manual inspeccion sistema refrigeracion motores diesel

SISTEMA DE REFRIGERACION

3. INSPECCIN AL SISTEMA DE REFRIGERACIN

El sistema de enfriamiento del motor Diesel, est diseado para llevar al motor a su temperatura de operacin ms eficiente (tan pronto como sea posible

despus del arranque) y para mantener esa temperatura durante todas las condiciones de operacin. Para este propsito combina el sistema de enfriamiento por lquido y el sistema de enfriamiento por aire.

Figura 1. Sistema de Refrigeracin.


NOTA: Los mtodos de refrigeracin del motor dependen de los principios de transferencia de calor que se mencionan a continuacin.

3.1. FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

3.1.1. Conduccin. Al sostener un extremo de una varilla de hierro sobre

fuego finalmente el calor alcanzar a transmitirse a la mano por conduccin trmica. En el motor el calor de la combustin se transfiere a travs de la

cabeza de cilindro y del bloque al lquido refrigerante del motor.

Figura 2. Transferencia de calor por conduccin.

3.1.2. Conveccin. El calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido. En antiguos motores se utilizaban corrientes de conveccin para hacer

circular el agua por las camisas de agua y el radiador y ahora se utiliza una bomba de agua para aumentar el caudal.


Figura 3. Transferencia de calor por conduccin.

3.1.3. Radiacin. El calor se transfiere por medio de ondas electromagnticas. En el motor el radiador transfiere calor, el calor escapa de

sus tuberas y aletas hacia la atmsfera.

Figura 4. Transferencia de calor por radiacin.

3.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIN

3.2.1. Termostato. El termostato es una vlvula sensible a la temperatura,

el cual permanece cerrado hasta que el motor alcanza una temperatura de operacin. A medida que la temperatura sube, la cera se dilata empujando el


vstago, venciendo la fuerza del resorte, entonces el termostato se abre permitiendo que el lquido refrigerante circule a travs del radiador. Cuando la temperatura del lquido es ms baja que la temperatura de operacin, el

termostato se cierra impidiendo la circulacin del lquido refrigerante hacia las cabezas del cilindro

Figura 5. Estructura interna del termostato.

NOTA: La temperatura de operacin de un motor diesel est alrededor de los 86C a los 98C.

Figura 6. Termostato.

3.2.1.1. Importancia del termostato en motores diesel. Aunque a muchos mecnicos les moleste, se debe insistir en que los motores deben

CERA


tener instalado, y en buenas condiciones, su termostato; el cual deber cambiarse cada doce meses. Aqu se sugiere el uso de un termostato con menos grados, por ejemplo si el fabricante especifica 195F usted puede

cambiarlo a 180F, lo mismo con la tapa del radiador, si la especificacin indica 16 libras de presin puede usar 13 libras; si indica 13 libras puede usar 9

libras, etc. La explicacin es la siguiente: las especificaciones son validas, mientras todo el sistema de enfriamiento est nuevo o en buenas condiciones; pero, si usted tiene un auto con las mangueras a punto de reventar, un

radiador lleno de parches etc., Es lgico mantener el sistema sometido a la misma presin de un auto nuevo?

Pueden presentarse las siguientes fallas:

Si no se tiene termostato o el termostato se pega abierto:

Mucho consumo de combustible Humo negro. Bomba, intercooler, inyectores, turbo, ECM, sensores, controles, potencia. Mucho desgaste: Anillos, turbo, cigeal. Combustin incompleta: Aceite + combustible

NOTA: Nunca suspenda el termostato. Algunos motores tienen hasta dos termostatos.

Si el termostato se pega cerrado:

Hay xidos y silicatos por agua contaminada o sin aditivos especiales porque est daado por el tiempo de uso

3.2.2. Indicadores de temperatura. Los indicadores de temperatura del

lquido refrigerante se ubican en el tablero de instrumentos para informar al conductor si la temperatura del motor es normal.


Figuras 7 y 8. Diversos tipos de indicadores de temperatura: anlogos y digitales.

