Vase d'expansion du système de refroidissement du moteur - dispositif et principe de fonctionnement

Un moteur de voiture, comme tout moteur à combustion interne, chauffe pendant le fonctionnement, il doit donc être constamment refroidi. Les systèmes de refroidissement sont conçus à cet effet. Selon le principe de fonctionnement, ils sont de deux types: liquide et air. Les plus répandus sont les premiers, bien qu'ils soient plus complexes de manière constructive. Les bouches d'aération, de par leur simplicité, sont beaucoup plus sujettes à la surchauffe.

Étant donné que tous les moteurs fonctionnent aujourd'hui avec un refroidissement par liquide, dans le compartiment moteur de toute voiture se trouve un petit récipient en plastique translucide avec un couvercle, conçu pour verser de l'antigel. Il s'agit du vase d'expansion du système de refroidissement du moteur. Pour différents moteurs, le volume du vase d'expansion varie de 1,5 à 8 litres.

Son but

À quoi sert le nœud d'extension? Le fait est que tout liquide augmente de volume lorsqu'il est chauffé. Ainsi, le volume d'eau lorsqu'il est chauffé à 100 ° C augmente de 4,5%, l'antigel et l'antigel - jusqu'à 6%. Pour que lorsque le liquide de refroidissement (liquide de refroidissement) chauffe, il ne s'écoule pas du système, un vase d'expansion est nécessaire, qui est une sorte de tampon ou de compensateur.

Jusqu'au milieu du siècle dernier, il n'y avait pas de vase d'expansion sous le capot, car l'eau ordinaire était utilisée comme liquide de refroidissement et le réservoir supérieur du radiateur jouait le rôle d'un compensateur, qui n'était pas rempli. Avec l'avènement du liquide de refroidissement à base d'éthylène glycol (antigel), dont le coefficient de dilatation volumétrique est supérieur à celui de l'eau, des vases d'expansion supplémentaires apparaissent pour ne pas augmenter le radiateur.

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Ainsi, le vase d'expansion (RB) est conçu pour compenser la dilatation volumétrique du fluide caloporteur lorsque sa température augmente. Le RB est situé dans le compartiment moteur de sorte que le niveau de liquide soit approximativement au milieu de la hauteur du réservoir.

Dans ce cas, le liquide dans le radiateur et le réservoir est situé au même niveau selon le principe des vases communicants. Puisque le RB est situé au-dessus du radiateur, le bouchon du vase d'expansion est utilisé comme goulot de remplissage, ce qui sera discuté ci-dessous.

Fluides de remplissage de réservoir

Les voitures d'aujourd'hui, construites avec l'utilisation généralisée des nouvelles technologies, sont très exigeantes sur tous les fluides de processus, y compris le refroidissement. La liste des exigences est la suivante:

le liquide doit bouillir à une température non inférieure à 110 ° C;
seuil de congélation - de moins 20 à -60 ° C, selon les conditions environnementales;
pas de mousse au contact de la roue de la pompe, viscosité minimale;
la composition du liquide doit contenir des additifs non agressifs qui empêchent l'apparition de tartre sur les pièces métalliques;
la composition chimique ne devrait pas changer dans les 3 ans ou 60 000 kilomètres.

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L'antigel est un produit purement domestique, synthétisé à l'époque soviétique

Toutes ces exigences sont remplies par un antigel ou un antigel, ce qui revient au même. Le nom antigel vient du mot anglais antigel, qui signifie «sans gel». L'antigel est une substance créée sur la même base à partir de l'éthylène glycol dans l'ex-URSS. Le mot se compose de l'abréviation TOS (technologie de synthèse organique) et de la terminaison «ol», inhérente aux noms des préparations chimiques.

La base de l'antigel et de l'antigel est la même - eau + éthylène glycol dans des rapports différents. Les différences entre les produits de différents fabricants peuvent résider dans l'emballage des additifs inhibiteurs, il n'est donc pas souhaitable de confondre les fluides.Des conséquences fatales ne se produiront pas, mais certaines substances peuvent neutraliser l'action d'autres et les propriétés de "non-gel" se détérioreront. Dans ce cas, la couleur du liquide n'a pas d'importance - ce n'est qu'un colorant.

De l'eau distillée peut être utilisée pour remplir le réservoir dans les situations suivantes:

pour diluer l'antigel concentré au point de congélation requis;
en cas d'urgence - perte totale ou partielle de liquide de refroidissement en cours de route;
à des fins de rinçage.

La couleur de l'antigel n'affecte pas ses propriétés, l'emballage de l'additif est important

L'eau distillée (déminéralisée) ne répond pas aux exigences ci-dessus: elle gèle à température nulle et bout à 100 ° C. Par conséquent, il est versé temporairement ou comme solvant pour antigel.

L'eau du robinet saturée de sels ne doit pas être versée dans le vase d'expansion. Une exception est une panne et une perte d'antigel en cours de route et l'absence d'un magasin automobile à proximité. Éliminez la fuite, remplissez le système de refroidissement avec de l'eau du robinet et rendez-vous au garage ou à la station-service, puis vidangez-le immédiatement. Sinon, des dépôts se formeront sur les parois internes de la chemise d'eau du moteur et d'autres unités, ce qui altérerait le transfert de chaleur.

Vidéo: liquides à remplir dans le circuit de refroidissement de la voiture

Conception et fonctionnement

Le vase d'expansion se compose d'un corps en polypropylène, d'un couvercle et de deux buses pour connecter les tuyaux du système liquide. À l'aide du tuyau inférieur, l'appareil est connecté à la ligne de refroidissement, le supérieur est utilisé pour éliminer les vapeurs et les bulles d'air du système. Sur les modèles modernes, des capteurs de niveau de liquide de refroidissement à flotteur sont souvent installés.

