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.
Крышка расширительного бачка ВАЗ 2114 — небольшая деталь с важными функциями
Как правило, система охлаждения создает нормальные условия для работы двигателя. Охлаждающая жидкость системы хранится в расширительном бачке. От состояния такой детали, как крышка расширительного бачка ваз 2114, часто зависит работа двигателя и других агрегатов автомобиля.
Некачественная крышка может стать причиной перегрева и отказа радиатора, отказа вентилятора охлаждения и водяного насоса, порывов ремня вентилятора, неисправностей термостата, утечек охлаждающей жидкости и серьезных поломок двигателя из-за перегрева.
Несколько советов по поддержанию исправного состояния системы
Избежать большинства проблем, от мелких неприятностей до серьезных поломок, связанных с крышкой расширительного бачка, можно, если придерживаться нескольких правил. Профессионалы советуют следующее:
- Меняйте крышку расширительного бака не реже одного раза в 2-3 года. Агрессивные компоненты охлаждающей жидкости воздействуют на детали механизма и уплотнители, постепенно разрушая их.
- Берите только оригинальную крышку на замену изношенной. Некоторые аналоги не позволяют работать двигателю при нужных температурах.
- Проверяйте и настраивайте клапана только на холодном двигателе, иначе вы рискуете получить ожог от выплеснувшегося под давлением кипятка.
- Используйте тюнингованные крышки расширительного бака только временно. Такая деталь не обеспечит оптимальные параметры работы двигателя, поэтому плохо подходит для установки на автомобиль.
В большинстве случаев, чтобы восстановить работоспособность механизма, достаточно просто почистить клапана и уплотнительные резинки от загрязнений и осадка. Если же такая процедура не помогла, тогда проще купить новую, так как современные крышки расширительного бачка делаются неразборными.
Устройство и принцип работы
Конструктивно крышка представляет собой запорный элемент, который оборудован двумя клапанами. Первый клапан служит для снижения давления, второй – для подачи атмосферного воздуха и повышения давления в бачке. Принцип работы крышки связан с изменениями плотности охлаждающей жидкости при ее нагреве и остывании.
Когда двигатель начинает работать, антифриз нагревается и его объемная плотность увеличивается до 20-25%. Горячий антифриз прогревает воздушную прослойку. Срабатывает датчик выпускного клапана, он открывается, часть воздуха уходит из бачка и давление нормализуется. Процесс стравливания периодически повторяется, когда внутреннее давление системы превышает 1.1-1.5 атмосферы.
После выключения двигателя антифриз остывает, давление в системе охлаждения падает. Когда оно снижается ниже критического уровня, открывается впускной клапан и в систему подается атмосферный воздух. Давление в системе выравнивается, и впускной клапан закрывается.
Сколько нужно места для разворота автомобиля: как узнать
- Лада Калина;
- Форд Фокус;
- Газель Некст;
- Дэу Ланос;
- Фольксваген Пассат;
- Лада Приора;
- ВАЗ 2110;
- Рено Логан;
- Опель Астра;
- ВАЗ 2114;
- Шевроле Лачетти и пр.
Вы уже поняли, что крышка служит не только для предотвращения выливания ОЖ из бачка. Это еще и регулятор давления в системе.
Внутри крышки, выполненной обычно из пластика, скрывается клапан. Именно он берет на себя такую ответственность. Клапан погружается внутрь расширительного бачка, и по мере необходимости нагнетает или стравливает избыточное давление.
Прежде чем покупать новый элемент, если прежний вы заподозрили в поломке, его можно проверить. Выбирать следует аналогичный тип запорного механизма.
Учтите, что все современные иномарки в подавляющем большинстве случаев перешли на одноклапанные крышки для расширительных бачков. То есть физически присутствует лишь одна конструкция клапана. Просто он может выполнять одновременно сразу две функции. В то время как на отечественных автомобилях до сих пор можно встретить пару клапанов. Каждый из них отвечает за выполнение соответствующей функции. Хорошо это или плохо, судить сложно. Но факт остается фактом.
Срабатывание крышки происходит только тогда, когда фиксируется избыток давления или его дефицит в системе. Для каждого авто есть свои нормы температуры и давления для срабатывания элемент.