3.2.3. Sensor de temperatura. Los sensores de temperatura se aplican en varios lugares en el vehculo:

En el circuito del lquido refrigerante, para poder determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del lquido refrigerante.

En el canal de admisin para medir la temperatura del aire aspirado. En el aceite del motor para medir la temperatura del aceite (opcional). En el retorno del combustible para medir la temperatura del combustible

(opcional).

Figura 9. Sensor de temperatura del lquido refrigerante.

Un tipo de resistencia usado generalmente como sensor de temperatura es el de tipo termistor. Este tipo de resistencia cambia su valor en ohmios con la temperatura. La caracterstica de cualquier resistencia es que cuando la

temperatura aumenta la resistencia tambin aumenta. Esta caracterstica de una resistencia se llama Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC) y se usa

como un limitador de corriente en un componente elctrico, como en los vidrios elctricos. El tipo de la resistencia del tipo de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC) es el opuesto del tipo de la resistencia PTC: si la

temperatura aumenta, la resistencia disminuye.


Figura 10. Caractersticas de las resistencias PTC y NTC.

3.2.4. Ventilador. Los ventiladores se utilizan para activar y asegurar la

circulacin de una gran cantidad de aire a travs del radiador con la finalidad de enfriar el lquido refrigerante y a la vez favorecer la refrigeracin de los rganos anexos al motor como el alternador.

3.2.4.1. Ventilador tipo termo embrague. El embrague con fluido est diseado para deslizarse en bajas temperaturas del motor. El fluido es a base de silicona como elemento de friccin. Un resorte o espiral bimetlico y

termosttico, sensible a la temperatura, controla el fluido lquido en el acoplamiento. Con el motor fro el ventilador se desliza a la velocidad de

calentamiento del motor.


Figura 11. Ventilador tipo termo embrague.

3.2.5. Camisas de agua. Debido a las altas temperaturas que se presentan

en la cmara de combustin, los pistones necesitan de un medio de enfriamiento que se realiza por medio de las camisas de agua, las cuales

transfieren el calor por conveccin a la atmsfera.


Figura 12. Camisa de agua.

3.2.6. Radiador. Es un intercambiador de calor que permite enfriar el agua,

enviando el calor a la atmsfera para mantener una temperatura apropiada del motor. Cuando en el radiador existen fugas de agua el motor se puede

recalentar, y por este motivo se debe inspeccionar peridicamente.

3.2.6.1. Radiador tipo horizontal.


Figura 13. Radiador tipo horizontal. 3.2.6.2. Radiador tipo vertical.


Figura 14. Radiador tipo vertical.

El tanque de entrada est equipado con un cuello llenador, un tapn del

radiador y un tubo de sobreflujo que permite que el exceso de presin escape al piso o al tanque de reserva del lquido refrigerante. Los tubos y aletas radian calor del lquido refrigerante caliente, y el flujo de aire creado por el ventilador

o por el aire impulsor disipa calor hacia la atmsfera.

El metal ideal en la fabricacin de radiadores es el cobre por su facilidad de transmitir calor, pero por razones econmicas se utiliza el latn.

3.2.6.3. Tapa del radiador o del vaso de expansin. Sus funciones

son: Tapar el radiador


Aumentar el punto de ebullicin del agua (por 1 psi se aumentan 3C)

Recuerde que las tapas del radiador vienen de 7psi y 14 psi. Contribuye a la presin hace medio trabajo de la bomba de agua

Figura 15. Tapa del radiador.

Est conformada por las siguientes partes: 3.2.6.3.1. Vlvula de alivio de presin (Depresin). Limita la presin en

el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado.

3.2.6.3.2. Vlvula de ventilacin de vaco (Presin). Si el lquido refrigerante se expande demasiado puede causar que la presin del sistema se eleve por encima de la presin del diseo de la tapa, la vlvula de presin se

abre y permite que el lquido refrigerante se escape por el tubo de sobreflujo hacia el depsito, hasta que se estabilice la presin en el sistema.


Figura 16. Funcionamiento de la vlvula de ventilacin de vaco.

