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SISTEMAS DE LUBRICACION
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INTRODUCCIÓN:
La misión principal del sistema de engrase es evitar el desgaste de los elementos del motor, debido a su continuo rozamiento, creando esta lubricación, una fina capa de aceite entre cada uno de los elementos.
El aceite empleado para engrasar estos elementos va en un depósito (carter inferior) y su viscosidad suele variar de acuerdo a la temperatura y a las condiciones en las que trabaja el motor.
Se puede decir que la duración y el perfecto estado de funcionamiento de un motor están condicionados en un elevado tanto por ciento, a la perfección con la que se efectúe el engrase.
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PROPIEDADES DEL ACEITE
El aceite de motor trabaja para evitar la pérdida de energía debido a la fricción generada por las partes internas del motor durante su funcionamiento y para proteger al motor de recalentamientos y desgastes de las superficies en contacto. El aceite tiene 4 diferentes funciones que son las siguientes:
Lubricación El aceite de motor cubre las superficies que están en rozamiento con una película para reducir la fricción y así evitar el desgaste, como también evitar la perdida de energía y agarrotamiento.
Enfriamiento El aceite circula a cada parte del motor donde la temperatura tiende a aumentar debido al calor de la combustión y fricción, absorbiendo el calor y radiando este al exterior.
Sellado La película de aceite formada entre los pistones y las paredes de los cilindros actúa para sellar los gases de compresión y los gases de combustión interior de la cámara de combustión, evitando una pérdida de potencia de salida.
Limpieza El aceite lava los sedimentos y carbonilla adheridos a la superficie interior del motor,
manteniendo el interior del motor limpio todo el tiempo.
COMPOSICION DEL ACEITE LUBRICANTE
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Aditivos detergentes y dispersantes. Las altas temperaturas del cilindro
degradan el lubricante, el cual se deposita en las paredes en forma de depósitos de alquitrán. Los aditivos detergentes disuelven este alquitrán y los dispersantes los mantienen en forma de partículas coloidales muy pequeñas que son
arrastradas por el pistón.
Inhibidores de la corrosión. Los combustibles después del proceso de
destilación todavía conservar un pequeño porcentaje de residuos de azufre y sustancias resinosas. Estos residuos durante la combustión se combinan con el oxigeno, y producen óxidos de azufre que pasan al carter inferior. Allí se combinan con el lubricante y el vapor de agua de la combustión, formando vapores de ácido que atacan a las superficies metálicas del motor. Para evitar este efecto se añaden al lubricante aditivos alcalinos que neutralizan este efecto.
Aditivos antiespumantes. Debido al movimiento del cigüeñal, el lubricante forma espuma, la cual produce una lubricación deficiente y la perdida de lubricante a través de los tapones de llenado y varilla. Para evitar esto se añaden aditivos
antiespumantes.
Inhibidores de la oxidación (antioxidantes). Al calentarse el aceite mineral, se produce la ruptura de sus partículas, y se forman sustancias alquitranosas, las
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cuales pueden llegar a obturar las canalizaciones del aceite. Para evitar este fenómeno se añaden al lubricante aditivos antioxidantes.
Aditivos contra el desgaste. Ciertos componentes del motor están soportando presiones de contacto muy elevadas (Cojinetes de biela). Esto produce que el aceite se escape de estas uniones. Para prevenir este efecto, se añaden al lubricante aditivos que reaccionan con las partes metálicas de las articulaciones, y forman películas de lubricante muy finas y resistentes, que permanecen adheridas al metal, y evitan el contacto de metal contra metal.
CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES
A la hora de seleccionar un determinado tipo de lubricante, existen dos aspectos básicos a considerar, la viscosidad, y los aditivos, que indican si el lubricante es adecuado para el trabajo en determinadas condiciones. Existen por tanto dos tipos de clasificación, en función de la viscosidad, y en función de las condiciones de utilización.
Clasificación por viscosidad Hay 10 grados de viscosidad, 6 de invierno, y 4 de verano.
La escala de invierno, letra W, indican la temperatura mínima de utilización, va de 5 en 5 ºC, empezando desde grado 0 hasta grado 25 y equivale a temperaturas mínimas de utilización desde –30ºC hasta –5ºC
La escala de verano, indica el comportamiento de la viscosidad del aceite en caliente medido a 100ºC, van de 10 en 10, empezando desde 20 y hasta 50.
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Aceites mono grado y multigrado.
