1

SENATIMECÁNICA DE BUSES

Y CAMIONES

Zonal Lima Callao

2

3

Intercambiador de Calor (Radiador)

ProtecciónAnticongelant

e

ProtecciónAntiebullent

e

Funciones del Sistema de Refrigeración

4Funciones del Sistema de Refrigeración

Protege Contra:

Picadura de Camisas

(Cavitación) Formación de Oxido

y/o Escamas

Corrosión

5

REFRIGERACIÓN DEL MOTOR

Durante el funcionamiento del motor, la temperatura alcanzada en el interior de los cilindros es muy elevada, superando los 2000 ºC en el momento de la combustión. Esta temperatura, al estar por encima del punto de fusión de los metales empleados en la construcción del motor, podría causar la destrucción de los mismos.

Aunque esta temperatura sea instantánea, pues baja durante la expansión y escape de los gases, aun así la temperatura media es muy elevada, y si no se dispusiera de un buen sistema de refrigeración, para evacuar gran parte del calor producido en la explosión, la dilatación de los materiales seria tan grande que produciría en ellos agarrotamientos y deformaciones.

6

Por lo tanto el sistema de refrigeración tendrá que evacuar el calor producido durante la combustión hasta unos limites donde se obtenga el máximo rendimiento del motor, pero que no perjudiquen la resistencia mecánica de las piezas ni el poder lubricante de los aceites de engrase.

7principios de transferencia de calor en las que se basa el sistema de refrigeración

8Transferencia de calor por conducción

•Este tipo de transferencia ocurre cuando el calos es trasmitido de molécula a molécula .por ejemplo :

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 pistón y del bloque al líquido refrigerante del motor.

En la imagen se muestra la

transferencia de calor de una combustión externa al liquido

que contiene

9

Transferencia de calor por Convección.

La propagación del calor se debe a que los fluidos calientes tiene menos densidad que los fluidos fríos por lo que tienden a subir, mientras que los fluidos fríos tienden a bajar estableciendo una corriente de convección . 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.

10

Transferencia de calor por radiación

El calor se propaga de un cuerpo a otro sin necesidad de que intervenga un medio transmisor

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.

11

Sistemas de refrigeración

Los sistemas actualmente empleados para la refrigeración de los motores, tanto de gasolina como Diesel, son los siguientes:

• Refrigeración por aire • Refrigeración por agua o mixtos

12

Refrigeración por aire

Este sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a la atmósfera a través del aire que lo rodea. Para mejorar la conductibilidad térmica o la manera en que el motor transmite el calor a la atmósfera, estos motores se fabrican de aleación ligera y disponen sobre la carcasa exterior de unas aletas que permiten aumentar la superficie radiante de calor. La longitud de estas aletas es proporcional a la temperatura alcanzada en las diferentes zonas del cilindro, siendo, por tanto, de mayor longitud las que están mas próximas a la cámara de

La refrigeración por aire a su vez puede ser:• Directa • Forzada

combustión.

13

Refrigeración directa Se emplea este sistema en

motocicletas, donde el motor va situado expuesto completamente al aire, efectuándose la refrigeración por el aire que hace impacto sobre las aletas durante la marcha del vehículo, siendo por tanto mas eficaz la refrigeración cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento. En la figura se puede ver un motor de motocicleta de la marca BMW, con dos cilindros horizontales refrigerados por aire.

14

Refrigeración forzada El sistema de refrigeración forzada por aire es utilizado en

vehículos donde el motor va encerrado en la carrocería y, por tanto, con menor contacto con el aire durante su desplazamiento. Consiste en un potente ventilador movido por el propio motor, el cual crea una fuerte corriente de aire que canalizada convenientemente hacia loscilindros para obtener una eficaz refrigeración aun cuando el vehículo se desplace a marcha lenta. Este sistema de refrigeración fue utilizado por la marca Volkswagen en su mítico escarabajo, también lo utilizo Citroën en su no menos mítico 2CV y GSA.

15

16

17Ventajas de este sistema:

• La sencillez del sistema. Se obtiene un menor peso muerto del motor al eliminar los elementos de refrigeración

• Menor entretenimiento del sistema. Se consigue al eliminar posibles averías en los elementos auxiliares de refrigeración.

• No esta sometido a temperaturas criticas del elemento refrigerante, como ocurre en los motores que emplean el sistema de refrigeración por agua, en el que se puede producir la ebullición o congelación del agua. En este sistema se puede dimensionar las aletas o canalizar el aire convenientemente para que el caudal de aire, que atraviesa el motor, asegure una eficaz refrigeración y mantenga una temperatura optima en el motor.

18

•Disminuye las pérdidas de calor por refrigeración. Estas perdidas suelen ser un 18% menores que en la refrigeración por agua, obteniéndose, por tanto, un mayor rendimiento térmico. •El motor ocupa menor espacio. Factor importante, a tener en cuenta en vehículos pequeños y sobre todo en motocicletas, donde el espacio destinado al motor es reducido.

