Nei moderni sistemi di raffreddamento del motore, le unità vengono utilizzate per compensare la dilatazione termica e le perdite di fluido: i vasi di espansione.Leggi tutto sui serbatoi di espansione, il loro scopo, design e caratteristiche, nonché la scelta corretta e la sostituzione di questa parte nell'articolo.
Cos'è un vaso di espansione?
Serbatoio di espansione - un'unità del sistema di raffreddamento a liquido per motori a combustione interna;Un recipiente appositamente progettato progettato per compensare le perdite e l'espansione termica del liquido di raffreddamento circolante nel sistema.
I vasi di espansione vengono utilizzati anche in altri sistemi di veicoli, trattori e attrezzature speciali: nel servosterzo (servosterzo) e nei sistemi idraulici per vari scopi.In generale, in termini di scopo e design, questi serbatoi sono simili ai serbatoi del sistema di raffreddamento e le loro caratteristiche distintive sono descritte di seguito.
Il vaso di espansione svolge diverse funzioni:
● Compensazione della dilatazione termica del liquido di raffreddamento quando il motore si riscalda: il fluido in eccesso scorre dal sistema al serbatoio, impedendo l'aumento della pressione;
● Compensazione delle perdite di liquido refrigerante: nel serbatoio viene sempre immagazzinata una certa quantità di liquido che, se necessario, entra nel sistema (dopo il rilascio del liquido, nell'atmosfera durante il surriscaldamento, in caso di piccole perdite, ecc.);
● Monitoraggio del livello del liquido refrigerante nel sistema (utilizzando gli appositi contrassegni sul corpo del serbatoio e il sensore integrato).
La presenza di un serbatoio nel sistema di raffreddamento a liquido è dovuta alle caratteristiche e alle proprietà fisiche del liquido di raffreddamento: acqua o antigelo.All'aumentare della temperatura, il liquido, secondo il suo coefficiente di dilatazione termica, aumenta di volume, il che porta ad un aumento della pressione nel sistema.Con un aumento eccessivo della temperatura, il liquido (soprattutto l'acqua) può bollire: in questo caso la pressione in eccesso viene scaricata nell'atmosfera attraverso una valvola del vapore integrata nel tappo del radiatore.Tuttavia, con il successivo raffreddamento del motore, il liquido acquisisce un volume normale e poiché parte di esso è andato perso durante il rilascio del vapore, la pressione nel sistema diminuisce - con un'eccessiva diminuzione della pressione, la valvola dell'aria incorporata nel il tappo del radiatore si apre, la pressione nel sistema è allineata a quella atmosferica.In questo caso, l'aria entra nel sistema, il che può avere un effetto negativo: nei tubi del radiatore si formano dei tappi d'aria che impediscono la normale circolazione del fluido.Quindi dopo lo spurgo del vapore è necessario ripristinare il livello dell'acqua o dell'antigelo.
Gli antigelo di vario tipo hanno un coefficiente di dilatazione termica più elevato rispetto all'acqua, quindi i processi sopra descritti si verificano più intensamente.Per eliminare questi effetti negativi, nel sistema di raffreddamento viene introdotto un vaso di espansione collegato al radiatore.Quando la temperatura aumenta, il liquido in eccesso viene semplicemente scaricato nel serbatoio e quando il motore si raffredda ritorna nel sistema.Ciò aumenta significativamente la soglia di scarico del vapore nell'atmosfera e aumenta l'intervallo tra i rifornimenti del livello del liquido nel sistema.
Il vaso di espansione svolge un ruolo importante nel funzionamento del sistema di raffreddamento e dell'intero propulsore, quindi in caso di malfunzionamento deve essere sostituito.Per scegliere il serbatoio giusto ed eseguire correttamente le riparazioni, è necessario prima comprendere i tipi e le caratteristiche esistenti di queste parti.
Design e caratteristiche dei vasi di espansione
I vasi di espansione utilizzati oggi hanno un design fondamentalmente identico, il che è semplice.Si tratta di un contenitore con un volume non superiore a 3-5 litri, la cui forma è ottimizzata per il posizionamento nel vano motore dell'auto.Attualmente, i più comuni sono i serbatoi in plastica bianca traslucida, ma sul mercato sono presenti anche prodotti in metallo (di norma, per le vecchie auto domestiche VAZ, GAZ e alcuni camion).Ci sono diversi elementi nel serbatoio:
● Bocchettone di riempimento, chiuso da un tappo con valvole vapore e aria;
● Raccordo per il collegamento di un tubo proveniente da un radiatore di raffreddamento del motore;
● Opzionale: un raccordo per il collegamento di un tubo da un termostato;
● Opzionale: un raccordo per collegare un tubo dal radiatore del riscaldatore della cabina;
● Opzionalmente: un collo per l'installazione di un sensore di livello del liquido di raffreddamento.
Il sistema di raffreddamento del motore e la posizione del serbatoio di espansione al suo interno
Pertanto, in ogni serbatoio deve essere presente un bocchettone di riempimento con un tappo e un raccordo per il collegamento di un tubo dal radiatore principale per il raffreddamento dell'unità di potenza.Questo tubo è chiamato tubo di scarico del vapore, poiché attraverso di esso il liquido refrigerante caldo e il vapore vengono scaricati dal radiatore.Con questa configurazione il raccordo è posizionato nel punto più basso del serbatoio.Questa è la soluzione più semplice, ma la compensazione delle perdite di liquido refrigerante viene effettuata tramite il radiatore, il che in alcuni casi riduce l'efficienza del sistema di raffreddamento.
