расширительный бачок
Для создания требуемого давления на заведённом двигателе, крышка должна обеспечить герметичность. За снижение давления отвечает предохранительный клапан. Если давление в системе превышает 1,1–1,5 кгс/см 2 , этот клапан должен открыться. После снижения давления до рабочих значений, клапан закрывается.
Также в крышке установлен впускной или вакуумный клапан. Он обеспечивает подачу воздуха в систему охлаждения. После остановки мотора температура охлаждающей жидкости снижается, падает и давление в системе. Объем жидкости в бачке уменьшается, что влечет за собой падение давления в системе. Это приводит к тому, что в расширительном бачке появляется пространство для воздуха. В определенный момент давление в системе становится равным атмосферному давлению воздуха. Если в этот момент температура охлаждающей жидкости будет выше, чем температура воздуха снаружи, её объем продолжит сокращаться.
В результате всего этого создаётся так называемый эффект вакуума или разряжения. Внешний воздух будет давить на компоненты системы. Если одна из деталей системы охлаждения будет негерметичной, воздух окажется внутри неё. Это приводит к появлению воздушной пробки. После запуска двигателя она может попасть в расширительный бачок. Но возможен и вариант появления проблем в нормальной циркуляции жидкости в системе. Иногда это приводит к перегреву двигателя или проблемам в работе системы обогрева.
Воздух может оказаться в системе охлаждения из-за нарушения герметичности патрубков и других деталей. Во избежание этого давление в системе должно быть равным атмосферному, за что и отвечает впускной клапан. Он включается в работу, если разряжение достигает отметки в 0,03–0,1 кгс/см 2 . Этот клапан обеспечивает подачу воздуха, который был выпущен предохранительным клапаном во время нагрева жидкости. Благодаря этому давление в системе не отличается от атмосферного.
Признаки неисправности пробки расширительного бачка
В большинстве случаев водитель уделяет внимание крышке в случае кипения охлаждающей жидкости без серьезных причин. В некоторых случаях жидкость может выбрасываться в подкапотное пространство. Если при этом температура двигателя находится в пределах нормы, виновником обычно является именно пробка бачка.
Ещё одна возможная причина – выход из строя впускного клапана, в результате чего в системе оказался воздух. Он сформировал пробку, наличие которой препятствует правильной циркуляции жидкости.
Последствия неисправности крышки расширительного бачка могут быть крайне неприятными:
- повреждение патрубков из-за естественного износа или низкого качества детали;
- разрыв корпуса термостата;
- течь в основном радиаторе или радиаторе печки;
- разрыв расширительного бачка.
К таким неприятностям приводит чрезмерно высокое давление в системе охлаждения силового агрегата. Виновником этого является неисправная крышка.
Как проверить крышку расширительного бачка и предотвратить негативные последствия?
- На первом этапе проводится обычный осмотр детали на предмет отсутствия механических повреждений. Если вы купили новую крышку, её также надо осматривать, так как нередки случаи заводского брака.
- Если внешний вид крышки не вызывает никаких сомнений, проверяем её работоспособность на запущенном двигателе. Крышку надо закрутить и прогреть двигатель до рабочей температуры, после чего медленно начните откручивать её. Вы должны услышать шипящий звук выходящего воздуха. Это признак нормально работающей крышки.
- На работающем моторе надо осмотреть толстые патрубки системы охлаждения. В случае неработоспособности крышки они могут быть вдавленными, что является признаком слишком низкого давления в системе.
- Ещё один вариант – открутить пробку бачка и сжать один из толстых патрубков. Далее закручиваем крышку и отпускаем патрубок. Если крышка работает правильно – это место должно восстановиться до изначальной формы.
- Наиболее результативным методом является использование насоса со встроенным манометром. Также необходимо подготовить пустой расширительный бачок от любого другого автомобиля. Один из его штуцеров надо соединить шланг насоса (без наконечника для ниппеля) и надёжно зафиксировать его хомутом. Другие штуцера бачка необходимо заглушить. После этого бачок надо закрыть пробкой, исправность которой вы проверяете.
Вы можете проверить крышку расширительного бачка прямо на своём автомобиле. Сливать жидкость при этом не нужно. Необходимо отсоединить от бачка верхний патрубок, предназначенный для отвода пара из системы. К штуцеру бачка подсоединяем шланг насоса. Отверстие патрубка необходимо заглушить. Для этого подойдёт болт соответствующего диаметра. Давление будет расти, поэтому поверх болта необходимо надеть на шланг хомут и хорошенько его затянуть, чтобы болт не вылетел в дальнейшем.
Начинаем повышать давление в системе с помощью насоса. В определенный момент вы услышите характерные звуки – щелчок и шипение. Это звук воздуха, который стравливает клапан крышки бачка. Если клапан сработал при давлении около 1,1–1,5 кгс/см 2 , а добавление воздуха лишь усиливает шипение и не приводит к росту давления, впускной клапан полностью исправен. Да и предохранительный клапан отлично справляется со своей функцией.
Купили новую крышку, а она не работает?
Если проверка новой крышки расширительного бачка показала, что один или оба клапана неисправны, деталь можно попробовать доработать. Очень часто с этой проблемой сталкиваются владельцы автомобилей ВАЗ 2110 и 2114. Обычно клапана работают неправильно по причине использования производителем слишком жестких пружин.
Сначала нужно разобрать крышку с помощью плоской отвертки и пассатижей. Во время разборки запоминайте, как именно были установлены все компоненты, так как пружинки могут разлететься в разные стороны. После разборки необходимо уменьшить длину пружин. Большая пружина для клапана сброса давления укорачивается на один виток, а меньшая – на два.
