Sistema De Refrigeración, Qué Es, Partes Y Cómo Funciona

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El sistema de refrigeración en los vehículos es de suma importancia, tanta que si no existiese el motor podría explotar, sí explotar. El motor es una máquina creada con el fin de convertir la energía térmica en energía mecánica, además es conveniente recordar que todos los procesos termodinámicos que incluyan la transformación de calor (energía térmica) en trabajo (energía mecánica) tiene ineficiencias en la conversión de la energía.

Cuando hablamos de ineficiencia en la trasformación de la energía decimos que, el calor que se quiere llevar a trabajo no es directamente proporcional, es decir, toda la energía térmica no se transforma en energía mecánica, dado esto surge la pregunta, ¿A dónde va la energía que no se transforma?, esa energía térmica que no se transforma en mecánica se transforma en otras energías, cinéticas, por ejemplo, en forma de fricción que acumula calor en las partes móviles responsables de la trasformación de la energía térmica.

En el caso del motor, las bielas, pistones y cigüeñal por decir algunas. Entonces, ¿Qué hacemos con ese calor transmitido?, aquí radica la importancia de contar con un sistema de refrigeración, ya que el manteamiento de la temperatura del motor está a su cargo, y ya sabemos que el motor es el corazón de nuestros autos. El sano comportamiento y trabajo del corazón del auto tendrá sujeto un vehículo sano, duradero y además más económico.

¿Qué es el sistema de refrigeración?

sistema de refrigeracion

El sistema de refrigeración está constituido entre otras cosas por un radiador, una bomba, un termostato, conductos o mangueras, ventilador y el fluido refrigerante. Todos estos elementos trabajan en conjunto para controlar la temperatura de operación del motor y obtener un óptimo desempeño. El sistema utiliza propiedades termodinámicas y principios de la mecánica de fluidos para trasladar la energía térmica en forma de calor producida en la combustión del motor y la disipa a través de la acción del radiador y el ventilador.

El circuito se lleva a cabo de la siguiente manera, el fluido refrigerante que se mueve a través de las mangueras o ductos llega a un intercambiador de calor, mejor conocido como radiador, de allí el efecto circulante disipa calor, un elemento adicional es el ventilador que por acción del aire elimina calor, ya que, el aire es enviado por la acción de las aspas a los tubos del radiador y ese efecto elimina calor, esto tiene su principio en la ley 0 de la termodinámica, que expresa que, cuando dos cuerpos están en equilibrio (fluido refrigerante y radiador) térmico con un tercero (aire), estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí.

Esto quiere decir, que cuando un tercer elemento en este caso aire, es expuesto a dos, que ya están en supuesto equilibrio, la presencia del tercero hará que se busque el equilibrio entre los 3, y como la temperatura del aire es obviamente menor en el momento que el fluido refrigerante sale del motor, el aire absolverá calor de éste.

Partes del sistema de refrigeración

A continuación, describiremos un poco de cada una de las partes que componen el sistema de refrigeración del auto.

sistema de refrigeraciones

Radiador:

El radiador es un elemento del auto dentro del sistema de refrigeración que usa aire y líquido para reducir las altas temperaturas que se generan en el motor debido a la combustión. Por lo general, el radiador está formado por un grupo de tubos de cobre que están situados espaciadamente y en paralelo. Estos tubos están dotados también con un sistema de aletas que permite ampliar la superficie a través de la cual se disipa el calor.

Bomba refrigerante:

Es una bomba hidráulica cuyo objeto es aspirar el fluido refrigerante del radiador y la hace circular por el interior del bloque y la culata para refrigerar los cilindros y la cámara de combustión. La bomba está formada por una carcasa de aleación ligera o de fundición (en los modelos más antiguos), se encuentra unida al bloque del motor con mediación de una junta de cartón amianto para hacer interrumpir la unión.

En el interior de la misma se mueve una turbina de aletas, la cual está unida al árbol de mando de la bomba, éste se apoya sobre la carcasa por intermedio de uno o dos cojinetes de bolas. Con el fin de evitar fugas de fluido a través del mismo se une con un sello mecánico acoplado al árbol de levas. Finalmente, en el otro extremo del árbol va montado un cubo al cual se une la polea de mando, y el ventilador.

Termostato:

El termostato es un elemento de tipo válvula, esta válvula se encuentra ubicada entre el radiador y el motor, como toda válvula lo que hace es regular la entrada y salida de un fluido determinado. En este caso el fluido que regula es el refrigerante del vehículo, esto lo hace a través de la medición de la temperatura que sale del motor y va hacia el radiado y viceversa, en función de esa temperatura, la válvula se abre o cierra en mayor medida.

