REFRIGERACIÓN

El sistema de refrigeración tiene como finalidad mantener el motor dentro de un rango óptimo de temperatura.

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De la totalidad de la energía generada en la combustión, sólo se aprovecha el 30%, donde el 70% restante se pierde a través del líquido de refrigeración, aceite del motor, gases de escape y radiación interna.

 Los elementos que componen un circuito de refrigeración  son:

• Bomba de agua:   esta formada por una turbina de aletas que está movida, generalmente, por la correa de accesorios. Está fabricada en aluminio aunque actualmente es posible encontrar que las aletas sean de plástico. Hay que controlar que no haya fugas con la unión en el bloque del eje.

Diferentes tipos de bombas de agua

•  Termostato:          es el elemento que regula la temperatura a la que el refrigerante sale del motor en dirección a la parte alta del radiador. Hay dos tipos, que son el estándar  y con control eléctrico-electrónico. Los del primer tipo están formados por una carcasa de latón llena de cera y en su interior hay un eje que abre o cierra una válvula cuando la cera se dilata. Su rango de temperatura es de 87 a 95ºC. Se debe controlar su funcionamiento. Los eléctrico-electrónicos  se encuentran en motores gasolina de inyección directa tipo FSI – TFSI e incorporan dentro del termostato una resistencia comandada por la ECU (unidad de control electrónico) la cual abre la válvula siguiendo una cartografía diseñada para mejorar el rendimiento.

Esquema de un termostato 

  Funcionamiento de un termostato

            

Termostato

Para el control del termostato, se utiliza un termómetro láser, que toma medidas de temperaturas antes y después del termostato y antes y después del radiador, para comprobar que tanto el termostato como el radiador funcionan correctamente.

• Botella o vaso de expansión:   es un recipiente generalmente de plástico y tiene la función de depósito  del líquido refrigerante y soportar los cambios de volumen del circuito. Incorpora una válvula de sobrepresión. Normalmente la presión es de 0.7, 0.9 o 1.2 bar, y ésta se debe comprobar. Hay vasos de expansión que incorporan un medidor en la parte inferior.

Vaso de expansión 

• Radiador:    es el elemento donde se produce la cesión de calorías desde el refrigerante hacia el aire. Suele estar hecho de un serpentín, es decir, un conducto en forma de “S” des de la parte superior a la inferior, fabricado en cobre o aluminio y está embutido en dos carcasas laterales de plástico donde se suele alojar el termocontacto (interruptor del ventilador) y en ocasiones un grifo de vaciado. No suele tener reparación.

Radiador

• Líquido refrigerante:      es el líquido que realiza la función de enfriar el motor. Su elemento activo es el Etilenglicol. Sus propiedades son un punto bajo de congelación, alto punto de ebullición, protección anticorrosiva, evita la cavitación del motor y es fácilmente detectable en caso de fugas.

Refrigerante

•  Sensor de temperatura: es una resistencia de coeficiente de temperatura negativo o de alta temperatura, que implica que a menor temperatura, la resistencia es elevada, y a mayor temperatura, la resistencia es menor. Si una resistencia de este tipo se calienta, el valor ómhico, es decir, su resistencia, decrece a medida que aumenta la temperatura y sirven para controlar la temperatura del sistema. 

  Sensor de temperatura del refrigerante

Las posibles averías que puede tener este sistema son fugas por los conductos, ya sea por poros, juntas en mal estado…  comunicación con el sistema de lubricación debido a que la culata esté doblada, la junta quemada… aumento de la temperatura del motor, con el consecuente aviso del testigo en el cuadro de mandos y de la aguja de temperatura debido a que el termostato se queda cerrado y no permite que el refrigerante circule por el radiador y se enfríe. En este último caso, lo mejor es parar el motor y abrir el capó para enfriar el vano motor y nunca abrir el vaso de expansión para evitar averías mayores.