Пружину предохранительного клапана (большую) необходимо укорачивать с учётом того, когда именно сработал клапан во время проверки крышки. В этом деле главное не переусердствовать. А вот со второй пружиной всё намного проще – она должна создавать хотя бы минимальное давление на впускной клапан в момент его закрытия. После доработки крышки все компоненты надо собрать в обратном порядке. Проверку пробки необходимо выполнить повторно, чтобы убедиться в том, что клапана срабатывают своевременно.
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.
Водители знают, что в расширительном бачке автомобиля хранится охлаждающая жидкость, без которой двигатель долго не проработает. Сверху на расширительном бачке находится горлышко, через которое антифриз заливается. Чтобы он не выливался при движении автомобиля, горлышко закрывается крышкой. Может показаться, что ее устройство и задачи довольно простые, но это не совсем так. Крышка расширительного бачка крайне важный элемент мотора, за которым нужно следить, чтобы не вышли из строя дорогостоящие компоненты двигателя.
Задачи крышки расширительного бачка
Работа двигателя сопровождается нагреванием, что вполне естественно, учитывая какие процессы в нем происходят. С нагревом агрегатов мотора нагревается и охлаждающая жидкость, которая забирает часть тепла. Увеличение температуры жидкости сопровождается ее расширением и повышением давления. Соответственно, чем сильнее разогревается мотор, тем большее давление возникает в системе охлаждения, где находится антифриз или тосол. Чтобы при повышении давления не случился разрыв патрубков, радиатора, трубок и других элементов системы охлаждения, необходима крышка расширительного бачка, которая выполняет не только запирающие функции, но и выступает в качестве клапана.
Прогретый двигатель работает при различных температурах. Для некоторых автомобилей нормальным показателем является 95-100 градусов по Цельсию, для других значение доходит до 125-130 градусов, и эти показатели тоже не являются предельными. При таких температурах охлаждающая жидкость расширяется примерно на 20-30%, соответственно, возникает серьезное избыточное давление. Принято считать, что нормальное давление в охлаждающей системе автомобиля находится на уровне в 1,1-1,5 атмосфер, и при его превышении могут начаться проблемы. Также возникают неприятные ситуации и при пониженном давлении автомобиля, которые проявляются созданием вакуума внутри системы и сжатием патрубков, шлангов и других элементов.
Грамотно работающая крышка расширительного бачка исключает вероятность создания высокого и низкого давления в системе, за счет чего оно остается на необходимом уровне.
Как устроена и работает крышка расширительного бачка
Поскольку главными задачами крышки является создание необходимого давления в системе и удержание в ней охлаждающей жидкости, она должна плотно прилегать к граням бачка, на которые накручивается.
Внутри непосредственной крышки встроен клапан, регулирующий давление. Он погружается в расширительный бачок и выполняет задачу по стравливанию или нагнетанию давления, в зависимости от необходимости.
Обратите внимание: В современных иномарках за функции стравливания и нагнетания давления отвечает один физический клапан, тогда как на старых российских автомобилях стоят два клапана, каждый из которых справляется со своей задачей.
До тех пор пока давление в системе охлаждения находится в пределах нормы, клапана на крышке расширительного бачка не работают. Как только давление выходит за предельные значения, они выполняют ту или иную функцию.
Признаки неисправности крышки расширительного бачка
Выявить неисправность крышки расширительного бачка довольно трудно, при этом из-за проблем в работе клапана могут случиться серьезные неисправности с агрегатами двигателя. Можно выделить следующие основные симптомы неисправности:
- Дым из-под капота. Чаще всего он появляется, когда охлаждающая жидкость попадает на горячий впускной коллектор. В такой ситуации температура мотора будет находиться на нормальном уровне. Проблема проявляется при неисправности клапана, который должен опускать давлении при его превышении. Он начинает сбрасывать давление раньше пиковых значений, что приводит к выплеску антифриза;
- Перегрев двигателя при холодном воздухе из печки. Если имеется такой симптом, он указывает о выходе из строя клапана низкого давления. Из-за проблем с ним возникнут воздушные пробки в охлаждающей системе, что приведет к перегреву двигателя.
Также симптомами неисправности крышки расширительного бачка можно считать срыв хомутов, разрыв трубок, радиатора и других элементов охлаждающей системы, в том числе непосредственно бачка. Если на соединительных элементах начинаются появляться следы охлаждающей жидкости, это говорит о превышении давления в системе и необходимости замены крышки расширительного бачка.
Как проверить крышку расширительного бачка
Проверка крышки расширительного бачка – достаточно сложная процедура, учитывая, что ее работа напрямую зависит от давления, которое создать не так просто. В сервисных центрах имеются насосы давления, способные нагнетать необходимое количество атмосфер, после чего проверять срабатывает клапан или нет.
Что касается самостоятельной проверки крышки расширительного бачка, она менее точная в плане результатов, но позволяет обнаружить неисправность в большинстве случаев. Проводится проверка крышки следующим образом:
Первым делом на незаведенном моторе ее нужно снять и внимательно осмотреть на наличие сколов, трещин, разрывы уплотнительных накладок, сильные затертости и другие механические повреждения;
Еще один способ проверки крышки расширительного бачка, который можно применить не всегда вследствие различных конструкций двигателей и мест пролегания шлангов охлаждающей системы. Он заключается в том, чтобы открутить крышку и сжать один из толстых шлангов. После этого крышка закручивается на место. Место сжатия шланга отпускается, и если оно принимает исходные формы, значит, с клапаном в крышке нет проблем.
Стоит отметить, что на некоторых автомобилях при откручивании крышки внутри может остаться клапан. Это говорит о его выходе из строя и необходимости замены крышки расширительного бачка.