La función principal del termostato dentro del sistema de refrigeración es la de mantener el motor caliente, lo más pronto posible, por lo cual actúa en la mayoría de los casos como una válvula doble. Cuando el motor está totalmente frío, cierra el paso de líquido hacia el radiador y abre una derivación de refrigerante, para hacer que el agua circule únicamente en el motor, incrementando más rápido la temperatura del líquido.

Es recomendable cambiarlo cada año junto con el anticongelante. El problema principal del termostato consiste en que se mantenga cerrado, cosa que, aunque no es muy común, puede ocurrir, y si sucede, el motor se recalienta muy rápidamente. Por supuesto, es posible también que el termostato no abra del todo, contribuyendo así a un severo sobrecalentamiento. Argumentando esto, muchos mecánicos poco profesionales, recomiendan quitarlo, no haga caso de esto y cambie de mecánico.

Mangueras o conductos:

El sistema de refrigeración está provisto de dos mangueras de caucho que resisten altas temperaturas y alta presión. La manguera de la parte superior es por donde transita fluido refrigerante caliente y la ubicada en la parte inferior es por donde circula el fluido refrigerante frío.

Ventilador:

El ventilador es un elemento generalmente dentro de un armazón con aletas que empuja y succiona aire. El ventilador del radiador tiene un trabajo importante en el compartimiento del motor debe enfriar el fluido refrigerante que circula por el bloque y los pasajes principales, así como reducir la temperatura del motor. Los diseños de ventiladores tienen propósitos específicos para diferentes tamaños y características de vehículos.

Todos tienen la misma función básica, que implica el suministro de aire adicional, pero especialmente en condiciones de motor con revoluciones por minuto bajas y en ocasiones en donde el vehículo no está en movimiento.

Tapa del radiador:

Es una pequeña válvula que deja salir el vapor del fluido refrigerante al exterior al alcanzar una temperatura determinada, que por medio de un resorte abre o cierra la válvula. El muelle mantiene la válvula cerrada realizando una cierta presión sobre ella. Si al vapor del fluido refrigerante supera la presión del muelle, la válvula se abre y lo deja salir. Cuando la presión disminuye se cierra.

Refrigerante:

El líquido refrigerante funciona como socio perfecto para el agua que se utiliza en el radiador, haciendo la mezcla del fluido refrigerante. Además de evitar el calentamiento y fallas en el motor, el refrigerante se encarga que el agua normal no se congele fácilmente. En condiciones normales los líquidos se congelan al llegar a los 0°, pero con el uso del líquido refrigerante es temperatura puede descender hasta los -30°. Sin mencionar que evita la corrosión y la oxidación de las piezas metálicas del sistema de refrigeración.

Los compuestos del líquido refrigerante son:

  • Agua destilada.
  • Anticongelante.
  • Bórax.
  • Antiespumante.
  • Colorante.

Funcionamiento del sistema de refrigeración

El fluido refrigerante contenida en un depósito, denominado radiador, sale por la parte inferior del mismo y es impulsada por una bomba de tipo centrífugo que lo circula por los huecos del motor entrando en contacto con las paredes del cilindro y de la cámara de combustión y evacuando la parte del calor producido en la combustión que absorben los elementos del motor, que, como se ha expuesto es preciso eliminar.

El fluido refrigerante circula en un circuito cerrado que lo lleva, refrigerado desde la parte inferior del radiador, por el interior del motor, y caliente por la energía absorbida, desde la parte superior de la culata hasta la parte superior del radiador, donde es enfriada a su paso por un panel intercambiador de calor con el aire atmosférico.

Como el motor debe tener una temperatura media próxima a 75-110º C, y el salto térmico en el fluido refrigerante desde la temperatura de entrada al bloque y la de su salida por la culata, para hacer que el motor alcance tras su arranque rápidamente la temperatura de régimen y para evitar cambios bruscos entre la temperatura y salida del fluido refrigerante de refrigeración en el motor, se coloca en el circuito una válvula termostática que regula el paso del líquido, desviándolo de nuevo hacia la bomba o haciéndolo pasar por el radiador.

Una corriente de aire producida por el ventilador movido por el propio motor, además de forzar el paso del aire a través del radiador para mejorar su eficiencia, refrigera otros elementos tales como el generador de corriente o los conductos de escape.

  • La bomba de agua es de tipo centrífugo, y consta de una carcasa de aleación ligera unida al bloque motor en cuyo interior gira una turbina accionada desde el cigüeñal mediante una correa y dos poleas. Desde una de las poleas hasta la turbina el movimiento se transmite mediante un eje que gira sobre rodamientos de bolas, en el cual, para evitar fugas de líquido, se coloca un retén que actúa como prensaestopas.sistema de refrigeraciones

El caudal que envían este tipo de bombas es proporcional al cubo de su velocidad de giro, por lo que se adaptan automáticamente a las necesidades de refrigeración del motor ya que, cuanto más rápidamente gira el motor, más caudal de agua envían y mayor es la capacidad de refrigeración.

