Расширительный бачок системы охлаждения двигателя — устройство и принцип работы
Система охлаждения современного автомобиля включает в себя несколько элементов, без которых её нормальное функционирование невозможно. К таковым относится и расширительный бачок, устанавливаемый в разных местах подкапотного пространства в зависимости от марки авто. Незамысловатый пластиковый резервуар с пробкой играет важную роль в работе охлаждающего контура двигателя и требует периодического контроля со стороны владельца машины.
Назначение расширительной ёмкости
В системах охлаждения различных автомобилей содержится от 5 до 20 и более литров незамерзающей жидкости — антифриза (тосола). В процессе эксплуатации двигатель, а вместе с ним и антифриз разогревается от низкой температуры зимой до высокой в летний период.
Перепад температур может достигать 100 °С и более. Например, при эксплуатации машины в северных регионах, где прогрев мотора начинается от минус 20 °С и заканчивается рабочей температурой 90 °С, эта разница составит 110 °С.
Во время работы двигателя в расширительном баке возникает давление около 1 Бар
Поскольку любая жидкость расширяется в объёме при нагревании, в охладительном контуре авто образуется излишек, который нужно куда-то направить. Антифриз является средой несжимаемой, поэтому при расширении он создаст в системе высокое давление, способное разорвать патрубки и соты радиаторов. И наоборот, при охлаждении жидкость уменьшится в объёме и создаст разрежение (вакуум), воздействующий с такой же силой.
Чтобы обеспечить нормальную работу системы охлаждения силового агрегата и избежать скачков давления, в неё интегрирован расширительный бачок. Его функции следующие:
На грузовиках применяются расширительные баки больших размеров
Антифриз, являющийся смесью дистиллированной воды с этиленгликолем (иногда — пропиленгликолем), при нагревании от нуля до 100 °С прибавляет в объёме порядка 5%. В контуре, рассчитанном на 10 л тосола, после полного прогрева образуется целых 500 мл, которые уходят в расширительный бачок.
Видео: зачем нужен расширительный бачок
Конструкция и принцип действия
Современные расширительные ёмкости для автомобилей представляют собой резервуар, изготовленный из прочной толстостенной пластмассы с заливной горловиной и штуцерами для подключения к элементам охлаждающей системы. Форма резервуара не имеет значения в функциональном плане, так что производители подгоняют её под место установки резервуара.
Форма бачка зависит от места его установки и может быть разной — круглой, прямоугольной или плоской
Вместительность сосуда для расширяющегося тосола рассчитывается для каждой модели авто и зависит от полного объёма жидкости в патрубках и агрегатах. Причём в холодном состоянии бачок заполняется антифризом только наполовину, остальное пространство занимает воздух, способный сжиматься под давлением. Горловина резервуара закрыта пробкой со встроенным воздушным клапаном. Принцип работы ёмкости следующий:
Устройство ёмкости довольно простое — корпус бачка закрыт пробкой со встроенным клапаном
В аварийной ситуации, когда тосол или вода по разным причинам начинает кипеть, предохранительный клапан сбрасывает не только воздух, но и пар.
Встроенный датчик подаёт сигнал о недостаточном уровне жидкости на панель приборов
В некоторых моделях автомобилей, например, ВАЗ 2110—2115 ёмкость оснащена второй горловиной, куда вкручивается датчик уровня охлаждающей жидкости. Если в силу поломки либо протечки какого-то узла антифриз начнёт вытекать наружу и его уровень в ёмкости упадёт до минимума, датчик сработает и предупредит водителя сигналом соответствующей лампочки на панели приборов.
Существуют автомобили (как отечественного производства, так и импортного), в которых расширительный бачок закрывается простой пробкой, не оснащённой клапаном и сообщающейся с атмосферой. В подобных системах функцию сброса давления и обратного впуска воздуха выполняет крышка основного радиатора, а резервуар только компенсирует расширение жидкости.
Крышка радиатора снабжается перепускным клапаном, направляющим излишек тосола в расширительный бак
Место бачка в охладительной системе
Ёмкость для компенсации расширяющегося антифриза может устанавливаться в разных местах, расположение зависит от марки автомобиля. Резервуар крепится к деталям кузова — лонжеронам и салонной перегородке с помощью резинового хомута либо специального кронштейна. Как правило, бачок ставится с той стороны, где находится верхний патрубок радиатора для его подключения.
Обычно ёмкость устанавливается ближе к патрубку радиатора
Существуют ёмкости на 2 и 3 штуцера. Последние присоединяются тремя шлангами к следующим агрегатам:
В резервуар на 3 штуцера поступают излишки антифриза из трёх агрегатов
Бачки, оснащённые двумя штуцерами, присоединяются к малому контуру циркуляции и основному радиатору охлаждения, подключение к печке отсутствует.