Los aceites monogrado se designan con un único grado de viscosidad que indica
los márgenes de temperatura recomendados. Este tipo de aceite es recomendado para zonas que no hay cambios importantes de temperatura. Si no fuera así sería necesario utilizar diferente graduación en invierno y verano.
Los aceites multigrados, debido al uso de aditivos, tienen un margen de utilización mayor, y se identifican con las dos escalas, la de invierno y la de verano. Temperatura que oscila entre – - 40 Temperatura entre – -50
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Los puntos principales para engrasar en un motor, son:
Paredes de cilindro y pistón. Bancadas del cigüeñal. Pié de biela. Árbol de levas. Eje de balancines. Engranajes de la distribución.
El carter inferior sirve de depósito del aceite, el cual engrasa todos los elementos, y en la parte inferior, lleva una bomba que, movida por un eje engranado al árbol de levas, lo aspira a través de un colador.
A la salida de la bomba, el aceite pasa a un filtro donde se refina, y si la presión es mayor de la necesaria, se acopla una válvula de descarga.
PRESIÓN:
Por presión de engrase entendemos la presión a la que circula el aceite, desde la salida de la bomba hasta que llegue a los puntos de engrase.
Esta presión debe ser la correcta para que el aceite llegue a los puntos que va a engrasar. No conviene que sea excesiva, ya que aparte de ser un gasto innecesario, llegaría a producir depósitos carbonosos en los cilindros y las válvulas.
Para conocer en todo momento la presión del sistema de engrase, se instala un manómetro, que está unido a la tubería de engrase, y nos indica la presión real. Otro procedimiento, es una luz de color rojo generalmente, situada también en el tablero de instrumentos, que se enciende cuando la presión del aceite es insuficiente.
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SISTEMAS DE ENGRASE:
A partir de aquí lo envía a presión para engrasar las distintas partes del motor y según el punto a donde llegue la presión, recibirá el nombre del sistema empleado y qué puede ser:
Por barboteo Mixto A presión A presión total Por Carter seco Lubricación por mezcla
POR BARBOTEO
Este sistema dispone de una bomba, que remonta el aceite a unas bandejas o pocillos en los que mantiene un determinado nivel y donde golpea a unas cuchillas dispuestas en cada codo del cigüeñal, con lo que se asegura su engrase. Al salpicar se esparce el aceite de la bandeja en forma de niebla de aceite pulverizado, llegando así a todos los puntos que deben ser engrasados.
Este sistema de engrase es común en los otros sistemas en cuanto al engrase de las paredes del cilindro y del pistón.
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SISTEMA MIXTO
En el sistema mixto se emplea el de barboteo, además la bomba envía el aceite a presión a las bancadas del cigüeñal.
SISTEMA A PRESIÓN
Es el sistema de engrase más usado. El aceite llega impulsado por la bomba a todos los elementos, por medio de unos conductos, excepto al pie de biela, que asegura su engrase por medio de un segmento, que tiene como misión raspar las paredes para que el aceite no pase a la parte superior del pistón y se queme con las explosiones.
De esta forma se consigue un engrase más directo.
Tampoco engrasa a presión las paredes del cilindro y del pistón, que se engrasan por barboteo.
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SISTEMA A PRESIÓN TOTAL
Es el sistema más perfeccionado. El aceite llega a presión a todos los puntos de fricción (bancada, pie de biela, árbol de levas, eje de balancines) y hay más trabajo del motor, por unos orificios que conectan con la bomba de aceite.
SISTEMA DE CARTER SECO
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En los motores de autos de competencia la lubricación de cárter húmedo es insuficiente debido a sus movimientos bruscos de aceleración, curvos y frenados; en estos motores se utiliza la lubricación de cárter seco.
En este sistema el aceite está en un depósito separado, hay dos bombas una de las cuales se encarga de suministrar el aceite a las partes del motor que se van a lubricar, la segunda bomba se utiliza para retornar el aceite que cae al cárter y se envía al depósito separado del mismo. Para que la lubricación sea perfecta, en cualquier sistema empleado, el nivel de aceite ha de mantenerse en el depósito entre dos niveles, uno máximo y otro mínimo.
Es preferible que el nivel se encuentre más próximo del valor máximo que del mínimo.
LUBRICACIÓN POR MEZCLA
Este sistema de lubricación es empleado en motores de dos tiempos. Consiste en mezclar con la gasolina una cierta cantidad de aceite (del 2 al 5%).
Este sistema de engrase tiene el inconveniente de formar excesiva carbonilla en la cámara de compresión y en la cabeza del pistón, al quemarse el aceite.