Ventajas de este sistema:

19

Inconvenientes:

• Los motores refrigerados por aire son más ruidosos que los refrigerados por agua. Esto es debido a que el paso del aire por las aletas de refrigeración origina un pequeño amplificador sonoro. En los refrigerados por agua, la capa líquida que circunda las camisas hace de amortiguador de los ruidos internos.

• Debido a la mayor temperatura en los cilindros, la mezcla o aire aspirado se dilata. Con esto se reduce el llenado y, por tanto, la potencia útil del motor en un 6% aproximadamente.

20

•La refrigeración es irregular. Esto es debido a la influencia de la temperatura ambiente que produce un mayor calentamiento al ralentí, cuando el vehículo no se mueve o circula muy lento. Están sometidos, por lo tanto, a un mayor peligro de gripaje lo que obliga a un mayor juego de montaje entre sus elementos.

Inconvenientes:

21

Refrigeración por agua

Este sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las paredes de las camisas y cámaras de combustión del motor, que absorbe el calor radiado y lo transporta a un depósito refrigerante donde el líquido se enfría y vuelve al circuito para cumplir nuevamente su misión refrigerante donde el líquido se enfría y vuelve al circuito para cumplir su misión refrigerante.

22

El circuito se establece por el interior del bloque y culata, para lo cual estas piezas se fabrican huecas, de forma que el líquido refrigerante circunde las camisas y cámaras de combustión circulando alrededor de ellas.La circulación del agua por el circuito de refrigeración puede realizarse por "termosifón" (apenas se ha utilizado) o con circulación forzada por bomba centrífuga.

23

Circulación del agua por termosifón

Este sistema como se ha dicho antes, no se utiliza desde hace muchos años. El sistema esta basado en la diferencia de peso entre el agua fría y caliente, de forma que el agua caliente en contacto con los cilindros y cámaras de combustión pesa menos que el agua fría del radiador, con lo cual se establece una circulación de agua del motor al radiador.

24

Funcionamiento El agua caliente entra por la parte

alta del radiador donde se enfría a su paso por los tubos y aletas refrigerantes en contacto con el aire de desplazamiento. El agua fría, por el aumento de peso, baja al depósito inferior del radiador y entra en el bosque, donde al irse calentando va ascendiendo por el circuito interno para salir otra vez al radiador.La circulación del agua en el sistema es autoregulable, ya que al aumentar la temperatura del motor, aumenta también la velocidad de circulación por su circuito interno, independientemente de la velocidad de régimen del motor.

25

Inconvenientes del sistema

El sistema es sencillo y económico, pero, debido a la pequeña velocidad del agua en el circuito, se requiere un gran caudal, un gran volumen de líquido y mucha superficie radiante en el radiador. Esto hace que el sistema requiera piezas muy voluminosos, que ocupan gran espacio muerto en el motor, solución que no es posible en los automóviles actuales.

26

Circulación de agua por bomba

Este es el sistema mayormente utilizado desde hace muchos años, ofrece una refrigeración más eficaz con menor volumen de agua, ya que, debido a las grandes revoluciones que alcanzan hoy día los motores, necesitan una evacuación más rápida de calor, lo cual se consigue forzando la circulación de agua por el interior de los mismos.

27Circuito de Circulación de agua por bomba

28Constitución y funcionamiento del sistema

Este sistema tiene una bomba centrífuga intercalada en el circuito de refrigeración y accionada por el propio motor. La bomba centrífuga activa la circulación del agua en su recorrido con una velocidad proporcional a la marcha del motor. En su funcionamiento, la bomba aspira el agua refrigerada de la parte baja del radiador y la impulsa al interior del bloque a través de los huecos que rodean las camisas y cámaras de combustión. El refrigerante sale por la parte superior de la culata y se dirige otra vez al radiador por su parte alta, donde es enfriada nuevamente a su paso por los paneles de refrigeración.

29 Con esta circulación forzada, el

agua se mantiene en el circuito a una temperatura de 80 a 90 ºC, con una diferencia entre la entrada y la salida de 8 a 10 ºC, controlada por medio de una válvula de paso (termostato) que mantiene la temperatura ideal de funcionamiento sin grandes cambios bruscos en el interior de los cilindros, que podría dar lugar a dilataciones y contracciones de los materiales.El sistema de refrigeración del motor se aprovecha también para la calefacción interna del habitáculo del vehículo. Para ello, se intercala en serie, a la salida del agua caliente de la culata, un intercambiador de calor que trabaja como radiador, calentado el aire del vehículo.

