El constante avance tecnológico trae consigo el reemplazo de algunos sistemas rústicos como el de enfriamiento, lubricación, admisión de aire y escape, que por esto no deja de ser efectivo. Para analizar todos los sistemas, es necesario comprobar que tan efectivos pueden ser ellos. También se estudia los principios teóricos y prácticos del funcionamiento de los diferentes sistemas.
Esta investigación tiene como propósito dar a conocer la reparación y mantenimiento de un motor Volkswagen diésel serie 8733B253827P5 de 4 cilindros.
El Escarabajo: Un Icono con Motor Enfriado por Aire
La historia del ya mítico Volkswagen Escarabajo para los que no la conocen les va a sonar sorprendente por 2 importantes detalles: El desarrollo del Escarabajo, inspiró los inicios del Porsche y segundo, fue Hitler quien lo mandó a construir.
Así es, durante las 3 primeras décadas del siglo XX, el ingeniero alemán, Ferdinand Porsche, se encontraba desarrollando un auto deportivo, enfriado por aire y de prestaciones que estaban en incipiente desarrollo.
Los primeros prototipos trajeron el VW Tipo 1 en respuesta al gobierno alemán que pedía un Volkswagen, o bien traducido al español “Auto del pueblo”. Se buscaba un auto práctico y accesible en costo.
Entrada la década del 30, Hitler exigió que se concretara el desarrollo del modelo, dado que las circunstancias económicas requerían un motor simple e indestructible.
Usos del Escarabajo a lo largo de la Historia
Aunque en sus orígenes estaba destinado para la familia, sus primeros kilómetros los protagonizó junto a los alemanes en los 6 años que duró la guerra. Su internacionalización no tuvo el mejor recibimiento, sobre todo desde Estados Unidos, quienes históricamente gustaron de motores V8 de gran potencia y performance… Todo eso terminó con la década de las flores.
En los años 60, el Escarabajo - y también la Combi, que usa el mismo motor, pero de mayor cilindrada- se convirtió en el ícono de un movimiento que iba- o va- en contra del consumismo desmedido de los norteamericanos. Desde ahí a la fecha, el Vokswagen Escarabajo se democratizó. Los puedes ver o haber visto para muchos usos.
Simplicidad Mecánica: La Clave del Éxito
El motor original, donde predominaron los que tenían 1.3 o 1.6 litros, era un motor bóxer de pistones transversales, que le da el sonido característico al Escarabajo… Como dicen algunos, le dan ese ronroneo al gatito. Mismo tipo de motor, pero con otras tecnologías, utilizan los Porsche y los Subaru.
Este motor, en el caso del Escarabajo, tiene como mayor innovación que, al igual que muchas motos, no utilizan radiador con líquido refrigerante, ni bomba de agua, ni termostato, ni nada con agua. Como dicen los puristas, “el agua es para las plantas”. No tiene ningún accesorio electrónico, más allá de los que tienen encendido electrónico; pero no utilizan ni defrost, ni aire acondicionado, ni panel LED, menos control de estabilidad, nada. Es el auto, un cuenta kilómetros, un marcador de combustible, motor, ruedas, caja de cambios y listo.
Funcionamiento del Enfriamiento por Aire
Al no utilizar agua, no corres el riesgo de que una manguera se rompa por calor o desgaste. Esto haría que botara el líquido del radiador fundiendo tu motor. El motor del Escarabajo se enfría por aire, con la ayuda de un radiador de aceite.
Además, detrás del motor, se esconde una suerte de campana o receptáculo, donde va una turbina que gira a la par de las rpm del motor. Esa turbina transporta aire que ayuda a enfriar. En tanto, el radiador de aceite, detrás de la turbina, enfría el lubricante para que trabaje siempre a temperatura óptima.
Si el Escarabajo tiene esos componentes en buen estado y un motor bien ajustado y mantenido, no debería sufrir calentones nunca. Y si ocurre, se manifestará con un ahogo del motor, obligándote a parar un rato a disfrutar el paisaje. Si es que sufres un calentón, difícilmente será en la ciudad. Te ocurrirá en carretera, luego de haber rodado varias decenas de kilómetros.
Los 2.5 litros de lubricante que utiliza se recomiendan cambiar cada 3.000 kilómetros.
