MOTOR ENFRIADO POR AGUA

La incidencia del sistema de refrigeración en el desempeño de un motor es alta. La estabilidad en la temperatura es sinónimo de carburación y lubricación estable. La temperatura excesiva impide que los fenómenos naturales que se aprovechan en el funcionamiento de un motor le sigan siendo favorables.



Temperatura de Motor

La disipación de calor se controla mediante el agua, el aire y el lubricante. La temperatura también depende del color del bloque de cilindros. Si es muy claro, los rayos de luz que salen del metal son reflejados y parte del calor no es disipado con la facilidad que se requiere. Por ello se recomienda pintarlos de color obscuro.


Cavitación de Motor

Aun con su sistema de refrigeración lleno de agua, el motor deja de ser enfriado si el líquido comienza a ebullir. Mientras el agua hierve las burbujas impiden la refrigeración del metal en los puntos donde se generan. Esta pérdida de eficiencia en el proceso de disipación de calor también produce corrosión prematura en el metal de las cámaras de agua del block.

Por su parte, las aspas de la bomba de agua ya no logran impulsar el refrigerante a la velocidad que se requiere. Este fenómeno se conoce en mecánica automotriz como cavitación y su nombre obedece a las cavidades que se generan en la masa de un líquido mientras ebulle. Para disminuir o impedir la corrosión por esta razón se utilizan refrigerantes especiales.

Punto de Ebullición

La temperatura que debe alcanzar el agua para hervir depende de la presión que se ejerce sobre ella. A mayor presión, mayor será la temperatura para lograr el punto de ebullición, (Blaise Pascal, 1653). En condiciones normales hierve cuando alcanza 100º C y la presión es de 1 Atmósfera o 760 mm de Mercurio (Torricelli). Esta medida equivale aproximadamente a cargar cada centímetro cuadrado con un kilo de peso (Kg/cm2).

Sistema de Refrigeración Presurizado

El refrigerante se mantiene confinado dentro del sistema de enfriamiento y se aisla de la atmósfera. La presión es controlada en forma automática por la tapa de radiador.



El agua se calienta, hasta que la presión que genera es capaz de comprimir el resorte principal de la tapa, lo cual separa el sello de su asiento, (ver). Esto permite la salida de líquido y vapor. Como regla general, cada libra (1) por pulgada de presión que se agregue, el punto de ebullición sube en 1,5º C.

Mientras el refrigerante no hierve la condición es normal. Enfriar un motor con agua a 120° C o más no es un problema. Al contrario. Subir la temperatura del agua mejora el rendimiento del motor y el sistema de refrigeración se torna más eficiente. El calor se disipa a mayor velocidad debido a que la diferencia de temperatura entre el ambiente y el motor es mayor.

Refrigeración de Alto Rendimiento

Los motores de competición utilizan sistemas de refrigeración de alta presión. Esto significa que utilizan tapas de radiador especiales de 22 a 26 libras por pulgada. Esta presión inhibe la ebullición y aumenta la temperatura de funcionamiento lo cual trae consigo un mejor aprovechamiento del calor para generar potencia.




Revisión del Sistema de Enfriamiento

Lo importante a la hora de revisar el sistema de refrigeración es comprobar su estanqueidad. El sello de la tapa debe debe apoyarse en forma perfecta con el asiento que provee la boca de entrada del radiador. Por otra parte la válvula de vacío, que se encuentra al centro de la tapa, debe sellar totalmente la salida de líquido. Las cañerías, tubos y sellos de motor deben ser estancos.
El sello del sistema de enfriamiento se comprueba con una herramienta especial que permite presurizar el circuito de refrigeración y comprobar la existencia de fugas. Al mismo tiempo sirve para probar el resorte y la estanqueidad del sello de la tapa de radiador. Para conocer este instrumento pulse sobre las imágenes que aparecen a continuación.

PORQUE Y COMO REFRIGERAR EL MOTOR

La finalidad del sistema de enfriamiento es mantener el motor a su temperatura de funcionamiento más eficiente a todas las velocidades y en todas las condiciones. Parte del calor de las cámaras de combustión lo absorben las paredes de los cilindros y pistones; estos a su vez deben ser enfriados por algún medio a fin de que las temperaturas no se vuelvan excesivas. La temperatura en la pared de los cilindros no debe subir por arriba de 300°C.



Las temperaturas mas altas hacen que se desintegre la película de aceite y pierda sus propiedades lubricantes; sin embargo es deseable que el motor funcione a una temperatura lo más cercana, hasta donde sea posible, a los límites impuestos por las propiedades del aceite Si se disipa demasiado calor a través de las paredes y de la culata de los cilindros, se reduciría la eficiencia térmica del motor.


Dado que el motor es muy poco eficiente cuando está frío, el sistema de enfriamiento incluye componentes que evitan el enfriamiento normal durante el periodo de calentamiento. Estos componentes permiten que las piezas del motor alcancen con rapidez su temperatura de funcionamiento en frio. Por tanto, el sistema de enfriamiento hace bajar la temperatura con rapidez cuando el motor esta caliente y sólo permite enfriamiento lento o no lo permite durante el periodo de calentamiento y cuando el motor está frio.