SISTEMA DE LUBRICACIÓN

El sistema hidráulico de lubricación tiene como finalidad establecer una capa de lubricante que impida o minimice la fricción entre dos elementos.

Los lubricantes son los líquidos que hacen que esa fricción se reduzca o minimice, así como limitar el desgaste de las piezas en movimiento del motor, enfriarlo, mantenerlo en buen estado de limpieza, protegerlo contra la corrosión, facilitar la puesta en movimiento de los conjuntos móviles del motor, reducir el consumo de combustible y optimizar el funcionamiento de los órganos anticontaminación del motor.

Hay diferentes tipos tipos de aceite en automoción, como son:

• ·    Aceites de motor.
• ·    Grasas.
• ·    Valvulinas o aceites de transmisión.

En todos ellos, su composición, aproximadamente, es la siguiente:

·       Aceite base (75 - 85%). Éste puede ser mineral, obtenido por la destilación de petróleo crudo, sintético, procedente de la industria química o semisintético, que es una mezcla de los dos anteriores.

     Aditivos (15-25%). Pueden ser antioxidantes, dispersantes, antidesgaste, antiespumantes, aditivos para la viscosidad, anticongelantes…

Para que la vida de un motor sea más longeva, se debe utilizar un lubricante adaptado al motor y sus características, controlar frecuentemente el nivel de aceite, cambiar el filtro cada vez que se sustituya el aceite y en el periodo recomendado de mantenimiento.

Las características de un lubricante vienen dadas, básicamente, por el grado de viscosidad, que debe estar adaptado al motor y a las condiciones externas, ya que en frío el lubricante debe contribuir a un arranque fácil y en caliente proteger al motor.

El grado de viscosidad lo define la SAE (Sociedad de Ingenieros de Automoción). La primera cifra acompañada de la letra “W”, de Winter (invierno) indica la fluidez a baja temperatura, que implica que cuanto menor sea el valor, más fluido es el aceite en frío. La segunda cifra que sigue a la “W” indica la viscosidad a alta temperatura, que cuanto más elevado es ese valor, es más viscoso siendo el aceite en caliente es más espeso.

Tabla SAE

Las características de un lubricante se basan, básicamente, en dos normativas, la ACEA y la API. La normativa ACEA (Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) definen las secuencias de pruebas realizadas en motores de fabricantes de automóviles europeos. Desde 2004, los resultados se diferencian para motores gasolina o diésel, siendo la letra A para el primero y la B para el segundo tipo. Junto con las letras aparecen unos números, que indican el nivel de exigencia de descontaminación y ahorro de energía. No tienen por qué ser iguales para gasolina que para diésel, es decir, puede ser A3/B4.

Tabla ACEA

La normativa API (American Petrolium Institute) se basa en la evolución de los constructores americanos.

Tabla API

Tabla comparativa API - ACEA

Hay un tipo de aceite especial para los vehículos equipados con filtro de partículas (FAP), denominado Low SAPS, que son aceites con bajo índice de cenizas, que permite que el filtro de partículas no se obstruya con tanta facilidad.

Otros elementos del sistema de lubricación son la bomba y el filtro.

La bomba se encarga de distribuir por todo el sistema el aceite, y las hay de engranajes y de rotor.

Bomba de engranajes

Bomba de rotor

Enlaces a vídeos:

Bomba de aceite de engranajes 

Bomba de aceite de rotor 

El filtro sirve para que los sólidos que pueda tener el aceite, no lleguen a los órganos vitales del motor y puedan causar daños, y los hay de cartucho o monobloc, que tienen la carcasa de chapa y se aprietan con la mano, o de cartucho interno.

Filtro de aceite de cartucho o monoblock

Filtro de aceite de cartucho interno

Vídeo: Funcionamento y características de un filtro

Hay que pensar que el sistema de lubricación también tiene una presión interna, que aumenta a medida que se incrementa el régimen de motor, ya que la bomba va accionada mediante cadena por el movimiento de rotación del cigüeñal.