Escarabajo con Vocación 4x4
Son muchos los usos que se les ha dado al Escarabajo, pero hay una tendencia que pocos conocen y algunos ni se imaginan. El Escarabajo puede andar por otros lugares, donde un hatchback o citycar normal no llega.
Bajando un poco la presión de aire de tus neumáticos, puedes meterte en algunas partes en arena o subir a la cordillera. No deberías tener mayores problemas si vas a la velocidad del paisaje.
Su tracción trasera y su motor, también atrás, ayudan a la eficiencia de los poco más de 30 HP que tiene el bólido. El peso atrás ayuda a hacer más eficiente la potencia y el torque. Algunos los hacen “Baja” poniendo ruedas grandes para jeepear mejor.
Si alguna vez fuiste de vacaciones a Brasil, podrás haber visto buggys, tal vez hasta hiciste un paseo en ellos. Bueno, esos buggys, tienen exactamente el mismo motor que las Combis y Escarabajos, solo que al tener carrocería de fibra, son mucho más livianos, incrementando su potencia y desempeño en las dunas.
El New Beetle No Es Un Escarabajo
El día que anunciaron que el Escarabajo seguía vivo cuando presentaron al New Beetle, mintieron. No fue más que lanzar un vehículo de terminaciones redondas colgándose del prestigio, nostalgia y simpleza del Escarabajo.
El New Beetle no es enfriado por aire, su motor y tracción están adelante; no es simple, ni menos barato. Además, nadie te sonríe si te ve pasar por la calle.
Eventos y Viajes en Escarabajo
Como habrás notado, el Volkswagen Escarabajo, más que un auto, es folclore. Hace más de 20 años, en Santiago nació el Club Beetlefriends Chile, un club de fanáticos, que comenzó como una junta con sus autos alrededor de una parrilla, donde se intercambiaban anécdotas y datos mecánicos. Hoy son mucho más. Son una comunidad a lo largo de todo el país.
Es más, comunidades de Escarabajos como esta y de todo Latinoamérica, sagradamente los 22 de junio, organizan el encuentro por el Día Mundial del Escarabajo.
Fundamentos de la Refrigeración por Aire
La refrigeración por aire, en su forma más básica, implica disipar el calor generado por el motor directamente al aire circundante. A diferencia de los sistemas de refrigeración líquida, que utilizan un refrigerante para transportar el calor a un radiador, los sistemas de refrigeración por aire dependen de la convección y la conducción para liberar el calor. Esto se logra mediante aletas de enfriamiento diseñadas estratégicamente alrededor del motor.
Componentes Clave
Aunque más simples que los sistemas de refrigeración líquida, los sistemas de refrigeración por aire tienen componentes específicos que son esenciales para su funcionamiento:
- Aletas de Enfriamiento: Estas extensiones metálicas aumentan la superficie de contacto del motor con el aire, facilitando la transferencia de calor. El diseño y la ubicación de las aletas son cruciales para una refrigeración eficiente.
- Cubiertas y Conductos de Aire: En algunos diseños, se utilizan cubiertas y conductos para dirigir el flujo de aire sobre las aletas, mejorando la eficiencia de la refrigeración.
- Ventilador (Opcional): En situaciones donde el flujo de aire natural es insuficiente (por ejemplo, a bajas velocidades), se puede utilizar un ventilador para forzar el aire sobre las aletas.
- Deflectores de Aire: Dirigen el aire hacia las zonas más calientes del motor.
Funcionamiento Detallado
El proceso de refrigeración por aire comienza con la generación de calor dentro del motor debido a la combustión del combustible. Este calor se transfiere a las paredes del cilindro y otras partes del motor. Las aletas de enfriamiento, que están en contacto directo con estas superficies calientes, conducen el calor hacia su superficie externa. El aire que fluye sobre las aletas absorbe este calor mediante convección, disipándolo al ambiente.
Factores que Afectan la Eficiencia
La eficiencia de la refrigeración por aire depende de varios factores:
- Diseño de las Aletas: El número, el tamaño y la forma de las aletas influyen en la superficie total disponible para la transferencia de calor.
- Flujo de Aire: La velocidad y el volumen del aire que fluye sobre las aletas son críticos.
