Ventilación y calefacción

Todos los turismos van dotados de sistema de ventilación y de calefacción. En el interior del vehículo el aire tiene que ser renovado para mantener un ambiente agradable y asegurar la cantidad necesaria de O2; para ello las

carrocerías están diseñadas de manera que pueda entrar y salir aire del exterior. La entrada se realiza por la parte delantera, por aberturas entre el capo y el parabrisas, atravesando el interior del vehículo y saliendo por la parte trasera (maletero, pasos de rueda y bajo los asientos traseros).

El sistema de ventilación o aireación consiste en introducir dentro del habitáculo aire procedente del exterior aprovechando la marcha del vehículo o aumentando la velocidad a través de un ventilador. Se denomina a este

sistema erróneamente como el que proporciona aire frio, pero este aire estará condicionado por la Tª ambiente que tengamos; por lo que un día caluroso este aire no será frio.

El sistema de calefacción consiste en calentar el aire ambiente haciéndolo pasar a través de un pequeño radiador por el que circula en paralelo agua del circuito de refrigeración del motor. Así aprovechamos la elevada Tª del refrigerante, para poder calentarnos o desempañar los cristales. Al activar la calefacción contribuimos a una mejor refrigeración del motor.

Bloque climatizador

Desde su entrada por la parte delantera, hasta su salida por el salpicadero; el aire atraviesa el bloque climatizador, donde es mezclado y conducido a los aireadores o difusores. El bloque climatizador esta formado por un cuerpo o carcasa de material plástico en cuyo interior lleva dos conductos de paso. Uno deja pasar el aire ambiente exterior sin variar la Tª y por el otro atraviesa el radiador de la calefacción, fabricado en aluminio o cobre y de menor tamaño que el de refrigeración. Cuando el motor alcanza unos 50º de Tª, es suficiente para que el agua ceda calor al aire que atraviesa el radiador.

Para controlar la salida de calor existen dos sistemas: el primero consiste en una válvula o grifo de calefacción controlado por el conductor, que abre o cierra el paso de agua al radiador. Este sistema tiene el inconveniente de que si permanece mucho tiempo el grifo cerrado, al no circular el agua y estar parada en el radiador y a la entrada del grifo; aparecen agarrotamientos, fugas y obstrucciones de conductos.El otro sistema no controla el paso de agua al radiador, sino el paso de aire. Así que la circulación de agua por el radiador es continua lo que contribuye a una mejor refrigeración; y para elegir la Tª del aire existe una trampilla, llamada trampilla de mezcla, que regula la cantidad de aire que pasa por el radiador.Además de la trampilla de mezcla, hay otras encargadas de conducir o canalizar el aire hacia distintas salidas del habitáculo, son las trampillas de reparto. La mayoría de los automóviles disponen de una salida superior entre el parabrisas y el salpicadero, para el desempañado y deshielo; otra salida por la parte inferior del salpicadero y varias salidas por los aireadores frontales, los cuales son orientables y se pueden abrir y cerrar.Otro elemento del bloque climatizador es el ventilador. El aire puede acceder al habitáculo bien por la propia marcha del vehículo o ayudado por el ventilador. Lo más frecuente es que este vaya situado a la entrada del bloque antes del radiador, y sea un ventilador soplador. Pero también puede ir ubicado al final del bloque cerca del salpicadero, en cuyo caso será un ventilador aspirador. El

ventilador esta formado por una turbina de plástico que gira accionada por un motor eléctrico que esta mandado desde el cuadro de instrumentos. Para mayor confort y comodidad, el motor dispone de varias velocidades de giro, para lo cual se intercala una caja de resistencia (con un fusible térmico por seguridad) o un reóstato. Cuantas más resistencias atraviese la corriente antes de llegar a la escobilla positiva menor será la velocidad de la turbina.

Calefacción regulada

Es un sistema de calefacción en el cual el conductor realiza una petición de Tª a una UCE y está, en función de la petición y de los parámetros medidos regula la Tª; pilotando las trampillas.Los parámetros son medidos por unos sensores:

Sensor de Tª liquido refrigerante Sensor Tª exterior

Sensor Tª habitáculo Sensor Tª aire mezclado

La UCE en función de la información que recibe pilotara: Motor trampilla de mezcla. Motor trampilla distribución.