La ventaja de este sistema es que el aceite no necesita ser refrigerado. Aún así el engrase es imperfecto y los motores tienen tendencia a griparse, sobre todo cuando el motor está en marcha y el vehículo inmovilizado.
Con el fin de evitar algunosde estos inconvenientes, determinados motores de dos tiempos llevan el aceite en un depósito separado, donde un dosificador envía el aceite al carburador, según las necesidades de cada momento.
BOMBAS:
El aceite del engrase se mueve por una bomba, que se acciona por el árbol de levas.
Se encuentra en el Carter, sumergida en el aceite que éste contiene.
Los tipos de bomba son:
De engranajes De paletas De émbolo De rotor
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LA BOMBA DE ENGRANAJES
Consta de dos ruedas dentadas y encerradas en un Carter, una de ellas recibe el movimiento y lo transmite a la otra, haciendo pasar el aceite entre ellas y las paredes del Carter en el que están encerradas. Un conducto lo recoge y lo envía a los distintos órganos que va a engrasar.
LA BOMBA DE PALETAS
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La bomba de paleteas consta de un Carter, dentro del cual gira una excéntrica, que arrastra dos paletas a las que un resorte mantiene unidas a la pared por sus extremos.
Cada paleta, en su giro, absorbe el aceite al girar por una cara y lo empuja por la otra, haciéndolo salir a presión para engrasar.
LA BOMBA DE ÉMBOLO
La bomba de émbolo está formada por un cilindro y un émbolo o pistón que se desliza dentro de él por la acción de una excéntrica.
Cuando el pistón sube, una válvula permite el llenado del cilindro, al bajar el pistón, ésta se cierra y el aceite sale a presión por el conducto que lo lleva a los distintos órganos.
BOMBA DE ROTOR
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Es un sistema de engranajes internos.
Como uno de los engranajes (rotor interior) (Z), tiene un diente menos que el otro, queda un hueco siempre entre ambos, que se llena de aceite por (E), debido al vacío creado cuando disminuye este hueco. El aceite se manda a presión por la salida (S).
El eje del rotor interior (Z) recibe el movimiento del árbol de levas, a través de un piñón.
Se utiliza menos que las de engranajes exteriores por enviar menos presión.
VÁLVULA REGULADORA:
La bomba de engrase recibe el movimiento del árbol de levas y su velocidad de funcionamiento está en función de la velocidad de giro del motor. Si el motor gira deprisa, la bomba también, pudiendo producir una excesiva presión en el sistema de engrase, lo cual no es conveniente. Para evitarlo se instala, a la salida de la bomba de engrase una válvula reguladora o de descarga, cuya misión es mantener la presión adecuada a las necesidades del motor. Si la bomba de engrase manda una excesiva cantidad de aceite al sistema de engrase, la válvula reguladora se abre y el aceite sobrante vuelve al Carter y, una vez establecida la presión deseada, se cierra.
VENTILACIÓN DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN
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• VENTILACIÓN DEL CÁRTER
Durante el funcionamiento del motor y durante los tiempos de compresión, explosión y escape, pasan, a través de los segmentos, pequeñas cantidades de combustible sin quemar, vapor de agua y otros productos residuales de la combustión.
Estos vapores diluyen y producen la descomposición del aceite, perdiendo rápidamente sus características o propiedades lubricantes. Además de estos vapores, el aceite produce otra serie de vapores procedentes de su oxidación debido a las altas temperaturas del motor.
Todos estos vapores (combustible, vapores de agua y aceite) producen también sobrepresiones en la parte baja del motor, por lo que se hace necesario sacarlo fuera del cárter según se vayan produciendo.
Los reglamentos de la lucha anti-polución obligan a los constructores a no enviar los vapores de aceite a la atmósfera.
Existen dos sistemas de ventilación aunque en la actualidad se emplea uno de ellos, la ventilación cerrada.
Estos sistemas son:
o Ventilación abierta.
o Ventilación cerrada.
VENTILACIÓN ABIERTA
Este sistema está prohibido debido a que arroja a la atmósfera los gases (I) procedentes de la combustión, contaminándola. Este sistema consiste en colocar un tubo (T), que comunica el interior del motor con la atmósfera.
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VENTILACIÓN CERRADA
Este sistema es obligatorio en todos los motores actuales. Consiste en que el tubo que proviene del cárter no da a la atmósfera sino al colector de admisión, quedándose los gases en el interior de los cilindros.
Esta mezcla carburada (vapores, aire y combustible) que entra a los cilindros, contribuye a que la gasolina sea menos detonante y, por otra parte, la niebla aceitosa lubrica las partes altas del cilindro que tan escaso está de aceite y en tan duras condiciones trabaja.