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Pour cette option, le vase d'expansion est équipé d'un col supplémentaire sur le dessus pour accueillir le capteur. Sur la surface latérale du conteneur, il y a plusieurs marques de contrôle, du bas - min vers le haut - max. Dans cet intervalle, le niveau du liquide de refroidissement doit être localisé.

Comment fonctionne l'appareil? Tout d'abord, une petite théorie. Le tableau montre les modes de température de fonctionnement des moteurs modernes. Comme vous pouvez le voir, les moteurs fonctionnent dans des conditions de température critiques.

Température du moteur, ° C	Travail	Pendant une courte période
80 — 100	120 — 125
Point d'ébullition des liquides, ° C (à pression atmosphérique)	l'eau	100
antigel	105 — 110
antigel	120

Pour élever la barre de température admissible, les concepteurs augmentent la pression dans le liquide de refroidissement (plus que la pression atmosphérique), en raison de laquelle la température de son ébullition augmente. Pour cela, le système est fermé hermétiquement et la surpression est maintenue. Pour différents moteurs, cette valeur varie de 0,1 à 0,5 bar (kg / cm²).

Dans le même temps, un vide important (plus de 0,03 - 0,1 kg / cm²) dans l'espace libre de l'expanseur est également inacceptable, car de l'air sera aspiré dans le système, ce qui entraînera l'apparition de sas d'air qui gênent le circulation du liquide de refroidissement et, par conséquent, à la surchauffe du moteur ... Le maintien de la pression du liquide de refroidissement au niveau requis est attribué à un régulateur spécial situé dans le bouchon de remplissage.

Couvercle de réservoir - deux en un

Ainsi, le capuchon RB, en plus de la fonction de protection, remplit également la fonction de régulateur de pression. Comme indiqué ci-dessus, la pression à l'intérieur du réservoir doit être de 1,1 à 1,5 kg / cm². Comment cela est-il réalisé?

A cet effet, deux soupapes sont montées dans le couvercle: une soupape de sécurité et une soupape de dépression. Le premier est un diaphragme en caoutchouc à ressort qui est pressé de l'extérieur et déclenché lorsque la pression dépasse la force du ressort. La seconde consiste en une rondelle en caoutchouc avec un petit ressort installé à l'intérieur d'un grand.

À la température de fonctionnement du liquide de refroidissement, les deux vannes sont fermées, la pression dans le réservoir ne dépasse pas celle calculée. Le vase d'expansion étant hermétiquement fermé, la pression augmente avec l'augmentation de la température, à la suite de quoi la soupape de sécurité s'ouvre et évacue une partie de la vapeur d'air, ramenant la soupape à sa position précédente.

L'absence d'un mécanisme de sécurité entraînerait des fuites de liquide de refroidissement, des dommages aux connexions et même la rupture des radiateurs de refroidissement et du poêle.

Après l'arrêt du moteur, le liquide dans le système se refroidit et diminue de volume, ce qui entraîne un vide à l'intérieur du réservoir.Il peut en résulter des fuites d'air à travers les raccords, ce qui, lors du démarrage ultérieur, entraînera la formation de bulles d'air. Cela peut entraîner une surchauffe et une panne du moteur.

Ici, une autre petite valve vient à la rescousse - une valve à vide. Sous l'action d'un vide, il s'ouvre et égalise la pression dans le réservoir avec la pression atmosphérique.

Que remplir le réservoir de liquide de refroidissement

Objectif du vase d'expansion

Les liquides de refroidissement à base d'une solution aqueuse de propylène ou d'éthylène glycol ont un coefficient de dilatation thermique plus élevé que l'eau distillée. Si le radiateur est rempli à pleine capacité avec un tel liquide de refroidissement, au démarrage du moteur, le fluide se dilatera considérablement sous l'influence de températures élevées, formant un surplus. En outre, il commencera à sortir du radiateur par la soupape de sécurité et à tomber dans ce vase d'expansion très simple, qui sert de réservoir pour l'accumulation de l'excès d'antigel.

Lorsque le moteur est arrêté et qu'il a refroidi, le volume de liquide de refroidissement dans le radiateur revient à la normale et un vide se développe dans le système de refroidissement.

La valve du bouchon du radiateur fonctionnera et aspirera de l'air, il y a donc une forte probabilité de caillots d'air dans les chemises de "refroidissement". Cela entraînera plus de perturbations globales dans le processus de transfert de chaleur et une surchauffe de l'unité de puissance. C'est pourquoi il était nécessaire d'installer un conteneur supplémentaire pour l'excès de liquide, qui ne permettrait pas à l'air de s'écouler dans le radiateur, remplissant l'espace libre d'antigel. Le vase d'expansion est devenu un tel élément.

Aujourd'hui, il existe de tels systèmes pour l'existence dans lesquels une vanne, similaire à la vanne de dérivation sur le bouchon du radiateur, est présente sur le bouchon du vase d'expansion. Son but est de libérer l'excès de vapeur et même d'antigel surchauffé. Dans ce cas, la fonction d'une sorte de partie supérieure du radiateur est attribuée au vase d'expansion, ce qui lui donne le droit d'être considéré comme un élément important du système de refroidissement.

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Emplacement du vase d'expansion

Cet appareil est situé à proximité du radiateur et se fixe directement sur la carrosserie de la voiture. Le vase d'expansion dépasse de la moitié de sa taille au-dessus du radiateur. Cela est nécessaire pour que l'effet des vases communicants ait lieu. Ils sont reliés les uns aux autres à l'aide d'un tuyau. D'une part, il est fixé au fond du vase d'expansion, d'autre part, au goulot de remplissage du radiateur.

Grâce à cette solution constructive, le surplus de liquide de refroidissement chauffé pénètre dans le vase d'expansion, et lorsque le moteur se refroidit, le volume de liquide de refroidissement dans le système est compensé par le contenu du vase d'expansion. Avec ce processus, l'air ne peut pas entrer et s'accumuler dans le radiateur.