30

Como se puede apreciar en los esquemas anteriores se dispone también de un ventilador, en este caso movido por el propio motor térmico. Este ventilador, además de forzar el paso del aire a través del radiador para obtener una refrigeración mas eficaz del agua sobre todo a marcha lenta, también suministra una corriente de aire al motor para refrigerar los elementos externos adosados al mismo, como son: el alternador, bujías,

Debido a la utilización del agua y del aire para refrigerar el motor, se le denomina también a este sistema como una refrigeración "mixta".

colectores de escape, etc.

31

Estudio de los elementos que componen el circuito de refrigeración

El circuito de refrigeración de los motores esta formado principalmente por los siguientes elementos:

• Radiador • Bomba centrífuga de agua • Válvula reguladora de temperatura (termostato) • Ventilador • Indicador de temperaturaEn algunos casos, adicionalmente llevan:• - Filtro de Agua.• - Enfriador de Aceite.• - Post-enfriador.• - Tanques Auxiliares.

32

33

El radiador

34Refrigeración del radiador por medio del aire

Sentido de marcha

Sentido de marcha

35

Radiador El radiador sirve para enfriar el liquido de refrigeración. El

liquido se enfría por medio del aire que choca contra la superficie metálica del radiador.El radiador esta formado por dos depósitos, uno superior y otro inferior(radiador tipo vertical) también pueden estar en los laterales(radiador tipo horizontal). Ambos están unidos entre si por una serie de tubos finos rodeados por numerosas aletas de refrigeración, o por una serie de paneles en forma de nidos de abeja que aumentan la superficie radiante de calor.

36

RADIADOR TIPO VERTICAL

37RADIADOR TIPO HORIZONTAL

38

• Tanto los tubos y aletas como los paneles se fabrican en aleación ligera (actualmente sobre todo de aluminio), facilitando, con su mayor conductibilidad térmica, la rápida evacuación de color a la atmósfera.

39

40

El depósito superior lleva una boca de entrada que se comunica por medio de un manguito de goma con la salida caliente de agua de la culata del motor. En el depósito inferior va instalada la boca de salida del agua refrigerante, unida por otro manguito de goma a la entrada de la bomba.

41 En la imagen del radiador de la figura se observa que en el deposito superior va situada una boca de llenado, que se cierra con un tapón que lleva incorporadas dos válvulas anti retorno cuyo esquema , según la nomenclatura I.S.O, se muestra en la figura numero 8

42

Circuito de refrigeración abierto y cerrado

Debido a los cambios de temperatura que se producen en el circuito de refrigeración, sobre todo en el radiador, se necesita de un sistema que pueda adaptarse a estos cambios, para que no afecten sobre el buen funcionamiento del sistema. Cuando aumenta la temperatura del motor también aumenta la temperatura del liquido refrigerante, por lo que se genera una presión dentro del radiador. Esto es debido a que por efecto del aumento de temperatura, el agua se va evaporando, este vapor de agua queda concentrado en la parte superior del radiador, creando una sobrepresión en el mismo que si llegase a unos limites críticos, haría saltar el tapón de llenado o reventaría el radiador.

43 Otro problema ocurre cuando el motor una vez

que ha estado en funcionamiento se para y se enfría rápidamente, se produce entonces, en el interior del radiador una condensación del vapor acumulado, creando un vacío interno que dificultará la perfecta circulación del agua en el

Para evitar estos problemas se disponen unas válvulas en el tapón de llenado que comunican con la atmósfera y eliminan la sobrepresión y el efecto del vacío cuando existen.

Existen dos tipos de circuitos de refrigeración:•Abierto •Cerrado

circuito.

44

Abiertos Cuando el circuito de refrigeración se comunica a

través de las válvulas de paso (del tapón de llenado) con la atmósfera, se denomina circuito abierto, produciéndose la evacuación del vapor interno a la atmósfera y retornando aire al interior del depósito cuando se produce la condensación.Este sistema tiene el inconveniente de que con la evaporación y evacuación se va perdiendo liquido en el circuito, con lo que el conductor tiene que rellenar frecuentemente el circuito (sobre todo en verano) para restablecer el volumen del mismo, lo que origina un mayor mantenimiento del sistema.

45

El tapón de llenado del radiador esta constituido por dos válvulas, una de las cuales, P, puede abrirse hacia arriba y poner en comunicación el radiador con la atmósfera (C) cuando hay una sobrepresión por aumento de temperatura; la otra válvula (R) se abra hacia abajo y también pone en comunicación el radiador con la atmósfera (C), cuando hay una bajada brusca de temperatura y provoca una depresión. Estas válvulas se mantienen cerradas por medio de sendos muelles, y estando las dos cerradas no hay comunicación entre el radiador y la atmósfera. La fuerza de los muelles esta calculada para que las válvulas se abran con una presión determinada. Con ello se consigue aumentar la temperatura de ebullición del agua hasta unos 120ºC

46

47

Cerrados actualmente los mas utilizados en todos los vehículos. El

radiador no lleva tapón de llenado y se comunica mediante un tubo con un pequeño depósito auxiliar llamado "depósito de expansión". El depósito de expansión contiene liquido refrigerante y recibe a través del tubo de unión con el radiador, los gases procedentes de la evaporación, los cuales al contacto con el liquido se licúan. Cuando se produce el vacío interno, el liquido procedente del depósito de expansión pasa al radiador, con lo cual se restablece el circuito sin perdida de liquido en el mismo por

condensación.

