soldadura blanda

Ing. López Hernández Maria Antonia
MANTENIMIENTO AL
SISTEMA DE
ENFRIAMIENTO.
PROGRAMA SINTÉTICO
COMPETENCIA GENERAL (DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE) :
Aplica las actividades de lubricación a los sistemas mecánicos del automotor, considerando las especificaciones y
manual del fabricante.
COMPETENCIA PARTICULAR (DE CADA
UNIDAD DIDACTICA)
UNIDAD No. 1
Aplica actividades previas al mantenimiento del
sistema de enfriamiento del vehículo automotor, de
acuerdo a las especificaciones y manual del
fabricante.
RAP
CONTENIDOS
No. 1 Checa los componentes y características del 1.
2.
sistema de enfriamiento del vehículo automotor, de
3.
acuerdo especificaciones y manual del fabricante.
No.2 Selecciona el equipo y herramientas
necesarios para el mantenimiento del sistema de
enfriamiento del vehículo automotor, de acuerdo a
especificaciones y manual del fabricante.
No.1 Ddiagnostica el sistema de enfriamiento del
UNIDAD No. 2
vehículo automotor, de acuerdo a especificaciones y
manual del fabricante.
Da mantenimiento al sistema de enfriamiento del No.2 Ejecuta el mantenimiento al sistema de
vehículo automotor, de acuerdo a especificaciones y enfriamiento del vehículo automotor, de acuerdo con
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el manual del fabricante.
manual del fabricante.
No.3 Verifica el mantenimiento realizado al sistema
de enfriamiento del vehículo automotor.
Introducción al Sistema de Enfriamiento.
Principios de funcionamiento.
Tipos de Sistemas de enfriamiento.
4.
Componentes del Sistema enfriado por líquido.
5.
Líquidos Refrigerantes
6.
Componentes y características del sistema
enfriado por aire.
1.
Herramientas.
1.
Equipo en el Taller.
1.
Diagnóstico de fallas.
2.
Instrumentación del sistema de sistema de
enfriamiento del vehículo automotor.
1.
Mantenimiento del Sistema de enfriamiento.
1.
Métodos de verificación y supervisión.
NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE
DE LA STPS(SEGURIDAD EN EL
TRABAJO Y PREVENCIÓN SOCIAL),
APLICABLES A UN TALLER
AUTOMOTRIZ
LAS 10 NORMAS OFICIALES MEXICANAS MÁS IMPORTANTES SOBRE
SEGURIDAD INDUSTRIAL
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1.- Condiciones de seguridad para la prevención y protección contra incendios
(Nom-002-STPS-1993).
Esta norma establece las condiciones de seguridad para la prevención contra incendios. Se
aplica en aquellos lugares donde las mercancías, materias primas, productos o subproductos
que se manejan en los procesos, operaciones y actividades que impliquen riesgos de incendio.
2.- Sistemas de protección y dispositivos de seguridad en maquinaria, equipos
y accesorios (Nom-004-STPS-1994).
Esta norma tiene por objetivo prevenir y proteger a los trabajadores contra los riesgos de
trabajo. Se aplica donde por la naturaleza de los procesos se emplee maquinaria, equipo y
accesorios para la transmisión de energía mecánica.
3.- Condiciones de seguridad para el almacenamiento, transporte y manejo de
sustancias inflamables y combustibles (Nom-005-STPS-1993).
Esta norma tiene por objetivo prevenir y proteger a los trabajadores contra riesgos de trabajo e
incendio. Se aplica donde se almacenen, transporten o manejen sustancias inflamables y
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combustibles.
4.- Seguridad e Higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de
sustancias corrosivas. irritantes y tóxicas (Nom-009-STPS-1994).
Su objetivo es prevenir y proteger a los trabajadores contra los riesgos de quemaduras,
irritaciones o intoxicaciones. Se aplica donde se almacenen, trasporten o manejen sustancias
corrosivas, irritantes o tóxicas.
5.- Seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan,
almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación
en el medio ambiente laboral ( Nom-010-STPS-1994).
Su objetivo es prevenir y proteger la salud de los trabajadores y mejorar las condiciones de
seguridad e higiene donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas que por
sus propiedades, niveles de concentración y tiempo de acción sean capaces de contaminar el
medio ambiente laboral y alterar la salud de los trabajadores, así como los niveles máximos
permisibles de concentración de dichas sustancias, de acuerdo al tipo de exposición. Se aplica
donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar
contaminación
en el ambiente laboral.
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6.- Seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, usen,
manejen, almacenen o transporten fuentes generadoras o emisoras de
radiaciones ionizantes (Nom-012-STPS-1994).
Su objetivo es implantar las medidas preventivas y de control a fin de que los trabajadores
expuestos a radiaciones ionizantes, no reciban por este motivo dosis que rebasen los límites
establecidos en la presente norma. Se aplica donde se produzcan, usen, manejen, almacene o
transporten fuentes generadoras o emisoras de radiaciones ionizantes.
7.- Protección personal para los trabajadores en los centros de trabajo (Nom-015STPS-1994).
El objetivo de esta norma es establecer los requerimientos de la selección y uso del equipo de
protección personal para proteger al trabajador de los agentes del medio ambiente de trabajo que
puedan alterar su salud y vida. Se aplica en todos los centros de trabajo como medida de control
personal en aquellas actividades laborales que por su naturaleza, los trabajadores estén
expuestos a riesgos específicos.
