MODULO 3: INSPECCIÓN AL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

SISTEMA DE REFRIGERACION

3. INSPECCIÓN AL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

El sistema de enfriamiento del motor Diesel, está diseñado para llevar al motor a su temperatura de operación más eficiente (tan pronto como sea posible

después del arranque) y para mantener esa temperatura durante todas las condiciones de operación. Para este propósito combina el sistema de enfriamiento por líquido y el sistema de enfriamiento por aire.

Figura 1. Sistema de Refrigeración.

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NOTA: Los métodos de refrigeración del motor dependen de los principios de transferencia de calor que se mencionan a continuación.

3.1. FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

3.1.1. Conducción. Al sostener un extremo de una varilla de hierro sobre

fuego finalmente el calor alcanzará a transmitirse a la mano por conducción térmica. En el motor el calor de la combustión se transfiere a través de la

cabeza de cilindro y del bloque al líquido refrigerante del motor.

Figura 2. Transferencia de calor por conducción.

3.1.2. Convección. El calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido. En antiguos motores se utilizaban corrientes de convección para hacer

circular el agua por las camisas de agua y el radiador y ahora se utiliza una bomba de agua para aumentar el caudal.



Figura 3. Transferencia de calor por conducción.

3.1.3. Radiación. El calor se transfiere por medio de ondas electromagnéticas. En el motor el radiador transfiere calor, el calor escapa de

sus tuberías y aletas hacia la atmósfera.

Figura 4. Transferencia de calor por radiación.

3.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

3.2.1. Termostato. El termostato es una válvula sensible a la temperatura,

el cual permanece cerrado hasta que el motor alcanza una temperatura de operación. A medida que la temperatura sube, la cera se dilata empujando el



vástago, venciendo la fuerza del resorte, entonces el termostato se abre permitiendo que el líquido refrigerante circule a través del radiador. Cuando la temperatura del líquido es más baja que la temperatura de operación, el

termostato se cierra impidiendo la circulación del líquido refrigerante hacia las cabezas del cilindro

Figura 5. Estructura interna del termostato.

NOTA: La temperatura de operación de un motor diesel está alrededor de los 86ºC a los 98ºC.

Figura 6. Termostato.

3.2.1.1. Importancia del termostato en motores diesel. Aunque a muchos mecánicos les moleste, se debe insistir en que los motores deben

CERA



tener instalado, y en buenas condiciones, su termostato; el cual deberá cambiarse cada doce meses. Aquí se sugiere el uso de un termostato con menos grados, por ejemplo si el fabricante especifica 195ºF usted puede

cambiarlo a 180ºF, lo mismo con la tapa del radiador, si la especificación indica 16 libras de presión puede usar 13 libras; si indica 13 libras puede usar 9

libras, etc. La explicación es la siguiente: las especificaciones son validas, mientras todo el sistema de enfriamiento esté nuevo o en buenas condiciones; pero, si usted tiene un auto con las mangueras a punto de reventar, un

radiador lleno de parches etc., ¿Es lógico mantener el sistema sometido a la misma presión de un auto nuevo?

Pueden presentarse las siguientes fallas:

Si no se tiene termostato o el termostato se pega abierto:

Mucho consumo de combustible “Humo negro”. Bomba, intercooler, inyectores, turbo, ECM, sensores, controles, potencia. Mucho desgaste: Anillos, turbo, cigüeñal.

Combustión incompleta: Aceite + combustible

NOTA: Nunca suspenda el termostato. Algunos motores tienen hasta dos termostatos.

Si el termostato se pega cerrado:

Hay óxidos y silicatos por agua contaminada o sin aditivos especiales

porque está dañado por el tiempo de uso

3.2.2. Indicadores de temperatura. Los indicadores de temperatura del

líquido refrigerante se ubican en el tablero de instrumentos para informar al conductor si la temperatura del motor es normal.



Figuras 7 y 8. Diversos tipos de indicadores de temperatura: análogos y digitales.

3.2.3. Sensor de temperatura. Los sensores de temperatura se aplican en varios lugares en el vehículo:

En el circuito del líquido refrigerante, para poder determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del líquido refrigerante.