48 El depósito de expansión cuenta con un tapón,

que tiene unas válvulas, que como en el caso anterior, sirven para eliminar la sobrepresión y la depresión que se produce en el radiador y que se transmiten al depósito de expansión.

49

Tapa del radiador o del vaso de expansión

• 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

50

Tapa del radiador o del vaso de expansión

51 la tapa del radiador está conformada por las siguientes partes:

Válvula de alivio de presión (Depresión)Limita la presión en el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado.

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 sobre flujo hacia el depósito, hasta que se estabilice la presión en el sistema.

52FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA DE

VENTILACIÓN DE VACÍO.

53

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 solo estuviera abierta la válvula de sobrepresión: • El agua se evapora. • Hay recalentamiento.

Si solo estuviera 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.

54

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.

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.

55pruebas al tapón de presión

56

Bomba de agua La bomba de agua se intercala en el circuito de

refrigeración del motor, y tiene la misión de hacer circular el agua en el circuito de refrigeración del motor, y tiene la misión de hacer circular el agua en el circuito para que el transporte y evacuación de calor sea más rápido. Cuanto más deprisa gire el motor, mayor será la temperatura alcanzada en el mismo, pero como la bomba funciona sincronizada con él, mayor será la velocidad con que circula el agua por su interior y, por tanto, la evacuación de calor.

57 Las bombas utilizadas en automoción son de funcionamiento centrífugo, y están formadas por una carcasa de aleación ligera, unida al bloque motor con interposición de una junta unión. En el interior de la misma se mueve una turbina de aletas unida al árbol de mando de bomba, el cual se apoya sobre la carcasa por medio de uno o dos cojinetes de bolas, con un retén acoplado al árbol para evitar fugas de agua a través del mismo. En el otro extremo del árbol va montado un cubo al cual se une la polea de mando.

58

Estas bombas están calculadas para proporcionar el suficiente caudal de agua al circuito en función de la potencia del motor y la temperatura a evacuar, la cual difiere esencialmente de unos motores a otros y, sobre todo, entre los Diesel y los de gasolina.

59

Periodo de cambio de bomba de agua

TIPO DE MANTENIMIENTO

MANTENIMIENTO RIGUROSO(KM)

MANTENIMIENTO PREVENTIVO(KM)

SIN MANTENIMIENTO

BOMBA DE AGUA

50000 100000 CUANDO PIERDA LIQUIDO

60

Termostato Hay que tener en cuenta que la temperatura interna del motor debe

mantenerse dentro de unos limites establecidos (alrededor de 85ºC) para obtener un perfecto funcionamiento y un rendimiento máximo, debiendo mantener esa temperatura tanto en verano como en invierno. La temperatura de funcionamiento en el motor incide directamente sobre la lubricación y la alimentación ya que, si está frío, el aceite se hace más denso dificultando el movimiento de sus órganos con perdida de potencia en el motor.

61

Por otra parte, a bajas temperaturas la mezcla de combustible se realiza en peores condiciones, no obteniendo toda su potencia calorífica en la combustión, con un mayor consumo para una

Si la temperatura, por el contrario, es elevada, el aceite se hace más fluido, perdiendo parte de sus propiedades lubricantes, con lo cual las partes móviles del motor pueden sufrir dilataciones y agarrotamientos, dificultando el movimiento se sus órganos móviles y absorbiendo una mayor potencia que reduce el rendimiento útil del motor.

potencia dada.

62

El termostato se utilizara para mantener la temperatura de funcionamiento del motor entre unos limites preestablecidos. El termostato va situado frecuentemente en la boca de salida de la culata del motor. Cuando la temperatura del agua es inferior a la prevista, el termostato cierra la válvula de paso impidiendo la salida del agua hacia el radiador, con lo cual la circulación se establece directamente desde la bomba, que al aspirar el agua caliente y mandarla al circuito interno sin refrigerar, hace que el agua ya caliente alcance pronto mayor temperatura. Cuando el agua ha alcanzado la temperatura adecuada, el termostato abre la válvula dejando libre la circulación hacia el radiador, con lo cual se establece el funcionamiento normal del circuito de refrigeración.

63 Existen varios tipos de termostatos. Hay termostatos

denominados de "fuelle" y los mas utilizados actualmente, los termostatos de "cera".

