Refrigeración del Motor
El motor obtiene su potencia por la quema de combustible. Este combustible puede ser Gasolina, Diesel, GNC o GLP.
Al quemar el combustible, también se produce calor. Este calor se combina con el calor generado por fricción de las piezas en movimiento adentro del motor.
Para su buen funcionamiento, la temperatura del motor debería ser entre 80ºC y 100ºC. Solamente 30% del calor es aprovechado como energía. Todo lo demás del calor generado tiene que ser eliminado. 7% de este calor normalmente se disipa al medio ambiente, 33% pasa directo por el escape, y 30% tiene que ser eliminado por el aceite y el sistema de refrigeración.
Para eliminar este exceso de calor, hay dos sistemas de refrigeración en el vehículo.
Aceite: El aceite circula por el motor, absorbiendo lo que puede del calor de combustión, fricción y el turbo. El aceite tiene que poder absorber y disipar calor fácilmente. Esto requiere un buen aceite y superficies libres de material aislante como barniz y lodo en el motor.
Agua o Refrigerante: Agua es un buen líquido para transmitir calor de un punto a otro. Pero el agua tiene tres problemas:
Para eliminar este exceso de calor, hay dos sistemas de refrigeración en el vehículo.
Aceite: El aceite circula por el motor, absorbiendo lo que puede del calor de combustión, fricción y el turbo. El aceite tiene que poder absorber y disipar calor fácilmente. Esto requiere un buen aceite y superficies libres de material aislante como barniz y lodo en el motor.
Agua o Refrigerante: Agua es un buen líquido para transmitir calor de un punto a otro. Pero el agua tiene tres problemas:
- Congela a cero grados Celsius.
- Hierve a 100ºC a nivel de mar y 84ºC en el altiplano boliviano.
- Causa corrosión y herrumbre.
Sistema de Refrigeración
El agua circula por un sistema separado del sistema de lubricación, pasando por conductos de la culata, el bloque, y el enfriador de aceite para recibir el calor de la combustión y llevarlo a través de la bomba de agua al radiador donde puede pasar este calor al ambiente.
(pase su mouse para ver la action)
El agua circula por un sistema separado del sistema de lubricación, pasando por conductos de la culata, el bloque, y el enfriador de aceite para recibir el calor de la combustión y llevarlo a través de la bomba de agua al radiador donde puede pasar este calor al ambiente.
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Cuando este cerrado el termostato, el agua en el radiador (en verde) se queda allí sin circular y el agua caliente (en rojo)circula dentro del bloque hasta calentarse.
Cuando se abre el termostato, el agua caliente (en rojo) pasa al radiador.
Cuando se abre el termostato, el agua caliente (en rojo) pasa al radiador.
El Termostato
El termostato mantiene el agua dentro del bloque hasta que el motor llegue a una temperatura donde pueda funcionar eficientemente, sin mayor desgaste y consumo de combustible.
Al llegar a esta temperatura, se abre la válvula del termostato, permitiendo al agua circular por el radiador para enfriarse.
Si el motor empieza a enfriarse mucho, el termostato se cierra parcialmente para reducir el flujo y mantener la temperatura. (pase su mouse para ver la action)
El termostato mantiene el agua dentro del bloque hasta que el motor llegue a una temperatura donde pueda funcionar eficientemente, sin mayor desgaste y consumo de combustible.
Al llegar a esta temperatura, se abre la válvula del termostato, permitiendo al agua circular por el radiador para enfriarse.
Si el motor empieza a enfriarse mucho, el termostato se cierra parcialmente para reducir el flujo y mantener la temperatura. (pase su mouse para ver la action)
Protección contra el Frío
Después de probar muchos productos en los radiadores durante muchos años, se llego a formular refrigerantes que utilizan Glicol (Etilénglicol o Propilénglicol) que son efectivos para reducir los problemas de congelamiento y ebullición. Todos los anti-congelantes/refrigerantes en el mercado utilizan uno de estos dos glicoles. Normalmente se recomienda una concentración entre 30% y 60% de Glicol para cubrir las temperaturas frías. Una concentración de 33% provee protección anti-congelante hasta –20ºC. Al aumentar la concentración hasta 68% se aumenta la protección. Pasando 68% la temperatura de congelación empieza a subir de nuevo, reduciendo la protección.