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8.- Condiciones de seguridad en donde la electricidad estática represente un
riesgo (Nom-022-STPS-1993).
Su objetivo es establecer las medidas de seguridad para evitar los riesgos que se derivan por
generación de la electricidad estática. Se aplica en los centros de trabajo donde por la naturaleza
de los procedimientos se empleen materiales, sustancias y equipo capaz de almacenar cargas
eléctricas estáticas.
9.- Señales y avisos de seguridad e higiene (Nom-027-STPS-1994).
Establece el código para elaborar señales y avisos de seguridad e higiene; así como las
Características y especificaciones que éstas deben cumplir. Las señales y avisos de seguridad e
higiene que deben emplearse en los centros de trabajo, de acuerdo con los casos que establece el
Reglamento General de Seguridad e Higiene en el Trabajo, y no es aplicables a señales o avisos
con iluminación propia. Por lo tanto se aplica en todos los centros de trabajo.
10.- Medicamentos, materiales de curación y personal que presta los primeros
auxilios (Nom-020-STPS-1994).
Establece
las condiciones
para brindar los primeros auxilios oportunos y eficazmente. Se aplica en
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Maria Antonia
todos los centros de trabajo, para organizar y prestar los primeros auxilios.
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
La refrigeración en los motores de combustión interna es necesaria para
disminuir el calor generado por la quema de combustible (superior a 2000°c) y
no transformado en energía mecánica.
Función: mantener todos los componentes dentro del rango de temperaturas
de diseño del
motor evitando su destrucción por deformación y
agarrotamiento.
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CONSIDERACIONES SOBRE EL
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
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Durante el funcionamiento de un motor de explosión, se alcanza en el interior de la cámara de
explosión, en el momento de la expansión, temperaturas del orden de los 2000°c.
El agua hierve a los 100° de temperatura, un aceite lubricante de base mineral tienen su punto de
inflamación entre los 250 y los 340°c para uno de base sintética. El acero, como base de
fabricación de los cilindros y válvulas, funde alrededor de 1400°c y el aluminio, elemento base en
que se construyen modernamente la inmensa mayoría de culatas y pistones, lo hace a una
temperatura de 600°c.
Aproximadamente, el 35% de la energía liberada en la explosión de la mezcla, es evacuada por el
sistema de refrigeración transformada en calor; otro 35% se pierde por el escape y tan solo
alrededor del 30% se transforma en energía mecánica capaz de mover el motor y el vehículo
automóvil. En los motores mas modernos, el rendimiento térmico se ha visto mejorado, pero sigue
siendo una perdida importante de energía.
En un motor cuya temperatura de funcionamiento normal sea entre 80 y 85°c, se estima que: con el
agua a una temperatura de 40°c, los cilindros se desgastan seis veces mas de lo habitual, el
consumo aumenta en un 20% y se puede perder hasta un 8% de potencia.
Los valores de temperatura máxima que pueden soportar las válvulas mas expuestas, las de
escape, son del orden de 750°c. de sobrepasarse dichos valores aparecen problemas de corrosión
y de resistencia mecánica a los asientos, siendo alrededor de 400°c la temperatura alcanzada en el
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vástago
y la guía de la válvula. En las válvulas de admisión se alcanza hasta los 250°c en su
asiento.
La temperatura máxima admisible en los pistones es del orden de los 300°c ya que temperaturas
superiores pueden provocar deformaciones permanentes en los mismos. Asimismo, las paredes de
la cámara de explosión, no han de sobrepasar los 250°c con el fin de que no se presenten puntos
caliente que podrían provocar efectos no deseados de auto encendido o detonación.
En las paredes de los cilindros, aun en la parte más alta de éste, no pueden sobrepasarse los
250°c con el fin de no romper la película del lubricante o cambios de estado de este que
ocasionara residuos carbonosos, consumo de aceite y un elevado desgaste.
Con solo estas consideraciones previas se puede establecer que:
- El sistema de refrigeración debe evacuar gran cantidad de calor de una forma rápida, eficaz y
controlada.
- No ha de evacuarse más calor que el estrictamente necesario para un correcto funcionamiento
del motor, puesto que la cantidad de la combustión y el correcto efecto de lubricación y por tanto
de antidesgaste del motor se consigue a unas determinadas temperaturas.
- La transmisión de calor, desde la parte central de la cámara de explosión, se produce por
convección en un primer momento y luego por conducción a través de un medio que puede ser
liquido o gaseosos.
Del sistema de refrigeración empleado, de su diseño y de sus rendimiento, dependerá pues el
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rendimiento
y durabilidad del motor.
TIPOS DE SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
1. Sistema de refrigeración por aire:
El sistema por aire es muy utilizado en motores de motocicleta, plantas de poder estacionarias,
propulsores de aviación y en autos como el Volkswagen Escarabajo, Citroen 2CV, Oltcit, Porsche,
Chevrolet Corvair y los todoterreno Pinzgauer. En vehículos grandes también se ha utilizado, en algunos
camiones y en automóviles como los Tatra V8 fabricados en República Checa.
Estos motores además tienen un radiador de aceite, que también recibe aire. Con ello se garantiza un
manejo óptimo y eficiente de la temperatura, siempre y cuando el radiador de aceite esté limpio, ya que
si esto no es así el problema de recalentamiento será muy grave.