3.2.6.3.3. Seleccin de la tapa del radiador. Una mala escogencia de la tapa del radiador puede causar fallas en el sistema de refrigeracin con las siguientes consecuencias:

Si se pega abierta la vlvula de sobrepresin:

El agua se evapora. Hay recalentamiento.

Si se pega cerrada:

Daa el radiador y las mangueras. Daa la bomba de agua. Daa los tapones Daa el empaque de la culata. Daa el intercooler. Daa el turbo.

Precaucin: Hay que tener mucho cuidado al quitar el tapn del radiador cuando el motor est caliente. Si se requiere retirar el tapn hgalo as:

envuelva un trapo grueso en el tapn y grelo con lentitud hasta el primer tope para que escape la presin por el tubo de derrame. Luego retrelo.


3.2.6.3.4. Pruebas al tapn de presin. Existen distintos probadores que se usan para revisar los tapones o tapas. El tapn se atornilla en un extremo del probador y se usa una bomba interconstruida para subir la presin. Un

manmetro, que forma parte del probador, indica la presin que se est aplicando. Una tapa de presin que trabaje a 2 libras o ms, ya sea por encima

o por debajo de su valor requerido, deber cambiarse.

Figura 17. Pruebas al tapn de presin.

3.2.7. Depsito o vaso de expansin. Los radiadores, traen un depsito de

recuperacin. La funcin de este depsito consiste en recibir el agua que el radiador expulsa cuando el sistema se calienta y lo recupera cuando lo

requiere, si no tuviera este depsito el agua se perdera y se tendra que estar reponindola constantemente.

Es importante ponerle cuidado, a este depsito, pues un mal funcionamiento,

debido a roturas, o goteras puede originar un sobrecalentamiento del motor.


Figura 18. Depsito de recuperacin.

3.2.8. Bomba de agua. Es la encargada de mover el agua hacia el interior del bloque y de regreso al radiador. Es movida por una correa conectada a la

polea del cigeal. En algunos vehculos es impulsada por el rbol de levas. Su inspeccin se hace sencillamente buscando fugas de agua o cuando se

presenten ruidos anormales


Figura 19. Bomba de agua.

3.2.8.1. Inspeccin a las bandas. Se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones


Figura 20. Inspeccin de la flexin en las bandas.

a) Cuando use juegos igualados de bandas, asegrese que todas sean del mismo fabricante.

NOTA: No instale o trate de hacer un juego de bandas mezclando bandas viejas con bandas nuevas, o con bandas de distinto fabricante.

b) Si falla una banda de un juego igualado, quite todas las bandas del juego

e instale uno nuevo. NOTA: La banda debe tener una flexin mnima de 10mm en el punto X;

esto se mide con un calibrador de tensin.

c) Todas las bandas de un juego igualado debern asentar a aproximadamente la misma altura en los surcos. Las diferencias entre las alturas de la bandas no debern ser mayores de 1/16 de pulgada (1.5

mm).

d) Ningn objeto debera rozar con las bandas. Si los lados de la banda se deshilachan, quite la banda y ponga un juego igualado. Averige que ocasion el desgaste.


e) Si las bandas se remojan en aceite, debern cambiarse. La prdida de la

friccin superficial causar resbalamiento.

f) Pueden aceptarse cuarteaduras pequeas superficiales en el fondo o en la superficie del diente. Si una o ms de las cuarteaduras son profundas, las

bandas deben cambiarse.

g) Compruebe la tensin de la banda, si esta chilla, es seal de que la

tensin es insuficiente. El chillido sucede con ms frecuencia durante la aceleracin.

h) Busque daos en la polea o surcos mellados. Cambie la polea si la

melladura no puede eliminarse con una lima.

i) Compruebe si los ejes de las poleas no estn flojos en sus cojinetes,

porque originan movimientos u oscilaciones de la polea.

3.2.8.2. Tensin de las bandas. Para que una banda transmita movimiento a su accesorio correspondiente, debe tensionarse correctamente.

La banda debe tener suficiente tensin para transmitir la carga del accesorio, o de lo contrario se tendr un excesivo resbalamiento. Si la banda se patina, se

pulen sus lados y se alisan con textura de vidrio, reduciendo su friccin, lo que da como resultado ms resbalamiento, originando la falla prematura de la

banda.