Luneta térmica

La misión de la luneta térmica es la de impedir que se empañe o desempañar la luna trasera; ya que el aire de ventilación no llega hasta la parte trasera.

Averías: si al pulsar el interruptor la luneta no se calienta ni el testigo se ilumina, se verificara en primer lugar el fusible y después que el interruptor tenga alimentación. Si esto se encuentra bien, a la luneta llegara corriente y al testigo también, por lo que comprobaremos la masa y que los cables no estén desempalmados o partidos. También puede suceder que el testigo este quemado y que una resistencia de la luneta esta partida.

Calefacción eléctrica

Este tipo de calefacciones es utilizada en vehículos en los que se irradia poco calor del sistema de refrigeración o en los que el circuito de calefacción es grande. Para solucionar este problema se monta un dispositivo adicional que proporciona calor al aire; en algunos casos se montan unas bujías de calentamiento en las tuberías del radiador o bien se monta un grupo de resistencias que calientan el aire.

Características: Este elemento adicional calefactor, alcanza Tª de 160ºC Utiliza una estrategia de funcionamiento, determinada por el

fabricante. Esta formado por 3 elementos que alojan una serie de

resistencias PTC. El motor debe estar en marcha debido al alto consumo del

elemento calefactor. El elemento calefactor esta controlado por unos relés o etapas

comandados por una UCE.

Calefacción eléctrica VW lupoEste sistema utiliza una estrategia de puesta en funcionamiento, regida por los siguientes parámetros:

En el pomo de Tª, una petición mayor al 80%. Tª aire aspirado menor de 19ºC. Tª liquido refrigerante inferior a 80ºC. Tensión de batería 11 V mínimo. Entrega de carga del alternador inferior al 50%. Motor en marcha.

Estrategias de funcionamiento:Cumpliendo todos los parámetros anteriores, primero se alimenta el relé de bajo rendimiento que pone en funcionamiento un elemento.

Si después de esto la entrega de carga del alternador se encuentra por debajo del 50% se excita el relé de alto rendimiento y se ponen en funcionamiento los otros dos elementos; el relé de bajo rendimiento y el elemento se desactivan.

Si aun así la entrega de carga es inferior al 50%, se activa de nuevo el relé de bajo rendimiento, y trabajan los 3 elementos a la vez.

La desactivación se lleva a cabo por etapas en orden inverso, cuando la entrega de carga del alternador es superior al 95%.

Calefacción eléctrica Renault espaceParámetros para la puesta en marcha:

Motor en marcha. Tensión de batería suficiente. Ventilador del habitáculo girando. Tª exterior inferior a 7ºC. Carga del alternador inferior al 50%.

Refrigeración y post-refrigeración del motor

En la refrigeración se utilizan motores eléctricos de imanes permanentes de potencias de entre 200 y 600 vatios. Para potencias menores, para simplificar la instalación y aumentar la fiabilidad, el mando puede ser directo a través de termo contactos situados en el radiador; para potencias superiores de 300 vatios se utilizan relés para comandar el circuito. Según la necesidad de refrigeración del motor se montara un ventilador con una o dos velocidades. Los termo contactos son los encargados de conectar y desconectar los motores del ventilador; y la primera velocidad se pueden conseguir haciendo pasar la corriente por medio de una resistencia que provoca una caída de tensión y por tanto un disminución de la velocidad. El termo contacto se puede encontrar controlando el positivo del motor o bien controlando la masa.

Ventiladores serie paralelo (2 velocidades)

Para conseguir una refrigeración adecuada es necesario que la corriente de aire atraviese toda la superficie del radiador, además el espacio donde el motor esta limitado; por lo que se tiende a montar radiadores rectangulares, que permiten superficies refrigerantes adecuadas a las necesidades del motor. Así se pueden montar los ventiladores: un único ventilador con canalizador de aire, 2 ventiladores el primero con motor y el segundo arrastrado por correa, y 2 ventiladores eléctricos.Cuando se utilizan dos motores eléctricos, se usan conexionados que permiten funcionar a los motores a dos velocidades, recurriendo al montaje de serie-paralelo; consiguiendo en serie la velocidad lenta y en paralelo la velocidad rápida.

Funcionamiento del esquema A:

Marcha lenta: cuando el termocontacto cierra el primer par de contactos a 92ºC, los motores se ponen en marcha porque la corriente pasa a la vez por los dos motores y el relé R2 permite el paso de corriente entre los contactos 30 y 87ª. Conexión en serie.

