老司機(jī)們，都要回家過(guò)年了吧？一到家又要被七大姑八大姨催問(wèn)婚姻的事情了，愁不愁？我都替你們愁，我自己也愁，扛不住呀！這愁著愁著腦子都脹呀！說(shuō)到脹，汽車中也有個(gè)膨脹水壺！

今天

漫談君就帶你一起來(lái)看看

汽車膨脹水壺的設(shè)計(jì)及容積確定

汽車上任意一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，都是有其特殊原因的，當(dāng)零部件出現(xiàn)變化的時(shí)候，一定不要忽略！比如車上如果報(bào)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高，這就需要注意了，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫升高之后，冷卻系統(tǒng)壓力增大，排氣排液都會(huì)困難，很大程度上首先考慮需要檢查膨脹水壺，為什么呢？

今天就讓我們來(lái)一起了解汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中的部件之一——膨脹水壺。

下面簡(jiǎn)單了解一下膨脹水壺的相關(guān)內(nèi)容。

汽車膨脹水壺為冷卻系統(tǒng)的一個(gè)部件，是為冷卻系統(tǒng)加注和補(bǔ)償液體的容器。

膨脹水箱多用半透明材料(如塑料)制成。透過(guò)箱體可直接方便地觀察到液面高度，無(wú)需打開散熱器蓋。膨脹水箱的上部用一個(gè)較細(xì)的軟管與水箱的加水管相連，底部通過(guò)水管與水泵的進(jìn)水側(cè)相連接，通常位置略高于散熱器。

膨脹水箱接口連接方式：

發(fā)動(dòng)機(jī)本體排氣是通常在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器殼的最高點(diǎn)設(shè)置的一個(gè)排氣口接入膨脹水箱上部，散熱器本體排氣式通過(guò)水箱上水室的小水口和膨脹水箱的上部水口相接。膨脹水箱底部水口和水泵的進(jìn)水口用膠管相連接。膨脹水箱一般裝在駕駛室后面的支架上，位置要高于發(fā)動(dòng)機(jī)。

水箱必須具備以下功能口，才能達(dá)到使用目的。

• 液體加注口

加注口的大小要滿足加注的時(shí)間要求，密封和螺紋形式選擇很重要。

• 補(bǔ)償液出口

出口的尺寸形式及連接管子應(yīng)滿足使用要求。

• 氣液回流口

回流管的尺寸及形式與配接管路要一致。

• 排氣泄壓口

排氣壓力和開口位置要合理。

• 液面指示窗口

液面指示刻度要確保最大和最小的容積要求。

膨脹水壺在參與冷卻過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)損失的液體進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)系統(tǒng)中產(chǎn)生的氣體回流到水箱中，通過(guò)泄壓口排出，使系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定，可防止水泵氣蝕的發(fā)生。。

膨脹水壺在許多行業(yè)都有應(yīng)用，比如中央空調(diào)、鍋爐、熱水器、變頻、恒壓供水等眾多的機(jī)械設(shè)備中。他除了起著穩(wěn)壓卸荷的作用，當(dāng)壓力稍微有變化時(shí)他還可以起著緩沖的作用。

汽車?yán)鋮s液的流動(dòng)是靠水泵的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水泵吸水的一側(cè)壓力低，易產(chǎn)生蒸汽泡，使水泵的出水量顯著下降，并引起水泵葉輪和發(fā)動(dòng)機(jī)水套的穴蝕，在其表面產(chǎn)生麻點(diǎn)或凹坑，縮短了葉輪和水套的使用壽命。

加裝膨脹水箱后，由于膨脹水箱和水泵進(jìn)水口之間存在補(bǔ)充水管，使水泵不產(chǎn)生汽泡。散熱器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入膨脹水箱，從而使氣水徹底分離。

由于膨脹水箱溫度較低，進(jìn)入的氣體得到冷凝，一部分變成液體，重新進(jìn)入水泵，使水泵進(jìn)口處保持較高壓力，從而增大了泵水量。

而積存在膨脹水箱液面上的氣體得到了冷卻，不再受熱膨脹，因而變成冷卻系統(tǒng)內(nèi)壓力上升的緩沖器和膨脹空間，使冷卻系內(nèi)壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)。所以膨脹水箱解決了水氣分離和防凍液過(guò)快消耗的問(wèn)題。

下面介紹膨脹水壺的設(shè)計(jì)要求。

• 水箱容積

• 質(zhì)量&質(zhì)心

• 固定點(diǎn)數(shù)量間距

• 工作環(huán)境要求溫度及耐壓力

• 水箱裝滿(液面指示上限)液體時(shí)，使用壽命不低于B10

• 水箱底面要高出發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器入口200mm

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)冷卻系采用低位密封式散熱器時(shí)，必須增設(shè)高位膨脹水壺裝置，它的主要功能是給冷卻液提供一個(gè)膨脹空間，及時(shí)去除冷卻液中積滯的空氣以及發(fā)動(dòng)機(jī)高溫下產(chǎn)生的水汽，以便更有效地利用散熱器的散熱功能，提高冷卻效率。