In molti serbatoi viene utilizzato anche un tubo per il collegamento al termostato, in questo caso il tubo di scarico del vapore è collegato al raccordo nella parte superiore del serbatoio (su una delle sue pareti laterali), il raccordo per il collegamento al riscaldatore il radiatore ha la stessa posizione.E il tubo che va al termostato viene rimosso dal raccordo sul fondo del serbatoio.Questo design garantisce un migliore riempimento del sistema di raffreddamento con il fluido di lavoro proveniente dal serbatoio, in generale il sistema funziona in modo più efficiente e affidabile.
Quasi tutti i moderni serbatoi di espansione utilizzano un sensore del livello del liquido integrato in un collo appositamente progettato.Molto spesso si tratta di un allarme dal design più semplice, che segnala una diminuzione critica del livello del liquido di raffreddamento, ma, a differenza del sensore del livello del carburante, non informa sulla quantità attuale di liquido nel sistema.Il sensore è collegato all'indicatore corrispondente sul cruscotto dell'auto.
Tappo vaso di espansione con valvole separate
Il tappo del vaso di espansione, come il tappo del radiatore principale, è dotato di valvole: vapore (alta pressione) per scaricare la pressione quando il liquido di raffreddamento è eccessivamente riscaldato e aria per equalizzare la pressione nel sistema quando si raffredda.Si tratta di normali valvole a molla che vengono attivate quando viene raggiunta una certa pressione all'interno del serbatoio: quando la pressione aumenta, la valvola del vapore viene espulsa, quando la pressione diminuisce, la valvola dell'aria.Le valvole possono essere posizionate separatamente o combinate in un'unica struttura.
Tappo per radiatore e vaso di espansione con valvole combinate posizionate sullo stesso asse
Il serbatoio viene installato nel vano motore in prossimità del radiatore, collegandosi ad esso e agli altri componenti tramite tubi in gomma di varia sezione.Il serbatoio è leggermente rialzato rispetto al radiatore (di solito la sua linea mediana coincide con il livello superiore del radiatore), il che garantisce il libero flusso del liquido (per gravità) dal serbatoio al radiatore e/o all'alloggiamento del termostato.Il serbatoio ed il radiatore formano un sistema di vasi comunicanti, per cui il livello del liquido nel serbatoio può essere stimato anche dal livello del liquido nel radiatore.Per il controllo, è possibile applicare sul corpo del serbatoio una scala o segni separati con indicatori "Min" e "Max".
I serbatoi di espansione per i sistemi di servosterzo e l'idraulica hanno un design simile, ma sono realizzati solo in metallo, poiché funzionano ad alta pressione.Anche in queste parti non sono presenti sensori e contrassegni di livello, ma il tappo è necessariamente dotato di valvole per equalizzare la pressione nel sistema in varie modalità.I tubi vengono collegati utilizzando punte speciali, a volte con l'aiuto di raccordi filettati.
Problemi di corretta selezione e sostituzione del vaso di espansione
Durante il funzionamento del veicolo, il serbatoio di espansione è esposto a temperature elevate, perdite di carico significative e ambienti corrosivi (antigelo, gas di scarico, carburante, oli, ecc.) - tutto ciò può causare danni al serbatoio e al tappo del bocchettone di rifornimento.I problemi più comuni dei serbatoi in plastica sono le crepe nel corpo e le rotture dovute all'eccessivo aumento della pressione.In ognuno di questi casi, il serbatoio deve essere sostituito e le riparazioni devono essere effettuate il prima possibile.
Per la sostituzione deve essere preso solo il serbatoio del tipo e numero di catalogo installato sull'auto dal produttore: solo così è possibile garantire il corretto funzionamento dell'intero sistema.Se anche la spina è guasta (come di solito indica una rottura del serbatoio dovuta a un malfunzionamento della valvola del vapore), è necessario acquistarla.Se la vecchia spina funziona correttamente, può essere installata su un nuovo serbatoio.Il vecchio indicatore del livello del liquido viene solitamente posizionato senza problemi anche sul nuovo serbatoio.
La sostituzione del vaso di espansione deve essere effettuata secondo le istruzioni per la riparazione del veicolo.Di solito, per eseguire questa operazione, è necessario scaricare l'antigelo, scollegare tutti i tubi dal vecchio serbatoio, smontare il serbatoio (è trattenuto da una fascetta, a volte con viti aggiuntive) e installare una nuova parte nell'ordine inverso.Allo stesso tempo, potrebbe essere necessario sostituire i vecchi morsetti, quindi dovresti occuparti immediatamente del loro acquisto.E se è installata una vecchia spina, è necessario controllarla e, se necessario, pulirla.
Dopo l'installazione è necessario riempire un nuovo antigelo e chiudere il tappo, con la giusta scelta, sostituzione e collegamento di un nuovo serbatoio, l'intero sistema inizierà immediatamente a funzionare normalmente, garantendo un efficace raffreddamento dell'unità di potenza.
Orario di pubblicazione: 17 luglio 2023