膨胀箱

有的轿车发动机冷却系统设计有膨胀箱。膨胀箱壳体上标注有上刻线和下刻线。加注冷却液到上线时，表示冷却液已加满，不可再加注；加注冷却液到下线时，表示冷却液加的量不够，可再加注一点；将冷却液加注到两刻线之间时，表示加注的量合适。另外，发动机在加注防冻液之前，应抽真空。如无条件抽真空，在加注防冻液之后，应排净冷却系内的空气。否则，空气随发动机水温增高到一定程度时，冷却系统内的水蒸气压力增大。气泡压力能使防冻液流动阻力增大，从而流动缓慢，使散热器散出的热量少，发动机温度增高。为防止此问题发生，膨胀箱盖内设计有蒸气压力阀，在冷却系统内压力大于110~120kPa时，压力阀打开，气体就从此孔泄出。如果冷却系内水少了，将形成真空，由于冷却系内的散热器水管比较薄，会被大气压压扁。但膨胀箱盖内设有真空阀，当真空度小于80~90kPa时，真空阀打开，让空气进入冷却系统，防止水管被压扁^[1]。

在蓄冷系统闭式流程中，要解决溶液的膨胀问题。冰蓄冷系统中，溶液的膨胀是由溶液温度变化而引起的。

在蓄冷系统闭式流程上设置溶液膨胀箱，其目的是当溶液温度变化时，可补偿系统中载冷剂的体积变化，避免载冷剂的溢出；及时排除系统内不凝性气体，有利于系统的正常工作；利用膨胀箱到系统管路的静压液柱，使溶液泵正压工作^[2]。

溶液膨胀箱连接形式

闭式压力式膨胀箱宜采用直接连接。闭式压力式膨胀箱为一密闭容器，内部以不同形式的隔膜，将下部溶液空间与上部气体空间隔开。当系统溶液体积增加时，箱内气体被压缩。其特点是溶液不会与空间接触，不会蒸发，管道等配件不易腐蚀；运行可靠；可设置在任何标高上。但费用较高。

开式膨胀箱采用直接连接，一般为上部开口通大气的容器。其特点是装置简单可靠易行，费用少。但必须设置在系统的最高点，要求箱底高于最高点。

溶液膨胀箱容积确定

(1)闭式膨胀箱容积

闭式膨胀箱容积可按下式计算：

式中，为闭式膨胀箱有效容积(m³)；

为在最低温度t₁时，系统中载冷剂的体积(m³)；

为温度t₁条件下，载冷剂密度(kg/m³)；

为最高温度条件下，载冷剂密度(kg/m³)；

为在t₁状态下，低液位时，膨胀箱的剩余空间，一般取10%；

为在最高温度下，高液位时，膨胀箱上部气体空间，一般可取20%。

(2)开式膨胀箱容积

开式膨胀箱容积可按下式计算：

式中，为开式膨胀箱有效容积(m³)；

各符号意义同前。

封装冰蓄冷系统溶液膨胀箱容积确定

当在冰球、冰板等封装容器内蓄冰时，如果封装容器内设有预留水在冻结时的膨胀空间，则需依靠封装容器的体积增大而补偿水冻结的体积膨胀。这样，膨胀箱的容积应考虑封装容器体积膨胀所排挤的载冷剂。由于冰水相变体积膨胀率约为9%，所需容纳载冷剂的箱体体积颇大，因此应特别予以注意。

(1)闭式压力式膨胀箱容积

闭式压力式膨胀箱容积可按下式确定：

式中，为闭式膨胀箱有效容积(m³)；

为封装冰蓄冷装置内单元容器体积(m³)；

n为封装冰蓄冷装置内单元容器数量；

为最低压力，取系统静压为35kPa；

为最高压力(kPa)；

1.2为余量系数；

0.09为相变凝固时体积的膨胀系数。

(2)开式膨胀箱容积

开式膨胀箱容积可按下式确定：

式中，为开式膨胀箱容积(m³)；

符号意义同前^[2]。