Признаки неисправностей
Самыми критическими признаками неисправной крышки являются пар из-под капота (если температура двигателя не в красном секторе, 90% вероятности, что проблема в крышке) и/или вздутие расширительного бачка.
Также можно сделать предположение о неисправности крышки, если есть:
- утечки охлаждающей жидкости из бачка;
- протечки антифриза в местах соединений;
- порывы и вздутия шлангов;
- воздушные пробки;
- перегрев двигателя.
Пар, кипящая жидкость и утечки связаны с неправильной работой выпускного клапана. Воздушные пробки обычно вызваны сбоями в работе впускного, или вакуумного, клапана. Порывы (вздутия) шлангов могут быть вызваны сбоями и выпускного, и впускного клапанов.
Из-за попадания воздуха образуются воздушные карманы внутри сердечника нагревателя, термостата и шлангов радиатора. В результате двигатель начнет перегреваться, потому что система охлаждения не в состоянии поддерживать постоянную температуру.
Если появились воздушные пробки, нужно полностью слить старую жидкость и залить новый антифриз. Новую жидкость заливают постепенно, небольшими порциями по 100 мл.
Старые моторы и пробка
Пару слов хочется сказать о старых моторах, и почему НЕ крышка расширительного бачка. Просто раньше она была на радиаторе (не на бачке) — носила номинальный характер (то есть от нее мало что зависело). Зачастую моторы работали при атмосферном давлении, то есть система охлаждения двигателя (СОД), не нуждалась ни в каком давлении и герметизации (нет, может быть давление и было, но не такое большое), да и заливали раньше в систему зачастую воду, а не антифриз или ТОСОЛ.
Происходило это потому что, силовые агрегаты раньше были с толстыми стенками (зачастую чугунными), работали при относительно небольших оборотах, да и если при каком-то подъеме (скажем в горах) у вас начинал парить радиатор, то можно было просто остановиться подождать пока машина остынет и двигаться дальше. Запас прочности был огромным.
Проверка крышки
Если есть основания, что крышка может быть неисправной, как проверить крышку расширительного бачка ваз 2114?
В сервис-центрах проверку выполняют на специальных стендах с насосом и манометром. Крышку привинчивают к стойке и насос начинает подавать воздух. При достижении на манометре 1.5-1.7 атмосфер должен сработать выпускной клапан. Работа впускного клапана проверяется так же, только воздух из-под крышки откачивается. Если клапаны не срабатывают, пробка расширительного бачка ваз 2114 неисправна.
Как можно проверить крышку в полевых условиях?
Сначала нужно провести визуальный осмотр. Сколы, трещины, зазоры и другие повреждения поверхности являются поводом для замены детали. Посмотрите на номинал давления, указанный для автомобиля, и сравните его с показателем давления, указанным на детали. Если они не совпадают, замените крышку.
Задачи крышки
Исправность клапанной крышки от расширительного бачка непосредственно влияет на работоспособность всей системы охлаждения силового агрегата.
При работе мотор греется, что вполне естественно и всем прекрасно понятно. Когда двигатель нагревается, антифриз отбирает часть этого тепла, чтобы не происходил перегрев ДВС. Когда сама ОЖ нагревается, она увеличивается в объеме, то есть расширяется, и параллельно растет внутреннее давление в системе. Чем горячее двигатель, тем в системе охлаждения выше давление. Дабы избежать разрывов патрубков и самого бачка, радиатора и прочих компонентов, по которым проходит антифриз или тосол, используется клапанная крышка.
Очень важно не просто правильно закручивать пробку, но и периодически проверять ее на работоспособность. Если требуется ремонт или замена, они проводятся при проявлении первых же признаков проблем.
Крышка служит не только как защита от избыточного давления. В конструкции предусмотрены два клапана, либо один, но сочетающий в себе обе функции. Один клапан служит для сброса избыточного давления, а другой для его нагнетания.
