Comprender el sistema de enfriamiento en motores de combustión interna

Debido a que los motores de combustión interna generan calor a una temperatura extremadamente alta, se emplea el sistema de enfriamiento. La circulación del enfriamiento determinará cuánto tiempo funcionarán el motor y su componente. En los motores de automóviles, el proceso de enfriamiento es por agua o por aire, pero ambos procesos tienen su eficacia. Aunque el aceite lubricante también ayuda a enfriar las partes del motor hasta cierto punto.

Mucho ha cambiado a lo largo de los años en los automóviles, pero no hay muchos cambios en el sistema de refrigeración del motor. Bueno, los diseños modernos son más confiables y eficientes al hacer la circulación a través del motor. El diseño es tan eficiente que mantiene el motor a una temperatura constante. Incluso si la temperatura exterior es alta a unos 110 grados Fahrenheit o 10 bajo cero, el enfriamiento sigue siendo constante. La economía de combustible podría sufrir y las emisiones aumentarán.

Hoy veremos la definición, funciones, componentes, diagrama, tipos, principio de funcionamiento, así como el mantenimiento y reparación de un sistema de refrigeración en motores de combustión interna.

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¿Qué es el sistema de refrigeración del motor? ?

El sistema de enfriamiento es un conjunto de componentes que permite el flujo de refrigerante líquido a los pasajes en el bloque del motor y la cabeza para absorber el calor de la combustión. El fluido calentado luego regresará al radiador a través de una manguera de goma, para su enfriamiento. A medida que el fluido calentado (agua caliente) fluye hacia el radiador a través de los tubos delgados, una corriente de aire lo enfría.

Los motores de combustión interna modernos se enfrían tanto con agua como con aire, pero algunos motores usan aire o líquido para eliminar el calor residual del motor. Los motores pequeños o de propósito especial se enfrían con aire de la atmósfera, lo que hace que el sistema sea liviano y relativamente menos complejo. Mientras que en algunos motores, el calor se transfiere desde un circuito cerrado de agua al radiador donde se logra el enfriamiento.

El agua tiene una mayor capacidad y puede mover rápidamente el calor del motor que el aire. Los componentes del sistema de refrigeración por agua añaden peso, complejidad y coste al motor. El sistema es bueno para motores de mayor potencia que producen más calor residual pero pueden mover más peso.

Funciones del sistema de refrigeración del motor

A continuación se detallan las funciones de un sistema de refrigeración en motores de combustión interna:

La esencia del sistema de enfriamiento en los motores IC se debe a que la temperatura de los gases quemados (gas de combustión) en el cilindro del motor es de hasta 1500 a 2000 grados centígrados. Esto está por encima del punto de fusión del material de la culata y el cuerpo del motor. por lo tanto, si el calor no se disipa, se producirán problemas graves y fallas en el material del cilindro.

Otra función del sistema de enfriamiento en el motor del automóvil es reducir la temperatura del aceite lubricante que lubrica y enfría las partes móviles. Las temperaturas muy altas hacen que la película del aceite lubricante se oxide, lo que produce depósitos de carbón en la superficie. Esto a menudo resulta en el agarrotamiento del pistón.

Porque demasiada eliminación de calor reduce la eficiencia térmica del motor. El sistema está diseñado para eliminar al menos el 30% del calor generado en la cámara de combustión.

Un sistema de enfriamiento funcional debe poder eliminar el calor a un ritmo rápido cuando el motor está caliente. Los motores están fríos durante el arranque, no se necesita mucho enfriamiento para que las piezas de trabajo puedan alcanzar su temperatura de trabajo en poco tiempo.

Las temperaturas más altas reducen la eficiencia volumétrica del motor. Y debido al sobrecalentamiento, las mayores diferencias de temperatura darán como resultado la distorsión de los componentes del motor debido a las tensiones térmicas establecidas. Para ello, se requiere un sistema de refrigeración funcional para mantener normal la variación de temperatura.

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Componentes del sistema de refrigeración del motor

A continuación se muestran los componentes del sistema de refrigeración en un motor de combustión interna y sus funciones:

Radiador:

Esta pieza de refrigeración del motor está formada por tubos y tiras de aluminio que zigzaguean entre los tubos. El fluido a alta temperatura fluye dentro del radiador a través de una manguera. Este fluido calentado luego se transfiere desde el tubo a la corriente de aire, que luego se expulsa a la atmósfera.

Ventilador de refrigeración:

El ventilador de refrigeración se encuentra un poco después del radiador, que es el más cercano al motor. la pieza está diseñada para proteger los dedos y dirigir el flujo de aire. Sopla aire al radiador para enfriar el líquido caliente mientras el motor está en marcha, por lo que el ventilador ayuda a enfriar la temperatura del radiador.

Un ventilador eléctrico moderno es controlado por la computadora del vehículo. Hay un sensor de temperatura que controla la temperatura del motor y envía la información a la ECU.