Conception du vase d'expansion

De par sa conception, cet élément est extrêmement simple. Cela ressemble à un récipient en plastique dans lequel un capteur spécial est monté, qui réagit aux changements du niveau normal du liquide de refroidissement. Le réservoir est hermétiquement fermé avec un couvercle avec une vanne de régulation de pression, qui se déclenche lorsqu'une pression excessive dans le système est supérieure à la pression nominale.

Logement

Les réservoirs d'expansion sont principalement en plastique translucide. Il y a une échelle spéciale sur la paroi latérale avec laquelle vous pouvez surveiller le niveau de liquide de refroidissement dans le système. La marque du bas indique la quantité minimale de liquide de refroidissement dont vous avez besoin. Le niveau maximal du liquide de refroidissement lorsque le moteur est froid ne doit pas dépasser trois centimètres au-dessus du repère supérieur sur le côté du vase d'expansion.

Bouchon du vase d'expansion

Le bouchon du vase d'expansion du système de refroidissement de l'unité de puissance ne contient que trois éléments: un support en caoutchouc, un anneau élastique et un dessus. Le dernier élément est le seul bloc de vannes d'entrée d'air et de sortie de vapeur.

Lorsque le moteur commence à chauffer, la pression du liquide de refroidissement dans le système de refroidissement, ainsi que dans le vase d'expansion, commence par conséquent à augmenter progressivement. Lorsque la pression atteint un maximum de 120 kPa, la vanne de sortie s'ouvre. Si la pression descend en dessous de 83,4 kPa, il se ferme. Si la pression dans le système augmente excessivement, cela peut endommager les tuyaux et même le radiateur lui-même. La vanne de sortie à bouchon du vase d'expansion empêche la pression dans le système de refroidissement de monter à un niveau critique.

Lorsque le contact est coupé et que le moteur refroidit, la pression dans le système commence à diminuer et son vide se produit. Lorsque la pression dans le système descend en dessous de 3 kPa, la vanne d'entrée du vase d'expansion s'ouvre et de l'air y pénètre. La pression commence à se normaliser progressivement en raison de la compensation du volume de liquide de refroidissement à partir du contenu du réservoir.

Dysfonctionnements possibles

Compte tenu de la conception simple du vase d'expansion, il ne peut même pas penser qu'il y a quelque chose à l'intérieur qui peut se briser. C'est juste un récipient avec un couvercle en caoutchouc, mais c'est juste que ce n'est pas un élément simple. Il s'agit d'une vanne de dérivation de pression, comme nous l'avons dit précédemment. C'est de son bon fonctionnement que dépend le fonctionnement normal du système de refroidissement du moteur. Également les pannes les plus courantes peuvent être considérées comme des fuites et des ruptures du RB.

Rupture du vase d'expansion

En cas de rupture du vase d'expansion, le volume de liquide de refroidissement, nécessaire au fonctionnement normal du système de refroidissement du moteur, est considérablement réduit, ce qui entraîne sa défaillance inévitable. Si le RB a éclaté, il est strictement interdit de continuer à rouler. Un vase d'expansion doit être remplacé immédiatement et rempli avec le volume de liquide de refroidissement nominal. Il est strictement interdit d'ajouter du liquide de refroidissement, car cela peut endommager la culasse. Il s'agit d'une panne importante et affectera gravement le fonctionnement de votre véhicule.

Vase d'expansion qui fuit

Il commence à fuir en raison d'une violation de l'intégrité du corps à la suite d'un dommage mécanique, d'un défaut du tuyau de raccordement ou d'un couvercle cassé ou simplement desserré.

Vannes de bouchon de vase d'expansion cassées

Si le bouchon du vase d'expansion est usé, corrodé ou si les soupapes se sont désintégrées, le système de refroidissement du moteur est dépressurisé. En conséquence, il est rempli d'un excès d'air, ce qui augmente la pression et désactive les éléments du système. Ceci, bien sûr, conduit à une surchauffe inévitable de l'unité de puissance. En outre, un excès d'air provoque la "formation de caillots" du système de refroidissement, à la suite de quoi le poêle cesse de fonctionner.

Si les clapets de couvercle sont obstrués, leur fonction est également altérée. Encore une fois, l'excès d'air ne quitte pas le système, il va dépressuriser, les tuyaux sont endommagés et le moteur est endommagé. Si le couvercle est légèrement bouché, mais que les vannes n'ont pas le temps d'aspirer de l'air et de le libérer en temps opportun, cela a un effet néfaste sur le radiateur, il commence à couler. Le thermostat et la pompe tombent également en panne.

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Dysfonctionnements et causes de RB

Baisser le niveau du liquide de refroidissement:

fuite de l'enveloppe en plastique du réservoir due au vieillissement du matériau, en particulier, il s'agissait d'une maladie chronique des réservoirs des voitures VAZ;
la soupape de sécurité ne fonctionne pas, ce qui fait que la pression accrue pousse l'antigel à travers les joints.

en raison d'un volume de fluide réduit en raison de fuites;
la soupape à vide ne fonctionne pas, à la suite de quoi de l'air apparaît dans le liquide ("aération").

Gouttes de liquide visibles:

le vase d'expansion fuit;
dysfonctionnement de la soupape de sécurité.

Vérification des performances de la couverture

Contrôle simplifié: les vannes fonctionnent-elles?

Nous démarrons le moteur et, en faisant attention, dévissez le couvercle: si un sifflement d'une chambre dégonflée se fait entendre, la vanne de dérivation fonctionne (cependant, on ne sait pas si elle est correcte ou non).

Après avoir retiré le couvercle, serrez n'importe quel tuyau du système de refroidissement avec votre main. En continuant à le tenir de cette manière, replacez le couvercle. S'il reprend sa forme, il est fort probable que le vide soit rempli. Mais si, avant même de démarrer le moteur, les tuyaux semblent aplatis, la soupape de dépression ne fonctionne certainement pas.