La presencia y buen funcionamiento del ventilador es fundamental, porque esta clase de motores
requieren 4.000 veces más aire que el volumen de agua necesario para enfriar un motor similar dotado
de sistema de enfriamiento líquido.
En tiempo frío y cuando se enciende el motor, da igual el tipo de motor, el sistema cuenta con un sistema
termostático, que restringe el flujo de aire fresco, hasta que el propulsor alcanza la temperatura óptima
López Hernández Maria Antonia
de Ing.
funcionamiento.
¿CÓMO FUNCIONA EL
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
POR AIRE?
Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea del ventilador, esto provoca el movimiento del aire por
la tolva hacia las aletas de los (cilindros del motor). La cantidad de aire introducida se determina por la posición de las
mangueras controladas por el (termostato), una vez que son enfriados los cilindros parte del aire se hace pasar hacia
el radiador el cual contiene el aceite lubricante para bajar su temperatura. El aire caliente es desechado del motor a
través de unas rejillas y se vuelve a introducir aire fresco para iniciar el ciclo.
Consecuencias del sistema de enfriamiento:
1. Exceso de consumo de combustible.
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2. Desgaste
de partes en especial en el pistón con la pared del cilindro.
3. Evaporación de lubricante.
4. Costras sobre elementos que transfieren calor como los ductos del radiador.
2. Sistema de refrigeración por líquido
El sistema de refrigeración por liquido (que puede ser agua o cualquier líquido especial) que es muy
popular y se utiliza en la mayoría de los motores modernos. Este sistema de refrigeración es el
encargado de mantener la temperatura óptima en todo momento y circunstancia de funcionamiento,
sin importar si la temperatura ambiental es alta o baja.
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¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LIQUIDO?
La bomba de agua actúa como corazón, impulsando el líquido anticongelante por todos los ductos, canales y
mangueras que están conectadas entre sí y lo obtienen del radiador a una temperatura casi ambiente. De ahí lo
llevan por todo el motor, absorbiendo sus altas temperaturas y regulando la del bloque. Una vez que está
caliente, lo lleva al sistema de calefacción para que sea utilizado y desde ahí regresa por la parte superior al
radiador para ser enfriado de nueva cuenta.
Una vez que el aire golpea el radiador por el
movimiento del vehículo, pasa entre los canales
internos del aluminio, enfría el coolant(refrigerante)
que viene caliente desde el motor. En algunos casos
y si el termostato indica que lo requiere, es asistido
por un ventilador eléctrico o, en vehículos con un
mayor número de años circulando, el mismo sistema
central de poleas y bandas activan un ventilador
todo el tiempo. Este último se utilizaba en ambos
sistemas de enfriamiento: por aire y por agua
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Bloque de motor con ductos de anticongelante y aceite.
ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
El esquema del sistema de refrigeración de un coche está compuesto por los siguientes elementos: un
radiador, un ventilador, un termostato, un depósito, una bomba impulsora de refrigerante (bomba de
agua), una correa que mueve la bomba y los manguitos que conducen el refrigerante hasta el interior
del motor. Todos estos componentes deben estar correctamente a fin de que el sistema de refrigeración
del motor funcione adecuadamente.
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RADIADOR
El radiador es probablemente la parte mas reconocible del sistema de refrigeración.
Acostumbra a estar en el frontal del vehículo para recibir aire según circulamos y así rebajar
la temperatura del liquido refrigerante que circula por su interior. Debemos comprobar
ocasionalmente que el radiador no tenga fugas y sobre todo, que no este obstruido. Los
radiadores tienen láminas metálicas muy finas que si se estropean por pequeños impactos o
se taponan por la suciedad pueden hacer que el radiador no disipe el calor de la forma
adecuada, dando lugar a un sobrecalentamiento.
En lo relativo a los radiadores, también puede darse
el caso de que estén obstruido por su parte interna,
debido a un líquido refrigerante en mal estado
(conviene cambiarlo cada dos años) o a suciedad que
puede llevar a cabo una limpieza en un taller
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especialista,
siendo una labor más económica que la
sustitución del radiador.
Este elemento consta básicamente de:
• Tapón de llenado. Aunque algunos sistemas no lo montan y se realiza el llenado por otro elemento del sistema, es por él
por donde se llena o se rehace el nivel del refrigerante. Si el sistema no es de circuito cerrado, como sucede en la
mayoría de vehículos industriales o agrícolas y en determinados modelos de automóviles de turismo de cierta antigüedad
a pesar de usar el sistema de circuito cerrado, el tapón lleva incorporadas dos válvulas: una de vacío para impedir que
se forme un vacío en el sistema cuando éste se enfría y otra de presión que permite que el refrigerante o el vapor
escape por el orificio de rebose al alcanzar una determinada presión el circuito de refrigeración. Con el sistema de
presurización del circuito de 0,48 bares, se consigue elevar el punto de ebullición del agua hasta los 110 °C
• Conducto o entrada del agua caliente. Procedente de la parte superior de la culata
• Conducto o salida del agua refrigerada. Mediante el cual es devuelta el agua a la entrada del motor
• Elementos refrigerantes. Consistente en unos pasos de agua que forman un panel y unos elementos laminares por donde
la circulación del aire toma el calor. Las dimensiones y el diseño de esta superficie, así como el coeficiente de transmisión
del calor del material constructivo garantizarán en buena medida la eficacia del sistema.