  • La válvula reguladora de temperatura, se sitúa en la salida de agua caliente de la culata, mantiene la temperatura ideal de funcionamiento del motor. La cual como se ha debe mantenerse próxima a 85º C para obtener un funcionamiento redondo del motor con un rendimiento máximo.

La referida válvula, graduada a la temperatura de funcionamiento del motor, cuando la temperatura del fluido refrigerante es inferior a la necesaria, cierra el paso hacia el radiador, con lo cual entra de nuevo en la bomba sin ser refrigerada, lo que hace que alcance muy pronto la temperatura de régimen. Cuando ha alcanzado la temperatura adecuada la válvula deja libre la circulación hacia el radiador, con lo que antes de entrar en el motor es refrigerada.

El principio de funcionamiento de la válvula reguladora de temperatura consiste en aprovechar la dilatación que origina el aumento de temperatura en algunos materiales. Para ello se colocan en un fuelle el cual se une a la cabeza de una válvula que abre y cierra un orificio por el que debe pasar el fluido refrigerante. Cuando la temperatura aumenta el fuelle se dilata y abre el paso del líquido.

En la figura pueden apreciarse las dos posiciones extremas de funcionamiento.

sistemas de refrigeracion

En los vehículos actuales, para alcanzar rápidamente la temperatura de régimen y mantenerla independientemente de las condiciones climáticas, el ventilador funciona accionado mediante un motor eléctrico que se pone en marcha sólo cuando el motor supera la temperatura deseada. Para ello utilizan un sencillo circuito electrónico, como el que se muestra en la siguiente figura:

sistemas de refrigeraciones

Este sistema de accionamiento del ventilador, de forma independiente del motor, consigue un mayor rendimiento, un menor consumo específico y reduce la emisión de ruidos producidos por el motor.

  • El radiador es un contenedor de líquido formado por dos depósitos, uno superior y otro inferior, unidos entre sí de forma que el agua circula al pasar de uno a otro por conductos que ofrecen, además de una gran conductividad térmica, una alta superficie de irradiación.circuito de refrigeracion

En el depósito 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 siguiente figura:

circuito de refrigeraciones

En condiciones normales de temperatura del motor ambas válvulas se mantienen cerradas por la acción de sus respectivos muelles, pero cuando la temperatura del motor supera la prevista, la presión del vapor aumenta hasta sobrepasar la acción del muelle que impide la salida, y el vapor de agua sale y se licúa, fuera del radiador, en un depósito anejo denominado vaso de expansión.

Cuando el fluido refrigerante del radiador se enfría se produce un vacío interno que hace que la segunda válvula se abra y el líquido del vaso de expansión pase de nuevo al radiador, con lo que se restablece automáticamente el nivel.

circuitos de refrigeraciones

  • En los tractores, como en general en todos los vehículos, se coloca, en lugar fácilmente visible por el tractorista, un termómetro indicador de la temperatura del agua de refrigeración, que permite evitar los importantes problemas que podría ocasionar un calentamiento excesivo del motor.
  • El agua de refrigeración, que ofrece inconvenientes que es preciso evitar, como son su poder oxidante y su punto de congelación, se usa disolviendo en ella aditivos químicos a base de alcohol etílico mezclado con glicerina y otros productos, que reducen su capacidad de corrosión, su punto de congelación y la formación de espumas.

El mundo automotriz puede resultar muy complicado, pero es muy apasionante, entenderlo cada día más nos lleva amarlo de igual manera. Desde el mundo del motor, instamos a los lectores a conocer más acerca del maravilloso mundo de los autos para de esa manera tener una mayor conciencia en su uso.

El sistema de refrigeración para nuestros autos repercute en gran medida en la eficiencia del vehículo, y conocerlo es de vital importancia para llevar a otro nivel el entendimiento del auto, imagínese que use solo agua para la refrigeración en un ambiente de cero grados, seguro se le dañará todo el circuito motor, pero, sabiendo lo que está escrito aquí no le pasará eso. Ya sabe, ¡el que no sabe es como el que no ve!

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Puedes leer también: El Radiador.

4 Comentarios

  1. gracias por tomarse la libertad de redactar este informe sobre sistema de refrigeración de un motor,
    en mi persona me ha sido de mucha ayuda gracias por regalarnos esta información bien explicada y se que sera de mucha ayuda para muchas persona gracias y éxitos

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