Sistema de Enfriamiento

 

 


Sistema de Enfriamiento



Operación y Diseño


Dentro del motor la quema de mezcla de combustible y aire puede crear temperaturas de 2,482 ºC en los cilindros durante el tiempo de combustión.

Las culatas de cilindros, las paredes de los cilindros, los pistones y las válvulas, que absorven algo de ese calor, deben ser enfriados.

Si el calor se vuelve excesivo, la película de aceite se adelgazará en exceso, perderá sus propiedades lubricantes y se destruirán estos componentes.

El hierro se derrite a 1,370 ºC y el acero comienza a desintegrarse a una temperatura de 815 ºC.

Por lo tanto, si no se controla el calor, éste puede echar a perder un motor en cuestión de segundos.

Para eliminar la mayor parte del calor, un motor típico de enfriamiento líquido requiere la circulación de casi 27,000 litros de refrigerante por hora.

Es obvio que esta gran cantidad de refrigerante no tiene que estar presente porque el refrigerante en el sistema de enfriamiento está siendo enfriado constantemente y recirculando a ese ritmo.

El refrigerante líquido se prefiere al aire, porque es menos ruidoso y es más capaz de mantener una temperatura constante en los cilindros.

También le permite al motor operar más eficientemente y proporciona además un abastecimiento de refrigerante caliente para operar un calentador en el compartimiento de pasajeros

Pero el sistema de enfriamiento no debe eliminar demasiado calor.

Para que un motor trabaje eficientemente debe funcionar dentro de cierto rango de temperatura y el sistema de enfriamiento solo debe eliminar el calor suficiente para conservar ese rango de temperatura.

 

Cómo funciona el sistema de Enfriamiento.

Las partes principales del sistema de enfriamiento del motor son: Radiador, tapón a presión del radiador, mangueras, termostato, bomba de agua, ventilador y la banda.

La bomba de agua y el ventilador del motor generalmente están montados en la misma flecha y son impulsados por una banda conectada al motor.

La bomba aspira el refrigerante del fondo del radiador por medio de una manguera conectada ahí, y lo hace circular  a presión por los conductos que hay alrededor de las áreas calientes: los cilindros, las cámaras de combustión, las válvulas y las bujías.

Las camisas de agua vaciadas en el bloque del motor y en las culatas de cilindros le proporcionan un camino al refrigerante para que fluya entre las paredes de los cilindros y a través de las culatas de los cilindros a fin de enfriar el motor.

De ahí, el refrigerante pasa por medio de una manguera a la parte superior del radiador y fluye por una serie de tubos conectados a las aletas de enfriamiento que están expuestas al aire libre.

El calor es transferido del refrigerante al aire que pasa forzado por los conductos del radiador al ser aspirado por el ventilador y el movimiento hacia adelante del automóvil.

Cuando el refrigerante llega a la parte inferior  del radiador ya se ha enfriado lo suficiente para volver a circular.

 

Radiador

El radiador es un permutador térmico que expone un gran volúmen de refrigerante caliente a un gran volúmen de aire de enfriamiento.

Hay dos tipos básicos de radiadores, los de flujo descendente y los de flujo transversal.

 

Radiador de circulación descendente.

En los radiadores de circulación descendente el agua entra por la parte superior y baja después por una serie de pequeños conductos.

Las delgadas aletas metálicas unidas a estos conductos aumentan la superficie para lograr un mayor enfriamiento. La mayoría de los radiadores son de latón, aunque hay algunos de aluminio.

Si el vehículo tiene una transmisión automática, puede existir un enfriador para el líquido de la transmisión dentro del fondo del tanque, o a un lado del mísmo.

 

Radiador de circulación transversal

El radiador de circulación transversal es más eficaz que los radiadores de circulación descendente del mismo tamaño. El agua caliente entra por la izquierda y circula por los dos conductos hasta el tanque receptor, a la derecha del tapón y el enfriador de la transmisión automática están en el extremo frío del radiador.

 

Depósto de recuperación.

La mayoría de los automóviles tienen depósito de recuperación. Cuando el agua se calienta, se dilata y se abre paso por el tapón de presión, este derrame se recoge en el depósito de recuperación.

Cuando se para el motor, el agua se contrae y la del depósito retorna por succión, a través de un tubo.

En los automóviles que no tienen depósito de recuperación, el derrame cae al suelo y hay que agregar agua cada cierto tiempo.

 

Grifo de drenaje

Cuando se gira hacia la izquierda se vacía el agua del radiador. Al girarlo a la derecha, deja de salir el agua. Algunos radiadores tienen un tapón de drenaje. Para vaciar un radiador sin grifo o tapón de drenaje, se quita la manguera inferior.

 

Tapón del radiador

Un sistema presurizado es más eficiente debido a que permite que el refrigerante absorba mayor cantidad de calor sin llegar a hervir, y también permite que el refrigerante discipe más calor por medio del radiador.

El tapón de presión del radiador mantiene el sistema de enfriamiento a una presión de 0.98 kg/cm² (14 lb/pulg²), lo que eleva el punto de ebullición de una mezcla de 50% de agua y 50% de anticongelante al 129 ºC.

Una solución de un 50% de glicol de etileno y un 50% de agua tiene un punto de congelación de -36.5 ºC y un punto de ebullición de 129 ºC, si la tapa de presión del radiador está en buenas condiciones.

Si la presión en el sistema sobrepasa la capacidad de la tapa, se abre una válvula de presión, lo cual permite que el refrigerante escape por el tubo de descarga hasta el recipiente de recuperación. Si el vehículo no tiene un sistema de recuperación este refrigerante cae al piso y se pierde.

Al descender la temperatura del motor también baja la presión del refrigerante y al contraerse forma un vacío parcial en el sistema. La válvula de vacío en la tapa se abre y permite el regreso al radiador del refrigerante.

Si el vehículo no tiene sistema de recuperación del refrigerante, el aire entra en el sistema por el tubo de descarga hasta que se igualan las presiones.

                    Fuente: Federal Mogul Institute (FMI-11)