UNIDAD 4Sistemas de enfriamiento

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Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podrá:

1. Identificar y explicar las funciones de los componentes del sistemade enfriamiento del motor.

2. Explicar el mantenimiento del sistema de enfriamiento y lascaracterísticas del refrigerante del motor diesel.

3. Quitar, inspeccionar e instalar los componentes del sistema deenfriamiento de los Motores 3406B y 3406C Caterpillar.

Material de referencia

El refrigerante y su motor SSBD0970Manual de Operación y Mantenimiento de los motores 3176B, C-10, C-12 y 3406E para camión SSBU6758Manual de Servicio del Motor 3406B SEBR0544Manual de Servicio del Motor 3406C SEBR0550

Herramientas

222-7876 (168-0382) Juego de herramientas deltécnico de servicio o su equivalente9S8140 Grupo de presurización1U7297 (5P0957) Probador de refrigerante/batería8T5296 Juego de prueba de refrigerante172-8851 Juego de prueba de refrigente de larga duración

NOTAS

Lección 1: Operación y componentes del sistema de enfriamiento

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Introducción

El máximo rendimiento y la larga vida útil del motor dependen engran medida del sistema de enfriamiento. Los problemas del sistemade enfriamiento van desde fugas menores y mayor consumo decombustible hasta desgaste acelerado del motor o una falla repentinacatastrófica del motor. Si se detiene el flujo refrigerante en el motor,inclusive por un corto tiempo, hay alto riesgo de que el motor sufradaño significativo.

ObjetivosAl terminar esta lección, el estudiante podrá explicar la operación delsistema de enfriamiento e identificar los componentes relacionados.

Material de referencia

El refrigerante y su motor SSBD0970Manual de Operación y Mantenimiento de los motores 3176B, C-10, C-12 y 3406E para camión SSBU6758

Unidad 4 4-1-2 Fundamentos del MotorLección 1

Fig. 4.1.1 Sistema de enfriamiento y distribución de energía

El enfriamiento de un motor depende de los principios de conducción,convección y radiación de la energía calorífica con el fin de mantenerel motor funcionando a la temperatura de operación correcta. Elrefrigerante recibe el calor a través de los componentes metálicos delmotor, el bloque, la culata, etc. El refrigerante entonces pasa al radiadorpor acción de la bomba de refrigerante. En el radiador la energíacalorífica es transferida por convección al aire que se mueve a través delas aletas del radiador. Además, el motor también transfiere ciertacantidad de energía a la atmósfera directamente en forma de calor,transferida del motor al aire circundante.

Los componentes del sistema de enfriamiento del motor son lossiguientes:

Camisa de agua

Regulador de temperatura del agua (termostato)

Radiador (o intercambiador de calor)

Tapa de presión

Bomba de refrigerante

Mangueras

El motor puede tener también algún tipo de posenfriador para enfriar elrefrigerante, el enfriador de aceite, el enfriador de aceite hidráulico o elenfriador del aceite de la transmisión.

En algunos sistemas marinos o fijos puede haber un intercambiador decalor en lugar del radiador.

La bomba hace posible que el refrigerante fluya en el sistema deenfriamiento. Dentro del motor están los conductos del refrigerante porlos que pasa el refrigerante. Estos conductos incluyen la llamada"camisa de agua". La camisa de agua es una cavidad grande en elbloque y en la culata, que envuelve los cilindros del motor. Estacavidad normalmente está llena de refrigerante y permite mantener elmotor a una temperatura uniforme.

Unidad 4 4-1-3 Fundamentos del MotorLección 1

Fig. 4.1.2 Termostatos

Los termostatos regulan el flujo de refrigerante que pasa al radiador.Cuando el motor está frío, el termostato se cierra y se bloquea el pasodel agua al radiador. El agua entonces recircula a través de la bombade refrigerante, de vuelta al motor. Esto contribuye a que el motorobtenga la temperatura de operación más rápidamente. Cuando elmotor está caliente, el termostato permite que el refrigerante pase alradiador para ser enfriado, antes de pasar al motor. El termostato noestá completamente abierto ni cerrado. El termostato modula entreabierto y cerrado para mantener una temperatura constante en elmotor. Es muy importante tener la temperatura correcta del motor. Unmotor que opera muy frío no tendrá la suficiente temperatura parauna combustión eficiente y se verá afectado por la formación de"barros" en el sistema de lubricación del motor. Un motor que opera amuy altas temperaturas se recalentará y podrá causar daños muyserios al motor.

