Sistemas de Refrigeración en Motores de Combustión Interna: Funcionamiento y Mantenimiento

Cuestionario sobre Sistemas de Refrigeración en Motores

1. ¿Qué misión cumple la refrigeración en el motor?

Su misión principal es mantener la temperatura de régimen en el motor y asegurar que no se sobrepase la temperatura máxima permitida para evitar daños estructurales o averías graves en los componentes internos.

2. ¿Qué sistemas se emplean en la refrigeración de los motores y en qué se diferencian?

Se emplean principalmente dos sistemas: refrigeración por aire y refrigeración por agua.

• Sistema de refrigeración por agua: Dispone de la circulación de un líquido (mezcla de agua y aditivos) a través de las cámaras formadas alrededor de las paredes del cilindro y las cámaras de combustión en la culata.
• Sistema de refrigeración por aire: Se canaliza el aire y se hace circular alrededor de las paredes de los cilindros y la culata, de la cual se sustrae el calor depositado.

Refrigeración directa

Se emplea este sistema en motocicletas, donde el motor va situado expuesto completamente al aire. La refrigeración se efectúa por el aire que impacta sobre las aletas durante la marcha del vehículo; por tanto, la refrigeración es más eficaz cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento.

Refrigeración forzada

El sistema de refrigeración forzada por aire es utilizado en vehículos donde el motor va encerrado en la carrocería y, por tanto, tiene menor contacto con el aire exterior. Consiste en un potente ventilador movido por el propio motor, el cual crea una fuerte corriente de aire canalizada convenientemente hacia los cilindros para obtener una refrigeración eficaz, incluso cuando el vehículo se desplaza a marcha lenta.

3. ¿En qué consiste la refrigeración por aire y cómo se realiza?

En este sistema, se canaliza el aire y se hace circular alrededor de las paredes de los cilindros y la culata para extraer el calor. Para facilitar la evacuación térmica, se aumentan las superficies radiantes del bloque y la culata dotándolas de aletas.

4. ¿En qué consiste la refrigeración por agua y cómo se realiza actualmente?

Consiste en la circulación de un líquido refrigerante a través de cámaras internas en el motor. En el circuito se inserta un radiador, donde el líquido, a su paso, transmite al aire ambiente el calor absorbido previamente en el bloque y la culata.

5. ¿Qué ventajas presenta la refrigeración por aire con respecto a la refrigeración por agua?

• Sencillez del sistema: Se obtiene un menor peso muerto del motor al eliminar elementos como el radiador y manguitos.
• Menor mantenimiento: Se consigue al eliminar posibles averías en los elementos auxiliares de refrigeración.
• Optimización del espacio: El motor ocupa menos lugar, factor clave en vehículos pequeños y motocicletas.
• Resistencia a temperaturas críticas: No está sometido a la ebullición o congelación del líquido. Se pueden dimensionar las aletas para asegurar una temperatura óptima.
• Mayor rendimiento térmico: Disminuye las pérdidas de calor por refrigeración (aproximadamente un 18% menos que en el sistema por agua).

6. ¿En qué consiste la refrigeración mixta y qué ventajas representa?

Consiste en enfriar el agua mediante un ventilador que fuerza el paso de aire por el radiador. Este ventilador suele ser movido por el cigüeñal mediante una polea y correa.

Este sistema ofrece la ventaja de ser autónomo y autorregulador, ya que el caudal de aire aumenta proporcionalmente con la velocidad del motor.

7. ¿Qué misión cumple el tapón del radiador?

El tapón cumple tres funciones: sirve para el llenado, actúa como cierre hermético para mantener la presión (elevando así el punto de ebullición) y funciona como válvula de seguridad en caso de sobrepresión por avería.

8. ¿A qué se llama circuito abierto y cerrado de refrigeración y en qué se diferencian?

• Circuitos abiertos: El sistema se comunica con la atmósfera a través de las válvulas del tapón. Esto provoca la pérdida de vapor de agua, obligando al conductor a reponer líquido frecuentemente.
• Circuitos cerrados: Son los más utilizados actualmente. El radiador se comunica con un depósito de expansión. Los gases de evaporación se licúan al contacto con el líquido del depósito y retornan al circuito cuando se produce vacío, evitando pérdidas por condensación.