• Orificio o conducto de desagüe. Por donde al aumentar el volumen del agua por efecto de la temperatura saldrá el
agua sobrante del circuito. En un sistema actual, este sobrante de refrigerante es reconducido en un elemento llamado
expansor.
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Antonia
• Recipientes
de Maria
agua.
Dispuestos a ambos lados, los llamados de flujo transversal que posibilitan radiadores y perfiles
de vehículos más bajos, en su parte superior e inferior en aquellos llamados de flujo vertical, hacen las veces de depósitos
del agua fría y caliente.
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TIPOS DE RADIADORES
• Básicamente, se distinguen dos tipos de radiadores, el sistema tubular y el de panal.
• La mayoría de vehículos montan radiadores- tubulares formando el elemento refrigerante numerosos
tubos planos que unen los dos recipientes de agua y por donde está circulando.
• Horizontalmente y soldadas a los tubos, se dispone una serie de aletas que favorecen la evacuación
del flujo térmico.
• Modernamente, los recipientes o depósitos se construyen en plástico en lugar de cobre o latón y los
conductos tubulares en acero o aluminio como las aletas realizadas de una aleación de aluminio-silicio,
que además de economizar y facilitar la fabricación proporciona, al poder laminar más finamente, un
coeficiente de transmisión del calor más elevado y mayor resistencia mecánica que las de plomoestaño de las de los radiadores de cobre o acero.
• Los radiadores de panal, bien del tipo de nido de abeja o el de láminas, aunque a igual superficie
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proporcionan una mayor transmisión de calor, la dificultad de su fabricación y su coste los hace
desaconsejables.
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FALLAS Y
SOLUCIÓN
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LOS MANGUITOS
Los manguitos son otra parte fundamental del sistema de refrigeración. Son los
encargados de llevar el refrigerante del motor al radiador. Suelen ser de caucho y con
el paso de los años se estropean. Conviene echarles un vistazo y si no están en buen
estado reemplazarlos por unos nuevos. Si un manguito revienta perderemos todo el
liquido refrigerante del motor y deberemos parar si no queremos causar una avería por
sobrecalentamiento que puede llegar a costarnos miles de pesos.
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BOMBA DE AGUA
La bomba de agua es el corazón del sistema de refrigeración. Es la encargada de
hacer circular el agua por todo el circuito. En muchos casos las bombas pueden
estropearse y perder refrigerante, por lo que conviene comprobar que no tenga fugas si
la tuviera, habría que cambiarla. Cuando las bombas de aguas están movidas por la
correa de distribución es aconsejable cambiarlas con cada cambio de correa para
evitar males mayores. Si están tiradas por la corea auxiliar no la cambiaremos hasta
que no tenga síntomas evidentes de problemas.
También puede darse el caso de que las
paletas de la bomba se vayan deteriorado,
hasta el punto de que exteriormente parezca
estar bien pero realmente casi no mueva
refrigerante. Esto es muy habitual en bombas
de agua
con Maria
paletas
de plástico.
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Antonia
Por lo general, las bombas utilizadas son del tipo centrífugo, que proporcionan un elevado caudal con
una débil presión de impulsión, proporcionalmente, del caudal suministrado. Las bombas utilizadas
actualmente en automoción, dan caudales del orden de los 1.000 l/h a 1.000 rpm hasta los 8.000 l/h a
regímenes
máximos,
no
llegando
a
superar
los
2,5
kg/cm2
el movimiento de la bomba lo toma generalmente de una correa movida por el cigüeñal, que a su vez
mueve un eje en cuyo extremo se monta una turbina o rodete que gira en el interior del cuerpo de la
bomba
dispuesto
excéntricamente.
Por efecto de fuerza centrífuga, el agua, que llega a la turbina en su parte central, es despedida hacia
la periferia de la rueda y conduciendo a la salida de la bomba, creándose a su vez una depresión en su
centro. La disposición de las aletas de la bomba, su orientación y las dimensiones de la turbina,
determinan las necesidades de refrigeración de cada motor. Así, si las aletas se inclinan hacia atrás en el
sentido de rotación, se creará una baja presión en el circuito, si se inclinan, al contrario, la presión creada
será mayor en el eje de la bomba, además de montar unos cojinetes de bolas que posibiliten su giro en
el interior del cuerpo, se dispone una empaquetadura formada por un retén autolubricado, generalmente
de grafito, una junta de caucho y un muelle que mantiene el conjunto presionado contra el cuerpo de la
bomba para asegurar la estanqueidad de ésta. Las bombas centrífugas permiten la circulación del
refrigerante por el interior del motor aun después de detenerlo, por efecto de termosifón.
Esto evita la aparición de elevadas temperaturas en las zonas más calientes del motor al detenerlo, ya
que el efecto de refrigeración continúa produciéndose hasta el equilibrio de temperaturas. También
ayuda en caso de avería del sistema. Modernamente, con el fin de ayudar al efecto antes mencionado,
Ing. López Hernández
Maria Antonia
se montan
en algunos
vehículos una bomba eléctrica en derivación con la bomba centrífuga que,
controlada por un termocontacto situado en la culata, hará funcionar la bomba eléctrica sólo cuando al
parar
el
motor
la
elevada
temperatura
lo
requiera.
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TERMOSTATO
El termostato es otro elemento de vital importancia.
