MOTORES. TEMA 15. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN.

1. OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN.

     El objetivo principal del sistema de refrigeración e mantener una temperatura óptima durante el funcionamiento del motor. Se alcanzan hasta 2500ºC. Cuando entran nuevos gases se elimina parte del calor, pero no es suficiente. Se debe mantener el motor a una temperatura de entre 90 y 95 ºC.

     La refrigeración es necesaria porque:

- se degrada el aceite.
- se destruye la capa del lubricante.
- pérdida  de las propiedades mecánicas de pistones , válvulas y culata.
- el metal se dilata.
- se pueden producir autoencendido y detonaciones.

     La solución es rodear las partes expuestas al calor a un líquido  refrigerante.

• límite de temperatura en los elementos del motor: 

- paredes del cilindro de 150 a 200 ºC.

- pistón de 300 a 350 ºC.

- válvula de escape de 700 a 750 ºC.

- paredes de la cámara de combustión de la culata de 250 a 300 ºC.

• calor que debemos evacuar del motor:

      Un enfriamiento excesivo baja el rendimiento del motor y aumenta la vicosidad del lubricante ; aumenta el rozamiento y el desgaste.

 q = k· S· (incremento) T

q = potencia calorífica (kcal/h)
k = coeficiente de transmisión (kcal/m2·ºC)
S = área de la pared m2
incremento de Temperatura = diferencia de temperatura entre el gas y la pared

2. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN.

• Directa por aire: una corriente de aire atraviesa el motor cediendo el calor directamente  a la atmósfera.
• libre: la corriente de aire incide directamente en el motor. por el desplazamiento del vehículo ( ciclomotres).
• forzada: un potente ventilador movido por el motor genera una corriente de aire que debe canalizarse hacia los cilindros.

• Indirecta por líquido: una corriente de líquido circula por unas conducciones construidas en el interior del bloque alrededor de los cilindros.
• circuito abierto.
• circuito cerrado: 
• convección: termosifón , a diferencia de densidades según la temperatura.
• circulación forzada de líquido: una bomba obliga al líquido a circular desde los conductos del motor al radiador.

• Mixta: aprovecha las ventajas de la circulación forzada por bomba con la diferencia de que incorpora un ventilador.
• con pérdidas al exterior.
• circuito presurizado.

3. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN PRESURIZADO.

elementos del circuito de refrigeración.

fuente: http://www.neumaticoslagranja.com/el-sistema-de-refrigeracion/

• funcionamiento del circuito.

     Una bomba succiona el líquido refrigerante del radiador que hace de depósito. Este líquido es compensado con el líquido de reserva y obligado a circular por todo el circuito interno del motor, volviendo al radiador para ceder el calor al atmósfera el exceso de calor. El líquido no debe pasar al radiador hasta tener una temperatura determinada ( termostato). El líquido refrigerante es enfriado por el aire recibido por la propia marcha del vehículo. Para informar al conductor tenemos: 

- captadores de temperatura.

- captadores de nivel.

- avisadores luminosos.

- relojes.

• el radiador: 

     Actúa como intercambiador de calor entre el líquido refrigerante y el aire de la atmósfera.

fuente: http://www.tallervirtual.com/problemas-en-el-radiador-de-nuestro-coche/

- tipos de conducciones en el radiador: tubular, panal, laminar.

• fabricación del radiador: los materiales deben ser buenos conductores del calor y resistentes a la corrosión ( latón, cobre ). Actualmente se usa el Aluminio. Las cámaras laterales pueden ser de materiales plásticos resistentes al ataque de productos químicos, temperatura y los impactos (poliamidas (PA), o polipropileno (PP)).

• los manguitos: son los tubos que unen el radiador con el motor y se encuentran sujetos a ambos mediante abrazaderas. Son de goma flexible, con refuerzos de fibra resistentes a temperatura y vibraciones.

fuente: http://www.maxihobby.com/recambios-replica-polini-reverse-juego-manguitos-refrigeracion-reverse-p-1132.html?osCsid=1432eafbf4583d6f7422119ccc2d9f29

• la bomba: fuerza la circulación del líquido refrigerante para garantizar la evacuación del calor del interior del motor al radiador por conducción.

fuente: http://www.ro-des.com/mecanica/que-es-la-bomba-de-agua/

• los conductos internos: el líquido refrigerante del radiador es impulsado por la bomba hacia el interior del bosque o través del conducto de fijación de la bomba, que comunica con las galerías internas.

