SISTEMA DE REFRIGERACION
Es de gran importancia, ya que el
funcionamiento correcto y la efectividad de su servicio dependen en gran parte
del enfriamiento. Durante el funcionamiento del motor se produce calor debido al
frotamiento de las piezas en movimiento y a la combustión de los gases en el
cilindro puede alcanzar hasta los 2000ºC .
Si se permitiera estas altas
temperaturas que permanezcan constantes en el motor durante su funcionamiento,
las propiedades lubricantes del aceite en el sistema de lubricación quedarían
destruidas por completo, y el motor sufriría daños considerables por efecto del
intenso calor producido. El metal antifricción de los casquetes se fundiría, los
pistones se pegarían a los cilindros, los cilindros se escoriarían y el motor
completo quedaría inservible. Por lo tanto se puede deducir que el exceso de
calor puede causar deterioro completo o parcial de un
motor.
El sistema de refrigeración sirve
para la importante tarea de evitar en el motor temperaturas excesivamente
elevadas y para conservar una temperatura lo suficientemente alta para el
funcionamiento eficaz del motor.
La refrigeración tiene por objeto
mantener una temperatura de funcionamiento alrededor de 120ºC en la culata, con el fin
de evitar una dilatación exagerada, asegurar las propiedades lubricantes del
aceite y asegurar una buena carburación.
Los sistemas empleados para la refrigeración para los motores
son:
- Refrigeración
por aire.
- Refrigeración
por líquido.
Refrigeración por aire
La gran ventaja de la refrigeración
por aire es su sencillez; por esta razón se usa mucho en motocicletas, bombas
estacionarias y maquinarias para carreteras. La refrigeración por aire se puede
aplicar a motores de pequeña capacidad. El hecho que los motores enfriados por
aire no requieren radiador, cámaras de agua, bomba de agua, y todos los
componentes asociados por la refrigeración por agua, supone que los costos de
fabricación son menores.
Los motores refrigerados por aire no
solamente son sencillos, sino también ligeros.
El amplio uso de aleaciones en lugar
de acero en su construcción y la ausencia de muchas piezas del sistema de
refrigeración por agua, permiten que el diseñador ahorre gran cantidad de
peso.
Los motores con este sistema se
hacen normalmente con los cilindros opuestos, horizontalmente o en V muy
abiertos.
Aunque este sistema se utiliza, por
lo general en motores pequeños y baratos no significa que el sistema sea
ineficaz.
Las ventajas son una mayor
sencillez, mayor rendimiento térmico, menor peso del motor, mayor estabilidad y
menor consumo, en la práctica este tipo de refrigeración da un resultado
excelente.
Los principales inconvenientes de
los motores refrigerados por aire son el ruido y los problemas que atrae su
aplicación en motores grandes. El ruido es causado por dos factores como son la
ausencia de la cámara de agua y el ventilador. Como hay menos material en torno
al bloque del motor, los ruidos de la combustión resultan sofocados. El
funcionamiento del ventilador que lanza aire sobre el motor crea también una
cantidad considerable de ruido.
Los componentes de la mayor parte de
los sistemas son muy sencillos. El ventilador se sitúa frente a un conductor semi circular que cubre
también la culata de cilindros y cuyo interior contiene tabiques que dirigen la
corriente de aire sobre las aletas de enfriamiento del motor y a través del
enfriador del aceite. Por debajo de los cilindros, el aire se dirige al
termostato que hace funcionar una válvula por medio de una palanca. La válvula
controla el flujo de aire que llega al ventilador y con esto se mantiene la
temperatura del motor adecuada.
Después de pasar sobre el motor y el
termostato, el aire se dirige hacia la parte trasera del automóvil o pasa a
través de un sistema de cambio calorífico que suministra agua caliente para la
calefacción del vehiculo. La culata y los cilindros de los motores enfriados por
aire son piezas fundidas como aletas. Las aletas distribuyen el calor del motor
sobre un área amplia. Si se hace el cilindro sin aletas, su longitud es de 15cms
todo su calor se extiende sobre esta longitud.
