sistemas de enfriamiento.

La temperatura es un parámetro que
afecta de manera importante el
funcionamiento de los motores de
combustión interna modernos.
En algunas partes del motor se tienen
temperaturas mayores de 1000°C
(cámara de combustión), en algunos
casos los gases de escape salen a
550°C. En un motor más de la
tercera parte de energía que se le
suministra a través del combustible
se pierde en forma de calor. El
sistema de enfriamiento es el que se
encarga de que los diferentes
componentes del motor se
mantengan en temperaturas seguras
y así evitar que el motor sufra
desgastes prematuros o daños
importantes y lograr con ello su
máximo rendimiento.
Algunas partes del motor que se
deben enfriar constantemente son:
♦ Cámara de combustión
♦ Parte alta del cilindro
♦ Cabeza del pistón
♦ Válvulas de escape y de admisión
♦ Cilindro
Los sistemas de enfriamiento
modernos están diseñados para
mantener una temperatura
homogénea entre 82° y 113°C. Un
sistema que no cumpla los requisitos
que se exigen puede producir los
siguientes efectos:
• Desgaste prematuro de partes por
sobrecalentamiento, en especial
en el pistón con la pared del
cilindro
• Preignición y detonación
• Daño a componentes del motor o
accesorios (radiador, bomba de
agua, cabeza del motor, monoblock,
bielas, cilindros, etc.)
• Corrosión de partes internas del
motor
• Entrada de refrigerante a las
cámaras de combustión
• Fugas de refrigerante
contaminando el aceite lubricante
• Evaporación del lubricante
• Formación de películas indeseables
sobre elementos que transfieren
calor como los ductos del
radiador
• Sobreconsumo de combustible
• Formación de lodos por baja o alta
temperatura en el aceite lubricante
Es por todo esto importante conocer
cómo trabaja el sistema de
enfriamiento, las características que
debe tener un buen refrigerante o
“anticongelante” y las acciones que
pueden afectar de manera negativa al
enfriamiento del motor.
OBJETIVO DEL SISTEMA DE
ENFRIAMIENTO
• Reducir la temperatura dentro de
rangos seguros de operación para
los diferentes componentes, tanto
exteriores como interiores del
motor
• Disminuir el desgaste de las
partes
• Reducir el calentamiento de los
elementos de la máquina que se
mueven unos con respecto a otros
• Mantener una temperatura óptima
para obtener el mejor desempeño
del motor
Para cumplir con estos objetivos el
sistema cuenta con el refrigerante
que es la sustancia encargada de
transferir el calor hacia el aire del
medio ambiente, y debe tener las
siguientes características:
• Mantener el refrigerante en estado
líquido evitando su evaporación.
Esto se logra al cambiar el punto
de evaporación de la sustancia
refrigerante
• Mantener el refrigerante en estado
líquido evitando la formación de
hielo al bajar la temperatura
ambiente, esto se logra al cambiar
el punto de congelación de la
sustancia refrigerante
• Evitar la corrosión
• Tener una gran capacidad para
intercambiar calor
El agua es el fluido de enfriamiento
básico porque es abundante, barato y
fluye con facilidad. Los productos
químicos que contiene un buen
anticongelante mejoran las
propiedades del agua y la convierten
en un excelente fluido de
enfriamiento. Estas sustancias están
diseñadas para reducir la formación
de espuma, reducir cavitación y evitar
la corrosión. La base de casi todos
los anticongelantes es el etilenglicol o
el propilenglicol. Casi todos los
fabricantes recomiendan una mezcla
de 50% de anticongelante y agua
(mitad y mitad),en áreas muy frías la
mezcla puede ser más concentrada
pero el límite es 67% (2/3 de
anticongelante y 1/3 de agua).
CLASIFICACIÓN DE LOS
SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO
Los sistemas de enfriamiento
se clasifican generalmente de
acuerdo al tipo de elemento utilizado
para enfriar el motor En algunos
casos es un líquido y en otros es aire.
Ambos
elementos
presentan
características
muy particulares.
En sistemas que
manejan aire
como elemento
refrigerante, se
requieren
grandes
cantidades de
este elemento
para enfriar al motor, por lo cual su
uso está restringido a motores
pequeños (como en el caso de
algunas motocicletas) o en
condiciones muy específicas.
Generalmente el aire es llevado al
exterior del cilindro el cual cuenta con
una serie de aletas para mejorar la
transferencia de
calor, en otras ocasiones el aire es
utilizado además para enfriar un
radiador por el cual circula el aceite
lubricante y es éste el que realmente
enfría al motor.
Estos sistemas son muy confiables ya
que no presentan fugas de la
sustancia refrigerante pero no son tan
eficientes como los que utilizan una
sustancia líquida además de que
proporcionan un mejor control de la
temperatura en los cilindros y la
cámara de combustión.
PARTES DEL SISTEMA DE
ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO
Al sistema de enfriamiento por líquido
lo forman:
1. Radiador
2. Tapón de radiador
3. Mangueras
4. Termostato
5. Ventilador
6. Tolva
7. Bomba de agua
8. Poleas y bandas
9. Depósito recuperador (pulmón)
10. Camisas de agua
11. Intercambiador de calor (de aceite
para motores a diesel)
12. Bulbo de temperatura
CIRCUITO DEL LÍQUIDO
REFRIGERANTE EN EL MOTOR
Una banda acoplada a la polea del
cigüeñal mueve la polea de la bomba
de agua, ésta provoca el movimiento
del líquido refrigerante del motor
hacia el radiador, en él se hace pasar
una corriente de aire movida por el
ventilador hacia el líquido
refrigerante, lo que le permite bajar su
temperatura y, a través de unas
mangueras, este líquido retorna hacia
el motor para volver a iniciar el ciclo.
El líquido que entra al motor
transfiere parte del calor generado en
la cámara de combustión
removiéndolo de la parte superior del
cilindro, de las válvulas de admisión y
de escape, y del mismo cilindro a
través de las camisas que lo
envuelven y que forman parte del
monoblock. Este líquido caliente es
impulsado por la bomba de agua y
enviado hacia el radiador pasando
por el termostato concluyendo así el
ciclo.
Cuando el motor está por debajo de
la temperatura de operación, el
termostato bloquea el flujo de agua
hacia el radiador, circulando éste
solamente por las camisas de agua
para elevar la temperatura de manera
homogénea hasta un nivel óptimo. En
días fríos el termostato permite
apenas la circulación de refrigerante
suficiente a través del radiador para
eliminar el exceso de calor y
mantener una temperatura adecuada
en el motor. En días calurosos es
probable que el termostato esté
abierto por completo.