Termostato de ceraEl funcionamiento del termostato se basa en el considerable cambio del volumen de la cera a una temperatura predeterminada. Al llegar a esta temperatura, la cera (1) se expande en la cápsula (2) y empuja la membrana de goma (4) unida a la varilla (3); como ésta es solidaria al puente fijo (7), no puede moverse y, en consecuencia, la cápsula (2) se desplaza hacia abajo, venciendo la resistencia del muelle (5). El movimiento de la cápsula abre la válvula (6), que se apoya en el asiento (8), y el agua penetra a través del paso abierto.

64

65

Cuando la cera recupera su temperatura inicial, su volumen se reduce y la cápsula asciende de nuevo, ayudada por la reacción del muelle; al final de la ascensión, la válvula cierra el paso del agua de refrigeración. El termostato regula así el flujo del líquido refrigerante y permite que el circuito de refrigeración mantenga en el motor la temperatura idónea de la marcha.

66

67

Periodos de cambio de termostato

Tipo de mantenimiento termostato

°T apertura(°C) 83 – 89

Mantenimiento riguroso (Km) 50000

Mantenimiento preventivo(Km) 100000

Sin mantenimiento Se caliente el motor por termostato cerrado

68

Ventilador

El ventilador sirve para impulsar el aire a través del radiador para obtener una mejor y más eficaz refrigeración, pero ello no siempre es imprescindible cuando la velocidad del vehículo es suficiente para producir la refrigeración por el simple desplazamiento rápido del mismo. En estos casos se puede desconectar el ventilador consiguiendo así una marcha mas silenciosa del automóvil y un menor consumo de combustible.

69

El ventilador puede ser accionado por:• el motor térmico, • un motor eléctrico, especifico para este cometido.

El accionamiento del ventilador por el motor térmico puede ser de forma directa o mediante una correa de accionamiento. En este caso el ventilador se moverá continuamente mientras lo haga el motor térmico.Para poder conectar y desconectar el giro del ventilador cuando es accionado por el motor térmico, necesitamos de un sistema que pueda acoplar y desacoplar el ventilador, teniendo en cuenta la temperatura del motor. Existen varios sistemas de acoplamiento del ventilador al motor térmico.

70

El sistema consiste en acoplar sobre la polea (1) que mueve la bomba de agua, un electroimán (2) que recibe corriente a través de un anillo rozante (3) y un termocontacto (4) situado en el circuito de agua de la culata. En las paletas del ventilador (5), que gira libre e independiente de la bomba y que va montado sobre el mismo árbol (8) por medio de un rodamiento (9), va acoplada una armadura (7) sujeta al ventilador por medio de un sistema elástico (6).Cuando la temperatura del agua baja a los 75 ºC el termostato (4) se abre, interrumpiendo la corriente al electroimán, con lo cual el ventilador queda fuera de servicio. Cuando la temperatura del liquido refrigerante llega a los 85 ºC se cierra nuevamente el circuito eléctrico del electroimán, atrayendo a la armadura y haciendo solidario el ventilador a la polea de mando, con lo cual éste permanece en funcionamiento.

Acoplamiento mediante electroimán

71

72

Accionamiento del ventilador mediante motor eléctrico, en este caso el movimiento del ventilador es independiente del motor térmico. El ventilador se conecta y desconecta automáticamente mediante un interruptor térmico (termocontacto), tarado para la conexión entre 90 y 98 ºC y la desconexión 82 a 90 ºC. El circuito eléctrico se compone de un termocontacto, un relé y el propio motor eléctrico. El termocontacto consta de un elemento bimetálico que al calentarse cierra un contacto eléctrico que alimenta el motor eléctrico. El termocontacto va instalado en la salida del radiador.

73

74 El tamaño del ventilador y la potencia del

motor eléctrico depende de si el motor es Diesel o gasolina. También depende de si el automóvil monta o no aire acondicionado.

75 Se pueden montar uno o dos ventiladores , a su vez cada

ventilador puede ser de una o dos velocidades. En los automóviles con aire acondicionado el "condensador" va situado junto con el radiador, con esto se consigue que ambos elementos se refrigeren con el aire que choca con la parte delantera del vehículo cuando este se mueve. El ventilador o los ventiladores además de refrigerar el "radiador" también lo hacen con el "condensador". Por esta razón es necesario de unos ventiladores mas potentes o el uso de dos ventiladores cuando el vehículo monta aire acondicionado.

76

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.

77

Ventilador tipo termo embrague.

78

Líquidos refrigerantes y anticongelantes Como líquido refrigerante se emplea generalmente el

agua por ser el líquido más estable y económico, pero se sabe que tiene grandes desventajas, ya que a temperaturas de ebullición el agua es muy oxidante( actúa como agente corrosivo) y ataca a las partes metálicas en contacto con ella. Por otra parte, y debido a la dureza de las aguas (mucha cal) precipita gran cantidad de sales calcáreas que pueden obstruir las canalizaciones y el radiador. Otro de los inconvenientes del agua es que a temperaturas por debajo de 0 ºC se solidifica, aumentado de volumen, lo cual podría reventar los conductos por los que circula. además el agua hierve a los 100°C lo cual produciría que al gasificarse se escape del sistema .

