Расширительный бачок — часть системы «Система охлаждения». Жидкость забирает тепло у двигателя и отдаёт его через радиатор. Термостат открывается постепенно. Вентилятор управляется отдельно; точные температуры и расположение каналов зависят от автомобиля.
Холодный двигатель
Основной путь через радиатор закрыт термостатом. Помпа гонит жидкость по малому кругу.
Прогрев
Нагрев постепенно открывает термостат, и часть жидкости идёт через радиатор.
Рабочая температура
Радиатор отдаёт тепло воздуху, а термостат регулирует долю потока.
Помощь вентилятора
Если обдува мало, управление включает вентилятор по температуре и другим условиям, например запросу кондиционера.
Расширительный бачок с пробкой в модели «Система охлаждения»
Принимает около 0,3 л, на которые жидкость расширяется при нагреве. Клапан в пробке держит избыточное давление 1,25 бар, и антифриз закипает не при 107, а около 130 °C.
Признаки неисправности
Уровень падает без видимых подтёков, жидкость выбрасывает из-под пробки, патрубки после остановки мягкие: пробка не держит давление.
Неисправности, связанные с деталью
Пробка не держит давление. Признаки: после нагрузки из-под пробки бачка выбрасывает пар и жидкость, уровень постепенно падает, под капотом пахнет сладким. Что происходит внутри: пружина клапана ослабла, уплотнение потрескалось. Давление не поднимается выше 0,1 бар, и антифриз закипает уже около 107 °C, а у горячих стенок головки ещё раньше. Что проверить: пробку проверяют насосом с манометром: клапан должен держать 1,1–1,4 бар. Проверить уплотнение и горловину бачка. Пробку меняют — это дешёвая деталь.
Течь, мало антифриза. Признаки: под машиной цветная лужица, уровень в бачке ниже MIN, печка начинает дуть холодным, стрелка температуры скачет и уходит вверх. Что происходит внутри: капает из-под хомута нижнего патрубка. Когда бачок пустеет, помпа захватывает воздух: подача падает, в головке и у датчика образуется паровоздушная пробка. Что проверить: уровень на холодном двигателе, хомуты и патрубки, помпу, радиатор, кран печки. Систему опрессовывают, течь устраняют, жидкость доливают до метки MAX.
Как двигатель держит 90 °C зимой и летом
Примерно треть энергии топлива уходит в стенки цилиндров. Система охлаждения забирает это тепло жидкостью и регулирует, сколько его отдать воздуху.
Помпа и рубашка. Помпа с приводом от ремня гонит 25–120 л/мин через каналы вокруг цилиндров и камер сгорания. Жидкость нагревается в рубашке на 5–10 °C.
Термостат делит поток. До 88 °C клапан закрыт, и жидкость идёт по малому кругу — двигатель прогревается быстрее. К 102 °C клапан открыт на 8 мм и весь поток идёт через радиатор.
Радиатор и воздух. На ходу воздух продувает соты сам. На месте при 101 °C включается вентилятор. Чем больше нагрузка и жарче на улице, тем шире открыт термостат.
Давление и бачок. Пробка держит 1,25 бар, поэтому антифриз закипает около 130 °C, а не 107 °C. В бачок уходит лишний объём, который появляется при нагреве.
Упрощения модели
Блок, головка, прокладка, поддон и крышка распредвалов показаны отливками с рубашкой вокруг гильз и камер сгорания. Картер разрезан и пуст: в нём нет коленвала, поршней и шатунов, в головке нет клапанов, нет и впускного коллектора. Каналы рубашки упрощены до объёма вокруг гильз.
Тепло двигателя и отдача радиатора посчитаны по простой модели с одной температурой жидкости. Время ускорено в 8 раз.
Термостат стоит на выходе из головки. На многих двигателях он стоит на входе в помпу — принцип тот же.
Радиатор отопителя показан без корпуса печки, воздуховодов и моторного щита: он стоит в салоне под панелью.
Помпа берёт жидкость из подводящей трубы снизу: стояк входит в камеру перед крыльчаткой. На настоящем двигателе вход к центру крыльчатки чаще идёт каналом в блоке. Спираль улитки на виде «Помпа» видна только у языка и в канале выхода: остальное закрывает крыльчатка, нарисованная целой.
Крыльчатка, вал, шкивы, ремень, натяжитель и хомуты в разрезе показаны целыми, как принято рисовать вращающиеся и мелкие детали. Плоскость разреза проходит и через радиатор, и через вентилятор с кожухом, но их тоже рисуем целыми, как отдельные узлы; бачок и радиатор печки стоят за плоскостью и не разрезаны. Патрубки разрезаны вдоль, а пробка бачка — своей плоскостью через ось, со стороны вида «Бачок». Вращение шкивов и крыльчатки на экране замедлено.
Крупнее, чем в жизни: перепускной клапан и канал термостата, зазоры у его тарелки, клапаны и пружина пробки, чешуйка накипи и капли течи, иначе их не разглядеть. Грязь и пух лежат на сотах плоскими пятнами войлока поверх пластин, а в жизни они ещё и забивают щели между пластинами. Воздух в радиаторе печки нарисован пузырями поверх верхних рядов сот, хотя на деле он внутри трубок. Шаг пластин радиатора около 3 мм вместо 1–1,5 мм, просечки на пластинах нарисованы текстурой; радиатор и вентилятор стоят к двигателю ближе, чем в машине.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.