Si se hace el cilindro con 10
aletas, cada una de 5 cms de profundidad, la misma cantidad de calor se
dispersara sobre 100cms. De esta forma disminuirá la temperatura del cilindro y
se permitirá que el aire tenga mayor acceso a las superficies que más
enfriamiento requieren.
El ventilador movido por el motor
dirige una corriente aire – frío sobre las aletas. El ventilador es necesario
porque los motores enfriados por aire requieren un flujo de aire muy
grande.
La forma y el tamaño de las aletas y
el ventilador son cuestiones fundamentales para la eficacia del motor y también
lo es la separación de las aletas. La separación amplia proporciona un flujo de
aire fácil y por consiguiente poco soplo del ventilador que puede ser un poco
pequeña. Si las aletas están muy juntas dispersaran mas calor, pero exigirán un
ventilador mas poderoso para mantener el proceso de enfriamiento que, a su vez
absorberá mas energía del motor.
Refrigeración por líquido
Este sistema depende de los métodos
de trasferencia de calor los cuales son:
- Conducción
- Convención
- Radiación
El procedimiento generalmente
empleado es el de refrigeración por líquido. Existen 3 sistemas que permiten la
circulación de agua:
- Termosifón
- Por
bomba
- Por termosifón
acelerado por bomba
Termosifón
En este sistema la circulación del
líquido refrigerante no se obtiene por medio de una bomba o por cualquier medio
mecánico, sino se hace uso de la propiedad que tiene el líquido refrigerante
caliente, es más liviano que el frío por la diferencia de densidades y por lo
tanto sube a la parte mas alta del recipiente que lo contiene.
En el sistema termosifón el líquido
circula con aumento de la temperatura del motor. En este sistema la velocidad de
evacuación del líquido es muy débil.
Por bomba
La bomba es colocada entre el
radiador y el motor en un punto bajo del circuito. La velocidad de evacuación
esta limitada a 1mt/seg. En caso de daño de la bomba la refrigeración no esta
asegurada.
Termosifón acelerado por bomba
En este sistema se adiciona una
bomba para acelerar la circulación del líquido refrigerante. La bomba puede
estar fijada sobre la culata o sobre el cárter de cilindros, está generalmente
situada a la salida del líquido frío y dirigido hacia el cárter de
cilindros.
Componentes del sistema de refrigeración por
líquido.
- Bomba de agua: el líquido se bombea a través del
motor y el radiador.
- Camisas de agua: contiene el líquido refrigerante
alrededor de los cilindros del motor y las cámaras de
combustión.
- Depósito de recuperación del líquido
refrigerante:
almacena el líquido refrigerante que sale del radiador a medida que este se
expande debido al incremento de temperatura.
- Ventilador: provoca un flujo de aire através
del radiador.
- Termostato: mantiene la temperatura adecuada
al motor, controlando la circulación del líquido refrigerante.
- Desviador: Permite que la bomba de agua
recircule el liquido refrigerante y el flujo de aire a través del núcleo del
calefactor.
- Mangueras: unen los componentes del sistema de
enfriamiento, proporcionando la circulación del líquido
refrigerante.
- Calefactor: proporciona calor eléctrico al
líquido refrigerante del motor para calentar el motor y ayudar el arranque en
frío.
- Transmisión del enfriador del aceite: transfiere calor del fluido de la trasmisión automática al líquido refrigerante en el radiador.
- Radiador: Su función es intercambiar calor.
PROBLEMAS EN EL SISTEMA:
Daños en el sistema de enfriamiento.
Las averías que determinan un
funcionamiento anormal del circuito de refrigeración son:
- Perdidas del
líquido refrigerante en el circuito
- Calentamiento
excesivo del motor.
- El motor tarde
mucho tiempo en alcanzar la temperatura de operación.
Las causas de un calentamiento anormal o excesivo pueden
ser:
- Poco liquido
refrigerante
- Radiador sucio
por el exterior.
- Termostato
funciona mal.
- Radiador y
camisas obstruidas.
- Bomba de agua
dañada; se nota mirando la tapa del radiador y observando si el agua circula con
el motor encendido.
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