Vídeo: Manómetro de aceite de motor

El circuito de lubricación empieza en el cárter (depósito de aceite), donde es succionado por la bomba de aceite, que contiene un primer filtro para las impurezas más grandes, y envía el aceite al filtro, donde se eliminan todas las impurezas, incluso las más ínfimas. Una vez el aceite sale del filtro, se distribuye hacia la tapa de balancines para lubricar el árbol de levas, y en según que motores, para la actuación del sistema de distribución variable. Este aceite, después, pasa por los conductos de lubricación de la culata hacia el bloque motor donde hace de refrigerante absorbiendo parte del calor del motor. Por otra parte, la otra cantidad de aceite pasa por un conducto cercano al cigüeñal, al cual lubrica así como a la parte inferior del pistón, lubricando el bulón y las camisas de los cilindros, y volviendo el aceite al cárter.

Vídeo: Sistema de lubricación

Para el cambio de aceite, en la parte inferior del cárter, se encuentra un tapón para el vaciado. El mejor momento para el cambio de aceite es cuando está el motor frío, ya que por un lado, hay la mayor cantidad de aceite en el cárter y se cambia por completo. Por otro lado, al estar el motor frío, no hay riesgo que con las altas temperaturas y con las pequeñas holguras que existen entre los elementos móviles haya riesgo de soldarse o dañarse, ya que en ningún momento se expande ni contraen, como pueden ser los pistones con las paredes de los cilindros, la biela al cigüeñal, o este mismo al bloque y torretas (elementos que fijan el cigüeñal al bloque). Una vez vacío se cambia el filtro, y una vez montado éste se rellena el motor con el aceite correspondiente, por la parte superior (tapa de balancines) que cae por los conductos hasta el cárter.

Mientras se vierte el aceite, hay que ir comprobando con la varilla que el nivel de aceite que hay sea suficiente, y no esté por debajo o por arriba de los límites.

Que haya poco aceite en el cárter, puede implicar un consumo excesivo de aceite, ya sea por que la culata esta doblada o agrietada, la junta de culata esté quemada y tenga fuga hacia el exterior (visible) o se comunique con el circuito de refrigeración, en donde veremos restos de aceite en el depósito, y hará que no se lubrique correctamente y pueda aparecer un desgaste prematuro.

Que haya exceso de aceite en el motor también es malo ya que se le aplica mayor presión a los elementos, como puede ser el turbo o la bomba de aceite, o le cuesta o no llega a alcanzar su temperatura de trabajo, perdiendo así propiedades.

Cambio de aceite y filtros

MOTOR, CLASIFICACIONES

Un motor es una máquina que transforma en movimiento el poder calorífico de una mezcla de comburente, en este caso el aire que facilita la combustión, con un combustible, que aporta el poder calorífico (energía), ya sea gasolina, gasoil, aceite, gas… y que es capaz de generar un trabajo.

Los motores térmicos se pueden clasificar de diferentes formas, como es según la disposición de los cilindros, longitud y diámetro de los cilindros y el montaje motor tracción.

En primer lugar los analizaremos según la disposición de los cilindros. Esto implica que pueden ser en línea, en forma de V con diferentes grados de obertura, Bóxer o cilindros opuestos, y en W.

Los motores en línea son aquellos que generalmente montan la mayoría de motores, y pueden tener dos cilindros, como los AirTwin del grupo Fiat; tres cilindros como el 1.2 TDI del grupo VAG; cuatro cilindros como la mayoría entorno a una cilindrada de 1.3 a 2.2 litros; cinco cilindros como los motores 2.4 D5 de Volvo y seis cilindros, arquitectura habitual de BMW.

Los motores en V son habituales encontrarlos en configuración de 6 cilindros, 3 por bancada, como podrían ser los 3.0TDI, 8 cilindros, 4-4, como el 4.0 TFSI del Audi RS6; 10 cilindros, 5-5, como el anterior BMW M5 y 12 cilindros, 6-6, como el Lamborghini Aventador LP 700-4.