La corrosión y el herrumbre en el motor se combate con varios aditivos anti-corrosivos.
La corrosión y el herrumbre en el motor se combate con varios aditivos anti-corrosivos.
Aditivo |
Protección / Propósito |
Desventaja |
|||
|---|---|---|---|---|---|
Fosfatos (PO4) |
Acero, hierro, aluminio |
Inestable y s e desgaste rápido, depósitos (causados por agua dura) |
|||
Boratos (BO4) |
Hierro |
Corrosivo al aluminio a altas temperaturas |
|||
Nitratos NO3 |
Aluminio (picaduras), soldaduras |
Se salen de suspensión y causan escamas |
|||
Nitritos NO2 |
Hierro (cavitación) |
Se gastan |
|||
Silicatos SiO3 |
Aluminio, Hierro, general, alguna neutralización |
Se gastan rápido, forman películas y en exceso produce "pasta verde" (gel) |
|||
Ácidos Carboxílicos |
Aluminio, general, estables, neutralizadores |
No hay |
Químico |
Otros |
AMERICAN |
|||
|---|---|---|---|---|---|
Fosfatos |
Si |
No |
|||
Boratos |
Si |
No |
|||
Nitratos |
Si |
No |
|||
Silicatos |
Si |
No |
|||
Aminas |
Si |
No |
|||
Carboxilatos |
No |
|
|||
Toliltriazol |
Si |
Si |
|||
La Protección Tradicional
Los aditivos en los refrigerantes de la tecnología tradicional cubren todas las superficies para aislarlas y evitar esta corrosión. Es un sistema efectivo, pero este aislante también reduce la transmisión eficiente de calor.
Los aditivos en los refrigerantes de la tecnología tradicional cubren todas las superficies para aislarlas y evitar esta corrosión. Es un sistema efectivo, pero este aislante también reduce la transmisión eficiente de calor.
La Protección Tradicional
Los aditivos en los refrigerantes de la tecnología tradicional cubren todas las superficies para aislarlas y evitar esta corrosión. Es un sistema efectivo, pero este aislante también reduce la transmisión eficiente de calor.
Los aditivos en los refrigerantes de la tecnología tradicional cubren todas las superficies para aislarlas y evitar esta corrosión. Es un sistema efectivo, pero este aislante también reduce la transmisión eficiente de calor.
La Protección Nueva
Los aditivos en los refrigerantes de la nueva generación con Ácidos Carboxílicos solamente actúan para prevenir corrosión en los lugares susceptibles a la misma. Esto deja la mayoría de la superficie libre de aislantes, proveyendo mayor transferencia térmica. El etilénglicol continúa proveyendo la protección requerida en el frío y el aumento de punto de ebullición.
Los aditivos en los refrigerantes de la nueva generación con Ácidos Carboxílicos solamente actúan para prevenir corrosión en los lugares susceptibles a la misma. Esto deja la mayoría de la superficie libre de aislantes, proveyendo mayor transferencia térmica. El etilénglicol continúa proveyendo la protección requerida en el frío y el aumento de punto de ebullición.
La Protección contra el picado (cavitación) de bombas y camisas
La corrosión en el sistema empieza en los puntos que sufren de cavitación: La bomba de agua donde la ingestión de aire o burbujas por hervir causa cavitación en la entrada de la bomba y la camisa del cilindro en el lado opuesto a lo que recibe la fuerza de combustión.
Esta foto muestra los conductos de agua cubiertos de escamas de herrumbre. Estas escamas reducen la transferencia de calor por el motor, taponan ductos menores cuando se desprendan, y aumentan la turbulencia del refrigerantes causando espuma y cavitación.
Esta acumulación de escamas de herrumbre en la bomba de agua del CAT 3516 reduce la eficiencia de bombeo y causa espuma, turbulencia y cavitación.