79

Para evitar estos inconvenientes del agua se emplean los anticongelantes, que son unos productos químicos preparados para mezclar con el agua de refrigeración de los motores y conseguir los siguientes fines:

• Disminuir el punto de congelación del líquido refrigerante, el cual, en proporciones adecuadas, hace descender el punto de congelación entre -5 y -40 ºC; por tanto, la proporción de mezcla estará en función de las condiciones climatológicas de la zona o país donde circule el vehículo.

• Aumentar la temperatura de ebullición del agua, para evitar perdidas en los circuitos que trabajen por encima de los 100 ºC.

• Evitar la corrosión de las partes metálicas por donde circula el agua.

80 El liquido refrigerante tiene como base al agua

destilada que es mezclada con monoetileneglicol, ejemplo al que también se le conoce con la abreviatura meg ;también puede ser mezclada con monopropileniglicol , un elemento menos toxico al ambiente que el anterior ,aunque no tan efectivo.

• El liquido refrigerante saturado o viejo se conoce porque se torna marrón en señal de oxido en suspensión y formación de caliche en el circuito.

• El caliche es la formación interna de sarro en la línea.

81

%glicol °T formación de hielo(°C) °T ebullición (°C)

10 -5° 101°

20 -10° 102°

30 -18° 104°

40 -27° 108°

50 -40° 112°

variación de comportamiento del liquido refrigerante según contenido de glicol

Periodo de renovación de liquido refrigerante Tipo de mantenimiento

Mantenimiento riguroso

Mantenimiento preventivo

Mantenimiento minino

Cambio de refrigerante

6 meses 1 año 2 años

82

Si en nuestro Sistema de Refrigeración usáramos solamente agua, a0 °C se congelaría, provocando cristalización, lo que originaríafisuras y grietas en el monoblock, obligándonos a reparar el motor.

En el otro extremo, a 99 °C el agua cambia de estado líquido agaseoso, por lo que si no tenemos una total hermeticidad de nuestroSistema de Refrigeración, podrían presentarse fugas de vapor, porla tapa del radiador, mangueras, etc. provocando perdida del nivelde Refrigerante, altas temperaturas y una rápida degradación delaceite, produciendo un desgaste acelerado de nuestro motor,hasta en un 60%.

Por estas razones no es recomendable utilizar agua sola en elSistema de Refrigeración de un motor.

Por que no usar agua sola ?

83Como Trabaja el Sistema de Refrigeración? :

El Sistema de Refrigeración está diseñado para disipar parte de laTemperatura generada a través del proceso de combustión delmotor (Alrededor 2000 °C), por lo que debe:

- Absorber- Circular- Controlar- Disipar .......... La Temperatura.

La Temperatura producida por el funcionamiento del motor, puedeser removida de la siguiente forma:

1) Por energía mecánica en un 33%2) Por el escape en un 30%3) Por radiación en un 7%4) Por el Sistema de Enfriamiento en un 30%

84 Que debemos usar para tener nuestro Sistema

de Refrigeración en óptimas condiciones de trabajo?}

1) Aditivos Refrigerantes Suplementarios (ARS):

Su uso brinda una excelente protección contra las Cavitaciones de las Camisas,la corrosión, las picaduras de las soldaduras del Radiador, etc. Los principalesfabricantes de motores recomiendan una concentración entre 1.5 a 3 unidadespor cada galón de Refrigerante que se utilice en el motor.

Una mezcla de Borato/Nitrito, deberá tener una alta concentración de Silicatode no ser así, el Borato y Nitrito atacarán las soldaduras y piezas de aluminio,adicionalmente el Silicato reacciona con agua dura, formando gelatina.

Una mezcla de Nitrito/Molibdato en el Refrigerante, nos brindará la mejorprotección contra las cavitaciones, de usar solamente Nitrito tendremosproblemas con las soldaduras y las piezas de aluminio del motor.

Controlar el nivel de concentración, nos permitirá mantener el Refrigerantecon el ARS necesario para evitar problemas en nuestro motor.

85

2) Anticongelante:Su principal función es estabilizar las temperaturas del

motor, incrementando el punto de ebullición y disminuyendo el punto de congelamiento del agua.

Un Anticongelante de buena calidad debe cumplir con los requerimientos que el fabricante del motor a establecido para su buen funcionamiento, por lo que debe tener las siguientes características:

- Bajo punto de congelamiento.- Alto punto de ebullición.- Calor específico alto

-transferir la mayor cantidad de calorías del motor caliente hacia el radiador.

- Buena fluidez con el rango de temperatura en uso (frío o caliente).

86

• No corrosivo para los metales, mínima degradación para los no-metales.