Plus précisément, la soupape de sécurité peut être contrôlée avec une pompe et un manomètre. Nous fixons la pompe au tuyau d'alimentation inférieur du réservoir et obtenons le tuyau supérieur à l'aide de moyens improvisés: un boulon ou une perceuse cylindrique qui s'insère fermement dans le tuyau d'alimentation.

Nous créons une pression avec la pompe et contrôlons le moment où la soupape de sécurité est déclenchée (sifflement). La valeur de pression enregistrée sur l'échelle de l'appareil indique la pression de réponse réelle.

Si la soupape de décharge est trop serrée, elle peut être réparée. Pourquoi dépenser plus d'argent quand il suffit de raccourcir le ressort de pression d'un ou deux tours et que le ressort deviendra plus souple. L'assemblage est facile à démonter, l'essentiel est de ne pas perdre de petites pièces. Et n'en faites pas trop en mordant les boucles. Faites-le petit à petit, en vérifiant le résultat.

Ajout de liquide de refroidissement

Le niveau de liquide dans le réservoir est contrôlé par deux risques extrêmes: min et max. Comment ajouter correctement du liquide de refroidissement dans le vase d'expansion:

Vérifiez le niveau de liquide sur un moteur froid ou froid (laissez-le bien refroidir).
Ouvrez le couvercle RB (si le moteur n'est pas assez froid, saisissez le couvercle avec un chiffon) et tournez-le lentement jusqu'à ce que de la vapeur sorte.
Ajouter du liquide sans atteindre le max.
Fermez le couvercle et démarrez le moteur avec le chauffage éteint. Faites chauffer le moteur pendant environ 3 minutes à 2000 tr / min et attendez que le ventilateur de refroidissement forcé se mette en marche.
Vérifiez le niveau de liquide de refroidissement et faites l'appoint jusqu'au repère max.

Un petit conseil: surveillez l'état extérieur du réservoir et tous les éléments du système de refroidissement. Les fuites de liquide dans le compartiment moteur indiquent souvent un dysfonctionnement du vase d'expansion, principalement du couvercle.

Comme il ressort de ce qui a été écrit, à partir d'une telle unité, à première vue, d'une unité secondaire, comme le vase d'expansion du système de refroidissement, cela dépend en fait de la stabilité du moteur de votre voiture.

Pour comprendre à quoi sert un vase d'expansion, vous devez vous familiariser avec le principe de fonctionnement et les principales fonctions d'un tel vase. Sans posséder cette information, on pourrait penser à tort que l'élément est de peu de valeur et prend simplement de la place dans la pièce. Cependant, dans la pratique, il effectue de nombreuses tâches importantes et est un composant irremplaçable du système de chauffage.

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Conception et principe de fonctionnement

Les vases d'expansion modernes pour voitures sont un réservoir en plastique durable à paroi épaisse avec un goulot de remplissage et des raccords pour se connecter aux éléments du système de refroidissement. La forme du réservoir n'est pas fonctionnellement importante, les fabricants l'adaptent donc à l'emplacement du réservoir.

La forme du réservoir dépend du lieu de son installation et peut être différente - ronde, rectangulaire ou plate

La capacité du réservoir pour l'expansion de l'antigel est calculée pour chaque modèle de voiture et dépend du volume total de liquide dans les tuyaux et les unités. De plus, à froid, le réservoir n'est qu'à moitié rempli d'antigel, le reste de l'espace est occupé par de l'air qui peut être comprimé sous pression. Le col du réservoir est fermé avec un bouchon avec une vanne d'air intégrée. Le principe de fonctionnement du réservoir est le suivant:

Avec un moteur "froid", le réservoir est à moitié vide - le niveau d'antigel se situe entre les marques minimum et maximum sur le corps.
Après le démarrage du moteur, l'antigel commence à se dilater et son niveau dans le navire augmente, et l'entrefer se contracte. Le couvercle de la valve reste scellé.
Lorsque le liquide atteint la température de fonctionnement de 90-95 ° C et l'augmentation maximale de volume, la pression dans le réservoir atteint le seuil de la vanne d'air (1-1,2 bar ou 120 kPa). Il s'ouvre et libère de l'air dans l'atmosphère.
Lors du refroidissement du moteur, l'image opposée est observée - la vanne fait passer l'air dans la direction opposée jusqu'à ce que la quantité d'antigel cesse de diminuer. Cela évite les poches d'air dans les tuyaux et les radiateurs.

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Le dispositif du réservoir est assez simple - le corps du réservoir est fermé avec un bouchon avec une vanne intégrée.

En cas d'urgence, lorsque l'antigel ou l'eau commence à bouillir pour diverses raisons, la soupape de sécurité libère non seulement de l'air, mais également de la vapeur.

Le capteur intégré signale un niveau de liquide insuffisant au tableau de bord

Dans certains modèles de voiture, par exemple VAZ 2110-2115, le conteneur est équipé d'un deuxième col dans lequel le capteur de niveau de liquide de refroidissement est vissé. Si, en raison d'une panne ou d'une fuite d'une unité, de l'antigel commence à s'écouler et que son niveau dans le réservoir baisse au minimum, le capteur fonctionnera et avertira le conducteur avec un signal du voyant correspondant sur le tableau de bord.

Il existe des voitures (nationales et importées) dans lesquelles le vase d'expansion est fermé par un simple bouchon, non équipé d'une vanne et communiquant avec l'atmosphère. Dans de tels systèmes, la fonction de décompression et d'admission d'air de retour est assurée par le bouchon du radiateur principal, et le réservoir ne compense que la dilatation du liquide.

Le bouchon du radiateur est équipé d'une soupape de dérivation qui dirige l'excès d'antigel vers le vase d'expansion

Vase d'expansion dans un système ouvert

En raison de la facilité d'installation, du coût abordable et des taux de rendement élevés, le vase d'expansion dans un système de chauffage de type ouvert est très populaire.