Por otro lado, una tensin excesiva daar las chumaceras del accesorio, originando su falla prematura y tambin una menor vida de las bandas.

3.2.9. Mangueras y abrazaderas. Las mangueras llevan el lquido

refrigerante del radiador hacia el bloque y la traen de regreso al radiador. Estas pueden ser rectas, moldeadas y flexibles (se pueden doblar de acuerdo a las necesidades).

La manguera inferior del radiador posee una espiral de alambre lo cual evita

que se disloque.


Figuras 21 . Diferentes tipos de mangueras.

Las mangueras se pueden deteriorar internamente y externamente, siendo

necesario reemplazarlas cuando se daan. Para asegurarlas, se utilizan diversos tipo de abrazaderas, la de tipo tornillo proporciona una sujecin ms

efectiva y se pueden retirar y utilizar varias veces.

Figuras 22. Diferentes tipos de abrazaderas.

3.2.10. Filtro de agua y acondicionadores. Algunos motores estn

equipados con filtros lquidos de enfriamiento y acondicionadores. Se disean para tener un sistema de enfriamiento ms limpio, mejor disipacin de calor, mejor transmisin de calor y por tanto mayor eficiencia del motor y mayor vida

til.


3.2.11. Lquido refrigerante. Es el medio utilizado para absorber calor en la circulacin entre el motor y el radiador, donde se disipa hacia la atmsfera.

El agua es un lquido satisfactorio para la absorcin y transferencia de calor, pero cuenta con deficiencias como un punto de ebullicin bajo y se congela

rpidamente, por lo tanto se requiere agregar al agua inhibidores y aditivos para evitar la corrosin, formacin de sedimentos y para la lubricacin del sello de la bomba. Por esta razn es conveniente el uso de un anticongelante

basndose en etilenglicol que tiene un punto de ebullicin ms alto que el agua.

Los aditivos e inhibidores especiales basados en silicatos se agregan para prevenir la corrosin de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros,

termostato y radiadores. Una mezcla de 50% de anticongelante y 50% de agua proporcionan la proteccin anticongelante a aproximadamente. 36 C y un punto de ebullicin de 130 C a una presin atmosfrica de 14,7 psi. Durante la operacin del motor los aditivos anticongelantes e inhibidores

pierden efectividad, por ello se recomienda cambiarlos cada 12 y 24 meses

3.2.11.1. Pruebas al refrigerante. Se realizan las siguientes pruebas:

3.2.11.1.1. Prueba de PH. Si es muy cido daa todo lo que sea hierro, y si

tiene mucho de base daa al aluminio, cobre y zinc.

3.2.11.1.2. Prueba de molibdeno. El molibdeno es anticorrosivo, lubricante y antiespumante, se mezcla con un reactivo recomendado por el fabricante; la

lectura se hace en cdigo de colores.

3.2.11.1.3. Prueba de nitrato. Es anticorrosivo y antioxidante, la prueba se hace en cdigo de colores.

3.3. PROCEDIMIENTO PARA HACER INSPECCIONES EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIN.

- Hacer una buena eleccin del lquido refrigerante.

- Con el motor fro, revisar diariamente el nivel del fluido refrigerante y agregar la cantidad necesaria.


- Calentar el motor hasta alcanzar la temperatura normal de funcionamiento.

- Cambiar peridicamente el fluido refrigerante.

- Estar atento a la temperatura que se indique en el termmetro. 3.3.1. Sugerencias importantes para el sistema de refrigeracin.

- No debe destaparse el depsito de fluido refrigerante con el motor caliente.

- No debe agregarse fluido refrigerante con el motor caliente.

- Encender el motor antes de agregar el fluido.

3.3.2. Inspeccin al sistema de enfriamiento

- Nivel del lquido de enfriamiento.

- Limpieza del lquido de enfriamiento. - Empaque de la tapa del radiador.

- Manguera y conexiones por si tienen fugas o aplastamientos.

- Nivel de aceite lubricante del motor.