Marcha rápida: cuando el termo contacto cierra el segundo par de contactos a la Tª de 96ºC, la tensión llega a la entrada de las bobinas de los relés, terminales 86, con lo cual se activan los mismos y alimentan individualmente a cada motor:

R1, al activarse alimenta el segundo motor a 12 v, funciona a velocidad alta.

R2 al activarse permite que el primer motor alimentado por el contactos de 92º, cierre a masa y circule a velocidad rápida.

Anomalías: Si falla un motor, la velocidad lenta de los dos motores no

funciona, y solo se conecta el motor en buen estado en velocidad rápida.

Si falla el termo contacto de 92ºC, no se conectan los motores en velocidad lenta, pero si uno en rápida, inversamente si falla el termocontacto de velocidad alta.

Si falla la alimentación de uno de los dos relés, y funciona la velocidad lenta, solo trabaja un solo motor a velocidad alta.

Si fallan los contactos de potencia del relé inversor, los síntomas son idénticos a los del fallo de un motor.

Post-refrigeración

Los motores pueden sobrecalentarse instantes después de pararse. La post-refrigeración se encarga de evitar la elevación excesiva de la Tª sobre todo de la parte alta del motor, la culata. La necesidad de la post-refrigeración, responde a que mientras el motor esta en marcha el líquido refrigerante es capaz de transmitir el calor atraves del radiador, viéndose favorecida esta circulación por la bomba de agua. Como la mayoría de las bombas de agua son de accionamiento mecánico, su rotación cesa en cuanto se para el motor con lo que los puntos calientes del motor, sobrecalientan el liquido situado alrededor debido a que solo pueden circular de forma lenta por termosifón. La velocidad de circulación del liquido con el motor parado se incrementa al enfriar el radiador con el ventilador eléctrico; el liquido mas frio con mayor densidad desciende y provoca el desplazamiento de liquido; y generando una circulación entre motor y radiador.En ocasiones la post-refrigeración realizada por el ventilador no es suficiente para impedir la subida de Tª, por lo que en algunos casos se combina el mando de los electro-ventiladores con una bomba eléctrica auxiliar de refrigeración; que mejora la post-refrigeración, además de refrigerar también el turbo y evitar la degradación de su refrigerante (aceite motor).

Control electrónico de la refrigeración y la post-refrigeración

Para controlar la refrigeración de los motores actuales, no basta con los termo contactos, sino que se hace necesario un dispositivo adicional que asegure la conexión de los ventiladores durante la marcha del vehículo, temporice los ventiladores durante la post-refrigeración. Este dispositivo adicional es una caja electrónica que asume dichas funciones; esta recibe la información de Tª del motor por medio de una sonda de Tª NTC o por medio de termo contactos.

Refrigeración y post-refrigeración por sonda: el sistema esta formado por una caja de control de Tª y una sonda NTC. Cuando la caja recibe señal de contacto (+15), interpreta que el motor esta en marcha y gestiona la conexión de los ventiladores; al

alcanzar una Tª, la sonda manda una señal y activa el relé que pone en marcha el ventilador. Cuando se para el motor, la ausencia de +15 predispone a la caja para la post-refrigeración. Si la sonda detecta un incremento de la Tª del motor, se inicia el ciclo temporizado de post refrigeración. La caja de control asume también la función de activar el testigo de calentamiento y la función de emergencia; y si se da un fallo de la sonda, activa los ventiladores permanentemente.

Refrigeración y post-refrigeración por termo contactos: el sistema lo forman una caja electrónica y unos termo contactos. En este caso la caja realiza las mismas funciones pero a partir de una señal positiva o negativa mandada por el termocontacto.Cuando la caja recibe señal del termo contacto I permite la conexión del ventilador en primera velocidad. Si se alcanza la Tª de conexión del nivel II, se cerrara el contacto y la caja activara el ventilador en segunda velocidad. Para grandes cargas térmicas se puede alcanzar la Tª de conexión del termo contacto auxiliar III sobre los 110ºC, con lo que se pone en marcha la velocidad rápida. Cuando se pare el motor, si se llega a la Tª de conexión del termo contacto IV; se conectara el ventilador en velocidad lenta al tiempo que la caja alimenta una bomba eléctrica de agua auxiliar.