• el termostato:  controla la temperatura del motor que regula el líquido de refrigeración.

fuente: http://www.ro-des.com/mecanica/como-cambiar-termostato-coche-y-precio/

• el depósito de expansión: en los circuitos cerrados de presurización, el circuito se conecta con un depósito auxiliar o de reserva llamado vaso de expansión, a través de la válvula de seguridad del radiador, pudiendo encontrarse también adosado al radiador. Condensa el vapor.

fuente: http://clubastrah.net/Thread-Manguitos-del-vaso-de-expansi%C3%B3n

• el ventilador:  crea una corriente de aire que pasa. a través del radiador, hacia el motor, refrigerando ambos.

fuente: http://repuestosautomoviles.net/paletas-de-ventilador/venta-paleta-ventilador

• ventiladores de accionamiento directo: van sobre un eje al que se le acopla una polea movida por una correa trapezoidal tensada.
• ventiladores de accionamiento eléctrico (electroventilador): son los más usados en lo turismos. Motor eléctrico de corriente continua que mueve el ventilador solidario.
• ventiladores con regulación termostática o de acoplamiento viscoso: se acoplan/ desacoplan según las necesidades de regulación del motor.
• ventiladores con acoplamiento electromagnético: son ventiladores arrastrados por el eje que mueve la bomba del líquido refrigerante, uniéndose a él por un embrague magnético cuando el líquido alcanza los 80ºC.
• ventiladores con accionamiento hidrostático:  emplean la energía del motor al mover una bomba hidráulica en tándem que alimenta simultáneamene la servodirección y el ventilador hidráulico comandado por una electroválvula y activa la centralita de gestión motor, aprovechando de forma óptima la energía térmica.

• poleas y correas: transmiten movimientos rotativos a los elementos del motor.
• poleas: son las ruedas conductora, montadas sobre un eje, encargadas de accionar un accesorio del motor. la hay planas, trapezoidales, acanaladas.
• correas: son las cintas que transmiten el movimiento entre las poleas. Son de goma reforzadas con hilos de nailon.
• trapezoidales.
• acanaladas microv.
• elásticas.
• tensores automáticas.

• dispositivos del control (indicador de temperatura): es un testigo en el tablero de a bordo, que nos indica la temperatura del líquido refrigerante del motor.

• tapones de protección del bloque y la culata contra la congelación. 

• el liquido refrigerante: absorbe el calor excesivo del motor evitando que las piezas alcancen temperaturas de fusión. e desaconseja el agua. Los hay orgánicos e inorgánicos.
• compoición del liquido refrigerante 
• agua destilada.
• glicol.
• aditivos ( anticorrosivos, antiespumantes, anticalcáreos).
• propiedades:
• capacidad de absorción del calor.
• impedir la congelación.
• punto de ebullición mayor a 100ºC.
• evitar la corrosión.
• recomendaciones de uso:
• consultar el manual
• diluir con agua destilada los concentrados
• observar las características.
• rellenar con el mismo tipo de líquido.
• cambiarlos periódicamente
• no tocarlos, so nocivos para la salud.

• elementos asociados al circuito de refrigeración: intercambiador de calor aceite- líquido refrigerante.

• nuevos elementos del sistema de refrigeración: 
• diminuir el tiempo de calentamiento.
• aumento de potencia con ahorro de cobustible.
• reducir gases contaminantes.
• temperaturas de servicio constantes.
• evitar riesgos en el motor en subidas de temperatura post-marcha.

• bomba de agua desconectable.

• sistema de refrigeración reguladas electrónicamente.
• cartografía.
• constitución de la caja de distribución.
• termostato con regulación electrónica para líquido refrigerante.
• funcionamiento del termostato con regulación electrónica.
• ventiladores de activacón post-marcha.
• bomba eléctrica de circulación post-marcha o de reflujo.
• calentadores del circuito de refrigeración.

FUENTE: tema 15. MOTORES. MACMILLAN PROFESIONAL.