9. ¿Cómo está constituida la bomba de agua y qué misión cumple en el circuito?

Está constituida por una carcasa de aluminio, juntas de estanqueidad, el cuerpo de la bomba, una polea y el rodete interno. Su misión es recoger y circular el líquido por todo el circuito para mantener la temperatura correcta.

10. ¿Cómo se efectúa la regulación de temperatura en el motor?

Se regula actuando sobre el caudal de aire (mediante electroventiladores) y sobre el caudal de agua (mediante la válvula termostática o termostato).

11. ¿Entre qué límites debe mantenerse la temperatura del agua en el motor y por qué?

Debe mantenerse entre 90 y 100 °C. A esta temperatura de régimen es donde los motores de combustión obtienen su mejor rendimiento.

12. ¿Qué ventajas se obtienen haciendo funcionar el ventilador independientemente del motor?

• Permite la refrigeración incluso con el motor parado.
• Elimina la necesidad de poleas y correas de arrastre mecánicas.
• Facilita el montaje transversal del motor al no condicionar la posición del radiador.

13. ¿Para qué se utilizan los anticongelantes en el circuito de agua de refrigeración?

Se utilizan para reducir el punto de congelación (hasta -30 °C) evitando daños en el bloque y radiador, para elevar el punto de ebullición (entre 110 y 150 °C) y para evitar la corrosión interna.

14. ¿Qué productos intervienen esencialmente en los anticongelantes?

El aditivo principal es el etilenglicol (compuesto derivado de la glicerina o alcohol). Se mezcla con agua destilada en distintas proporciones para determinar el punto de congelación deseado.

15. ¿Qué averías pueden producirse en el circuito de refrigeración por agua?

Las averías más comunes son: pérdidas de líquido, sobrecalentamiento excesivo del motor o lentitud para alcanzar la temperatura de régimen.

16. ¿Cómo se localizan las pérdidas de agua en el circuito y cómo se reparan?

Se localizan visualmente por la formación de depósitos blanquecinos alrededor de la fuga. También se puede usar un comprobador de estanqueidad (bomba neumática con manómetro) para detectar caídas de presión.

Se reparan apretando abrazaderas, sustituyendo juntas o reemplazando los componentes averiados.

17. Determinar las causas de un calentamiento anormal en el motor.

Para diagnosticarlo se deben realizar las siguientes comprobaciones:

• Verificar el tapón del radiador o vaso de expansión y la presión de apertura de su válvula.
• Revisar el estado y tensado de la correa del ventilador y la bomba de agua.
• Comprobar el funcionamiento del electroventilador conectándolo a corriente directa.
• Verificar el termocontacto sumergiéndolo en agua caliente y comprobando su continuidad con una lámpara de pruebas.

18. ¿Cómo se comprueba el termostato?

Se sumerge en un recipiente con agua y se calienta. Se debe observar que la válvula se abra al alcanzar su temperatura de trabajo específica.

19. ¿Cómo se comprueba la obstrucción en el circuito?

Se observa el color del anticongelante y la presencia de suciedad en el vaso de expansión. Un síntoma claro de obstrucción es cuando los manguitos se endurecen excesivamente debido a la presión interna.

20. ¿Cómo debe realizarse el lavado del circuito?

Se vacía el circuito y se llena con agua limpia y un producto desincrustante. Se hace funcionar el motor durante media hora, se vacía nuevamente y se enjuaga con agua limpia con el motor en marcha hasta que el agua salga totalmente cristalina.

EJERCICIOS

1.º Dibujar esquemáticamente el recorrido que efectúa el agua de refrigeración en un circuito, cuando el motor se encuentra a su temperatura normal de régimen.

2.º Dibujar esquemáticamente el recorrido que efectúa el agua de refrigeración en un motor, cuando este se encuentra por debajo de su temperatura de régimen.