最新のエンジン冷却システムでは、熱膨張と液体の漏れを補償するために膨張タンクというユニットが使用されています。この記事では、膨張タンク、その目的、設計、機能、この部品の正しい選択と交換について詳しく説明しています。
膨張タンクとは何ですか?
膨張タンク - 内燃エンジン用の液体冷却システムのユニット。システム内を循環する冷却剤の漏れや熱膨張を補償するように設計された特別に設計された容器。
膨張タンクは、車両、トラクター、特殊機器の他のシステム、つまりパワーステアリング (パワーステアリング) やさまざまな目的の油圧システムでも使用されます。一般に、これらのタンクは目的と設計の点で冷却システムのタンクと似ており、その独特の特徴を以下に説明します。
膨張タンクはいくつかの機能を実行します。
● エンジンが加熱したときの冷却液の熱膨張を補償します - 過剰な液体がシステムからタンクに流れ込み、圧力の上昇を防ぎます。
● 冷却剤の漏れの補償 - 一定量の液体が常にタンクに保管されており、必要に応じてシステムに入ります（液体の放出後、過熱中の大気中、軽度の漏れの場合など）。
● システム内の冷却液レベルの監視 (タンク本体上の適切なマークと内蔵センサーを使用)。
液体冷却システムにタンクが存在するのは、冷却剤（水または不凍液）の特性と物理的特性によるものです。温度が上昇すると、液体の熱膨張係数に従って体積が増加し、システム内の圧力が増加します。温度が過度に上昇すると、液体（特に水）が沸騰する可能性があります。この場合、過剰な圧力はラジエータープラグに組み込まれた蒸気バルブを通じて大気中に排出されます。しかし、その後のエンジンの冷却により、液体は通常の体積になり、蒸気の放出中にその一部が失われるため、システム内の圧力が低下します。圧力が過度に低下すると、エンジンに組み込まれているエアバルブが作動します。ラジエタープラグが開き、システム内の圧力が大気圧と一致します。この場合、空気がシステムに入り、悪影響を及ぼす可能性があります。ラジエーターチューブ内に空気栓が形成され、通常の液体循環が妨げられます。したがって、蒸気を排出した後は、水または不凍液のレベルを補充する必要があります。
さまざまなタイプの不凍液は水に比べて熱膨張係数が高いため、上記のプロセスがより集中的に発生します。これらの悪影響を排除するために、ラジエーターに接続された膨張タンクが冷却システムに導入されます。温度が上昇すると、余分な液体はタンクに排出され、エンジンが冷えるとシステムに戻ります。これにより、蒸気を大気中へ排出する閾値が大幅に増加し、システム内の液体レベルの補充間隔が長くなります。
膨張タンクは冷却システムとパワーユニット全体の動作に重要な役割を果たしているため、故障した場合には交換する必要があります。適切なタンクを選択し、修理を正しく実行するには、まずこれらの部品の既存の種類と機能を理解する必要があります。
膨張タンクの設計と特徴
現在使用されている膨張タンクは基本的に同じ設計であり、シンプルです。これは、容積が3〜5リットル以下のコンテナで、その形状は車のエンジンルームに配置するのに最適化されています。現在、最も一般的なのは半透明の白いプラスチックで作られたタンクですが、金属製品も市場に出ています（原則として、古い国産車VAZ、GAZおよび一部のトラック用）。タンク内にはいくつかの要素があります。
● フィラーネック、蒸気バルブと空気バルブ付きのプラグで閉じられます。
●エンジン冷却用ラジエーターからのホースを接続するための金具。
● オプション - サーモスタットからホースを接続するためのフィッティング。
● オプション - キャビンヒーターのラジエーターからホースを接続するためのフィッティング。
● オプション - クーラントレベルセンサーを取り付けるためのネック。
エンジン冷却システムとその中の膨張タンクの場所
したがって、どのタンクにも、パワーユニットを冷却するためにメインラジエーターからのホースを接続するためのプラグとフィッティングを備えたフィラーネックが必要です。このホースは、ラジエターから高温の冷却水と蒸気を排出するため、蒸気排出ホースと呼ばれます。この構成では、継手はタンクの最下点に配置されます。これは最も単純な解決策ですが、冷却液の漏れの補償はラジエーターを通じて行われるため、場合によっては冷却システムの効率が低下します。