Расширительный резервуар является самой высокой точкой системы охлаждения мотора. Это сделано для того, чтобы жидкость из бачка могла перетечь в контур по закону сообщающихся сосудов. Когда уровень антифриза в ёмкости находится на 3—4 см выше риски Min на корпусе, все патрубки и агрегаты заполнены тосолом. В том числе самый высокий из них — контур охлаждения дроссельной заслонки.
Остатки воздуха из системы удаляются через патрубки подогрева дросселя
При заливке жидкости в водяную рубашку силового агрегата через расширительный бачок рекомендуется снимать патрубок охлаждения дросселя. Это позволяет вытолкнуть из магистралей и радиатора печки воздушные пробки.
Жидкости для заливки в бак
Нынешние автомобили, строящиеся с широким применением новых технологий, весьма требовательны ко всем технологическим жидкостям, в том числе и охлаждающей. Перечень требований такой:
Тосол — чисто отечественный продукт, синтезированный во времена СССР
Всем перечисленным требованиям соответствует антифриз или тосол, что суть одно и то же. Название антифриз пошло от английского слова antifreeze, что в переводе означает «незамерзающая». Тосол — вещество, созданное на той же основе из этиленгликоля в бывшем СССР. Слово состоит из аббревиатуры ТОС (технология органического синтеза) и окончания «ол», присущего названиям химических препаратов.
Основа антифриза и тосола одинакова — вода + этиленгликоль в различных соотношениях. Отличия изделий от разных производителей может заключаться в пакете ингибирующих присадок, поэтому путать жидкости нежелательно. Фатальных последствий не наступит, но одни вещества могут нейтрализовать действие других и свойства «незамерзайки» ухудшатся. При этом цвет жидкости не играет роли — это всего лишь краситель.
Для заливки в бачок можно использовать дистиллированную воду в следующих ситуациях:
Окраска антифриза не влияет на его свойства, важен пакет присадок
Дистиллированная (обессоленная) вода не отвечает указанным выше требованиям: она замерзает при нулевой температуре и кипит при 100 °С. Поэтому она заливается временно либо в качестве растворителя для антифриза.
Воду из-под крана, насыщенную солями, заливать в расширительный бачок недопустимо. Исключение — поломка и потеря тосола в пути и отсутствие поблизости автомагазина. Устраните течь, заполните охлаждающую систему водопроводной водой и доберитесь до гаража или СТО, после чего её немедленно слейте. Иначе на внутренних стенках водяной рубашки двигателя и других агрегатов образуются отложения, ухудшающие теплообмен.
Видео: жидкости для заливки в контур охлаждения автомобиля
О неисправностях и ремонте ёмкости
Во время эксплуатации машины могут возникнуть следующие поломки расширительного бачка;
Стенка бачка разрывается при слишком высоком давлении изнутри
Неплотность крышки характеризуется появлением разноцветных потёков на корпусе
Большинство автолюбителей при поломке клапана или корпуса попросту меняют деталь на новую. Это оправдано отсутствием времени на ремонт и дешевизной данных запчастей. Хотя при желании лопнувший пластик резервуара можно запаять, а крышку — разобрать и прочистить.
Потёки из-под пробки возникают при неплотном прилегании либо из-за конструктивных особенностей ёмкости. К примеру, на автомобилях ВАЗ 2110 струя из верхнего малого штуцера, подключённого к радиатору, бьёт прямо в горловину, отчего возникает протечка. Способ устранения — установка более совершенного бачка от «Приоры».
Видео: ремонт корпуса бачка
Расширительный бачок автомобиля считается одной из самых надёжных деталей. Нередко они служат весь срок эксплуатации машины, особенно на иномарках. Чтобы не пришлось менять ёмкость раньше времени, рекомендуется периодически проверять состояние клапана в крышке. Если он в порядке, то и пластик сосуда не лопнет от высокого давления.
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.
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.
Неисправности расширительного бочка и причины
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
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!
Куда заливать антифриз в автомобиле
Своевременная замена охлаждающей жидкости является важным пунктом в техническом обслуживании автомобиля. Со временем антифриз теряет эксплуатационные свойства, начинает мутнеть, загрязняется сторонними веществами. Это приводит к снижению теплообмена между двигателем и радиатором, вследствие чего может наблюдаться перегрев силового агрегата. Также старая жидкость перестает выполнять защитные функции, из-за этого повышается риск появления очагов коррозии на металлических поверхностях, с которыми она контактирует. Чтобы не допускать этого, нужно заливать свежую ОЖ, придерживаясь регламентных сроков, рекомендованных производителем автомобиля, и конкретного вида антифриза.