Les avantages des options open source sont les suivants:

Simplicité de conception. Dans certains cas, il n'est pas nécessaire d'acheter des matériaux supplémentaires pour organiser le chauffage et le réservoir de travail peut être stocké dans le garage.
Les systèmes ouverts sont exempts de problème de surpression, car ils communiquent avec l'atmosphère. Cela élimine le besoin d'acheter une soupape de sécurité.
D'autres avantages incluent la possibilité d'utiliser un réservoir pour l'extraction de l'air.

En plus des avantages, un système ouvert a également des inconvénients. Tout d'abord, c'est la nécessité d'installer le réservoir au point le plus élevé. Pour ce faire, il est important de veiller à une bonne isolation du plancher du grenier, sinon le liquide dans le réservoir gèlera à basse température.

Principe d'opération

Pour comprendre pourquoi un vase d'expansion est nécessaire, il faut évaluer ses caractéristiques de fonctionnement, les spécificités du travail et les subtilités de l'auto-installation. Dans les systèmes de chauffage liquide, l'eau joue le rôle de caloporteur.

À l'aide d'équipements spéciaux, il se déplace sur de longues distances et assure le chauffage complet des bâtiments de différents étages et zones. Cela contribue à la demande croissante pour l'installation de systèmes d'eau.

Le principal avantage des systèmes ouverts est la capacité de fonctionner sans dispositifs de pompage.Le mouvement du liquide de refroidissement est effectué selon des principes thermodynamiques, car l'eau chaude et l'eau froide ont des densités différentes et les tuyaux sont inclinés.

La tâche du vase d'expansion pour le chauffage est de stabiliser automatiquement la pression du liquide et de stocker l'eau chauffée restante.

Le réservoir est monté au-dessus du reste des nœuds, et le principe de son fonctionnement comprend les étapes suivantes:

manches. Le liquide de refroidissement chauffé passe d'une chaudière électrique, à combustible solide ou à gaz aux radiateurs;
revenir. Les restes d'eau chaude pénètrent dans le réservoir, commencent à se refroidir et retournent à la chaudière. En conséquence, le cycle se répète.

Si le système est équipé d'une conduite monotube, les deux procédures se déroulent sur une seule conduite. Dans les types à deux tuyaux, ils sont indépendants.

Où trouver

Le circuit d'un système de chauffage ouvert étant fermé, mais non isolé de l'air extérieur et des fuites, l'apparition d'un problème de surpression est exclue. Dans ce cas, le vase d'expansion doit être installé au bon endroit - au-dessus de tous les autres composants. Si vous ne tenez pas compte de cette règle, le liquide de refroidissement se répandra simplement.

Le positionnement haut contribue également à une évacuation efficace de l'air. L'air dissous est toujours présent dans la composition du liquide, qui peut se transformer en état gazeux et entrer en réaction chimique avec des surfaces métalliques dans des tuyaux et un échangeur de chaleur.

Dans certains cas, les réservoirs ouverts sont combinés avec la conduite de retour, qui est associée à des caractéristiques de conception ou à d'autres considérations de disposition.

Cependant, ils restent au point le plus élevé du circuit auquel le tuyau est alimenté. Avec cette installation, vous devrez installer des vannes spéciales pour l'élimination des gaz.

Combien de volume de réservoir est nécessaire

Après avoir compris pourquoi vous avez besoin d'un vase d'expansion dans un système de chauffage ouvert, vous pouvez passer à la question suivante - le choix du volume du réservoir. Il n'y a pas de restrictions strictes ou de règles normalisées à cet égard.

L'essentiel est d'évaluer les indicateurs du coefficient de dilatation du liquide pendant le chauffage, la capacité de l'ensemble du système et le mode de fonctionnement optimal afin de déterminer quel sera le volume final du liquide.

Il faut également prendre en compte le "volume variable", qui compense l'expansion. Un tuyau de trop-plein est fixé au bord supérieur et un espace libre est laissé au-dessus du niveau de l'eau. Par conséquent, l'indicateur de 5% est conditionnel et des spécialistes expérimentés recommandent de respecter le rapport suivant - volume du réservoir + 10% du volume du système.

Pour déterminer le deuxième indicateur, vous devez être guidé par les principes suivants:

Si l'installation du système est terminée, il suffit de prendre plusieurs mesures à l'aide d'un appareil spécial - un compteur d'eau. Il vous permettra de déterminer la quantité de liquide qui rentrera dans un vase d'expansion pour l'approvisionnement en eau ou pour chauffer une maison privée en chauffant des radiateurs. La méthode démontre une grande précision, mais est inefficace, car il est important d'obtenir un résultat pour l'installation de l'approvisionnement en eau, des tuyaux de chauffage et d'autres composants.
Certains artisans utilisent un ratio de 15 litres pour 1 kW de puissance de la chaudière. La technique est impopulaire en raison de sa grande marge d'erreur.
Le volume du système de chauffage peut être déterminé à l'aide de calculs simples. Si le projet prévoit l'installation d'un réservoir avec des contours de tuyaux de différents diamètres, une chaudière et des radiateurs, il est nécessaire de combiner les volumes de tous les nœuds et d'obtenir la valeur souhaitée. Au départ, cette méthode peut sembler assez compliquée, mais en pratique tout est beaucoup plus simple. De plus, sur le réseau, vous pouvez trouver des calculateurs en ligne spéciaux qui vous permettent d'obtenir des valeurs précises en quelques minutes.

Si les calculs sont effectués pour obtenir le volume optimal du réservoir, le réservoir lui-même n'a pas besoin d'être pris en compte.

Où est le vase d'expansion

Dans différents modèles, les réservoirs de voiture sont situés aux endroits les plus pratiques pour le fonctionnement du système de refroidissement.Il est nécessaire de rechercher le réservoir près du radiateur.

Le navire est fait de plastique durable et translucide. Sur une partie du produit, il y a toujours des divisions d'échelle qui vous permettent de surveiller le niveau d'antigel dans le système. Le dernier risque du bas indique le niveau minimum de liquide.