En el canal de admisión para medir la temperatura del aire aspirado. En el aceite del motor para medir la temperatura del aceite (opcional). En el retorno del combustible para medir la temperatura del combustible

(opcional).

Figura 9. Sensor de temperatura del líquido refrigerante.

Un tipo de resistencia usado generalmente como sensor de temperatura es el de tipo termistor. Este tipo de resistencia cambia su valor en ohmios con la temperatura. La característica de cualquier resistencia es que cuando la

temperatura aumenta la resistencia también aumenta. Esta característica de una resistencia se llama Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC) y se usa

como un limitador de corriente en un componente eléctrico, como en los vidrios eléctricos. El tipo de la resistencia del tipo de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC) es el opuesto del tipo de la resistencia PTC: si la

temperatura aumenta, la resistencia disminuye.



Figura 10. Características de las resistencias PTC y NTC.

3.2.4. Ventilador. Los ventiladores se utilizan para activar y asegurar la

circulación de una gran cantidad de aire a través del radiador con la finalidad de enfriar el líquido refrigerante y a la vez favorecer la refrigeración de los órganos anexos al motor como el alternador.

3.2.4.1. Ventilador tipo termo embrague. El embrague con fluido está diseñado para deslizarse en bajas temperaturas del motor. El fluido es a base de silicona como elemento de fricción. Un resorte o espiral bimetálico y

termostático, sensible a la temperatura, controla el fluido líquido en el acoplamiento. Con el motor frío el ventilador se desliza a la velocidad de

calentamiento del motor.



Figura 11. Ventilador tipo termo embrague.

3.2.5. Camisas de agua. Debido a las altas temperaturas que se presentan

en la cámara de combustión, los pistones necesitan de un medio de enfriamiento que se realiza por medio de las camisas de agua, las cuales

transfieren el calor por convección a la atmósfera.



Figura 12. Camisa de agua.

3.2.6. Radiador. Es un intercambiador de calor que permite enfriar el agua,

enviando el calor a la atmósfera para mantener una temperatura apropiada del motor. Cuando en el radiador existen fugas de agua el motor se puede

recalentar, y por este motivo se debe inspeccionar periódicamente.

3.2.6.1. Radiador tipo horizontal.



Figura 13. Radiador tipo horizontal. 3.2.6.2. Radiador tipo vertical.



Figura 14. Radiador tipo vertical.

El tanque de entrada está equipado con un cuello llenador, un tapón del

radiador y un tubo de sobreflujo que permite que el exceso de presión escape al piso o al tanque de reserva del líquido refrigerante. Los tubos y aletas radian calor del líquido refrigerante caliente, y el flujo de aire creado por el ventilador

o por el aire impulsor disipa calor hacia la atmósfera.

El metal ideal en la fabricación de radiadores es el cobre por su facilidad de transmitir calor, pero por razones económicas se utiliza el latón.

3.2.6.3. Tapa del radiador o del vaso de expansión. Sus funciones

son: Tapar el radiador



Aumentar el punto de ebullición del agua (por 1 psi se aumentan 3ºC)

Recuerde que las tapas del radiador vienen de 7psi y 14 psi. Contribuye a la presión hace medio trabajo de la bomba de agua

Figura 15. Tapa del radiador.

Está conformada por las siguientes partes: 3.2.6.3.1. Válvula de alivio de presión (Depresión). Limita la presión en

el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado.

3.2.6.3.2. Válvula de ventilación de vacío (Presión). Si el líquido refrigerante se expande demasiado puede causar que la presión del sistema se eleve por encima de la presión del diseño de la tapa, la válvula de presión se

abre y permite que el líquido refrigerante se escape por el tubo de sobreflujo hacia el depósito, hasta que se estabilice la presión en el sistema.



Figura 16. Funcionamiento de la válvula de ventilación de vacío.

3.2.6.3.3. Selección de la tapa del radiador. Una mala escogencia de la tapa del radiador puede causar fallas en el sistema de refrigeración con las siguientes consecuencias:

Si se pega abierta la válvula de sobrepresión:

El agua se evapora. Hay recalentamiento.