Los motores han de funcionar a una temperatura
determinada y para asegurarse de que el gua esté
a dicha temperatura está el termostato. Este
bloquea o abre el paso de agua del bloque motor
al radiador según conveniencia.
Si alto un termostato se deteriora normalmente queda en posición abierta.
Notaríamos que al motor le cuesta mucho coger temperatura y que el ralentí
está más alto. El motor estará generalmente funcionando en frío y el
consumo de combustible será claramente superior, además de que al no
alcanzar la temperatura de servicio, los desgastes internos del motor
también serán mayores.
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Para el correcto funcionamiento del motor es preciso regular la temperatura del
sistema de refrigeración.
Como ya se apuntaba en las primeras consideraciones sobre la refrigeración, interesa
conseguir cuanto antes la temperatura normal der funcionamiento del motor para
optimizar así su rendimiento y evitar los desgastes excesivos fruto de un funcionamiento
prolongado a bajas temperaturas.
Pero no solo hay que conseguir pronto la temperatura optima de funcionamiento,
además, no deben sobrepasarse unos valores de temperatura críticos que pudieran
ocasionarnos agarrotamientos y defectos de lubricación.
Por todo ello, se encomienda este control de temperatura interna del motor al
termostato, que es una válvula que permite o impide el paso del líquido refrigerante
hacia el radiador en función de si la temperatura alcanzada por este se encuentra por
encima o por debajo de la temperatura de tarado de la válvula.
Además, el sistema de refrigeración puede presentarse con un efecto simple de
accionamiento
o un efecto doble (figura) mediante un sistema de “by-pass” hacia otros
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circuitos.
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TIPOS DE TERMOSTATO
Fundamental se utilizan dos tipos: Los de fuelle y los de capsula.
Los termostatos de fuelle, están formados por soporte metálico que aloja un fuelle
circular de latón relleno de un elemento volátil y con un alto coeficiente de dilatación
como puede ser el éter, el alcohol o la parafina. El contacto del agua caliente con el
fuelle, hace que el elemento interno se volatice, aumenta su volumen y haga expandirse
al fuelle, lo que provoca la apertura de la válvula y el paso a través de ella del
líquido refrigerante.
En los termostatos de capsula, esta sustituye al fuelle y una mezcla de cera de
petróleo más polvo de cuero lo hace con respecto al elemento volátil. El agua caliente
al estar en contacto con la capsula, hace que la cera se dilate obligando a la válvula
a abrirse, oponiéndose a la acción de un muelle, y posibilitando la circulación de agua
hacia el elemento refrigerante. Cuando la temperatura del agua desciende, por la
acción combinada de la contracción de la cera más la acción del muelle, la válvula
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Antonia
permanece
cerrada
posibilitando el aumento de temperatura del líquido de
refrigeración hasta la temperatura optima de funcionamiento del motor.
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VENTILADOR
El ventilador es la parte encargada de forzar un
flujo de aire hacia el radiador para disipar calor
cuando la marcha del vehículo no genera la
suficiente corriente (en ciudad por ejemplo). La
mayoría de los coches utilizan electroventiladores
comandados por el sistema eléctrico del coche.
Normalmente están asociados a un sensor de
temperatura que los pone a funcionar si la
temperatura excede unos límites. Es común el fallo
del termocontacto del ventilador, que provoca que el
ventilador no funcione y el motor pueda llevarse un
calentón. Por otra parte , si alguna de las aspas
estuviese rota por la intrusión de algún objeto, la
refrigeración
podría no ser la adecuada, aparte de
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generar ruidos y vibraciones, algo más habitual en
los todoterrenos.
En los ventiladores de acoplamiento
viscoso, además, el flujo de aire
podría no ser suficiente si el núcleo
viscoso no trabaja adecuadamente.
Detectar el problema aquí puede
ser más difícil a simple vista, porque
las aspas pueden estar girando,
aunque no sea de la forma
suficiente.
Los ventiladores se utilizan para activar y asegurar la circulación de una gran
cantidad de aire a través del radiador con la finalidad principal de enfriar el
líquido refrigerante y a la vez favorecer la refrigeración de los órganos anexos al
motor como puedan ser el alternador, la bomba de gasolina, el carburador, así
como el propio motor.
Con la propia marcha del vehículo, esta circulación de aire ya se establece, pero
tenemos el inconveniente de que, a una velocidad lenta, con el motor en carga o en
las detenciones, la corriente resulta insuficiente cuando no nula.
Con los ventiladores de arrastre permanente, montados generalmente detrás del
radiador y accionados directamente por la bomba de agua, se simplifica el
accionamiento del ventilador, pero surgen desventajas como:
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DESVENTAJAS
• Se hace inútil a gran velocidad del vehículo.
• Funcionan siempre, independientemente de la temperatura del
motor.
• La potencia absorbida crece el cuadrado de la velocidad de
rotación.
• La ventilación forzada presenta pues, a prioridad sólo ventajas,
pero un análisis más detenido nos muestra inconvenientes:
• A velocidad elevada es preciso canalizar adecuadamente el flujo
de aire para que salga por debajo del capó.
• Se ha de conseguir hacer pasar el mayor caudal de aire posible a
través del radiador con la menor absorción de potencia posible.
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• Los ventiladores, en su funcionamiento, no deben emitir zumbidos
indeseados que aumenten la sonoridad del motor.