Выбор охлаждающей жидкости
Прежде чем приступить к замене расходного материала, нужно определить подходящий состав. В продаже доступны антифризы марки G11, G12, G12+, G13 и другие, которые значительно отличаются по свойствам. Составы по-разному взаимодействуют между собой, поэтому при очередном техобслуживании рекомендуется выбирать жидкость того же класса, которая использовалась ранее или указана в сервисной книжке к автомобилю. Также выпускаются универсальные мультифризы, которые полностью совместимы с ОЖ большинства других марок. Производством таких материалов занимается компания SINTEC Lubricants. Жидкости серии MultiFreeze подходят практически для всех моделей авто, независимо от типа двигателя и конструктивных особенностей системы охлаждения.
Диагностика системы перед заливкой
Прежде чем приступить к замене ОЖ, стоит тщательно проверить контур охлаждения. Если уровень антифриза в расширительном бачке понизился в процессе эксплуатации автомобиля, это может сигнализировать о возможной утечке. После заливки новой жидкости проблема не исчезнет, в итоге придется регулярно пополнять запас ОЖ и тратить на это дополнительные средства. Утечки могут происходить в разных узлах. Чаще жидкость просачивается через слабо затянутые патрубки охлаждения, которые крепятся к радиатору, двигателю и помпе. Также антифриз может уходить через неисправный водяной насос, в котором испортились уплотнительные элементы (сальники). Реже утечки происходят из-за обильной коррозии радиаторов. Еще одна причина – неисправная печка в автомобиле. В последнем случае жидкость может протекать непосредственно в салон, при этом под ковриками водителя и переднего пассажира могут появляться лужи.
Что делать перед заливкой свежего антифриза
Замена охлаждающей жидкости начинается со слива старого антифриза. Данная процедура может выполняться разными способами, это зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Как правило, ОЖ сливают через специальный кран, расположенный в нижней части радиатора. Для этого авто нужно поместить на яму, эстакаду или подъемник, чтобы иметь возможность подставить под машину емкость достаточного размера. Если такой возможности нет, можно поместить под автомобиль широкий таз с невысокими стенками, который не будет упираться в днище, масляный картер и другие детали. В некоторых случаях необходимо также сливать остатки ОЖ из блока цилиндров в двигателе. Это позволит полностью очистить контур от старого антифриза и избежать последствий, которые могут возникнуть при смешивании нового состава и отработанной жидкости.
Профилактическая промывка контура
Если охлаждающую жидкость в автомобиле долго не меняли по каким-либо причинам, при ее замене рекомендуется промыть систему. Для этого может использоваться обычная дистиллированная вода, которую заливают после удаления старого антифриза из контура. По желанию в нее можно добавить специальные промывочные средства, которые доступны в продаже во многих автомагазинах. Промывку системы таким способом следует проводить при запущенном двигателе. После того как мотор проработает несколько минут, дистиллированную воду сливают из радиатора и блока цилиндров. После этого можно лить свежую ОЖ.
Способы заливки антифриза
Традиционно охлаждающую жидкость льют в специальную горловину, расположенную на радиаторе охлаждения. При этом нужно соблюдать осторожность, чтобы не пролить антифриз на радиатор и элементы подкапотного пространства. Чтобы избегать таких неприятностей, следует пользоваться лейкой. О том, куда заливать антифриз в автомобиле конкретной модели, можно узнать из технической документации к транспортному средству.
Проблемы при заливке антифриза
Заливка напрямую в расширительный бачок возможна только при определенных условиях. Это можно делать в случае, если бак установлен выше заливной горловины радиатора. Если же емкость находится на одном уровне с ней, при заливке в бачок жидкость не будет самотеком поступать в систему. В итоге расширительная емкость может заполниться, но ОЖ не поступит в радиатор и двигатель. Это можно понять по количеству жидкости, которую удалось залить в бачок. Если по техническому регламенту в системе должно быть, например, 5 литров ОЖ, а через расширительную емкость удалось влить меньше одного литра, это значит, что данный способ неприменим. В таком случае антифриз обязательно заливается через горловину радиатора.