REFRIGERACIÓN DEL ACEITE
En la actualidad los aceites empleados son de gran calidad y variando poco su viscosidad con la temperatura. Conviene mantener su viscosidad dentro de unos límites óptimos de funcionamiento para que pueda ejercer perfectamente su acción refrigerante en los elementos lubricados y evitar que, por exceso de calor, el aceite pierda sus características.
Para conseguir la correcta refrigeración se emplean dos sistemas:
o Refrigeración por el propio cárter inferior del motor.
o Refrigeración por radiador de aceite.
REFRIGERACIÓN DEL CÁRTER
Lo utilizan todos los vehículos. Consiste en hacer que el aire incida sobre el cárter, que será de gran superficie y de pequeño grosor (normalmente construido de chapa de acero estampado o aluminio). En el caso de engrase por cárter seco el aire incide sobre el depósito de aceite y sobre el cárter. Así pues, la eficacia de esta refrigeración será en función de la superficie del cárter, del grosor y del material utilizado en su construcción y de la exposición que tenga al aire de la marcha, según si el motor va colocado longitudinal o transversalmente.
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Como se puede observar la temperatura en el cárter es la de régimen del motor, aproximadamente 80º C.
REFRIGERACIÓN POR RADIADOR DE ACEITE
Es un sistema complementario de la refrigeración por cárter, muy empleado en los motores refrigerados por aire y en motores de elevado número de revoluciones, que trabajan en condiciones más severas. La temperatura de funcionamiento del aceite es mucho mayor, por lo que se recurre a la utilización de una refrigeración más efectiva, para mantener las características del aceite.
Este sistema consiste en utilizar un radiador. Por su interior circulará el aceite del motor. El aceite es enviado por la bomba al radiador, donde se refrigera y continúa hacia los puntos de engrase. Este radiador dispone de una válvula térmica que impide la entrada al radiador, cuando el aceite no tiene la temperatura de funcionamiento. En la fig. 20, (N) indica la situación del radiador y el circuito completo de lubricación con todos sus elementos.
FILTRADO:
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El aceite, después de engrasar los diferentes elementos del motor, puede arrastrar impurezas, que deben ser eliminadas antes de que vuelva a engrasar otra vez los elementos del motor, para ello se recurre a su filtrado.
El aceite se filtra antes de llegar a la bomba de engrase para que, una vez ésta lo mande a los distintos elementos y antes de llegar a ellos, pase por otro filtro constituido por un material textil poroso, donde quedan retenidas las impurezas.
Este filtro hay que cambiarlo cada determinado tiempo, ya que las partículas en él depositadas pueden llegar a obstruirlo, lo cual hace que el aceite pase directamente a los elementos que va a engrasar lleno de impurezas.
CAMBIO DEL FILTRO DE ACEITE
Debido a la cantidad de impurezas retenidas por el filtro (F) de aceite, este podría llegar a obturarse, siendo necesario su sustitución antes de que esto ocurra.
Se pueden utilizar las siguientes normas de cambio de filtro:
o Utilizar el mismo filtro (referencias).
o Apretar atendiendo a la junta (J) y a su asiento (A).
o En los motores de gasolina, un cambio de filtro por cada dos cambios de aceite del cárter. En los motores diesel, por cada cambio de aceite, como norma general, cambiar el filtro de aceite.
Si se utilizan aceites que por sus características, los cambios se realizan después de muchos kilómetros (aceite sintéticos), el cambio de filtro se realizará al mismo tiempo que el cambio de aceite.
COMPROBACIÓN DEL NIVEL DE ACEITE EN EL CÁRTER
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El consumo de aceite en los motores se realiza, generalmente, por el paso de aceite entre los segmentos, quemándose en el interior del cilindro. Se considera límite de consumo la pérdida de 1 litro cada 2000 km.
Los motores poseen una varilla indicadora de nivel de aceite. Está situada en un lateral del motor y al extraerla se observan unas marcas indicadoras del nivel máximo y mínimo.
CAMBIO DE ACEITE:
La ventilación del Carter y el filtrado no basta para impedir que poco a poco se vaya estropeando el aceite, por lo que llegado el momento es necesario su cambio. Este cambio debe hacerse de acuerdo con las normas del fabricante, tipo de aceite o tipo de vehículo.
El cambio de aceite debe realizarse:
*Siempre con el motor parado.
*El motor debe estar caliente.
*El vehículo colocado en posición horizontal.