En la actualidad, el aumento de eficacia del sistema de refrigeración, la
menor absorción de potencia y la mejor regulación de los ciclos térmicos
del motor se consiguen montando electro ventiladores controlados
termostáticamente.
Los motoventiladores o electroventiladores, montados generalmente detrás
del radiador y adosados a éste, aunque nada impide que se dispongan
delante y así sucede en muchas ocasiones, sólo funcionan cuando los
requerimientos térmicos lo hacen necesario, disminuyendo así
considerablemente, la absorción de potencia. Un termocontacto colocado
sobre el mismo radiador o sobre la culata controla la entrada en
funcionamiento del electroventilador alimentando o no de corriente el
motor. Para evitar que la conexión eléctrica pueda invertirse
accidentalmente y evitar la disfunción del sistema, los conectores del
electroventilador suelen ser de un solo sentido de montaje o de terminales
diferentes.
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FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA
Cuando la temperatura del líquido de refrigeración alcanza una temperatura alrededor de los 92 °C, el
termocontacto cierra el circuito permitiendo la llegada de corriente al motoventilador.
El ventilador funciona hasta que consigue hacer descender la temperatura del líquido de refrigeración
alrededor de los 82 °c, momento en el que el termocontacto abre el circuito y deja de funcionar el ventilador.
En la actualidad, sobre todo en aquellos vehículos equipados con aire acondicionado, al disponerse el
radiador de este sistema adosado al radiador del refrigerante, acostumbran a montarse hasta dos
motoventiladores, por la mayor dificultad el paso del aire a través de los dos radiadores, y con dos
velocidades de marcha.
También es habitual en la actualidad, encontrar en el sistema de refrigeración un termocontacto de
postfuncionamiento que suplirá en su función al o los termocontactos de funcionamiento normal al quitar el
contacto del motor.
Los ventiladores electromagnéticos, montados generalmente en vehículos industriales, con la misma disposición
que los ventiladores convencionales de arrastre permanente, consiguen también reducir eficazmente la
absorción de potencia con un funcionamiento muy similar al descrito anteriormente.
Otro sistema muy empleado en vehículos industriales son los denominados de acoplamiento viscoso, donde el
control
deHernández
acoplamiento
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Maria Antonia se realiza mediante un sistema que detecta la temperatura del aire que atraviesa el
radiador y permitiendo o no el arrastre del ventilador por medio de un fluido viscoso, en función de la
temperatura.
CAMARAS DE AGUA
Son las oquedades del bloque y
culata, a través de las cuales pasa el
agua. Estás cámaras, practicadas tanto
en el bloque motor como en la culata,
rodean la cámara de combustión, los
cilindros, los asientos de las bujías, de
las válvulas y sus guías, y en su caso,
aquellas partes que están más en
contacto directo con los gases de
escape.
Las cámaras de refrigeración representan las partes huecas de la culata y del bloque ya que
en su fundición se diseñan para tal fin. Están especialmente estudiadas a fin de que no se
presenten puntos calientes durante la circulación del refrigerante, es decir, rincones o zonas
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donde no se pueda establecer la circulación de una corriente suficiente para evacuar el calor
producido o acumulado.
Se presentan, en el bloque de cilindros, 3 disposiciones,
atendiendo al tipo de cilindros utilizados. Así encontramos:
1. Bloque de camisas secas: Aquellos en que el agua de refrigeración
no entra en contacto directo con las paredes del cilindro por donde
se desliza el pistón. Los cilindros los constituyen unos forros
introducidos a presión en el cilindro fundido alrededor del cual
circula el refrigerante.
Presenta ventajas de economía, reparación, de calidad de materiales y
prácticamente no sufre pérdidas de líquido, aunque puede representar
inconvenientes de refrigeración.
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2. Bloque de camisas húmedas: en esta disposición el refrigerante sí circula
alrededor del cilindro, pero el cilindro es recambiable, es decir, tampoco forma parte
integrante del bloque.
Al igual que la disposición anterior, ofrece mayor facilidad y economía de reparación
y una mayor calidad del cilindro, pero puede ocasionar problemas de estanqueidad,
aunque soluciona eficazmente la refrigeración y la construcción del bloque.
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3. Bloque de cilindros integrales: Donde los cilindros están practicados en el propio
bloque y en el cual el agua de refrigeración circula alrededor de los cilindros por las
oquedades dispuestas durante la fundición del propio bloque.
Es el sistema más sencillo, aunque resulta de complicada fabricación y obliga al
rectificado de cilindros en caso de desgaste, hecho que se produce con mayor
celeridad por la dificultad que representa el tratamiento térmico de cilindro.
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TAPA DEL RADIADOR
Es una pequeña válvula que deja salir el vapor de agua al exterior al alcanzar una
temperatura determinada, que por medio de un resorte abre o cierra la válvula.
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EL LIQUIDO REFRIGERANTE
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Este liquido es el que circula por el
circuito y ayuda a disipar el calor. No
es conveniente utilizar agua, ya que
puede generar óxidos en el circuito y
además tiene un bajo poder
anticongelante que en épocas de mucho
frio podría causar graves averías en el
motor. Para ello hay que utilizar un
anticongelante adecuado siguiendo las
recomendaciones del fabricante del
coche. Es aconsejable cambiarlo cada
dos años aproximadamente para
evitar su deterioro y mantener limpio el
circuito de refrigeración.