Mantenimiento del Sistema de Refrigeración por Aire
El mantenimiento se centra principalmente en la limpieza y la inspección de los componentes.
Limpieza de las Aletas de Enfriamiento
Las aletas de enfriamiento deben mantenerse limpias y libres de obstrucciones para garantizar un flujo de aire adecuado. La suciedad, el polvo, los insectos y otros residuos pueden acumularse en las aletas, reduciendo su capacidad para disipar el calor. La limpieza regular con un cepillo suave y aire comprimido es esencial.
Inspección de Cubiertas y Conductos de Aire
Si el sistema utiliza cubiertas o conductos de aire, estos deben inspeccionarse periódicamente en busca de daños o obstrucciones. Las grietas, los agujeros o las obstrucciones pueden reducir el flujo de aire y comprometer la eficiencia de la refrigeración. Las cubiertas y los conductos dañados deben repararse o reemplazarse.
Verificación del Ventilador (Si Aplica)
Si el sistema utiliza un ventilador, este debe verificarse regularmente para asegurarse de que funciona correctamente. El ventilador debe girar libremente y no debe presentar ruidos o vibraciones inusuales. Las aspas del ventilador deben estar limpias y en buen estado.
Ajuste de la Mezcla de Combustible
Una mezcla de combustible demasiado pobre puede causar un aumento en la temperatura del motor. Asegurarse de que el motor esté recibiendo la mezcla de combustible correcta es crucial para evitar el sobrecalentamiento.
Inspección de Bujías
Las bujías pueden proporcionar información valiosa sobre la salud del motor. Unas bujías de aspecto blanco o quemado pueden indicar un sobrecalentamiento, lo que podría ser un signo de un problema en el sistema de refrigeración por aire.
Aplicaciones Comunes
Aunque menos comunes en automóviles modernos, los sistemas de refrigeración por aire se utilizan en una variedad de aplicaciones:
- Motocicletas: Muchas motocicletas, especialmente las de menor cilindrada, utilizan sistemas de refrigeración por aire debido a su simplicidad y bajo costo.
- Motores Pequeños: Los motores de cortacéspedes, generadores y otras herramientas de jardinería a menudo utilizan refrigeración por aire.
- Vehículos Clásicos: Algunos automóviles clásicos, como el Volkswagen Beetle original, utilizaban sistemas de refrigeración por aire.
- Aeronaves Ligeras: Algunos aviones ligeros y ultraligeros utilizan motores refrigerados por aire debido a su simplicidad y confiabilidad.
Consideraciones Especiales
Al trabajar con sistemas de refrigeración por aire, es importante tener en cuenta algunas consideraciones especiales:
- Sobrecarga del Motor: Evitar la sobrecarga del motor, especialmente en condiciones de calor extremo, puede prevenir el sobrecalentamiento.
- Mantenimiento Regular: Un mantenimiento regular y adecuado es esencial para garantizar el funcionamiento óptimo del sistema y prolongar la vida útil del motor.
- Modificaciones: Evitar modificaciones que puedan restringir el flujo de aire o aumentar la generación de calor.
- Uso de Aceite Adecuado: Utilizar un aceite de motor de alta calidad que esté diseñado para motores refrigerados por aire puede ayudar a reducir el desgaste y mantener la temperatura del motor bajo control.
Adaptaciones y Mejoras
Aunque la refrigeración por aire es un sistema relativamente simple, se pueden realizar adaptaciones y mejoras para aumentar su eficiencia.
- Diseño Optimizado de Aletas: El uso de software de simulación para optimizar el diseño de las aletas puede mejorar la transferencia de calor.
- Recubrimientos Térmicos: La aplicación de recubrimientos térmicos en las superficies del motor puede ayudar a reducir la radiación de calor y mejorar la eficiencia de la refrigeración.
- Sistemas de Enfriamiento Asistido por Ventilador: La incorporación de ventiladores controlados electrónicamente puede mejorar el flujo de aire en condiciones de baja velocidad o alta carga.
- Uso de Materiales Avanzados: La utilización de materiales con alta conductividad térmica, como aleaciones de aluminio avanzadas o compuestos de matriz metálica, puede mejorar la transferencia de calor.