Tapón de presión y depósito de reserva:

Los radiadores ahora están diseñados con una tapa de presión para que el refrigerante presurizado fluya a medida que se expande. Por lo tanto, la función de la tapa presurizada es mantener la presión en el sistema de enfriamiento hasta cierto punto. Esta tapa presentaba una válvula de resorte, calibrada a las libras por pulgada cuadrada (psi) correctas. si la presión supera los puntos de presión establecidos, se abre y se purga una pequeña cantidad de refrigerante.

El tanque de reserva es un depósito que recoge el refrigerante purgado de la tapa presurizada. El tanque generalmente está hecho de plástico y puede indicar la temperatura del refrigerante.

Bomba de agua:

La bomba de agua es otro componente importante del sistema de enfriamiento del motor. Está montado en la parte delantera del motor y mantiene la circulación del refrigerante mientras el motor está funcionando. La pieza está hecha de hierro fundido o aluminio fundido y un álabe impulsor que bombea el refrigerante.

Termostato:

Un termostato es simplemente una válvula que detecta o mide la temperatura del refrigerante del motor. Si el refrigerante no está lo suficientemente caliente, el termostato permanece cerrado, pero tan pronto como la temperatura del refrigerante alcanza una temperatura específica, se abre y permite que el refrigerante fluya a través del radiador.

Núcleo del calentador:

El refrigerante caliente sirve mucho mejor para el interior del automóvil cuando es necesario. Para lograr esto, el sistema de enfriamiento está diseñado con un núcleo de calentador que se parece mucho al radiador. El componente se conecta mediante un par de mangueras de goma para recolectar y devolver el refrigerante de la bomba de agua a la parte superior del motor. Hay un ventilador que sopla el núcleo del calentador que luego suministra calor del refrigerante caliente al interior del automóvil.

Mangueras:

La circulación completa de refrigerante desde el radiador a una parte interna del motor de regreso al radiador y algunos componentes asociados se logra mediante mangueras. Pero las mangueras principales se conocen como mangueras superior e inferior del radiador. Son más grandes y anchas en comparación con otras.

Sistema de derivación:

Este componente funciona cuando el refrigerante del motor está lo suficientemente caliente como para abrir el termostato. Por lo tanto, permite que el refrigerante se desvíe del radiador y regrese directamente al motor para que la temperatura del refrigerante pueda equilibrarse. a menudo están disponibles como mangueras de goma, pero algunos fabricantes usan un tubo de acero fijo.

Juntas de culata y juntas de colector de admisión:

Este componente también ayuda al sistema de refrigeración del motor, ya que ajusta de forma segura las superficies de contacto de la cámara de combustión. Previene la fuga de refrigerante y aceite fuera del motor o hacia la cámara de combustión. Incluso cuando las superficies de contacto están maquinadas con precisión y ajustadas, el refrigerante aún puede fluir a través de ellas. Por eso se emplean las juntas.

Tapones de congelación:

Esta es una parte del motor que se fabricó con arena especial junto con metal fundido. Se amoldaba a la forma de los pasajes de refrigerante en el bloque del motor. El refrigerante fluye a través de la pieza, por lo que debe taponarse en el orificio, de lo contrario, el refrigerante se derramará.

La mayoría de los componentes del sistema de enfriamiento se han discutido completamente en una nueva publicación. Debe consultarlos para tener una comprensión clara de ellos.

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El esquema completo de un sistema de refrigeración en un motor de combustión interna ene:

Tipos de sistema de refrigeración del motor

Hay dos tipos de sistemas de refrigeración en los motores de combustión interna:

Sistema de refrigeración por aire:

En los tipos de aire de un sistema de enfriamiento, el calor que refleja las partes externas del motor es radiado y expulsado por la corriente de aire. Esta corriente de aire se obtiene de la atmósfera que se dirige efectivamente a los componentes del motor por las aletas. Las aletas están hechas de crestas metálicas, el tamaño determina la cantidad de calor que se soplará siempre durante el proceso.

El sistema de refrigeración por aire depende del área total de las superficies de las aletas, la velocidad del aire de refrigeración y la temperatura de las aletas y del aire de refrigeración. El sistema de refrigeración es adecuado para tractores de menor potencia, scooters, motocicletas, aviones pequeños y motores de automóviles pequeños. Algunos motores industriales pequeños también están diseñados para utilizar un sistema de refrigeración por aire.

Ventajas del sistema de refrigeración por aire:

A continuación se muestran los beneficios de los motores con sistema de refrigeración por aire:

• El sistema es más barato de fabricar.
• Es más liviano porque el diseño no incluye camisas de agua, radiador, bomba de circulación ni el agua misma.
• Menos requisitos de mantenimiento.
• No se producirá el riesgo de daños por heladas, como grietas en las camisas de los cilindros o el tubo de agua del radiador.
• Los motores refrigerados por aire son menos complejos

Sistema de refrigeración por agua:

Hasta ahora, hemos discutido mucho sobre los tipos de agua del sistema de enfriamiento porque son comunes en los motores de los automóviles. Bueno, sirven para dos propósitos en el funcionamiento de un motor que incluyen eliminar el exceso de calor evitando que se sobrecaliente. Además, mantiene el motor a una temperatura de trabajo eficiente y económica.