Si se pega cerrada:

Daña el radiador y las mangueras. Daña la bomba de agua.

Daña los tapones Daña el empaque de la culata.

Daña el intercooler. Daña el turbo.

Precaución: Hay que tener mucho cuidado al quitar el tapón del radiador cuando el motor está caliente. Si se requiere retirar el tapón hágalo así:

envuelva un trapo grueso en el tapón y gírelo con lentitud hasta el primer tope para que escape la presión por el tubo de derrame. Luego retírelo.



3.2.6.3.4. Pruebas al tapón de presión. Existen distintos probadores que se usan para revisar los tapones o tapas. El tapón se atornilla en un extremo del probador y se usa una bomba interconstruida para subir la presión. Un

manómetro, que forma parte del probador, indica la presión que se está aplicando. Una tapa de presión que trabaje a 2 libras o más, ya sea por encima

o por debajo de su valor requerido, deberá cambiarse.

Figura 17. Pruebas al tapón de presión.

3.2.7. Depósito o vaso de expansión. Los radiadores, traen un depósito de

recuperación. La función de este depósito consiste en recibir el agua que el radiador expulsa cuando el sistema se calienta y lo recupera cuando lo

requiere, si no tuviera este depósito el agua se perdería y se tendría que estar reponiéndola constantemente.

Es importante ponerle cuidado, a este depósito, pues un mal funcionamiento,

debido a roturas, o goteras puede originar un sobrecalentamiento del motor.



Figura 18. Depósito de recuperación.

3.2.8. Bomba de agua. Es la encargada de mover el agua hacia el interior del bloque y de regreso al radiador. Es movida por una correa conectada a la

polea del cigüeñal. En algunos vehículos es impulsada por el árbol de levas. Su inspección se hace sencillamente buscando fugas de agua o cuando se

presenten ruidos anormales



Figura 19. Bomba de agua.

3.2.8.1. Inspección a las bandas. Se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones



Figura 20. Inspección de la flexión en las bandas.

a) Cuando use juegos igualados de bandas, asegúrese que todas sean del mismo fabricante.

NOTA: No instale o trate de hacer un juego de bandas mezclando bandas viejas con bandas nuevas, o con bandas de distinto fabricante.

b) Si falla una banda de un juego igualado, quite todas las bandas del juego

e instale uno nuevo. NOTA: La banda debe tener una flexión mínima de 10mm en el punto X;

esto se mide con un calibrador de tensión.

c) Todas las bandas de un juego igualado deberán asentar a aproximadamente la misma altura en los surcos. Las diferencias entre las alturas de la bandas no deberán ser mayores de 1/16 de pulgada (1.5

mm).

d) Ningún objeto debería rozar con las bandas. Si los lados de la banda se deshilachan, quite la banda y ponga un juego igualado. Averigüe que ocasionó el desgaste.



e) Si las bandas se remojan en aceite, deberán cambiarse. La pérdida de la

fricción superficial causará resbalamiento.

f) Pueden aceptarse cuarteaduras pequeñas superficiales en el fondo o en la superficie del diente. Si una o más de las cuarteaduras son profundas, las

bandas deben cambiarse.

g) Compruebe la tensión de la banda, si esta chilla, es señal de que la

tensión es insuficiente. El chillido sucede con más frecuencia durante la aceleración.

h) Busque daños en la polea o surcos mellados. Cambie la polea si la

melladura no puede eliminarse con una lima.

i) Compruebe si los ejes de las poleas no están flojos en sus cojinetes,

porque originan movimientos u oscilaciones de la polea.

3.2.8.2. Tensión de las bandas. Para que una banda transmita movimiento a su accesorio correspondiente, debe tensionarse correctamente.

La banda debe tener suficiente tensión para transmitir la carga del accesorio, o de lo contrario se tendrá un excesivo resbalamiento. Si la banda se patina, se

pulen sus lados y se alisan con textura de vidrio, reduciendo su fricción, lo que da como resultado más resbalamiento, originando la falla prematura de la

banda.