Diagnóstico de Problemas Comunes
A pesar de su simplicidad, los sistemas de refrigeración por aire pueden experimentar problemas. Algunos problemas comunes y sus posibles causas incluyen:
Sobrecalentamiento
- Aletas de enfriamiento sucias u obstruidas.
- Flujo de aire insuficiente.
- Mezcla de combustible incorrecta.
- Sobrecarga del motor.
Ruido Excesivo
- Ventilador dañado o desequilibrado.
- Piezas sueltas o vibrantes.
Bajo Rendimiento
- Aletas de enfriamiento dañadas.
- Cubiertas o conductos de aire obstruidos.
Sistema de Refrigeración del Motor: Componentes y Funcionamiento
El sistema de refrigeración del motor está compuesto por los siguientes elementos:
- Bomba
- Radiador
- Ventilador
- Termostato
- Depósito
- Reloj control de temperatura
- Líquido refrigerante (etilenglicol)
Estos elementos interactúan de la siguiente manera:
- Una pequeña bomba hace circular el líquido refrigerante por todo el motor.
- Este líquido recorre las paredes del motor y extrae la temperatura ocasionada por el funcionamiento de este.
- Este líquido, ahora caliente, se introduce en la parte superior del radiador, pasando por un tejido de delgados caminos por los que pasa aire fresco. Este aire puede ser forzado por ventiladores eléctricos o por la misma velocidad del vehículo al estar en movimiento.
- Este proceso es un circuito que se repite una y otra vez mientras el motor del vehículo esté encendido.
- El sistema se autorregula mediante sensores y un termostato que pueden bloquear la circulación del líquido para alcanzar una temperatura óptima de trabajo o acelerar la circulación para extraer temperatura más rápido, en caso de ser necesario.
Fallas en el Sistema de Refrigeración de un Motor
Lo complejo de este sistema radica en que una falla, por pequeña que sea, puede resultar en un sobrecalentamiento interno del motor, pudiendo estropear su funcionamiento y causar daños en cilindros, pistones, válvulas, juntas, entre otros elementos del corazón del vehículo.
A continuación te presentamos algunos casos en que este sistema puede fallar:
- Residuos acumulados en las camisas de agua, las que disminuyen la capacidad de extraer calor.
- Termostato defectuoso: Puede pasar que esta válvula no se abra adecuadamente y restrinja la circulación de líquido.
- Bajo flujo de aire en el radiador, que no es suficiente para enfriar el líquido.
- Bomba de agua defectuosa que puede mover de forma limitada o no mover el líquido.
- Electroventilador descompuesto, que en condiciones de calor no se enfriará correctamente el líquido.
- Pérdida de líquido por fuga en mangueras, lo que puede generar un aumento drástico de temperatura.
- Rotura o fuga interna en el motor: la mezcla de aceite y líquido refrigerante puede causar daños a nivel general en el motor.
Recomendaciones para el Cuidado del Sistema de Refrigeración
Utilizar el líquido correcto es uno de los principales factores de protección del sistema refrigerante del motor y es fundamental para mantener las temperaturas adecuadas y evitar el congelamiento en invierno.
- No abuses del agua destilada, pues solamente se debe usar como relleno en caso de baja de nivel del líquido principal.
- Tampoco abuses del agua verde, porque este líquido está pensado más bien para vehículos con alto kilometraje y que ya tienen corrosión importante.
- No descuides el manual del fabricante: Los anticongelantes y refrigerantes son el estándar de los autos modernos y debemos seguir el manual del auto para poner el líquido correspondiente para cada motor.
- Debes tener presente que los motores modernos tienen puntos de temperatura óptimos diferenciados por marcas y modelos, por ello, es importante verificar la concentración de etilenglicol determinada para cada motor.
- El etilenglicol es el elemento central de los anticongelantes y refrigerantes modernos, la mayoría de las marcas lo recomiendan al 50% como máximo, pues a partir de esa concentración pierde sus capacidades.
El mercado ofrece muchas opciones y los productos de mayor calidad ofrecerán protección entre el 20 y 50%. Estos son algunos ejemplos:
- Anticongelante al 33%
- Anticongelante al 50%
Además de poner el líquido adecuado, debemos procurar remplazarlo en el plazo correspondiente, porque al pasar el tiempo, los químicos pierden sus propiedades y puede terminar siendo perjudicial para el motor.
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