Чтобы мотор работал корректно, ему следует поддерживать рабочую температуру. Обычно она находится в диапазоне от 95 до 120 градусов. Зависит от конструктивных особенностей самого двигателя. При таких температурных показателях расширение ОЖ происходит примерно на 20-30%. Это приводит к появлению избыточного давления. А нормальным давлением считается 1,1-1,5 атмосферы. Клапанная крышка расширительного бачка при необходимости выводит из системы лишнее давление, либо же нагнетает, чтобы внутри не образовывался вакуум, патрубки не сжимались и шланги не переставали циркулировать антифриз.
Если пробка работает корректно, двигатель будет функционировать при оптимальной температуре и с нормальным рабочим давлением. Если же нет, последствия неисправности могут оказаться губительными для ДВС. И виной всему обычная крышка.
Доработка новой крышки
К сожалению, качество запчастей для отечественных автомобилей оставляет желать лучшего, и лучше проверить новую крышку на стенде. Если давление не держится или избыточное давление не стравливается, можно подрезать пружины. Для этого деталь разбирается, уплотнительную резинку поддевают и снимают отверткой. Затем отверткой аккуратно снимается внутренняя крышка и вынимаются пружины.
Большая пружина подрезается на один оборот, а малая пружина на два оборота. В результате выпускной клапан начнет открываться при давлении в 1 атмосферу, а не в 1.7 атмосфер. Впускной клапан при проверке должен свободно продуваться.
Новые движки и крышка
Сейчас все совершенно по-другому, как я уже писал (ссылка сверху), пробка сейчас это клапан высокого давления. Который работает примерно от 1,1 до 1,4 АТМ (все зависит от производителя).
Как это работает? Да все просто. Пробка расширительного бачка, закрывает охлаждающую систему, делая ее герметичной. Когда охлаждающая жидкость разогревается, то по законам физики она расширяется, соответственно растет давление, а так как система замкнутая, вот вам и 1,1 — 1,4 АТМ. Но если нагнетание продолжится, крышка должна открыться! ЭТО ВАЖНО.
Для чего это делается, в смысле нагнетать давление? Опять все просто – для того чтобы охлаждающая жидкость закипали как можно при больших температурах.
Сейчас современные антифризы итак могут кипеть при 105 – 110 градусах Цельсия, а если их запереть при 1,4 АТМ, закипят при 120 – 130 градусах!
НО ЗАЧЕМ ТАК МНОГО? И тут простое объяснение — зачастую современные моторы, например CHEVROLET, OPEL, BMW, MERCEDES, VOLKSWAGEN и т.д., работают при высоких температурах. Зачастую при 110 градусах Цельсия (у CHEVROLET даже нет шкалы температуры на приборной панели, чтобы вас не шокировать)!
Их называют – «горячими двигателями», этому способствует как конструкция (например — увеличение степени сжатия, увеличение оборотов, сейчас не редкость даже на АТМО – 6 – 7000), так и установка ТУРБИН. И чтобы их не перегреть — их нужно эффективно охлаждать (это вам не древняя СОД), иначе они быстро придут в негодность.
Сейчас силовые агрегаты тонкостенные (срезают металл, откуда это только можно), ТУРБИРОВАННЫЕ, с увеличенной степенью сжатия. И если их перегреть может повести головку блока, либо сам блок (возможно даже заклинит поршни), либо «выдует» прокладку головки блока
НУ и что получается в конце. ДА то, что пробка расширительного бачка, сейчас часть этой сложной системы. Она должна контролировать как низкое давление, так и высокое (чтобы оно не росло излишне), немного подробнее
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 крышки
Важно понимать, что запорный элемент для расширительных бачков есть на любом автомобиле, под капотом которого установлен ДВС. И не принципиально важно, дизельный он, бензиновый или работающий на газу.
Потому проблема с выходом из строя этого узла может встречаться на любых авто, включая такие модели как:
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.
Какие бывают крышки?
Практично использовать крышки, предназначенные для ОС конкретной модели автомобиля. Если установить нестандартную модификацию (если она подойдет по резьбе), то она может не вовремя стравить или вообще не сбрасывать чрезмерное давление.
Штатные крышки – дешевый вариант, однако у них часто возникает одна неисправность. Так как материалы в них дешевые, то металлические элементы быстрее подвергаются коррозии, теряя свою эластичность. Также иногда элементы спекаются, от чего клапан либо застывает в открытом положении, либо наоборот – в закрытом.