Por otro lado, una tensión excesiva dañará las chumaceras del accesorio, originando su falla prematura y también una menor vida de las bandas.

3.2.9. Mangueras y abrazaderas. Las mangueras llevan el líquido

refrigerante del radiador hacia el bloque y la traen de regreso al radiador. Estas pueden ser rectas, moldeadas y flexibles (se pueden doblar de acuerdo a las necesidades).

La manguera inferior del radiador posee una espiral de alambre lo cual evita

que se disloque.



Figuras 21 . Diferentes tipos de mangueras.

Las mangueras se pueden deteriorar internamente y externamente, siendo

necesario reemplazarlas cuando se dañan. Para asegurarlas, se utilizan diversos tipo de abrazaderas, la de tipo tornillo proporciona una sujeción más

efectiva y se pueden retirar y utilizar varias veces.

Figuras 22. Diferentes tipos de abrazaderas.

3.2.10. Filtro de agua y acondicionadores. Algunos motores están

equipados con filtros líquidos de enfriamiento y acondicionadores. Se diseñan para tener un sistema de enfriamiento más limpio, mejor disipación de calor, mejor transmisión de calor y por tanto mayor eficiencia del motor y mayor vida

útil.



3.2.11. Líquido refrigerante. Es el medio utilizado para absorber calor en la circulación entre el motor y el radiador, donde se disipa hacia la atmósfera.

El agua es un líquido satisfactorio para la absorción y transferencia de calor, pero cuenta con deficiencias como un punto de ebullición bajo y se congela

rápidamente, por lo tanto se requiere agregar al agua inhibidores y aditivos para evitar la corrosión, formación de sedimentos y para la lubricación del sello de la bomba. Por esta razón es conveniente el uso de un anticongelante

basándose en etilenglicol que tiene un punto de ebullición más alto que el agua.

Los aditivos e inhibidores especiales basados en silicatos se agregan para prevenir la corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros,

termostato y radiadores. Una mezcla de 50% de anticongelante y 50% de agua proporcionan la protección anticongelante a aproximadamente. –36 ºC y

un punto de ebullición de 130 ºC a una presión atmosférica de 14,7 psi. Durante la operación del motor los aditivos anticongelantes e inhibidores

pierden efectividad, por ello se recomienda cambiarlos cada 12 y 24 meses

3.2.11.1. Pruebas al refrigerante. Se realizan las siguientes pruebas:

3.2.11.1.1. Prueba de PH. Si es muy ácido daña todo lo que sea hierro, y si

tiene mucho de base daña al aluminio, cobre y zinc.

3.2.11.1.2. Prueba de molibdeno. El molibdeno es anticorrosivo, lubricante y antiespumante, se mezcla con un reactivo recomendado por el fabricante; la

lectura se hace en código de colores.

3.2.11.1.3. Prueba de nitrato. Es anticorrosivo y antioxidante, la prueba se hace en código de colores.

3.3. PROCEDIMIENTO PARA HACER INSPECCIONES EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN.

- Hacer una buena elección del líquido refrigerante.

- Con el motor frío, revisar diariamente el nivel del fluido refrigerante y agregar la cantidad necesaria.



- Calentar el motor hasta alcanzar la temperatura normal de funcionamiento.

- Cambiar periódicamente el fluido refrigerante.

- Estar atento a la temperatura que se indique en el termómetro. 3.3.1. Sugerencias importantes para el sistema de refrigeración.

- No debe destaparse el depósito de fluido refrigerante con el motor caliente.

- No debe agregarse fluido refrigerante con el motor caliente.

- Encender el motor antes de agregar el fluido.

3.3.2. Inspección al sistema de enfriamiento

- Nivel del líquido de enfriamiento.

- Limpieza del líquido de enfriamiento. - Empaque de la tapa del radiador.

- Manguera y conexiones por si tienen fugas o aplastamientos.

- Nivel de aceite lubricante del motor.

