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随着汽车工业的飞速发展和发动机内燃机的不断强化，对冷却系散热能力的要求也逐渐提高。目前多数汽车采用的封闭式冷却系已不能满足要求，这是由闭式冷却系的水、气不能分离，而造成冷却系中机件的氧化腐蚀和导致冷却效果的降低的缘故。为解决这个问题，在冷却系统中增设了膨胀水箱，使整个系统变成了性的封闭系统。
采用膨胀水箱的目的：减少空气进入冷却系；使水汽分离；保持水箱内蒸汽压力稳定；减轻机件腐蚀损坏，封闭式冷却系统中增加水箱，其上部空间由两根细管分别与易产生蒸汽的部位连接，其底部与水泵进水口连接，当水箱内温度升高，压力大于蒸汽阀的开启压力，空气和蒸汽被引到膨胀水箱里，进行水汽分离，蒸汽冷凝成水后再流到水泵进水口，提高了水泵入口的水压力，减少了汽腐蚀现象。
有的轿车还采用了类似的变形结构，将膨胀水箱置于上储水箱内的上半部。
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