Bastaría usar agua en verano y anticongelante en invierno para garantizar la refrigeración del motor y evitar
la congelación del agua para prevenir así las averías y roturas.
Pero aun el agua destilada, a pesar de ser el agua más pura de todas, continúa teniendo en mayor o menor
medida, minerales disueltos y no evita en lo absoluto la tendencia a la corrosión. Si optamos por usar haga,
deberíamos adicionarla con anticorrosivos y a pesar de ello, no evitaríamos, atendiendo a la calidad dl agua,
los depósitos calcáreos, depósitos de lodos, etc.
La base del líquido refrigerante continúa siendo el agua. Pero una mezcla de agua y anticongelante
permanente como la que disponen los actuales circuitos de refrigeración, ha de cumplir, además de evacuar el
calor del motor, con una serie de requisitos indispensables. Así, un buen refrigerante-anticongelante ha de
garantizar, para su uso permanente:
Soportar las más bajas temperaturas sin llegar congelarse cualesquiera que sean las condiciones
climáticas.
No favorecer la herrumbre no corroer los muy diversos elementos y materiales que constituyen un
moderno sistema de refrigeración.
Soportar las elevadas temperaturas de trabajo de los motores modernos sin que la mezcla llegue a
descomponerse no favorecer la formación de depósitos calcáreos.
Ser un buen conductor del calor y resistir la formación de espuma.
OtrosIng.requisitos
menores
son: su olor, que no sea desagradable o demasiado penetrante; su color que,
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distinguirá el circuito equipado con anticongelante-refrigerante; que no rebajen demasiado el punto de
ebullición del agua, y que no sean demasiados expansibles
Los anticongelantes más usados son:
A base de alcohol, para uso no permanente y que presenta un punto de ebullición
demasiado bajo, sobre los 80°C para las exigencias de trabajo de los motores actuales.
A base de hidrocarburo etílico con glicerina y alcohol (glicol etileno), al cual se añade
bórax como inhibidor de la corrosión, agua destilada en una porción mínima del 2% y pequeñas
porciones de colorantes y antiespumantes. A esta mezcla se le denomina anticongelante
permanente.
La denominación “permanente”, no quiere decir que pierda sus cualidades. Significa solo que la
resolución no hierve a temperaturas normales de funcionamiento y que no sustituye atendiendo
a la climatología. Sin embargo, la mayoría de fabricantes aconseja el cambio cada dos años, o
en cualquier circunstancia en que la comprobación del grado de protección, mediante
densímetro apropiado, haya descendido considerablemente.
La solución más comúnmente empleada para los circuitos sellados es la de un líquido
refrigerante- anticongelante a base de agua y glicol etileno entre el 33 y el 50% de este último
elemento. Una solución con un porcentaje de glicol etileno del 50% proporciona una protección
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anticongelante
de -35.6°C.
Debido a la naturaleza del glicol etileno mayor protección
anticongelante la proporciona la mezcla al 68% de este
elemento que es de -67.7°C. Si seguimos aumentando su
proporción, la protección ira disminuyendo hasta llegar a
una solución pura de glicol que nos proporcionaría una
protección de tan solo -22.7°C.
La composición del agua utilizada en mezcla refrigeranteanticongelante de uso permanente tiene gran importancia,
sobre todo por lo que se refiere a la presencia de iones
de cloro y otros, que han de evitarse para, a pesar de los
anticorrosivos, no presentar fenómenos de corrosión en el
circuito. Los fenómenos de corrosión son más frecuentes en
los radiadores de aluminio siendo prácticamente nulos en
los de cobre. En la figura se indica el recorrido del agua
de refrigeración a lo largo del bloque motor en varios
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sentidos
de circulación.
DEPOSITO DE RECUPERACIÓN
Este dispositivo tiene la tarea de hacer circular el liquido refrigerante a través de
todo el circuito, pudiendo impulsar el liquido caliente hacia el radiador para que
así se enfrié y entre nuevamente al motor, disminuyendo la temperatura.
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REFRIGERACIÓN ELECTRÓNICA.
Regulación electrónica
El desarrollo de un sistema de refrigeración con
regulación electrónica tiene como finalidad controlar la
temperatura de servicio del motor dependiendo de un
valor nominal y en función del estado de carga.
El termostato con calefacción eléctrica y los niveles del
ventilador del radiador regulan la temperatura de servicio
óptima según un diagrama característico registrado en la
unidad de control del motor. De este modo se puede
adaptar la refrigeración a cualquier estado de potencia y
de carga del motor.
Ventajas
✓ Reducción del consumo en régimen de carga parcial.
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✓ Reducción
de las emisiones de:
•CO (monóxido de carbono)
•HC (hidrocarburos).
MODIFICACIONES
Respecto al circuito de refrigeración convencional:
✓ Incorporación al circuito de refrigeración por
medio de mínimas modificaciones en su construcción.
✓ Caja de distribución del líquido refrigerante y el
termostato; unidad.
✓ Desaparece el (termostato) del bloque del motor.
✓ La unidad de control del motor dispone, además,
de los diagramas característicos del sistema de
refrigeración con regulación electrónica.
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COMPONENTES PRINCIPALES
Carcasa del distribuidor de refrigerante
Caja de distribución del líquido refrigerante
Se instala directamente en la culata en lugar
del maguito de empalme. En este componente
se han de distinguir dos niveles:
Nivel
superior,
se
suministra
líquido
refrigerante a todas las piezas, excepto a la
bomba de líquido refrigerante.
