calculo de los sistemas de enfriamiento de un motor

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA AGRÍCOLA

ASIGNATURA: MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

CÁLCULO DE SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

Autor:
José Ramón Soca Cabrera

Chapingo, México, 2009

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CÁLCULO DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO DE
LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

INTRODUCCIÓN
La tendencia mundial en el incremento de la potencia de los
motoresde combustión interna da lugar al crecimiento en la
cantidad de calor que se transfiere al sistema de enfriamiento de los
motores.
La eficiencia del sistema de refrigeración por líquido se eleva con el
aumento de la circulación del líquido, su temperatura máxima y por
la cantidad de calor disipado en el radiador por la unidad de área
del mismo. La eficiencia se mide por la potencia que seutiliza para
accionar la bomba y el ventilador, principalmente, así como por
índices dimensionales y másicos.
La eficiencia del sistema de refrigeración por aire se evalúa por la
uniformidad de la temperatura de trabajo en las paredes de los
cilindros y la cabeza, tanto en dirección radial como longitudinal, así
como por el consumo de potencia para accionar los ventiladores y
sus dimensionesexteriores.
Los principales parámetros de diseño del sistema se establecen
para el régimen más peligroso, cuando el vehículo se mueve entre
12 y 15 m/s y a elevadas temperaturas del medio ambiente (de 40 a
50 0C.
Se plantea en la literatura especializada que alrededor del 95% de
los vehículos trabajan sobreenfriados más del 90% del tiempo, por
ello es fundamental que los motores utilicen eltermostato y otros
dispositivos automáticos que permiten la adecuada temperatura de
trabajo, según indique cada fabricante.
La presente guía establece la metodología de cálculo de los
parámetros principales del sistema de enfriamiento de los motores y
tiene como objetivo fundamental interrelacionar los elementos del
diseño con los indicadores técnico–explotativos de esta fuente de
energía.2 
 

1. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO.
1.1 Esquema principal del sistema.
El trabajo extraclase sobre el sistema de enfriamiento comienza con el dibujo
del sistema o su esquema fundamental a partir del motor prototipo.
En la figura 1 se muestra un esquema del sistema de enfriamiento por líquido
bajo el principio de convección o termosifón.

Fig. 1 Sistema de enfriamiento porconvección o termosifón.
1-Radiador, 2- Ventilador; 4- Tanque o depósito superior; 5- Tapa del radiador; 6- tubo de
desahogo de vapores )sistema no presurizado); 7- Conducto de entrada de líquido al radiador;
9- Sentido de circulación del líquido refrigerante; 10- Conducto de salida del líquido del
radiador; 11- Depósito o tanque inferior; 12- Válvula de drenaje.

En la figura 2 se presenta laestructura de un sistema de enfriamiento por
líquido forzado no presurizado.
En la figura 3 se presenta el sistema de refrigeración por líquido forzado en una
vista del corte transversal.
En la figura 4 se presenta un sistema presurizado con depósito compensador
de los vapores del líquido con radiador de circulación horizontal (transversal).
En el esquema que se dibuje se debe señalar todaslas partes que lo
componen, incluyendo mangueras, conductos y otros elementos componentes,
explicándose la finalidad o función de cada uno. Se debe señalar su tipo
(presurizado o atmosférico), de circulación forzada o por termosifón y
distribución de los flujos del líquido, describiendo las zonas con circulación
forzada y por termosifón. Además se debe realizar una breve descripción de
suselementos del sistema (ejemplo: en el radiador se debe describir tipo de
aletas y tubos; tipo de bomba de agua, entre otros).

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Fig. 2 Sistema de enfriamiento forzado por líquido no presurizado
1-Radiador; 2- Ventilador; 13- Tubo de desahogo de vapores; 14- Termostato; 15- Indicador de
temperatura del líquido refrigerante (sensor de temperatura); 16- Sentido de circulación del...