SISTEMAS DE REFRIGERACION DE UN MOTOR

INTRODUCCIÓN

El sistema de refrigeración es un conjunto de elementos que permiten disipar el calor producido en el motor durante su funcionamiento, manteniéndolo a la temperatura normal en cualquier condición de marcha.

El excesivo calor que produce la combustión interna del motor es necesario que se disipe, pues de lo contrario lo fundiría, ya que la temperatura alcanzada en el momento de la explosión de la mezcla de aire y combustible en la cámara de compresión está cercana a los 2.000 grados; es decir, una temperatura superior al punto de fusión del metal de que están compuestos los cilindros. Para paliar este problema, se recurre a los sistemas de lubricación y refrigeración.

Un primer sistema utiliza el aceite. Líquido espeso de alta viscosidad que, pese a su eficacia, resulta insuficiente para disipar todo el calor producido por la combustión interna del motor, ya que absorbe parte del grado térmico en sus capas altas, sin lograr su total eliminación.

Para completar la disipación del calor, se recurre a una corriente de agua que inunde todas las partes sometidas al influjo térmico; pues si no se dispusiera de un sistema de enfriamiento rápido de los metales, sometidos a tan altas temperaturas, se dilatarían en exceso, llegando al punto de fusión, lo que daría lugar a la descomposición del fluido lubricante y el conjunto de mecanismos en movimiento se agarrotaría.

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN:

                                                       RADIADOR

                            BOMBA DE AGUA

                              POR AGUA      VENTILADOR

                                                        CONDUCTOS DE AGUA

SISTEMA DE                                         TERMOSTATO

REFRIGERACIÓN

                                                        ALETAS DE REFRIGERACIÓN

                               POR AIRE       CONDUCTOS DE AIRE

                                                        TURBINA

                                                        TERMOSTATO

Menos de una cuarta parte de la energía calorífica consumida en el motor es transformada en fuerza útil. El resto del calor debe dispersarse de modo que el motor no se caliente excesivamente, e impida que trabaje adecuadamente, y se produzca una posible corrosión.

  

Corrosión:

El agua caliente al circular en contacto con diferentes metales, producirá oxidaciones y depósitos si no contiene un inhibidor de corrosión. Las diminutas partículas de óxido de hierro y de aluminio corroído se depositarán en las paredes del conducto del sistema de refrigeración, y se formarán depósitos calcáreos debidos a las aguas duras en las zonas calientes del motor.
Los depósitos de óxido de hierro y aluminio pueden quitarse lavando a presión el radiador, el motor y el radiador de calefacción, por separado, después de haber quitado los manguitos y el termostato. Los residuos calcáreos se pueden eliminar disolviéndolos en productos apropiados.

Existen dos tipos de refrigeración principalmente:

Refrigeración directa:

En el sistema directo circula aire entre las aletas externas provistas en los cilindros y en la culata.

Si no existe un sistema forzado de aire no podrá realizarse la refrigeración de todos los cilindros especialmente si éstos se hallan en línea.
Los cilindros de la parte posterior del motor resultarían mal refrigerados por el propio aire que penetra al coche, por ello se emplea un ventilador que establece una corriente de aire sobre los cilindros, regulado por un termostato.
En los cilindros y culatas existen unas aletas que aumentan la superficie de contacto con el aire, las zonas más calientes del motor tendrán mayor número de estas aletas.Un motor refrigerado por aire es siempre más ruidoso que uno refrigerado por agua ( sistema indirecto) porque las cámaras de agua absorben la mayor parte del ruido del motor.

Refrigeración indirecta:

En el sistema indirecto circula refrigerante que suele ser agua por unos conductos dispuestos por el interior del motor.

El radiador disipa el calor del agua caliente que circula por el sistema de refrigeración.

El agua caliente procede de la culata y penetra en la cámara superior del radiador después de atravesar el termostato y fluye hacia abajo, atravesando el haz, en el que pierde el calor. Los tubos llevan aletas acopladas para aumentar la superficie de contacto con el aire. El agua refrigerada pasa a la cámara inferior del radiador y vuelve después al motor a través de la bomba de agua.
En la mayoría de los radiadores hay un espacio libre entre la superficie del agua y la parte superior del radiador para permitir la expansión del agua. El posible vapor escapa a través del rebosadero, aunque en otros modelos sale del radiador y pasa a un depósito de expansión. Al enfriarse el agua vuelve al radiador (circuito de sellado).

Como no hay pérdidas de agua en un buen funcionamiento del sistema, se suele llenar de fábrica con una mezcla adecuada de agua y anticongelante. Por lo general se aconseja el inspeccionar el nivel de esta mezcla periódicamente por si han habido pérdidas que ocasionarían recalentamientos del motor que podrían ser irreparables.

Las partes fundamentales de un sistema de refrigeración usual (indirecta) son las siguientes:

Ø Una envoltura que rodea las partes calientes del motor: cilindros, cámaras de combustión y conductos de escape.

Ø Un radiador por el que se refrigera por aire el agua que llega caliente del motor.

Ø Un ventilador que impulsa aire hacia el radiador.

Ø Unas tuberías en la parte superior e inferior del radiador, que unen éste al motor para formar un circuito cerrado.

Ø Una bomba que fuerza la circulación del agua a través del sistema de refrigeración.

Ø Un termostato, colocado en la salida del agua del motor, que reduce la circulación del agua de refrigeración hasta que el motor adquiere la temperatura normal de funcionamiento. La misión del termostato es cerrar el paso del agua hacia el radiador.

Ø Un tapón con válvula de sobrepresión, para elevar el punto de ebullición del agua, y evita la formación de bolsas de vapor próximas a las cámaras de combustión que podrían producir el gripado del motor. Generalmente mantiene la presión a 0.5Kg/cm2 y el agua no hervirá hasta 112ºC.

Bomba de agua:

Un pequeño volumen va a parar al sistema de calefacción, y en algunos modelos otra parte va al colector de admisión sin pasar por el termostato.
La bomba con aletas centrifuga el agua contra la carcasa de la bomba, y la canaliza hacia el bloque.

Cuando el termostato cierra el paso del líquido de refrigeración hacia el radiador, el rodete sigue girando, y el agua sólo circula por el motor a través de un conducto en derivación.

Los ruidos del retén desaparecen con el tiempo, por lo que no debe tratar de remediarse mezclando aceite con el agua del radiador, que podría deteriorar los manguitos de goma del sistema de refrigeración.

El termostato

Existen dos tipos principalmente: de fuelle y de cera.

Termostato tipo fuelle:

El termostato tipo fuelle consiste en un fuelle circular de latón que contiene un fluido volátil. Cuando este fluido recibe el calor del agua, aumenta de volumen y provoca la expansión del fuelle, lo que produce la apertura de la válvula del termostato.

Termostato de cera:

El termostato de cera posee un diafragma de goma rodeado de cera y una varilla alargada. La cera está encerrada en una cápsula de latón en contacto con el agua. Cuando la cera está fría, la válvula está cerrada e impide el paso del agua entre el radiador y el motor. Al calentarse la cera se funde y se dilata, obligando a la cápsula a descender, lo que produce la apertura de la válvula. El cierre de ésta se asegura mediante un muelle, al enfriarse la cera.