En el proceso normal de combustión existe una pequeña deformación de la camisa cuando el pistón es forzado hacia abajo contra la pared del cilindro y el cigüeñal. Esta pequeña deformación permite la formación de burbujas en el vacío creado en el lado opuesto. La implosión disipa energía sobre la pared del cilindro removiendo la película de oxido. Esto causa la constante reposición de los aditivos en esta parte de la camisa hasta que se agotan. Cuando no hay suficientes aditivos para volver a pegarse a la camisa, continua esta cavitación, erosión y eventualmente la perforación de la camisa y La entrada de agua al motor.
Picado de la camisa
Entrada de agua por el picado
Dibujo del corte y entrada del refrigerante (rojo) por perforaciones previas
Esta foto muestra las escamas de herrumbre que forman en los conductos del motor, causando una restricción y turbulencia en la circulación del agua. Este motor no usaba refrigerante, solo agua.
Esta muestra la corrosión de una camisa. El agua paso por los huecos, causando una reparación total del motor
Aquí vemos de cerca algunos de los huecos en la camisa.
La vida útil de los aditivos
Notamos anteriormente que los refrigerantes tradicionales pierden sus aditivos relativamente rápido, quedando sin fuerza. Notamos en esta tabla que los primeros en perder su efecto son los refrigerantes con Silicatos, seguidos por los con Nitratos. Antes de los 40,000 kilómetros los Silicatos y Nitratos se encuentran a menos que 10% de su capacidad inicial.
Notamos anteriormente que los refrigerantes tradicionales pierden sus aditivos relativamente rápido, quedando sin fuerza. Notamos en esta tabla que los primeros en perder su efecto son los refrigerantes con Silicatos, seguidos por los con Nitratos. Antes de los 40,000 kilómetros los Silicatos y Nitratos se encuentran a menos que 10% de su capacidad inicial.
Los Ácidos Carboxílicos que son la base de los refrigerantes de la nueva generación se mantiene cerca de 100% de su concentración inicial después de 160,000 kilómetros. El Toliltriazol, que forma parte de ambas formulaciones baja relativamente lento, llegando a 40% de su concentración inicial en 160,000 kilómetros.
Las Ventajas de la Nueva Generación de Refrigerantes
- Mejor desempeño
- Protección al aluminio contra la corrosión
- Protección a la corrosión a alta temperatura
- Mejora en la transferencia de calor
- Lento desgaste de formulación
- No necesita adición de aditivos suplementarios
- Durabilidad de componentes del sistema
- Protección superior a las camisas
- Mejoras en la vida de sellos de bombas
- Evita la cavitación y corrosión en bombas de agua
El producto que provee la máxima protección es:
AMERICAN Extended Life Coolant/Antifreeze:
Diseñado especialmente para equipo pesado. Puede ser usado en equipo liviano.
- 6 años o 500,000 kilómetros en carretera.
- 6 años o 6,000 horas en equipo pesado
- Libre de Fosfatos para exigencias de los fabricantes de motores europeos.
- Libre de Silicatos para exigencias de los fabricantes de motores asiáticos.
Fabricante |
Prueba |
Descripción |
|||
|---|---|---|---|---|---|
Caterpillar® |
EC-1 |
Vida Extendida |
|||
Cummins® |
85T8-2 |
Norma de Bajo Silicatos |
|||
GM® |
1899M |
Norma para sistemas sin Aluminio |
|||
GM® |
6038M |
Cumplimento con 1899M |
|||
GM® |
1825M |
Norma para sistemas sin Aluminio |
|||
TMC de ATA |
1983 RP302A |
Servicio Pesado |
|||
Ford® |
ESE M97B44A |
Norma para sistemas sin Aluminio |
|||
GSA |
A-A-870 |
Norma para Consumidores |
|||
ASTM |
D3306 |
Norma para Consumidores |
|||
ASTM |
D-4985 |
Norma para Consumidores |
|||
ASTM |
RP 329 |
Norma para Consumidores |
|||