La quantité maximale d'antigel avec un moteur froid doit être à un niveau légèrement supérieur à 30 mm au-dessus de la ligne supérieure sur l'échelle du réservoir.

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Les principaux problèmes et pannes du vase d'expansion

Le plus souvent, les propriétaires de voitures se plaignent d'un problème tel que la fuite du vase d'expansion. Il peut être associé à une violation de l'intégrité du réservoir (par exemple, après un stationnement infructueux ou une autre collision), ainsi qu'à des défauts dans le tuyau reliant le vase d'expansion et le radiateur.

La forte pression à l'intérieur du réservoir est relâchée au moyen d'une soupape d'aération spéciale située sur le couvercle du réservoir. Il est nécessaire de surveiller attentivement l'état du couvercle, de le nettoyer du tartre et des traces de corrosion, sinon la vanne et l'ensemble du système tomberont rapidement en panne. Un vase d'expansion défectueux provoque une forte baisse de liquide dans le système de refroidissement du moteur, ce qui a un effet extrêmement négatif sur son fonctionnement.

Le chauffage est un système de survie clé pour une maison privée et son fonctionnement stable est très important. L'un des paramètres à surveiller est la pression. S'il est trop bas, la chaudière ne fonctionnera pas; s'il est trop bas, l'équipement s'usera trop rapidement. Un vase d'expansion pour le chauffage est nécessaire pour stabiliser la pression dans le système. L'appareil est simple, mais sans lui, le chauffage ne fonctionnera pas longtemps.

Lorsque le système de chauffage fonctionne, le liquide de refroidissement change souvent de température - il chauffe, puis il se refroidit. Naturellement, cela change le volume du liquide. Il augmente et diminue. L'excès de liquide de refroidissement est simplement déplacé dans le vase d'expansion. Le but de cet appareil est donc de compenser les changements de volume du liquide de refroidissement.

Le principe de fonctionnement du vase d'expansion pour le chauffage

Types et appareil

Il y a deux systèmes de chauffage à eau chaude - ouvert et fermé. Dans un système fermé, la circulation du liquide de refroidissement est assurée par une pompe de circulation. Il ne crée pas de pression supplémentaire, il pousse simplement l'eau à une vitesse donnée à travers les tuyaux. Dans un tel système de chauffage, il existe un vase d'expansion pour un chauffage de type fermé. Il est appelé fermé car il s'agit d'un conteneur scellé, qui est divisé en deux parties par une membrane élastique. Dans une partie, il y a de l'air, dans l'autre, l'excès de liquide de refroidissement est déplacé. En raison de la présence d'une membrane, le réservoir est également appelé membrane.

Un système de chauffage ouvert ne prévoit pas de pompe de circulation. Dans ce cas, un vase d'expansion pour le chauffage est n'importe quel conteneur - même un seau - auquel les tuyaux de chauffage sont connectés. Il n'a même pas besoin d'une couverture, même si cela peut être le cas.

Dans la version la plus simple, il s'agit d'un conteneur soudé en métal, qui est installé dans le grenier. Cette option présente un inconvénient majeur. Comme le réservoir fuit, le liquide de refroidissement s'évapore et il est nécessaire de surveiller sa quantité - pour faire le plein tout le temps. Vous pouvez le faire manuellement - à partir d'un compartiment. Ce n'est pas très pratique - il y a un risque d'oublier de réapprovisionner en eau. Cela menace le système d'aération, ce qui peut entraîner sa panne.

Le contrôle automatisé du niveau d'eau est plus pratique. Certes, dans le grenier, en plus des tuyaux de chauffage, vous devrez également tirer l'alimentation en eau et retirer le tuyau de trop-plein (tuyau) quelque part au cas où le réservoir serait trop rempli. Mais il n'est pas nécessaire de vérifier régulièrement la quantité de liquide de refroidissement.

Il existe une méthode très simple pour déterminer le volume du vase d'expansion pour le chauffage: 10% du volume du liquide de refroidissement dans le système est calculé.Vous deviez le calculer lors du développement du projet. Si ces données ne sont pas disponibles, vous pouvez déterminer le volume de manière empirique - vidangez le liquide de refroidissement, puis remplissez-en un nouveau, tout en le mesurant (passez-le dans le compteur). La deuxième façon est de calculer. Déterminez le volume des tuyaux dans le système, ajoutez le volume des radiateurs. Ce sera le volume du système de chauffage. On retrouve ici 10% de ce chiffre.

La forme peut être différente

Formule

La deuxième façon de déterminer le volume du vase d'expansion pour le chauffage consiste à le calculer à l'aide de la formule. Ici aussi, le volume du système sera requis (indiqué par la lettre C), mais d'autres données seront également nécessaires:

pression maximale Pmax à laquelle le système peut fonctionner (généralement la pression maximale de la chaudière est prise);
pression initiale Pmin - à partir de laquelle le système commence à fonctionner (il s'agit de la pression dans le vase d'expansion, indiquée sur le passeport);
coefficient de dilatation du caloporteur E (pour l'eau 0,04 ou 0,05, pour l'antigel, il est indiqué sur l'étiquette, mais généralement compris entre 0,1 et 0,13);

Ayant toutes ces valeurs, nous calculons le volume exact du vase d'expansion pour le système de chauffage en utilisant la formule:

La formule de calcul du volume du vase d'expansion pour le chauffage

Les calculs ne sont pas très compliqués, mais vaut-il la peine de les déconner? Si le système est ouvert, la réponse est sans ambiguïté - non. Le coût du conteneur ne dépend pas beaucoup du volume, en plus de tout ce que vous pouvez faire vous-même.

Les réservoirs d'expansion pour le chauffage de type fermé valent la peine d'être comptés. Leur prix dépend fortement du volume. Mais, dans ce cas, il vaut toujours mieux prendre avec une marge, car un volume insuffisant conduit à une usure rapide du système voire à sa défaillance.