為了保證除氣系統(tǒng)防氣蝕壓力，應(yīng)將膨脹水壺安裝在冷卻系統(tǒng)最高處，一般高出水泵進(jìn)水口600mm，膨脹水壺的底面至少應(yīng)高出發(fā)動(dòng)機(jī)水道頂部或散熱器上水室頂部100毫米。

發(fā)動(dòng)機(jī)及散熱器通氣管應(yīng)連續(xù)上行，不能下垂和有下彎段，不允許與其它水管T形連接。發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器間的進(jìn)出水管直徑應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)上的相應(yīng)接口的直徑。

膨脹水壺一般應(yīng)設(shè)置最高液面和最低液面標(biāo)志。

• 最高液面的上方應(yīng)有不小于規(guī)定的膨脹容積，該容積內(nèi)不可以加注冷卻液；

• 最低液面與最高液面之間的容積應(yīng)不小于規(guī)定的儲(chǔ)備容積；

• 膨脹水壺還應(yīng)設(shè)置最低液面的液位傳感器，以便提醒駕駛員及時(shí)添加冷卻液。

下面簡(jiǎn)單介紹如何確定膨脹水壺的容積。

膨脹水箱的容積與其是否能正常工作密切相關(guān)，膨脹水箱容積包括殘留容積、儲(chǔ)備容積與膨脹容積。

• 必備的殘留容積是為了安全起見，防止冷卻液在循環(huán)中吸入空氣而設(shè)置的。

• 儲(chǔ)備容積是為了確保冷卻系由于微量不能覺察的泄漏和冷卻液蒸發(fā)后仍能保持冷卻系統(tǒng)內(nèi)正常的水壓，進(jìn)而能及時(shí)補(bǔ)充冷卻液，延長(zhǎng)補(bǔ)液周期，當(dāng)冷卻液泄漏空氣開始進(jìn)入冷卻系統(tǒng)時(shí)的泄漏水量。

• 膨脹容積為整個(gè)冷卻系統(tǒng)的冷卻液因?yàn)闇囟壬吲蛎涀兇蟮娜莘e。

膨脹水壺的容積Vt應(yīng)為殘留容積V1、儲(chǔ)備容積V2與膨脹量△V三者之和，考慮到冷卻系統(tǒng)容積計(jì)算的誤差和其他通用性因素，可以在△V適當(dāng)增加儲(chǔ)備系數(shù)β，該系數(shù)如過(guò)大則造成材料浪費(fèi)，重量和成本增加，可根據(jù)系統(tǒng)總?cè)莘e大小選擇β=1.2~1.5，則有：

1） 殘留容積

考慮到車輛上下坡等致使膨脹水壺傾斜的各種情況，一般要求冷卻液的最低液面至膨脹水壺的底面距離不小于35mm，所以必備的殘留容積應(yīng)不小于35mm乘以膨脹水壺底平面面積。

2）儲(chǔ)備容積

儲(chǔ)備容積必須至少比初次未加注水量要多總?cè)莘e的1%，即應(yīng)是總?cè)莘e的11%，有暖風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)達(dá)20%。

3） 膨脹容積

下面以冷卻水作為冷卻介質(zhì)為例進(jìn)行說(shuō)明，冷卻系統(tǒng)水溫從T1升高到T2時(shí)，體積從Vs變?yōu)閂s+△V，水的密度由ρ1變?yōu)棣?，由于系統(tǒng)內(nèi)水的質(zhì)量在運(yùn)行過(guò)程中保持不變：

上式中：

Vs——系統(tǒng)內(nèi)的水容量(系統(tǒng)充水時(shí)的容積)，單位L；

ρ1——水在溫度T1時(shí)的密度，單位kg/L；

ρ2——水在溫度T2時(shí)的密度，單位kg/L；

△v——水溫由T升高到T2時(shí)，系統(tǒng)中水的膨脹量，單位L。

系統(tǒng)的水溫T1、T2的設(shè)定，水的密度在4℃的時(shí)候最大，故將4℃定為T1，則p1為1kg/L。理論上應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)允許最高出水溫度定為T2，但是考慮到該發(fā)動(dòng)機(jī)最高出水溫度由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)確定，T2取值需參考具體車型。

膨脹水箱是對(duì)于穩(wěn)定整個(gè)冷卻系統(tǒng)的壓力，維持流動(dòng)的穩(wěn)定性都起很重要的作用，容積的計(jì)算與布置方式往往決定膨脹水箱作用的發(fā)揮，是需要設(shè)計(jì)工程師特別注意的。

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