*Abriendo el tapón de vaciado (T) situado en la parte inferior del cárter.
*Extrayendo la varilla indicadora de nivel de aceite de su alojamiento.
*Cambiando la arandela (A).
*Llenándolo por el orificio o tapa de balancines (B).
Este cambio se hará en función de los kilómetros recorridos por el vehículo, la estación del año y vías por las que se circula, adaptándose al libro de instrucciones del vehículo o bien cuando el aceite pierda sus características.
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FALLAS PRINCIPALES DE LA LUBRICACIÓN
SÍNTOMA 1
El indicador del panel de instrumentos acusa falla o falta total de presión de aceite con el motor funcionando
Causas:
Falta de aceite en el cárter del motor.
Sensor de presión o indicador en mal estado.
Colador de aceite obstruido.
Tubo de aspiración de la bomba quebrado.
Bomba de aceite en mal estado.
Válvula de descarga pegada en abierto.
SÍNTOMA 2
Presión de aceite baja
Causas:
Aceite muy diluido o no corresponde grado de viscosidad.
Aceite demasiado caliente ( ref. x aire).
Colador parcialmente tapado.
Tubo de aspiración de la bomba fisura do.
Nivel de aceite en cárter bajo.
Cojinetes de biela, bancada o de leva desgastados.
Sello o galería de aceite con fugas.
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Pérdida de aceite al exterior por fugas.
SÍNTOMA 5
Consumo de aceite
Causas
Entrada de aceite a la cámara de combustión por anillos y cilindros con desgaste. Guías
y retenes de válvulas en mal estado.
SÍNTOMA 6.
Aceite emulsionado (lechoso)
Causas
Agua en el aceite por filtraciones en empaquetadura de culata.
Agua en el aceite por filtraciones en cilindros (fisura dos o sus empaques). Sello
de agua roto en culata o conductos interiores.
NOTA. Condensaciones de agua en tubo de varilla medidora, pared interior de tapa de válvulas y en tapa
de llenado de aceite son normales debido a la condensación sobre todo en ambientes húmedos y fríos.
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3. INSPECCIÓN AL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN El sistema de enfriamiento del motor Diesel, está diseñado para llevar al motor a su temperatura de operación más eficiente (tan pronto como sea posible después del arranque) y para mantener esa temperatura durante todas las condiciones de operación. Para este propósito combina el sistema de enfriamiento por líquido y el sistema de enfriamiento por aire.
Figura 1. Sistema de Refrigeración.
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NOTA: Los métodos de refrigeración del motor dependen de los principios de transferencia de calor que se mencionan a continuación.
3.1. FORMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
3.1.1. Conducción. Al sostener un extremo de una varilla de hierro sobre fuego finalmente el calor alcanzará a transmitirse a la mano por conducción
térmica. En el motor el calor de la combustión se transfiere a través de la cabeza de cilindro y del bloque al líquido refrigerante del motor.
Figura 2. Transferencia de calor por conducción.
3.1.2. Convección. El calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido. En antiguos motores se utilizaban corrientes de convección 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.
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Figura 3. Transferencia de calor por conducción. 3.1.3. Radiación. El calor se transfiere por medio de ondas
electromagnéticas. En el motor el radiador transfiere calor, el calor escapa de sus tuberías y aletas hacia la atmósfera.
Figura 4. Transferencia de calor por radiación.
3.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 3.2.1. Termostato. El termostato es una válvula sensible a la temperatura,
el cual permanece cerrado hasta que el motor alcanza una temperatura de operación. A medida que la temperatura sube, la cera se dilata empujando el
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vástago, venciendo la fuerza del resorte, entonces el termostato se abre permitiendo que el líquido refrigerante circule a través del radiador. Cuando la temperatura del líquido es más baja que la temperatura de operación, el termostato se cierra impidiendo la circulación del líquido refrigerante hacia las cabezas del cilindro
Figura 5. Estructura interna del termostato.
NOTA: La temperatura de operación de un motor diesel está alrededor de los
86ºC a los 98ºC.
Figura 6. Termostato.
3.2.1.1. Importancia del termostato en motores diesel. Aunque a muchos mecánicos les moleste, se debe insistir en que los motores deben
CERA
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tener instalado, y en buenas condiciones, su termostato; el cual deberá cambiarse cada doce meses. Aquí se sugiere el uso de un termostato con menos grados, por ejemplo si el fabricante especifica 195ºF usted puede cambiarlo a 180ºF, lo mismo con la tapa del radiador, si la especificación indica
16 libras de presión puede usar 13 libras; si indica 13 libras puede usar 9 libras, etc. La explicación es la siguiente: las especificaciones son validas,
mientras todo el sistema de enfriamiento esté 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 lógico mantener el sistema sometido a la
misma presión 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, cigüeñal.
