膨胀水箱一般由透明塑料制造,以便于观察其内部冷却液液位。膨胀水箱的主要作用是为冷却液提供膨胀和收缩的空间,以及冷却系统集中的排气点,因此它的安装位置略高于其他冷却液通道。如图10-9所示,上海通用汽车的大多数车型的膨胀水箱配有压力盖且连接有一根细管和一根粗管,细管为膨胀水箱进口管,也叫发动机冷却液排气管,另一端通常与发动机出水口相连;粗管为膨胀水箱出口管,另一端通常与发动机进水口(散热器下水管)相连。
大多数膨胀水箱上设计有冷却液液位标记,如图10-10所示,如果膨胀水箱内冷却液液位异常或超出范围,首先要检查冷却管路是否泄漏,然后通过膨胀水箱加注或补充冷却液。冷却液加注的具体步骤参见维修手册。
水泵进水口一侧的压力比较低,易产生气泡,气泡既影响冷却系统散热效率,又会导致水泵的出水量显著下降,还会引起水泵叶轮和水套的穴蚀(穴蚀是指气泡的体积随着压力的逐渐升高而逐渐变小,当压力升高到某一极限值时,这些气泡在高压的作用下就会发生爆裂从而使高温、高压的气体迅速作用到零件表面上,发生穴蚀现象造成零件的损坏)连接发动机进水口的膨胀水箱出口管使水泵进水口侧保持较高的压力,减少了气泡的产生,可有效地改善穴蚀。
发动机运转过程中,水泵工作,冷却系统中的气泡伴随着冷却液不断地流向发动机出水口,由于膨胀水箱位置高且气泡质量小,气泡(或冷却液受热产生的气泡)从与发动机出水口相连接的冷却液排气管(膨胀水箱进口管)进入膨胀水箱,从而实现气液分离,如图10-11所示。膨胀水箱内的温度比较低,进入的气体发生冷凝,一部分变成液体,重新被水泵吸入发动机气缸体。在膨胀水箱压力盖的作用下,积存在膨胀水箱液面以上的气体保持冷却系统内压力稳定。
有些车辆的膨胀水箱与散热器之间设计有一根冷却液排气管;还有一些车辆的膨胀水箱只有一根软管与散热器相连接,而没有与发动机进水口相连的膨胀水箱出口管,这根软管通常称为溢流管,这种形式的膨胀水箱称为储液罐。当冷却液温度上升时,冷却液膨胀、汽化,散热器中部分冷却液流入储液罐;而当冷却液温度降低时,储液罐中部分冷却液又被吸回散热器。储液罐也可消除冷却系统中的气泡,但对穴蚀没有明显改善。