Se utilizan dos tipos de generales de sistemas de enfriamiento: por aire y por líquido. En casi todos los motores automotrices se emplea enfriamiento por líquido, aunque los motores de avión, de motocicleta, de cortadoras de césped y los estacionarios pequeños se enfrían con aire.

REFRIGERACIÓN DIRECTA O REFRIGERACIÓN POR AIRE



Los motores enfriados por aire están equipados con aletas metálicas en el exterior de los cilindros y la culata para irradiar el calor del motor al aire circundante. Los cilindros suelen estar separados entre sí para permitir la libre circulación del aire alrededor de ellos. Se utiliza un ventilador para producir un flujo forzado y ductos para llevar el aire a los cilindros; estos se encuentran rodeados por (tolvas) bóvedas metálicas para dirigir el aire a través de las aletas en los cilindros y culatas.

Se llega así a mantener en un límite aceptable la temperatura de los cilindros sin llegar en ninguna ocasión a superar los 250°C.

Disminuyendo la separación de las aletas y aumentando su tamaño, la superficie de refrigeración puede aumentarse en grandes proporciones. Sometiendo estas aletas a una corriente de aire libre, el aire circula a una velocidad mucho mayor en el extremo de las aletas que en su base, lo que provoca una disminución de la refrigeración es, pues, necesario canalizar eficazmente el aire por medio de capots y deflectores apropiados a lo largo y a través de las aletas de los cilindros y de las culatas.

Las elevadas velocidades del aire entre las aletas de refrigeración necesitan, por otro lado, presiones relativamente grandes, capaces de absorber la resistencia al frotamiento de las superficies refrigeradas, la mayor parte de constructores emplean la turbina para impulsar o aspirar el aire en la canalización, según las necesidades de instalación del motor.

REFRIGERACIÓN INDIRECTA O REFRIGERACIÓN POR AGUA

En este sistema se emplea agua, o líquidos de gran capacidad calorífica que sean muy untuosos. Las paredes de las cámaras que rodean los cilindros y la culata deben ser de pequeño espesor y presentar la mayor superficie de contacto posible con el agua de refrigeración. El agua circula y se calienta al contacto de las paredes calientes, pasando luego por una tubería a un radiador en el que cede su calor al aire ambiente. A continuación, vuelve a pasar por los cilindros y luego a la culata.
El agua puede absorber una gran cantidad una gran cantidad de calor y sin una exagerada elevación de su temperatura, pues su capacidad calorífica es muy elevada, alrededor de seis veces más que la del aire.

La extensión de la superficie en contacto del conjunto del circuito de agua y la velocidad de circulación del liquido deben calcularse de manera que el agua no pueda alcanzar una temperatura superior a la de ebullición (100°C).

Esta temperatura de ebullición puede aumentarse ligeramente, cuando sea necesario para mejorar el rendimiento del motor, gracias a un dispositivo especial del conjunto del circuito (circuito a presión con válvula tarada). Esta disposición esta adoptada por la mayoría de los constructores.

La circulación del agua puede obtenerse de diversas maneras: por termosifón, por bomba o por termosifón acelerado con bomba.

CIRCULACIÓN POR TERMOSIFÓN

No vamos a extendernos en el circuito por termosifón, pues este sistema ya no se emplea actualmente. Recordaremos tan solo el principio de funcionamiento. En este procedimiento tan solo se utiliza la diferencia de densidad que existe entre el agua caliente y el agua fría.

En el motor la columna de agua caliente esta constituida por el agua que rodea las camisas, y la columna de agua fría por el agua del radiador. En este sistema es necesario disponer de un circuito que ofrezca poca resistencia a la circulación de agua.

Puede activarse esta circulación aumentando la altura del radiador. El depósito superior del radiador debe tener una gran capacidad puesto que si el nivel de agua en éste, a consecuencia de la evaporación, desciende por debajo del orificio de llegada al radiador, se detiene la circulación. Puede colocarse un ventilador para acelerar la refrigeración del agua a través del radiador.

SISTEMA SOLAR POR TERMOSIFON

El sistema compacto termosifón incluye un tanque intercambiador de acero esmaltado, de doble envolvente, con recubrimiento exterior inoxidable. La mejor estabilidad frente a los agentes atmosféricos.
El sistema compacto termosifón TS 200, dispone de todos los elementos para transformar la energía del sol en agua caliente, en un solo producto: captador, estructura soporte, depósito y kit de accesorios.

Ventajas

Vaso de expansión integrado en el depósito intercambiador.
Ánodo de sacrificio de magnesio.
Posibilidad de resistencia eléctrica de mantenimiento opcional.
No es necesaria electrónica de control, ni grupo de bombeo.
Depósito de acero esmaltado, con recubrimiento exterior inoxidable.
Modelo

Sistema compacto termosifón TS 200, equipado con un FK 240 S y un depósito de 200 litros. Solo necesita conectar el agua para comenzar a disfrutar de la energía del sol.

Video Ensamble, Refrigeración y Lubricación Del Motor

Video Refrigeraciòn Del Motor Fiat