Combustión incompleta: Aceite + combustible
NOTA: Nunca suspenda el termostato. Algunos motores tienen hasta dos termostatos.
Si el termostato se pega cerrado:
Hay óxidos y silicatos por agua contaminada o sin aditivos especiales
porque está dañado por el tiempo de uso 3.2.2. Indicadores de temperatura. Los indicadores de temperatura del líquido 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: análogos y digitales.
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3.2.3. Sensor de temperatura. Los sensores de temperatura se aplican en varios lugares en el vehículo:
En el circuito del líquido refrigerante, para poder determinar la temperatura
del motor a partir de la temperatura del líquido refrigerante.
En el canal de admisión 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 líquido 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 característica de cualquier resistencia es que cuando la
temperatura aumenta la resistencia también aumenta. Esta característica de una resistencia se llama Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC) y se usa
como un limitador de corriente en un componente eléctrico, como en los vidrios eléctricos. 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.
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Figura 10. Características de las resistencias PTC y NTC.
3.2.4. Ventilador. Los ventiladores se utilizan para activar y asegurar la circulación de una gran cantidad de aire a través del radiador con la finalidad de enfriar el líquido refrigerante y a la vez favorecer la refrigeración de los órganos anexos al motor como el alternador.
3.2.4.1. Ventilador tipo termo embrague. El embrague con fluido está diseñado para deslizarse en bajas temperaturas del motor. El fluido es a base
de silicona como elemento de fricción. Un resorte o espiral bimetálico y termostático, sensible a la temperatura, controla el fluido líquido en el acoplamiento. Con el motor frío el ventilador se desliza a la velocidad de
calentamiento del motor.
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Figura 11. Ventilador tipo termo embrague.
3.2.5. Camisas de agua. Debido a las altas temperaturas que se presentan
en la cámara de combustión, los pistones necesitan de un medio de enfriamiento que se realiza por medio de las camisas de agua, las cuales transfieren el calor por convección a la atmósfera.
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Figura 12. Camisa de agua. 3.2.6. Radiador. Es un intercambiador de calor que permite enfriar el agua, enviando el calor a la atmósfera 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 periódicamente.
3.2.6.1. Radiador tipo horizontal.
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Figura 13. Radiador tipo horizontal.
3.2.6.2. Radiador tipo vertical.
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Figura 14. Radiador tipo vertical.
El tanque de entrada está equipado con un cuello llenador, un tapón del
radiador y un tubo de sobreflujo que permite que el exceso de presión escape al piso o al tanque de reserva del líquido refrigerante. Los tubos y aletas radian calor del líquido refrigerante caliente, y el flujo de aire creado por el ventilador
o por el aire impulsor disipa calor hacia la atmósfera.
El metal ideal en la fabricación de radiadores es el cobre por su facilidad de transmitir calor, pero por razones económicas se utiliza el latón.
3.2.6.3. Tapa del radiador o del vaso de expansión. Sus funciones
son: Tapar el radiador
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Aumentar el punto de ebullición del agua (por 1 psi se aumentan 3ºC)
Recuerde que las tapas del radiador vienen de 7psi y 14 psi.
Contribuye a la presión hace medio trabajo de la bomba de agua
Figura 15. Tapa del radiador.
Está conformada por las siguientes partes:
3.2.6.3.1. Válvula de alivio de presión (Depresión). Limita la presión en
el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado. 3.2.6.3.2. Válvula de ventilación de vacío (Presión). Si el líquido refrigerante se expande demasiado puede causar que la presión del sistema se eleve por encima de la presión del diseño de la tapa, la válvula de presión se abre y permite que el líquido refrigerante se escape por el tubo de sobreflujo hacia el depósito, hasta que se estabilice la presión en el sistema.
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Figura 16. Funcionamiento de la válvula de ventilación de vacío.
3.2.6.3.3. Selección de la tapa del radiador. Una mala escogencia de la tapa del radiador puede causar fallas en el sistema de refrigeración con las siguientes consecuencias:
Si se pega abierta la válvula de sobrepresión:
El agua se evapora.
Hay recalentamiento.
Si se pega cerrada:
Daña el radiador y las mangueras.
Daña la bomba de agua.
Daña los tapones
Daña el empaque de la culata.
Daña el intercooler.