Unidad 4 4-1-4 Fundamentos del MotorLección 1

Fig. 4.1.4 Tapa de presión

Quizá uno de los componentes al que menos atención se presta en elsistema de enfriamiento es a la tapa de presión. La tapa de presióntiene una válvula de alivio que no permite que la presión del sistemade enfriamiento exceda un nivel determinado de antemano. La tapade presión mantiene cierta presión en el sistema de enfriamiento. Estoes muy importante, pues un incremento de presión de 1 lb/pul2 en elsistema de enfriamiento aumenta el punto de ebullición delrefrigerante en 1,8 0C (3,25 0F), lo que hace que el refrigerantefuncione a una temperatura más alta sin que entre en ebullición. Unsistema de enfriamiento típico tendrá una presión entre 7 lb/pul2 y 15lb/pul2; de este modo, se tendrá un efecto importante en elenfriamiento del motor.

Fig. 4.1.3 Radiador

El radiador es el componente del sistema de enfriamiento quetransfiere el calor del refrigerante al aire. El radiador tiene tubos porlos que fluye el refrigerante generalmente de arriba abajo. En la partede abajo del radiador hay una manguera que lleva el refrigerante denuevo a la bomba. Los tubos tienen aletas unidas a ellos, que ayudana transferir el calor al aire que se mueve a través del enfriador delradiador.

NOTA: Use la publicación “El refrigerante y su motor”(SSBD0970).

Repase los diferentes tipos de sistemas de enfriamiento (págs. 4 a 5).

Examine los efectos de la altitud, la presión del sistema y la concentraciónde anticongelante en la temperatura de los sistemas de enfriamiento(págs. 6 a 7).

Explique los conceptos relacionados con la calidad del agua (págs. 8 a 9).

Explique la necesidad de un aditivo suplementario de refrigerante ademásde los aditivos anticongelantes convencionales. Haga notar que el nivel deconcentración de este aditivo debe estar entre 3% y 6% (págs. 9 a 12).

Explique que el aditivo anticongelante no solamente suministra proteccióncontra congelación del refrigerante sino que además eleva el punto deebullición del agua y ayuda a evitar la cavitación en la bomba derefrigerante. Todos los motores Caterpillar con posenfriamiento aire a aire(ATAAC) requieren refrigerante con concentraciones mínimas de 30% deaditivo anticongelante, para impedir la cavitación en la bomba derefrigerante.

Examine la lista de la página 14 sobre las recomendaciones para evitar unexceso en la concentración de los aditivos del refrigerante.

Examine los efectos y las posibles fallas en la operación del sistema deenfriamiento que resultan de usar un refrigerante inapropiado (págs. 16 a24).

Revise los productos y los procedimientos de mantenimiento del sistema deenfriamiento (págs. 25 a 30).

NOTA: Consulte la publicación "Manual de Operación yMantenimiento de los motores 3176B, C-10, C-12 y 3406E paracamión " (SSBU6758).

Revise las especificaciones de refrigerante (páginas 74-84) y losintervalos de mantenimiento del refrigerante (páginas 90-91).

Unidad 4 4-1-5 Fundamentos del MotorLección 1

NOTAS

Lección 2: Cómo quitar y revisar los componentes del sistema de enfriamiento

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Introducción

Para reparar y dar servicio eficaz al sistema de enfriamiento de losmotores diesel, es necesario poder quitar, revisar e instalar loscomponentes relacionados.

Objetivos

Usando el Manual de Servicio del Motor 3406 Caterpillar, elestudiante podrá demostrar la capacidad para quitar, inspeccionar einstalar correctamente los componentes del sistema de enfriamiento.

Material de referencia

Manual de Servicio del Motor 3406B SEBR0544Manual de Servicio del Motor 3406C SEBR0550

Herramientas

222-7876 (168-0328) Juego de herramientas del técnico de servicio osu equivalente9S8140 Grupo de presurización1U7297 (5P0957) Probador de batería/refrigerante8T5296 Juego de prueba de refrigerante172-8851 Juego de prueba de refrigerante de larga vida

NOTAS

Ejercicios de práctica

Pruebe la tapa del radiador usando el grupo de presurización 9S8140. Pruebe el refrigerante usando unprobador de refrigerante.

Usando un motor desarmado, quite la bomba de agua y explique las maneras que puede fallar (sello enmal estado, rodete flojo, erosionado o fisurado)

Quite el termostato. Señale la importancia del sello alrededor del termostato y trace el flujo del circuitode derivación.

Ejercicio Iniciales del instructor

1. Pruebe la tapa del radiador usandoel grupo de presurización 9S8140 ________

2. Pruebe le refrigerante usando un probadorde refrigerante: ________Temperatura de congelamiento del refrigerante: ________

3. Quite la bomba de agua y revísela ________

4. Quite el termostato ________

Unidad 4 -1 - Fundamentos del MotorCopia del Instructor: Práctica 4.2.1

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NOTAS