Si la chaudière a un vase d'expansion, mais que sa capacité n'est pas suffisante pour votre système, mettez-en un deuxième. Au total, ils devraient donner le volume requis (l'installation n'est pas différente).

À quoi conduira le volume insuffisant du vase d'expansion?

Lorsqu'il est chauffé, le liquide de refroidissement se dilate, son surplus se retrouve dans le vase d'expansion pour le chauffage. Si tout l'excédent ne rentre pas, il est évacué par la soupape de surpression d'urgence. Autrement dit, le liquide de refroidissement descend dans le drain.

Principe de travail dans une image graphique

Ensuite, lorsque la température baisse, le volume du liquide de refroidissement diminue. Mais comme il y en a déjà moins dans le système qu'il ne l'était, la pression dans le système diminue. Si le manque de volume est insignifiant, une telle diminution peut ne pas être critique, mais si elle est trop petite, la chaudière peut ne pas fonctionner. Cet équipement a une limite de pression inférieure à laquelle il fonctionnera. Lorsque la limite inférieure est atteinte, l'équipement est bloqué. Si vous êtes chez vous en ce moment, vous pouvez remédier à la situation en ajoutant un liquide de refroidissement. Si vous n'êtes pas là, le système peut se dégeler. Soit dit en passant, travailler à la limite ne mène à rien de bon non plus - l'équipement tombe rapidement en panne. Par conséquent, il vaut mieux jouer un peu la sécurité et prendre un volume légèrement plus grand.

Vase d'expansion pour chauffage fermé

Le principal avantage d'un réservoir pour un système de chauffage fermé est sa taille compacte et sa capacité à être installé dans n'importe quelle section du circuit.

Lorsqu'il est installé conformément aux normes approuvées, il n'y a pas de restrictions claires sur le choix du site d'installation. Cependant, dans de nombreuses configurations, le réservoir est situé près de la pompe.

Qu'est-ce qu'un vase d'expansion?

Vase d'expansion - unité du système de refroidissement liquide des moteurs à combustion interne; un réservoir spécialement conçu pour compenser les fuites et la dilatation thermique du liquide de refroidissement circulant dans le système.

Les vases d'expansion sont également utilisés dans d'autres systèmes de véhicules, de tracteurs et d'équipements spéciaux: dans la direction assistée (GUR) et dans divers systèmes hydrauliques. En général, en termes d'objet et de conception, ces réservoirs sont similaires à ceux du système de refroidissement, et leurs caractéristiques distinctives sont décrites ci-dessous.

Le vase d'expansion a plusieurs fonctions:

Compensation de la dilatation thermique du liquide de refroidissement lorsque le moteur chauffe - l'excès de liquide s'écoule du système vers le réservoir, empêchant la croissance de la pression;
Compensation des fuites de liquide de refroidissement - une certaine quantité de liquide est toujours stockée dans le réservoir, qui, si nécessaire, pénètre dans le système (après l'éjection du liquide, l'atmosphère est surchauffée, si des fuites mineures se produisent, etc.);
Contrôle du niveau de liquide de refroidissement dans le système (en utilisant les repères correspondants sur le corps du réservoir et le capteur intégré).

La présence d'un réservoir dans le système de refroidissement liquide est due aux caractéristiques et aux propriétés physiques du liquide de refroidissement - eau ou antigel. Au fur et à mesure que la température augmente, le liquide, conformément à son coefficient de dilatation thermique, augmente de volume, ce qui conduit également à une augmentation de la pression dans le système. Si la température augmente excessivement, le liquide (en particulier l'eau) peut bouillir - dans ce cas, la surpression est libérée dans l'atmosphère par la vanne de vapeur intégrée dans le bouchon du radiateur. Cependant, lors du refroidissement ultérieur du moteur, le liquide acquiert un volume normal et, comme une partie de celui-ci a été perdue lors de la libération de vapeur, la pression dans le système chute - avec une diminution excessive de la pression, la vanne d'air intégrée au radiateur le bouchon s'ouvre, la pression dans le système est égalisée à la pression atmosphérique. Dans ce cas, l'air pénètre dans le système, ce qui peut avoir un effet négatif - des poches d'air se forment dans les tubes du radiateur, ce qui entrave la circulation normale du liquide. Ainsi, après avoir purgé la vapeur, il est nécessaire de reconstituer le niveau d'eau ou d'antigel.

Pourquoi avez-vous besoin d'un vase d'expansion et comment ça marche

Le besoin urgent d'un tel réservoir est apparu lorsque, au lieu de l'eau, des liquides spéciaux ont été utilisés pour le refroidissement, capables de conserver leurs propriétés physiques même à des températures extrêmement basses.

La base de ces solutions est l'alcool et l'éthylène glycol (moins souvent le propylène glycol). Lorsqu'il est chauffé, l'alcool se dilate et, sous pression, commence à chercher un moyen de sortir par la soupape à fusible du radiateur. Lors du refroidissement du moteur à combustion interne, la température de l'antigel ou de l'antigel diminue avec la formation d'un vide évacué. Les zones libres sont remplies d'air qui, lors de l'activation ultérieure du moteur, crée des bouchons qui violent le libre passage du liquide dans le système de refroidissement. Cela peut entraîner une surchauffe générale de la section moteur.

Le vase d'expansion, qui était connecté au radiateur avec un tuyau, a permis d'éviter les problèmes de surchauffe. Le milieu du réservoir est au niveau de la partie supérieure du radiateur, de sorte que le liquide chauffé monte, pénétrant librement du compartiment du radiateur dans le réservoir. Le tuyau lui-même est fixé au bas du produit, ce qui permet à l'excès d'antigel ou d'antigel de retourner au radiateur lorsqu'il refroidit sans emprisonnement d'air.