Сколько антифриза заливать в систему
При замене охлаждающей жидкости нужно соблюдать рекомендации производителя транспортного средства. Точная информация об объеме антифриза в контуре должна указываться в сервисной книжке к автомобилю. Допускаются лишь незначительные отклонения от рекомендованного количества охлаждающей жидкости. Важно, чтобы ее уровень в расширительном бачке находился строго между отметками Min и Max, которые нанесены на его корпус. Превышение максимального уровня чревато тем, что при нагревании расширяющаяся жидкость будет создавать избыточное давление в контуре, что может привести к разгерметизации, разрыву шлангов, пробою радиатора и другим последствиям. Также антифриз может выдавливаться через крышку бачка или радиатора, что крайне нежелательно. Не менее опасна и нехватка ОЖ в контуре. При недостающем количестве антифриза снижается производительность системы охлаждения, что чревато перегревом мотора.
Что делать после замены охлаждающей жидкости
В ближайшие несколько дней после заливки свежего антифриза нужно периодически проверять уровень ОЖ в бачке и осматривать подкапотное пространство на предмет наличия или отсутствия течей. В этот период количество жидкости в расширительной емкости может немного снизиться, это считается нормальным явлением. Дело в том, что после замены ОЖ происходит постепенное заполнение каналов внутри охлаждающего контура. На это расходуется определенное количество антифриза. Когда все рабочие каналы в системе окончательно наполняются жидкостью, ее уровень в расширительном бачке стабилизируется и сохраняется на одной отметке. Как правило, на это уходит 1–3 дня в зависимости от режима эксплуатации автомобиля.
Почему жидкость нужно менять при остывшем двигателе
Согласно технике безопасности, замену антифриза необходимо производить только при холодном моторе. При горячем двигателе в системе образуется высокое давление, поэтому при сливе старой ОЖ можно получить ожоги. Также недопустимо откручивать пробку горловины радиатора до тех пор, пока температура в контуре не снизится до допустимых значений. Жидкость, находящаяся под высоким давлением, может выстрелить мощной струей из горловины, обжечь руки и лицо водителя.
Где производить замену
Работы, связанные с техническим обслуживанием системы охлаждения автомобиля, рекомендуется выполнять в специализированных автосервисах. При отсутствии необходимого опыта и знаний можно допустить ряд грубых ошибок в процессе замены охлаждающей жидкости. Это может привести к различным последствиям. Во-первых, неполный слив старого состава чреват тем, что свежий антифриз смешается с остатками отработанной ОЖ и быстро потеряет свои эксплуатационные свойства. Во-вторых, использованную жидкость нужно правильно утилизировать. Все необходимые для этого условия имеются только в специализированных сервисах. Отработанный антифриз не стоит разливать по бутылкам и выкидывать в обычные мусорные баки, поскольку это причиняет большой ущерб окружающей среде.
Преимущества использования мультифриза
Если планируется замена охлаждающей жидкости, стоит обратить внимание на продукцию компании SINTEC Lubricants. Фирма выпускает высококачественные мультифризы, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками и могут смешиваться с другими видами ОЖ. В состав входят специальные защитные присадки, которые предотвращают коррозию алюминиевых, медных и латунных радиаторов охлаждения, тем самым увеличивая срок их бесперебойной работы. Важной особенностью охлаждающей жидкости MultiFreeze является то, что материал рассчитан на весь период эксплуатации автомобиля. Мультифриз не нужно регулярно менять через каждые 2–5 лет. ОЖ сохраняет первоначальные свойства (теплопроводность, антикоррозионные характеристики, защита от кавитации) в течение длительного времени, что значительно удешевляет техническое обслуживание транспортного средства.
Вам также может быть интересно
Как узнать, какой антифриз залит в машине
Вы всегда знаете, какая охлаждающая жидкость залита в автомобиль? Если машина давно находится в собственности, то на этот вопрос каждый автомобилист легко ответит. Но в некоторых ситуациях содержимое системы охлаждения может быть просто неизвестным.
Использование антифриза в северных регионах
Во многих регионах нашей страны период с отрицательными температурами преобладает над теплым сезоном года. В таких условиях эксплуатация автомобилей представляет определенные трудности для автовладельцев: необходимо тщательно выбирать технические жидкости, и в частности – антифриз. Современный российский рынок автохимии наводнен разнообразными продуктами, автомобилисту лишь остается выбрать охлаждающую жидкость, которая будет эффективно работать при интенсивных нагрузках, в […]
Как часто нужно доливать антифриз
Если охлаждающей жидкости будет не хватать или ее качества будут потеряны, то температура силового агрегата стремительно перейдет через предельный уровень. Перегретый двигатель быстро изнашивается, может заглохнуть или даже заклинить. Чтобы не допустить этого, стоит разобраться с тем, как часто нужно доливать антифриз в машине.