NOTA: un nivel demasiado alto o demasiado bajo provocarn sobrerecalentamientos y posibles prdidas del lquido enfriador

- Lquido en el aceite y viceversa.

- Aspas del ventilador dobladas o daadas.

- Tensin y estado de la(s) banda(s) del ventilador.

- Aletas del panal del radiador dobladas o acumulacin de basura en el radiador; dao o desgaste del mecanismo de las persianas.

- Fugas en el radiador, en la bomba de agua, en el calefaccin del camin o en otros accesorios.


Si se presenta cualquier problema cuando se haga esta inspeccin, determine la causa y corrjala adecuadamente. La mayora de las descomposturas del sistema de enfriamiento dan como resultado una de las siguientes dos

condiciones: sobrecalentamiento o sobreenfriamiento.

3.3.2.1. Sobrecalentamiento. El efecto obvio de un severo sobrecalentamiento es que se peguen los pistones, con los daos progresivos

resultantes. La prdida intermitente del flujo de lquido de enfriamiento puede provocar ralladuras o desconchaduras de anillos o pistones, dao a los sellos

de las camisas y de las cabezas de cilindros. Aflojamiento de las camisas de los inyectores, ralladura de las guas de las vlvulas y hasta rotura de las cabezas de los cilindros. A menudo estos daos no son tan obvios cuando ocurre la

prdida del lquido, sino que despus se configura la falla del motor. En el caso de ralladuras del pistn y/o de sus anillos, se notar un consumo excesivo de

aceite o fuga de compresin hasta varios kilmetros u horas despus. La operacin continua con temperaturas de lquido de enfriamiento mayores

que las recomendadas puede causar fatiga trmica de partes como pistones, culatas y vlvulas. Una alta temperatura provoca que las partes de hule

envejezcan prematuramente, se endurezcan y fallen. Las altas temperaturas resultantes del aceite, por encima de las

recomendaciones, harn que el aceite sea ms delgado y, por lo tanto, aumentar su consumo y causarn mayor desgaste que lo normal en los

anillos, chumaceras y otras partes; asimismo, causarn depsitos de barniz y acortarn la vida de varios conjuntos.

3.3.2.2. Sobreenfriamiento. Una operacin defectuosa del termostato, fugas del sello del termostato, ajuste demasiado bajo de la temperatura,

instalacin defectuosa del termostato o la carencia completa del termostato, darn como resultado mayor enfriamiento del necesario. Entonces, muchas

partes estarn operando a temperaturas menores que las normales y a holguras mayores que las normales. La temperatura del aceite lubricante (hasta en motores sin enfriador de aceite) se relaciona directamente con la

temperatura del agua; por lo tanto, las temperaturas bajas del agua harn que bajen las temperaturas del aceite.

Las bajas temperaturas del aceite reducen la eficacia de la accin detergente del aceite y la capacidad de limpieza de filtros, y aumentarn la posibilidad de

tener contenido de agua y acidez, los gases del los cilindros pasan por el crter (normalmente en poca cantidad), y contiene vapor de agua, xidos de

nitrgeno y dixido de azufre. Estos ltimos gases se combinan con el agua para formar cidos. Las bajas temperaturas resultantes del sobreenfriamiento


permitirn la condensacin del agua en el crter, ocasionando acidez y formacin interna de oxido, laca y lodo. Operar con un sobreenfriamiento extremo provocar un desgaste excesivo y/o una operacin pobre del motor.

Precaucin: nunca deje que el motor trabaje en vaco durante ms de 15

minuto; los perodos largos de marcha en vaco pueden ser peligrosos para un motor, porque su temperatura de operacin ser tan baja que posiblemente no se queme completamente el combustible, causando depsitos en las vlvulas,

bloqueos en los agujeros del inyector de combustible y anillos de pistn pegados.

3.3.3. Comprobaciones al sistema de enfriamiento. Con el tiempo, se

pueden acumular herrumbre e incrustaciones en las camisas de agua del motor y en el radiador, que restringe la circulacin del lquido enfriador y el

motor se sobrecalienta. Adems, las mangueras y conexiones entre el radiador y el motor se degradan y pueden permitir fugas o restringir el paso del lquido.

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