La conception et les caractéristiques des vases d'expansion

Les vases d'expansion utilisés aujourd'hui ont fondamentalement le même design, ce qui se distingue par sa simplicité. Il s'agit d'un conteneur d'un volume ne dépassant pas 3 à 5 litres, dont la forme est optimisée pour être placée dans le compartiment moteur d'une voiture. Actuellement, les plus répandus sont les réservoirs en plastique blanc translucide, cependant, des produits métalliques sont également présentés sur le marché (en règle générale, pour les vieilles voitures domestiques VAZ, GAZ et certains camions). Plusieurs éléments sont fabriqués dans le réservoir:

Goulot de remplissage fermé par des vannes de vapeur et d'air;
Raccord pour connecter le tuyau du radiateur de refroidissement du moteur;
En option - un raccord pour connecter un tuyau à partir d'un thermostat;
En option - un raccord pour connecter un tuyau du radiateur de chauffage intérieur;
En option - un col pour installer un capteur de niveau de liquide de refroidissement.

Ainsi, dans tout réservoir, il doit y avoir un goulot de remplissage avec un bouchon et un raccord pour connecter un tuyau du radiateur de refroidissement principal de l'unité de puissance. Ce tuyau s'appelle un tuyau de vapeur, car le liquide de refroidissement chaud et la vapeur sont évacués du radiateur à travers lui. Avec cette configuration, le starter est situé au point le plus bas du réservoir. C'est la solution la plus simple, cependant, la compensation des fuites de liquide de refroidissement est effectuée par le radiateur, ce qui dans certains cas réduit l'efficacité du système de refroidissement.

Dans de nombreux réservoirs, un tuyau est en outre utilisé pour se connecter au thermostat, dans ce cas, le tuyau de sortie de vapeur est connecté au mamelon dans la partie supérieure du réservoir (sur l'une de ses parois latérales), et le mamelon pour se connecter au radiateur de chauffage a la même position. Et le tuyau allant au thermostat est retiré du raccord au point le plus bas du réservoir. Cette conception permet un meilleur remplissage du système de refroidissement avec le fluide de travail du réservoir; en général, le système fonctionne de manière plus efficace et plus fiable.

Presque tous les vases d'expansion modernes utilisent un capteur de niveau de liquide intégré dans une gorge spécialement conçue. Le plus souvent, il s'agit d'un dispositif de signalisation de la conception la plus simple, qui signale une diminution critique du niveau de liquide de refroidissement, mais, contrairement au capteur de niveau de carburant, n'informe pas sur la quantité actuelle de fluide dans le système. Le capteur est connecté à un indicateur correspondant sur le tableau de bord de la voiture.

Le bouchon du vase d'expansion, comme le bouchon du radiateur principal, a des vannes intégrées: vapeur (haute pression) pour relâcher la pression lorsque le liquide de refroidissement est trop chaud, et air pour égaliser la pression dans le système lorsqu'il refroidit. Ce sont des vannes à ressort ordinaires qui se déclenchent lorsqu'une certaine pression à l'intérieur du réservoir est atteinte - lorsque la pression augmente, la vanne à vapeur est expulsée, lorsque la pression est abaissée, la vanne d'air. Les vannes peuvent être situées séparément ou combinées en une seule structure.

Le réservoir est installé dans le compartiment moteur à proximité du radiateur et est relié à celui-ci et à d'autres composants au moyen de tuyaux en caoutchouc de différentes sections transversales. Le réservoir est légèrement surélevé au-dessus du radiateur (généralement sa ligne médiane coïncide avec le niveau supérieur du radiateur), ce qui assure la libre circulation du liquide (par gravité) du réservoir dans le radiateur et / ou dans le boîtier du thermostat. Le réservoir et le radiateur forment un système de vases communicants, par conséquent, le niveau de liquide dans le radiateur peut également être estimé à partir du niveau de liquide dans le réservoir. Pour le contrôle, une échelle ou des marques séparées avec des indicateurs «Min» et «Max» peuvent être appliqués sur le corps du réservoir.

Les réservoirs d'expansion des systèmes de direction assistée et de l'hydraulique ont une conception similaire, mais ils sont uniquement en métal, car ils fonctionnent sous haute pression. De plus, dans ces pièces, il n'y a pas de capteurs de niveau et de marques, mais le bouchon est nécessairement équipé de vannes pour égaliser la pression dans le système dans différents modes. Les tuyaux sont connectés avec des embouts spéciaux, parfois avec des raccords filetés.

À propos des dysfonctionnements et de la réparation du réservoir

Pendant le fonctionnement de la machine, les pannes suivantes du vase d'expansion peuvent se produire;

contamination ou défaillance de la vanne de dérivation à clapet;
rupture du corps du réservoir;

La paroi du réservoir éclate à une pression trop élevée de l'intérieur

La fuite du couvercle est caractérisée par l'apparition de stries multicolores sur le corps

La plupart des automobilistes, lorsqu'une vanne ou un corps tombe en panne, remplacez simplement la pièce par une nouvelle. Cela se justifie par le manque de temps pour les réparations et le bon marché de ces pièces détachées. Cependant, si on le souhaite, le plastique éclaté du réservoir peut être scellé et le couvercle peut être démonté et nettoyé.

Les fuites sous le bouchon se produisent avec un ajustement lâche ou en raison des caractéristiques de conception du conteneur.Par exemple, sur les voitures VAZ 2110, le jet du petit raccord supérieur connecté au radiateur frappe directement dans la gorge, ce qui provoque une fuite. La voie d'élimination est l'installation d'un réservoir plus parfait de "Priora".

Vidéo: réparation du boîtier du réservoir

Le vase d'expansion d'une voiture est considéré comme l'une des pièces les plus fiables. Souvent, ils servent toute la vie de la voiture, en particulier sur les voitures étrangères. Afin de ne pas avoir à changer le récipient à l'avance, il est recommandé de vérifier périodiquement l'état de la valve dans le couvercle. Si c'est en ordre, le plastique du récipient n'éclatera pas à cause de la haute pression.