• No alterar las características de los materiales sintéticos como mangueras o empaquetaduras

• Estabilidad química sobre el rango de temperatura y condiciones de uso.

• Propiedades antiespumantes.• Baja flamabilidad, alto punto de encendido.• Compatibilidad razonable con otros refrigerantes y aceites.• Baja toxicidad, sin olor desagradable.• Costo razonable, disponibilidad en grandes cantidades.• Protección del sistema contra la formación de caliche o sarro • Divertir con color fosforescente de algunas fugas en el

sistema

87

Pruebas al refrigerante Se realizan las siguientes pruebas:

• 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.

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

• 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.

88

Indicador 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.

Diversos tipos de indicadores de temperatura: análogos y digitales.

89

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).

90

91

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.

Sensor de temperatura del líquido refrigerante

92

93

INSPECCIÓN A LAS FAJAS

94

Se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

a) Cuando use juegos igualados de fajas 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 fajas de distinto fabricante.

b) Si falla una faja de un juego igualado, quite todas las fajas del juego e instale uno nuevo.

Nota: La faja debe tener una flexión mínima de 10mm en el punto X; esto se mide con un calibrador de tensión.

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

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

95

e) Si las fajas 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 fajas deben cambiarse.

g) Compruebe la tensión de la faja, 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.

96

Tensión de las fajas Para que una fajas transmita movimiento a su

accesorio correspondiente, debe tensionarse correctamente.

La faja debe tener suficiente tensión para transmitir la carga del accesorio, o de lo contrario se tendrá un excesivo resbalamiento. Si la faja 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 faja. Por otro lado, una tensión excesiva dañará las chumaceras del accesorio, originando su falla prematura y también una menor vida de las fajas.

97

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. Diferentes tipos de mangueras

98

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.

99

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.

100

Refrigeración de los cilindros

101

Refrigeración de los cilindros Las válvulas se refrigeran fundamentalmente por el

contacto entre el plato y el asiento sobre la culata, el cual, a su vez, se refrigera a través del agua del sistema de refrigeración. Como las válvulas de escape funcionan hasta 700º, se precisa un gran flujo de agua por el interior de la camisa alrededor de las válvulas para evitar la formación de bolsas de vapor y de puntos calientes.

• Camisas Seca: el refrigerante circula por las cavidades maquinadas en el bloque, no tiene contacto directo con el cilindro

• Camisas Húmedas: el cilindro literalmente esta flotando en el refrigerante.

102

Refrigeración de los cilindros

103

104Precarga del Sistema de Refrigeración:

1) Drenar completamente el Sistema de Refrigeración de la unidad (Radiador y Motor)

2) Si el Sistema esta limpio, mezclar en un recipiente limpio, 50% de agua de buena calidad (Desionizada) + 50% de Refrigerante ES COMPLEAT Concentrado, y cargar al Sistema.

3) Instalar el filtro para agua de Precarga (si lo requiere el sistema). Si el equipo no tuviera filtro, agregar las unidades necesarias de ARS con DCA4 liquido.

105 Ejemplo:

1) Tenemos un Sistema de Refrigeración de 15 galones de Refrigerante (Radiador + Mangueras + Motor):

- Cálculo de los ARS (DCA4):1.5 unds. x 15 Glns. = 22.5 unds de DCA4

- Cálculo de Anticongelante (ES COMPLEAT):50% de agua + 50% de ES COMPLEAT7.5 Glns. de Agua + 7.5 Glns. de ES COMPLEAT

Nota: Cada galón de ES COMPLEAT ya mezclado con agua tiene 1.2 unds DCA4/gln, por lo que en la mezcla 50-50 ya tenemos 18 unds. de DCA4. Para completar el nivel adecuado de DCA4 solamente tendremos que agregar : 22.5 - 18 = 4.5 unds. DCA4. Lo que podemos hacer de la siguiente manera: 1 frasco de DCA60L = 5 unds. o 1 filtro WF2072 = 6 unds

106 Recomendaciones:

- Para llenar adecuadamente el Sistema de Refrigeración con la mezcla Refrigerante, en algunos casos se deberá aflojar la manguera de recuperación, a fin de evitar la presencia de “bolsas” de aire atrapadas en el Sistema y que posteriormente nos proporcionará una lectura errónea del nivel de Refrigerante.

- Llenar el Sistema hasta donde lo indique la escala y/o mirilla, si el equipo no contara con estos accesorios, llenar por debajo de la garganta de recuperación, que esta en la boca del Radiador.

107

- Revisar que la tapa del Radiador se encuentre en buen estado para evitar pérdidas de presión en el sistema, causadas por el vencimiento del sello del tapón. Luego poner en marcha el motor para que el Refrigerante circule y se pueda detectar si existe una posible fuga.

- Una vez que el Sistema haya sido cargado con la mezcla Refrigerante, jamás deberá usarse agua sola, por lo que por prevención se deberá tener un poco de esta mezcla en un recipiente en la cabina de la unidad.