NOTA: un nivel demasiado alto o demasiado bajo provocarán sobrerecalentamientos y posibles pérdidas del líquido enfriador

- Líquido en el aceite y viceversa.

- Aspas del ventilador dobladas o dañadas.

- Tensión y estado de la(s) banda(s) del ventilador.

- Aletas del panal del radiador dobladas o acumulación de basura en el radiador; daño o desgaste del mecanismo de las persianas.

- Fugas en el radiador, en la bomba de agua, en el calefacción del camión o en otros accesorios.



Si se presenta cualquier problema cuando se haga esta inspección, determine la causa y corríjala adecuadamente. La mayoría de las descomposturas del sistema de enfriamiento dan como resultado una de las siguientes dos

condiciones: sobrecalentamiento o sobreenfriamiento.

3.3.2.1. Sobrecalentamiento. El efecto obvio de un severo sobrecalentamiento es que se peguen los pistones, con los daños progresivos

resultantes. La pérdida intermitente del flujo de líquido de enfriamiento puede provocar ralladuras o desconchaduras de anillos o pistones, daño a los sellos

de las camisas y de las cabezas de cilindros. Aflojamiento de las camisas de los inyectores, ralladura de las guías de las válvulas y hasta rotura de las cabezas de los cilindros. A menudo estos daños no son tan obvios cuando ocurre la

pérdida del líquido, sino que después se configura la falla del motor. En el caso de ralladuras del pistón y/o de sus anillos, se notará un consumo excesivo de

aceite o fuga de compresión hasta varios kilómetros u horas después. La operación continua con temperaturas de líquido de enfriamiento mayores

que las recomendadas puede causar fatiga térmica de partes como pistones, culatas y válvulas. Una alta temperatura provoca que las partes de hule

envejezcan prematuramente, se endurezcan y fallen. Las altas temperaturas resultantes del aceite, por encima de las

recomendaciones, harán que el aceite sea más delgado y, por lo tanto, aumentará su consumo y causarán mayor desgaste que lo normal en los

anillos, chumaceras y otras partes; asimismo, causarán depósitos de barniz y acortarán la vida de varios conjuntos.

3.3.2.2. Sobreenfriamiento. Una operación defectuosa del termostato, fugas del sello del termostato, ajuste demasiado bajo de la temperatura,

instalación defectuosa del termostato o la carencia completa del termostato, darán como resultado mayor enfriamiento del necesario. Entonces, muchas

partes estarán operando a temperaturas menores que las normales y a holguras mayores que las normales. La temperatura del aceite lubricante (hasta en motores sin enfriador de aceite) se relaciona directamente con la

temperatura del agua; por lo tanto, las temperaturas bajas del agua harán que bajen las temperaturas del aceite.

Las bajas temperaturas del aceite reducen la eficacia de la acción detergente del aceite y la capacidad de limpieza de filtros, y aumentarán la posibilidad de

tener contenido de agua y acidez, los gases del los cilindros pasan por el cárter (normalmente en poca cantidad), y contiene vapor de agua, óxidos de

nitrógeno y dióxido de azufre. Estos últimos gases se combinan con el agua para formar ácidos. Las bajas temperaturas resultantes del sobreenfriamiento



permitirán la condensación del agua en el cárter, ocasionando acidez y formación interna de oxido, laca y lodo. Operar con un sobreenfriamiento extremo provocará un desgaste excesivo y/o una operación pobre del motor.

Precaución: nunca deje que el motor trabaje en vacío durante más de 15

minuto; los períodos largos de marcha en vacío pueden ser peligrosos para un motor, porque su temperatura de operación será tan baja que posiblemente no se queme completamente el combustible, causando depósitos en las válvulas,

bloqueos en los agujeros del inyector de combustible y anillos de pistón pegados.

3.3.3. Comprobaciones al sistema de enfriamiento. Con el tiempo, se

pueden acumular herrumbre e incrustaciones en las camisas de agua del motor y en el radiador, que restringe la circulación del líquido enfriador y el

motor se sobrecalienta. Además, las mangueras y conexiones entre el radiador y el motor se degradan y pueden permitir fugas o restringir el paso del líquido.


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