El sistema de refrigeración por agua es de cuatro tipos diferentes que incluyen:

• Sistema directo o sin retorno
• Sistema de termosifón
• Sistema de tolva
• Sistema de bomba/circulación forzada

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Principio de funcionamiento

Tal como se mencionó anteriormente, el sistema de enfriamiento automotriz es de dos tipos. En esta explicación, cubriremos el funcionamiento del sistema de refrigeración por agua. El sistema está hecho de pasajes dentro del bloque del motor y cabezas y una bomba de agua que hace circular el refrigerante. También está compuesto por un termostato que controla la temperatura del refrigerante y una tapa de radiador para controlar la presión del sistema. El refrigerante fluye a todos estos puntos con la ayuda de mangueras interconectadas.

El sistema de refrigeración por agua funciona transfiriendo refrigerante líquido a través de pasajes en el bloque del motor y las cabezas. El refrigerante fluye desde el radiador para absorber la producción excesiva de calor durante el proceso de combustión. Después de que el refrigerante recibe calor, se transfiere al radiador a través de una manguera de goma. Tan pronto como el refrigerante caliente ingresa al radiador, comienza el enfriamiento. El enfriamiento se logra mediante la corriente de aire que ingresa al compartimiento del motor desde la parte delantera del vehículo.

Una vez que el refrigerante se enfría, regresa al motor para realizar el mismo proceso. La bomba de agua ayuda a la circulación de refrigerante a entrar hacia los pasajes ocultos. Hay un termostato ubicado entre el motor y el radiador para garantizar que el refrigerante se caliente a una cierta temperatura preestablecida antes de ingresar al radiador. El termostato permanece cerrado, si detecta refrigerante enfriado, por lo que en lugar de detener el proceso de circulación, pasa por alto el radiador y regresa al motor.

El sistema de refrigeración está diseñado con una válvula de presurización para evitar que el refrigerante hierva. Dado que bajo presión, la ebullición del refrigerante aumentará, la tapa del radiador está diseñada para aliviar la presión en caso de que exceda un cierto punto. De lo contrario, demasiada presión destruirá los componentes del sistema, como las mangueras y otras piezas.

Ver vídeo del sistema de refrigeración por agua:

Mantenimiento del Sistema de Refrigeración

Dado que el sistema de refrigeración es muy vital en un motor, se debe garantizar el mantenimiento para salvar la vida útil del motor y del sistema de refrigeración. El mantenimiento más común que se puede realizar es enjuagar y rellenar periódicamente el refrigerante del motor. Al hacerlo, hay una cantidad de aditivos en el anticongelante que ayudan a prevenir la corrosión en el sistema de enfriamiento.

Como siempre indicarán los fabricantes, el uso de refrigerante común causará corrosión, que tiende a aumentar cuando varios tipos de metal interactúan entre sí. Esto causará una incrustación que eventualmente se desarrollará y comenzará a obstruir los tubos delgados y planos en el núcleo del calentador y el radiador. El motor eventualmente se sobrecalentará cuando eso suceda.

El anticongelante es muy importante ya que los usuarios del vehículo deben tomar nota de sus funciones en su sistema de refrigeración. Ya que aumentará la vida útil del motor y también les ahorrará algo de dinero. La fórmula anticongelante puede servir durante cinco años o 150 000 millas antes de reemplazarla. Suele ser de color rojizo y verdoso.

Como el sistema de enfriamiento de lavado inverso requiere equipo profesional y especial, asegúrese de que la operación se realice en el taller mecánico adecuado. Durante el proceso de mantenimiento, se deben probar algunos pequeños componentes importantes, como el termostato, la tapa de presión del radiador, la bomba de agua, etc., si son débiles, asegúrese de cambiarlos.

Se debe realizar una prueba de presión para identificar cualquier fuga externa en las partes del sistema de enfriamiento. Piezas como el radiador, el paso del refrigerante, las mangueras del calentador y el núcleo del calentador. El ventilador del motor también debe funcionar correctamente.

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En conclusión, hemos profundizado para ver qué es el sistema de enfriamiento en los motores de combustión interna, que explicamos que es la circulación de refrigerante en el sistema del motor para absorber el calor. también vimos funciones del sistema de enfriamiento en varias áreas y sus componentes. Los sistemas de refrigeración por aire y agua se examinaron como los dos tipos disponibles en el motor del automóvil. finalmente, se trató el trabajo y el mantenimiento.

Espero que se logre el conocimiento si es así, amablemente, comente y recomiende este sitio a otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!