Ejemplos:PSA: funcionamiento del sistema:

Refrigeración normal del motor: si durante la marcha la sonda alcanza la Tª fijada, la caja conecta el relé 1 a masa con lo que los ventiladores funcionan en serie. Si la Tª sigue aumentando, la caja activara los relés 2 y 3 con lo que los motores trabajan en paralelo.

Post-refrigeración: con el motor parado, si se alcanza la Tª de 112ºC, se activa un temporizado de 6 minutos.

Refrigeración del condensador: cuando se conecta el circuito de AA, la señal de esta llega a la caja por el terminal 5. La caja activa el relé 1 y se conectan los ventiladores. Si el presostato detecta una presión superior a 18Kg/cm2, la caja recibe una señal por el borne

13 y activa los relés 2 y 3 para poner la velocidad rápida de ventilador.

Corte del compresor: si durante la marcha y con el AA se alcanza una Tª de 112ºC, la caja realiza la desconexión del AA a través de la vía 11 que controla el relé de corte.

Volkswagen: Refrigeración normal del motor: con el motor en marcha,

señal después de contacto (+15) al relé, el termo contacto activa los ventiladores en velocidad lenta de forma directa. La velocidad rápida la gestiona la UCE, cuando recibe señal del segundo termo contacto.

Post-refrigeración: al pararse el motor, la post-refrigeración se activa por el termo contacto I, sin temporización, simplemente con la conexión o desconexión del termo contacto.

Refrigeración del condensador: la conexión y desconexión de los ventiladores con el climatizador activado esta determinado por la UCE, al recibir señal del calculador del climatizador. Los ventiladores funcionan en velocidad lenta. Cuando la presión en el circuito de AA aumenta, el transmisor de presión manda la información a la UCE para poner en marcha la velocidad rápida.

Corte del compresor: la UCE de refrigeración alimenta directamente al compresor del AA; esté quedara inhabilitado para conectarse cuando la Tª exterior sea inferior a 5ºC, esta información la transmite el conmutador de Tª exterior. Y cuando durante la marcha del vehículo y con el AA activado y el motor tiende a elevar excesivamente la Tª, el calculador de inyección transmite la información recibida de la NTC de Tª del motor para bloquear el relé del compresor.

Mando de la refrigeración por calculador del motor

La UCE motor manda de forma directa los relés de los ventiladores de refrigeración. Cuando estos son solicitados para refrigerar el motor, la información la transmite la sonda de Tª motor y la procesa la UCE. Cuando los ventiladores se usan para refrigerar el condensador, la información la transmite el presostato.

El calculador también manda el testigo de refrigeración y el conector OBD de diagnosis.

Refrigeración de última generación

El motor de refrigeración esta mandado por un modulo electrónico, con el que forma conjunto que sirve para conseguir las diferentes velocidades de trabajo del ventilador, según sea solicitado para la refrigeración, la climatización o ambas.

Ventajas: Supresión de relés de maniobra. Nº de velocidades controladas por software. Motores de refrigeración de más potencia. Maniobra de arranque de ventiladores controlada. Arranque

progresivo. Versatilidad total para cualquier tipo de motor y equipamiento. Se mantienen todas las funciones; post-refrigeración, auto

diagnosis, marcha en emergencia...

Conexionado de las luces del cuadro de mandos:

Funcionamiento resistencias NTC y PTC

Averías en el sistema de ventilación-calefacciónFalta de calor

Circulación de refrigerante inadecuada Avería eléctrica Termostato abierto Manguera de agua con codos pronunciados Cables o palancas de mando sueltos o desencajados Fugas de agua( menor caudal de agua) Cantidad insuficiente de liquido refrigerante en el sistema Aire dentro del radiador

Circulación de aire insuficiente Avería eléctrica Conducciones de aire obstruidas Cables o palancas de mando

sueltos o desajustados Aletas del radiador dobladas Carcasa del ventilador suelta Alfombra bloque las salidas

Fugas de agua Por el radiador Uniones de manguera

Ruidos Perdida de los contrapesos del

motor del ventilador Motoventilador suelto o con fugas Cables bowden sueltos o mal

colocados

Olores Fugas de liquido refrigerante

Exceso de calor Trampilla de mezcla mal ajustada

Termostato bloqueado