Daña el turbo.
Precaución: Hay que tener mucho cuidado al quitar el tapón del radiador cuando el motor está caliente. Si se requiere retirar el tapón hágalo así: envuelva un trapo grueso en el tapón y gírelo con lentitud hasta el primer tope para que escape la presión por el tubo de derrame. Luego retírelo.
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3.2.6.3.4. Pruebas al tapón de presión. Existen distintos probadores que se usan para revisar los tapones o tapas. El tapón se atornilla en un extremo del probador y se usa una bomba interconstruida para subir la presión. Un manómetro, que forma parte del probador, indica la presión que se está aplicando. Una tapa de presión que trabaje a 2 libras o más, ya sea por encima o por debajo de su valor requerido, deberá cambiarse.
Figura 17. Pruebas al tapón de presión. 3.2.7. Depósito o vaso de expansión. Los radiadores, traen un depósito de
recuperación. La función de este depósito consiste en recibir el agua que el radiador expulsa cuando el sistema se calienta y lo recupera cuando lo
requiere, si no tuviera este depósito el agua se perdería y se tendría que estar reponiéndola constantemente.
Es importante ponerle cuidado, a este depósito, pues un mal funcionamiento,
debido a roturas, o goteras puede originar un sobrecalentamiento del motor.
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Figura 18. Depósito de recuperación.
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 cigüeñal. En algunos vehículos es impulsada por el árbol de levas. Su
inspección se hace sencillamente buscando fugas de agua o cuando se presenten ruidos anormales
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Figura 19. Bomba de agua.
3.2.8.1. Inspección a las bandas. Se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones
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Figura 20. Inspección de la flexión en las bandas.
a) Cuando use juegos igualados de bandas, asegúrese 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 flexión mínima de 10mm en el punto X; esto se mide con un calibrador de tensión.
c) Todas las bandas de un juego igualado deberán asentar a
aproximadamente la misma altura en los surcos. Las diferencias entre las alturas de la bandas no deberán ser mayores de 1/16 de pulgada (1.5 mm).
d) Ningún objeto debería rozar con las bandas. Si los lados de la banda se
deshilachan, quite la banda y ponga un juego igualado. Averigüe que ocasionó el desgaste.
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e) Si las bandas se remojan en aceite, deberán cambiarse. La pérdida de la
fricción superficial causará resbalamiento.
f) Pueden aceptarse cuarteaduras pequeñas superficiales en el fondo o en la
superficie del diente. Si una o más de las cuarteaduras son profundas, las bandas deben cambiarse.
g) Compruebe la tensión de la banda, si esta chilla, es señal de que la
tensión es insuficiente. El chillido sucede con más frecuencia durante la
aceleración.
h) Busque daños 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 están flojos en sus cojinetes, porque originan movimientos u oscilaciones de la polea.
3.2.8.2. Tensión de las bandas. Para que una banda transmita movimiento a su accesorio correspondiente, debe tensionarse correctamente.
La banda debe tener suficiente tensión para transmitir la carga del accesorio, o de lo contrario se tendrá un excesivo resbalamiento. Si la banda se patina, se
pulen sus lados y se alisan con textura de vidrio, reduciendo su fricción, lo que da como resultado más resbalamiento, originando la falla prematura de la
banda.
Por otro lado, una tensión excesiva dañará las chumaceras del accesorio, originando su falla prematura y también una menor vida de las bandas.
3.2.9. Mangueras y abrazaderas. Las mangueras llevan el líquido 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.
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Figuras 21 . Diferentes tipos de mangueras.
Las mangueras se pueden deteriorar internamente y externamente, siendo necesario reemplazarlas cuando se dañan. Para asegurarlas, se utilizan
diversos tipo de abrazaderas, la de tipo tornillo proporciona una sujeción más 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 están equipados con filtros líquidos de enfriamiento y acondicionadores. Se diseñan para tener un sistema de enfriamiento más limpio, mejor disipación de calor,
mejor transmisión de calor y por tanto mayor eficiencia del motor y mayor vida útil.
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3.2.11. Líquido refrigerante. Es el medio utilizado para absorber calor en la circulación entre el motor y el radiador, donde se disipa hacia la atmósfera. El agua es un líquido satisfactorio para la absorción y transferencia de calor,
pero cuenta con deficiencias como un punto de ebullición bajo y se congela rápidamente, por lo tanto se requiere agregar al agua inhibidores y aditivos para evitar la corrosión, formación de sedimentos y para la lubricación del sello
de la bomba. Por esta razón es conveniente el uso de un anticongelante basándose en etilenglicol que tiene un punto de ebullición más alto que el
agua. Los aditivos e inhibidores especiales basados en silicatos se agregan para prevenir la corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros, termostato y radiadores. Una mezcla de 50% de anticongelante y 50% de
agua proporcionan la protección anticongelante a aproximadamente. –36 ºC y un punto de ebullición de 130 ºC a una presión atmosférica de 14,7 psi.