多くのタンクでは、サーモスタットへの接続にホースが追加で使用されます。この場合、蒸気排出ホースはタンクの上部 (側壁の 1 つ) にあるフィッティング、ヒーターに接続するためのフィッティングに接続されます。ラジエターの位置も同じです。そしてサーモスタットに行くホースをタンク底部の金具から外します。この設計により、タンクからの作動流体による冷却システムの充填が向上し、一般にシステムはより効率的かつ確実に動作します。
最新の膨張タンクのほとんどは、特別に設計されたネックに組み込まれた液面センサーを使用しています。ほとんどの場合、これは最も単純な設計のアラームで、冷却液レベルの重大な低下を通知しますが、燃料レベル センサーとは異なり、システム内の現在の液体の量については通知しません。センサーは車のダッシュボード上の対応するインジケーターに接続されています。
別個のバルブを備えた拡張タンクプラグ
メインラジエーターのプラグと同様に、膨張タンクのプラグにはバルブが組み込まれています。冷却剤が過度に加熱されたときに蒸気（高圧）で圧力を緩和し、冷却剤が冷えたときにシステム内の圧力を均等にする空気です。これらは通常のバネ式バルブで、タンク内が特定の圧力に達すると作動します。圧力が上昇すると蒸気バルブが絞り出され、圧力が低下すると空気バルブが絞り出されます。バルブは個別に配置することも、単一の構造に結合することもできます。
ラジエーターと拡張タンクのプラグを同軸に組み合わせたバルブ
タンクはラジエーター近くのエンジンコンパートメントに設置され、さまざまな断面のゴムホースを介してタンクや他のコンポーネントに接続されています。タンクはラジエーターより少し高くされており (通常、タンクの正中線はラジエーターの上部レベルと一致します)、タンクからラジエーターおよび/またはサーモスタットハウジングへの液体の自由な流れ (重力による) が保証されます。タンクとラジエーターは連通容器システムを形成しているため、タンク内の液面はラジエター内の液面から推定することもできます。制御のために、スケールまたはポインタ「最小」および「最大」を備えた個別のマークをタンク本体に適用できます。
パワーステアリングシステムや油圧機器用の膨張タンクも同様の設計ですが、高圧下で作動するため金属のみで作られています。また、これらの部品にはレベルセンサーやマークはありませんが、プラグにはさまざまなモードでシステム内の圧力を均一にするためのバルブが必ず装備されています。ホースは特別な先端を使用して接続され、場合によってはネジ付き継手の助けを借りて接続されます。
膨張タンクの適切な選択と交換の問題
車両の運転中、膨張タンクは高温、大幅な圧力低下、腐食性環境 (不凍液、排気ガス、燃料、オイルなど) にさらされます。これらすべてがタンクやフィラー キャップの損傷につながる可能性があります。ポリタンクの最も一般的な問題は、過度の圧力上昇による本体の亀裂や破裂です。いずれの場合もタンクを交換し、できるだけ早く修理する必要があります。
メーカーが車に取り付けたタイプとカタログ番号のタンクのみを交換する必要があります。これがシステム全体の正しい動作を保証する唯一の方法です。プラグも故障している場合（通常、蒸気バルブの故障によるタンクの破裂によって示される）、購入する必要があります。古いプラグが正常に機能する場合は、新しいタンクに取り付けることができます。古い液面計も、原則として、問題なく新しいタンクに設置されます。
膨張タンクの交換は、車両の修理の指示に従って行う必要があります。通常、この操作を実行するには、不凍液を排出し、古いタンクからすべてのホースを外し、タンクを分解し（クランプで固定されており、場合によっては追加のネジで固定されています）、逆の順序で新しい部品を取り付ける必要があります。同時に、古いクランプを交換する必要がある場合があるため、すぐに購入の手続きを行う必要があります。また、古いプラグが取り付けられている場合は、それを確認し、必要に応じて掃除する必要があります。
設置後は、新しい不凍液を注入してプラグを閉じる必要があります。新しいタンクを正しく選択し、交換して接続すると、システム全体がすぐに正常に動作し始め、パワーユニットの効果的な冷却が確保されます。
投稿日時: 2023 年 7 月 17 日