Nivel inferior, está conectado el retorno del
líquido refrigerante.
Un conducto vertical junta estos niveles y el
termostato abre/cierra este conducto por
medio de pequeños platos de válvula.
En general este componente es la estación
distribuidora del líquido hacia los circuitos.
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COMPONENTES PRINCIPALES
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Unidad de regulación del refrigerante.
El termostato de material de dilatación instalado en la caja
de distribución está rodeado constantemente de
refrigerante. El elemento de cera regula hasta este
momento sin calefacción, pero está diseñado para una
temperatura diferente. La temperatura del refrigerante
funde la cera y hace que ésta se expanda. Esta expansión
produce un desplazamiento en el pasador, normalmente (sin
corriente) de acuerdo con el nuevo perfil de temperatura
del refrigerante de 110°C en la salida del motor.
En el elemento tiene una resistencia de calefacción, al
aplicarse corriente eléctrica calentará el elemento de cera,
y por lo tanto el desplazamiento no sólo se produce por la
temperatura del refrigerante, sino también según lo
indicado en la unidad de control del motor.
CIRCUITO
De refrigeración menor
El circuito corto, en el arranque en frío y
con régimen de carga parcial, sirve para
calentar rápidamente el motor. La
refrigeración del motor controlada según
su unidad aún no está en funcionamiento.
El termostato en la carcasa del
distribuidor del refrigerante ha cerrado el
retorno del radiador, abriendo el corto
trayecto hacia la bomba del refrigerante.
El radiador no interviene en la circulación
del refrigerante.
El nivel de temperaturas en el circuito
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menor para calentar el motor son entres
los 95° C Y 110° C.
De refrigeración mayor
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El circuito mayor es abierto mediante el
termostato del regulador del refrigerante
en donde se alcanza una temperatura
aprox. 110° C o bien es abierto en función
de la carga, controlada por la unidad de
las especificaciones del motor.
En este caso se incluye el radiador en el
circuito del refrigerante.
Para favorecer la refrigeración mediante
el viento exterior o al ralentí, se activan los
ventiladores eléctricos en función de las
necesidades.
El nivel de temperaturas en el circuito
menor para calentar el motor son entres los
85° C Y 95° C.
FUNCIONAMIENTO ELÉCTRICO
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REGULACIÓN DEL REFRIGERANTE EN CALEFACCIÓN
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TERMOGESTIÓN
El único control aplicado al circuito de refrigeración de los vehículos convencionales, es un termostato
mecánico equipado con una capsula de cera termodilatable e insensible a los cambios de presión. En
función a las variaciones de temperatura, la capsula del termostato cierra la circulación de agua hacia
el radiador de refrigeración: el calentamiento se efectúa más rápidamente. Es el único control.
Pero un motor de automóvil funciona en condiciones climáticas y cargas muy variables. La necesidad de
obtener una refrigeración adaptada en toda la escala de potencia y de carga del motor obliga a
implantar una regulación electrónica fina.
Los sistemas de refrigeración clásicos son dimensionados con relación a las condiciones de
funcionamiento térmico más desfavorables (régimen otro máximo, plena carga y baja convección). Por
ello, el circuito de refrigeración está sobredimensionado para una utilización normal del vehículo. En
trayectos inferiores a 3 km (47% de la utilización normal de un vehículo), el consumo medio es un 80%
mayor que para en los trayectos cuya distancia está comprendida entre 10 y 50 km. En un motor
diésel, tipo HDi, entre un arranque en frio (20°C) y un arranque en caliente (90°C), se observa una
diferencia del 10 al 15% del consumo. La gestión térmica del motor es preponderante en el
tratamiento y la repartición de estos contaminantes. Además, los sistemas de devolución modernos
necesitan
temperaturas de por lo menos 200°C para funcionar.
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Los parámetros térmicos de los motores no están optimizados, provocando una degradación de las
prestaciones, del consumo, del nivel de emisiones contaminantes y del confort térmico del habitáculo.
Nos enfrentamos a dos objetivos contradictorios, ya que hace falta obtener
rápidamente temperaturas más elevadas en la escala de carga parcial al ralentí, y
más bajas en la escala de plena carga.
Con relación a los vehículos tradicionales, un motor modificado sobre el concepto de la
termogestión alcanza su temperatura de servicio más rápidamente, después de un
arranque en frio, lo que reduce las emisiones al escape. Una de las vías de mejora de
la depolucion es la optimización de los arranques en frio y de las fases de
calentamiento.
Al ralentí y a la carga parcial, la termogestión permite una temperatura más elevada
del motor. La menor viscosidad del aceite que resulta de ello, reduce las pérdidas de
carga del motor y genera una disminución del consumo con relación a los motores
tradicionales que, en este estado de funcionamiento, están sub-enfriados.
Con una carga elevada del motor, por el contrario, la temperatura del refrigerante
disminuye más rápidamente e incluso en caso de aceleración repentina a pleno gas, no
aparecen puntas de temperatura; esto salvaguarda al motor y puede contribuir a una
mayor duración de los aceites. La termogestión contribuye igualmente a tener
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intervalos
de mantenimiento más largos. Además, del aire admitido esta menos
caliente, lo que genera un aumento de potencia.
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CALEFACCIÓN
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