Durante la operación 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 ácido daña todo lo que sea hierro, y si
tiene mucho de base daña 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 código de colores.
3.2.11.1.3. Prueba de nitrato. Es anticorrosivo y antioxidante, la prueba se hace en código de colores.
3.3. PROCEDIMIENTO PARA HACER INSPECCIONES EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN.
- Hacer una buena elección del líquido refrigerante.
- Con el motor frío, revisar diariamente el nivel del fluido refrigerante y
agregar la cantidad necesaria.
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- Calentar el motor hasta alcanzar la temperatura normal de funcionamiento. - Cambiar periódicamente el fluido refrigerante.
- Estar atento a la temperatura que se indique en el termómetro.
3.3.1. Sugerencias importantes para el sistema de refrigeración.
- No debe destaparse el depósito 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. Inspección al sistema de enfriamiento - Nivel del líquido de enfriamiento.
- Limpieza del líquido 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 provocarán sobrerecalentamientos y posibles pérdidas del líquido enfriador
- Líquido en el aceite y viceversa.
- Aspas del ventilador dobladas o dañadas.
- Tensión y estado de la(s) banda(s) del ventilador.
- Aletas del panal del radiador dobladas o acumulación de basura en el
radiador; daño o desgaste del mecanismo de las persianas.
- Fugas en el radiador, en la bomba de agua, en el calefacción del camión o
en otros accesorios.
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Si se presenta cualquier problema cuando se haga esta inspección, determine la causa y corríjala adecuadamente. La mayoría 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 daños progresivos resultantes. La pérdida intermitente del flujo de líquido de enfriamiento puede provocar ralladuras o desconchaduras de anillos o pistones, daño a los sellos
de las camisas y de las cabezas de cilindros. Aflojamiento de las camisas de los inyectores, ralladura de las guías de las válvulas y hasta rotura de las cabezas
de los cilindros. A menudo estos daños no son tan obvios cuando ocurre la pérdida del líquido, sino que después se configura la falla del motor. En el caso
de ralladuras del pistón y/o de sus anillos, se notará un consumo excesivo de aceite o fuga de compresión hasta varios kilómetros u horas después.
La operación continua con temperaturas de líquido de enfriamiento mayores que las recomendadas puede causar fatiga térmica de partes como pistones,
culatas y válvulas. 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, harán que el aceite sea más delgado y, por lo tanto,
aumentará su consumo y causarán mayor desgaste que lo normal en los anillos, chumaceras y otras partes; asimismo, causarán depósitos de barniz y acortarán la vida de varios conjuntos.
3.3.2.2. Sobreenfriamiento. Una operación defectuosa del termostato,
fugas del sello del termostato, ajuste demasiado bajo de la temperatura, instalación defectuosa del termostato o la carencia completa del termostato,
darán como resultado mayor enfriamiento del necesario. Entonces, muchas partes estarán 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 harán que
bajen las temperaturas del aceite. Las bajas temperaturas del aceite reducen la eficacia de la acción detergente del aceite y la capacidad de limpieza de filtros, y aumentarán la posibilidad de
tener contenido de agua y acidez, los gases del los cilindros pasan por el cárter (normalmente en poca cantidad), y contiene vapor de agua, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre. Estos últimos gases se combinan con el agua
para formar ácidos. Las bajas temperaturas resultantes del sobreenfriamiento
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permitirán la condensación del agua en el cárter, ocasionando acidez y formación interna de oxido, laca y lodo. Operar con un sobreenfriamiento extremo provocará un desgaste excesivo y/o una operación pobre del motor.
Precaución: nunca deje que el motor trabaje en vacío durante más de 15
minuto; los períodos largos de marcha en vacío pueden ser peligrosos para un motor, porque su temperatura de operación será tan baja que posiblemente no se queme completamente el combustible, causando depósitos en las válvulas,
bloqueos en los agujeros del inyector de combustible y anillos de pistón 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 circulación del líquido enfriador y el motor se sobrecalienta. Además, las mangueras y conexiones entre el radiador
y el motor se degradan y pueden permitir fugas o restringir el paso del líquido.