Los motores bóxer son característicos, ya que la distribución es como en un motor en V, sólo que su obertura entre bancadas es de 180º. Es un motor que permite rebajar mucho el centro de gravedad ya que los cilindros se mueven de forma longitudinal y en horizontal, no en vertical como un bloque en línea, o en diagonal como en V o W. Son característicos de Subaru y Porsche.

Los motores en W contiene cuatro bancadas, cuatro culatas y dos cigüeñales, entre otros muchos más elementos. En resumen, es como contener dos motores en V en su interior. Este motor lo incorporaba el Volkswagen Phaeton en su versión W12.

 

Según su longitud y diámetro de los cilindros, y éstos pueden ser de tres tipos:

·         Carrera larga, donde la carrera, movimiento longitudinal del pistón entre el PMI y PMS es más largo que el diámetro de los cilindros. Es típico de los motores de vehículos industriales y prioritariamente diésel. Se caracterizan por generar mucho par (fuerza).

·         Motores cuadrados, donde la carrera y el diámetro del pistón es igual. Un ejemplo seria el nuevo Toyota GT86, donde el 86 indica que su carrera y diámetro del pistón es de 86mm.

·         Motores supercuadrados, donde la carrera es menor que el diámetro de los cilindros, y es una configuración de motocicletas y turismos de gran cilindrada  y de competición, ya que se caracterizan por generar mucha potencia.

 

Para concluir este apartado, también se clasifican mediante el montaje del motor y el tipo de tracción, que pueden ser:

• ·         FF:       front-front o delante-delante. Esto implica que el motor está situado en posición delantera, ya sea longitudinal o transversalmente, y la tracción es delantera. Es la configuración que optan la mayoría de los fabricantes generalistas, ya que permite ahorrar pérdidas de rendimiento debido a que hay menos elementos en la cadena cinemática. Este tipo de vehículos suele subvirar, es decir, en curva, cuando pierde adherencia, desliza más del eje delantero. Está pensado para soportar hasta unos 250-280 Cv según los constructores.

• ·         FR:       front-rear o delante-detrás. Implica que el motor está en posición delantera, y de normal longitudinalmente, y es propulsión posterior. Esta distribución permite que el reparto de pesos sea lo mas homogéneo posible, llegando al 50-50% en determinados modelos.

• ·         F4x4:   front o delante – 4x4. Configuración en que el motor está en posición delantera y la tracción es total, ya sea conectable o permanente. Es típica de los SUV, 4x4 y modelos como los que disponen de la tracción Quattro, 4Motion, AWD…

• ·         MR:     middle-rear o en medio-detrás. Configuración en que el motor está situado detrás de los asientos delanteros y las ruedas propulsoras son las posteriores.

• ·         RR:      rear-rear o todo atrás. Configuración en que el motor se encuentra en el voladizo posterior, por detrás del eje posterior. Normalmente siempre se ha dicho que son vehículos difíciles de conducir ya que la dirección da sensación de flotabilidad debido a su poco peso en la parte delantera. Configuración típica de Porsche 911.

• ·         M4X4: middle o en medio con traccioón total, es una configuración para vehículos de altas prestaciones. Un ejemplo es el Bugatti Veyron.

BIENVENIDA

Pues antes de empezar con el blog en sí, decir que aquí empiezo un proyecto en el que quiero dar a conocer los elementos que componen un vehículo, ya sea mecánica, eléctrica, electrónica como estructuralmente, así como procesos para evitar averías o solucionarlas, o contar experiencias vividas.
Sólo pretendo que entendáis mejor la mecánica y el porqué a veces en un taller se encuentran o no las averías, los tiempos que puede comportar una reparación...
Gracias a todos y espero que en un futuro haya contenido suficiente y os guste.