108

Mantenimiento del Sistema de Refrigeración:

1) Revisar la concentración y el nivel del Refrigerante en cada servicio.

2) Si faltara, rellenar con una mezcla de refrigerante utilizado en la Precarga; de hacer la medición con Refractómetro, verificar que este bien calibrado.

109

3) Revisar la concentración del Inhibidor de corrosión (DCA4) en cada servicio (cambio de aceite) y utilizar un filtro o la cantidad de liquido adecuado para restablecer el nivel de concentración con las unidades de DCA4 necesarias.

110GUIA PARA PRECARGA DEL SISTEMA DE REFRIGERACION

111

GUIA PARA MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE REFRIGERACION

112

- Revisar que la tapa del Radiador se encuentre en buen estado para evitar pérdidas de presión en el sistema, causadas por el vencimiento del sello del tapón. Luego poner en marcha el motor para que el Refrigerante circule y se pueda detectar si existe una posible fuga.

- Una vez que el Sistema haya sido cargado con la mezcla Refrigerante, jamás deberá usarse agua sola, por lo que por prevención se deberá tener un poco de esta mezcla en un recipiente en la cabina de la unidad.

113

3) Revisar la concentración del Inhibidor de corrosión (DCA4) en cada servicio (cambio de aceite) y utilizar un filtro o la cantidad de liquido adecuado para restablecer el nivel de concentración con las unidades de DCA4 necesarias.

114

GUIA PARA MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE REFRIGERACION

115TABLA PARA MEDIR CONCENTRACION DEL ARS

116

TABLA PARA VERIFICAR PUNTOS DE EBULLICION DEREFRIGERANTE CONCENTRADO.

117

Sabia usted que?

Aproximadamente el 40% de los costosde las reparaciones de un motor, sonatribuibles al pobre mantenimiento delSistema de Refrigeración.

Mala información y prácticas de Mantenimientoerróneas son las causantes de que el motorfalle.

118

Sabia usted que?

El uso de filtros para el Sistema deRefrigeración, tiene sus inicios enlos mediados de la década de los50’s.

Por esos años, se empleó por primeravez un filtro para el Sistema deRefrigeración en un motor diesel. Enese tiempo Cummins instaló en susmotores un filtro conocido como:“Perry Pot”.

Consistía en una Carcaza de Aluminiocon salida por la parte superior ydentro iba una bolsa de lona quecontenía el químico.

119

Sabia usted que?

El color del Refrigerante dependeexclusivamente del fabricante?El color no significa nada, puedeser: Verde, Azul, Morado, Blancoetc. Su aplicación puede ser paravehículos livianos o para equipopesado, pero siempre el color serádecisión del fabricante.

Sabia usted que?

El filtro para agua sirve como unaherramienta de diagnóstico?Foto 1: Contaminación por arena finaeste un contaminante retenido por elfiltro cuando el refrigerante ha trabajadopor encima de 6000 hrs.Foto 2: Contaminación por aceite (hollín)Foto 1 Foto 2

120

Sabia usted que?

El filtro para agua del sistema de Refrigeración, trabaja como un Sistemaby-pass o derivación típico??

La instalación del filtro de agua puede ser realizada usando una granvariedad de lugares o métodos. El filtro para agua es del tipo by-pass,con límite de flujo a través del elemento filtrante. La entrada debeconsiderar un punto que tenga relativamente mas presión que la salida,el filtro debe ser instalado en forma vertical y es preferible que quedeligeramente por debajo del tanque del radiador, las líneas de entradadeben ser tan cortas como sea posible.

121

Sabia usted que?

Los minerales más comunes encontradosen el agua y que son capaces de causarproblemas en el Sistema de Refrigeraciónson:

Carbonato de Calcio -------> Piedra CalizaCarbonato de Magnesio ---> DolomitaSulfato de Calcio -----------> YesoSulfato de Magnesio -------> Sales de EpsomSilicio ------------------------> ArenaCloruro de Sodio -----------> Sal común

122Sabia usted que?

En muchas ocasiones el nombre del Anticongelantees incorrecto?

El Anticongelante por un lado es usado para reducirel punto de congelación o solidificación del fluido; ypor otro lado es usado para aumentar el punto deebullición o gasificación del fluido.

Hay dos químicos Anticongelantes comunes disponiblespara aplicaciones en motores diesel de trabajo pesado:Etilen Glicol y Propilen Glicol.

123

Sabia usted que?

El Refrigerante debe ser empleado durante todo el año?

Muchos usuarios tienen la idea que el Refrigerante (Glicol), solodebe emplearse durante la época de invierno o en zonas frías. Estoes un grave error, ya que otra de las características del Refrigerantees aumentar el punto de ebullición del agua, lo cual permitirámantener fresco el Sistema de Refrigeración durante la temporadade verano o en lugares con altas temperaturas.