REFRIGERACION EN EL AUTOMOVIL

PUBLICADO POR ERIK SANTIAGO CARDENAS RUBIANO

EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

Misión del sistema de refrigeración
Al hablar del motor de explosión decíamos que en su funcionamiento se aprovechaba parte de la energía química existente en un combustible y que se transformaba en energía mecánica.


La transformación se hacía mediante la inflamación de la mezcla que producía una explosión. En esta explosión se desarrolla un extraordinario calor, hasta el punto que la mayor parte de la energía que no se utiliza, sí da lugar al calentamiento y por consiguiente a muy elevadas temperaturas en los elementos y piezas de la cámara de explosión, principalmente durante el tiempo de escape.
Esta temperatura, que en el momento de la explosión se acerca a los 2.000 grados (temperatura instantánea), produciría una dilatación tal, que las piezas llegarían a agarrotarse, dando lugar por otra parte a una descomposición del aceite de engrase.
Ahora bien, no solamente se produce calor en la cámara de compresión, sino también en los cilindros, pues aún cuando en ellos no tiene lugar la explosión y no están sometidos a la temperatura instantánea que ésta provoca, sí lo están a la de los gases durante el tiempo de explosión y por otra parte al calor producido por el frotamiento continuo del pistón sobre sus paredes.
Para eliminar en parte ese calor y evitar los perjuicios que puede ocasionar se recurre a la refrigeración de las piezas o elementos del motor que más calor reciben. Ello se consigue con el sistema de refrigeración.
Este calor absorbido no ha de ser ni muy poco (ya que produciría dilataciones), ni muy elevado (pues bajaría el rendimiento del motor notablemente). Aproximadamente se eliminará por el sistema de refrigeración un 30% del calor producido en la explosión o combustión.
Además de estas grandes dilataciones, las altas temperaturas producidas en los motores hacen que la cantidad de mezcla que llega a los cilindros sea pequeña, por lo que es necesario para el aumento de rendimiento del motor, dotarlo de un sistema de refrigeración. También ocurre que, debido a las altas temperaturas, el aceite de lubricación pierde sus propiedades lubricantes. Las partes que requerirán mayor refrigeración, serán aquellas sometidas a más altas temperaturas. Estas son: la culata (especialmente las zonas de proximidad a la válvula de escape), las válvulas (con sus asientos y guías) y los cilindros (debido al roce con el pistón).

Sistemas de refrigeración
Los sistemas de refrigeración que se utilizan en la actualidad son:

• Refrigeración por aire.
• Refrigeración por líquido.
• Refrigeración por aire
La refrigeración por aire se consigue exponiendo las partes más calientes del motor (culata y exterior de los cilindros) a la corriente de aire que se produce por la marcha del vehículo o bien por una turbina, al irse renovando continua y rápidamente el aire absorbe el calor de las superficies antes indicadas.
El calor producido en el motor se evacúa directamente al aire, para lo cual el motor se construye de aleación ligera (con buen coeficiente de conductividad térmica) y se le aumenta la superficie de contacto con el aire, dotándole de una serie de aletas. Estas aletas serán mayores cuanto mayor sea el calor a evacuar. Así, pues, las mayores serán las más cercanas a la culata (cámara de explosión).
El intercambio de calor entre los cilindros y el aire será mayor cuanto más delgadas sean las paredes de las aletas, debiéndose mantener el espacio entre las aletas perfectamente limpio.
Dependiendo de la forma de hacer llegar el aire a los cilindros existen dos tipos de refrigeración por aire:
o Refrigeración por aire directa.
o Refrigeración por aire forzada.
Refrigeración por aire directa
El aire que incide sobre el vehículo al circular, a su vez, refrigera el motor, dependiendo así la refrigeración de la velocidad del vehículo y no de la del motor.
Al ralentí, la refrigeración es mínima, ya que se realiza por radiación únicamente y a bajas revoluciones del motor. Por ello sólo se utiliza en motocicletas de pequeña cilindrada que tienen el motor expuesto al aire.

En turismos y camiones sería totalmente ineficaz, ya que la eliminación de calor por radiación dentro del compartimento motor sería mínima.
Refrigeración por aire forzada
La refrigeración por aire de los motores, al estar estos generalmente cerrados por la carrocería, es necesario encauzar el aire, canalizándolo hacia los cilindros y culata.
Se dispone de una turbina que activa y aumenta esa corriente, que es movida por una correa montada en una polea situada en el extremo del cigüeñal. El ventilador aspira el aire exterior y lo dirige a las partes a refrigerar.
Un estrangulador automático regula el paso de aire en función de las necesidades del motor. Así, en el arranque en frío, corta el paso de aire y el motor alcanzará rápidamente su temperatura de régimen.
Ventajas
o Diseño y construcción simplificado.
o Poco peso del motor (no tiene elementos como radiador, manguitos o bomba).
o Mínimo entretenimiento, al carecer de líquido refrigerante, bomba o manguitos.
o Tamaño pequeño del motor, al no tener cámara para líquido.
o Mayor rendimiento térmico (menos pérdidas de calor por refrigeración).
o Se alcanza la temperatura de régimen óptimo del motor antes que en la refrigeración líquida.

Inconvenientes
o Refrigeración irregular, debido a que depende de la temperatura del aire, la altitud y la velocidad del vehículo.
o Son más ruidosos, debido a que el aire al pasar entre las aletas produce vibraciones.
o Se enfrían muy rápidamente (uso del estrangulador muy a menudo).
o Peor llenado de los cilindros (menor potencia útil), debido a las temperaturas alcanzadas.
o Se utiliza en motores bóxer o de cilindros opuestos, por canalizar mejor el aire.
• Refrigeración por líquido
Es el sistema generalizado que utilizan los automóviles actuales.
En este sistema cilindros y bloque de cilindros constituyen una envoltura en cuyo interior circula el líquido de refrigeración. El líquido refrigerante circula igualmente por el interior de la culata a través de unos huecos previstos al efecto (cámaras de líquido).
Las cámaras están uniformemente repartidas alrededor de la cámara de combustión y cilindros. Este líquido, que se calienta al contacto con las paredes, es a continuación dirigido hacia el radiador, donde cede su calor al aire ambiente, para volver después al bloque de cilindros.
La capacidad calorífica del líquido es muy elevada, siendo, a veces mayor que la del aire. Por ello, el volumen de las cámaras de líquido, los cilindros y la velocidad de circulación del líquido, deben contribuir a no dejar llegar el agua hasta el punto de ebullición.

PUBLICADO POR ERIK SANTIAGO CARDENAS RUBIANO