Крышка расширительного бачка – ответственные задачи простого механизма

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.

Крышка бачка

Крышка бачка

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

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/см2 (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/см2 (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

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

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/см2 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

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.

Плачевные последствия:

  • 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

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

Откручивание крышки бачка

Для вакуумного:

  • 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

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/см2, 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 фунциклирует?

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.

Новые пробки

Новые пробки

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

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/см2.  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.

Интересное: