Paso a paso: Cómo evoluciona el sistema de refrigeración

bilstein group explica cómo se ha ido perfeccionando el sistema de refrigeración de los vehículos, por ejemplo, añadiendo sensores de temperatura adicionales.

Los sistemas de aceite, aire, combustible y refrigerantes están siendo sometidos a un examen extremo por parte de los diseñadores y desarrolladores de sistemas de vehículos para hacerlos más eficientes y cumplir con las crecientes exigencias de los límites de emisiones.

La solución es controlar estos sistemas utilizando más electrónica, que es más dinámica e inteligente que los dispositivos mecánicos no regulados.

Un sistema de refrigeración debe ser capaz de mantener la temperatura del motor dentro de unos límites seguros en las condiciones más exigentes, como por ejemplo, ascender por una pendiente muy pronunciada con el acelerador al máximo y funcionar a altas temperaturas ambiente. Sin embargo, la mayoría de las veces esto sólo representa una proporción muy pequeña del entorno de funcionamiento de un vehículo. El sistema de enfriamiento de un motor se sobreenfriará durante este tiempo a menos que exista un método para reducir su efectividad: este dispositivo se conoce comúnmente como un termostato. Se abre y se cierra a las temperaturas establecidas y regula el flujo de refrigerante al radiador.

Fig. 1

Evolución del sistema de refrigeración

Con la implantación de motores más pequeños, eficientes y potentes, el objetivo de los fabricantes es potenciar y hacer un mejor uso de la tecnología actual. En busca de eficiencia, han reducido la fricción, disminuido las cargas alternativas y utilizado la gestión de la producción y la pérdida de calor en los planes de diseño al fabricar un motor de tamaño reducido.

El perfeccionamiento del sistema de refrigeración de un vehículo ha añadido sensores de temperatura adicionales para supervisar las diferentes partes del sistema y obtener una regulación más precisa de la refrigeración. Los fabricantes de vehículos también utilizan bombas de agua eléctricas o electromecánicas que pueden controlarse en función de la temperatura y la carga del motor.

Desde la reducción del tamaño del motor de combustión interna, se ha vuelto más común el uso de turbocompresores e intercooler. La regulación de los gases de escape refrigerados también se utiliza para aumentar la potencia y reducir las emisiones.

Una evolución del sistema de refrigeración ha sido el uso de una bomba de agua eléctrica adicional, que utiliza un motor sin cepillos con el rodillo para formar parte del rotor que acciona el refrigerante. (Fig. 1)

Estos se utilizan para proteger el turbocompresor del calor excesivo en condiciones de carga elevada, después de parar el motor. Esto evita que el aceite acumulado en el eje del impulsor del turbo se carbonice y puede evitar que se formen bloqueos de vapor en el circuito de refrigeración del turbo.

El uso de la bomba en este caso se controla mediante un relé y la bomba se enciende y se apaga según demanda. La bomba se activa por la unidad de control del motor después de apagar el motor durante un tiempo determinado. Durante este período de activación, la bomba impulsa el refrigerante desde el radiador hasta el turbocompresor. (Fig 2)

Aunque el uso de esta bomba se diseñó para la refrigeración del turbo, también se ha observado que se utiliza para los intercoolers aire-líquido. Un intercooler aire-líquido en el colector de admisión se utiliza para enfriar el aire cargado. Esto permite reducir el tamaño del sistema de aire de carga desde el turbocompresor hasta las válvulas de entrada.

Para refrigerar el aire cargado, la bomba de circulación de refrigerante se activa de acuerdo con la carga. El sistema dispone de un radiador adicional y bombea refrigerante al intercooler y al turbocompresor. La diferencia de temperatura entre el aire después del intercooler y la temperatura exterior es de 20°C a 25°C con altas condiciones de carga, lo que da a la cámara de combustión un volumen de aire más denso.

Modulación por ancho de pulsos

Fig. 2

Un mayor desarrollo de este sistema daría un mayor control de la bomba de refrigerante adicional, con el uso de modulación por ancho de pulsos (PWM) para controlar la bomba.

Las bombas de refrigerante reguladas electrónicamente están equipadas con su propio sistema eléctrico, que utiliza la señal PWM de la unidad de control del motor para calcular la velocidad de rotación de la bomba y accionar el motor eléctrico. Al mismo tiempo, la potencia que se consume por el motor eléctrico es monitorizada por la unidad de control.

Por ejemplo, la bomba funciona con una carga y puede activarse en las siguientes condiciones:

  • Cada vez que se arranca el motor durante un corto periodo de tiempo.
  • Con una temperatura del aire de carga constante por encima de 50°C en el colector de admisión.
  • Con una diferencia de temperatura inferior a 12°C en el aire de carga antes y después del intercooler.
  • Cuando el motor está en marcha, cada 2 minutos, durante 10 segundos para evitar la acumulación de calor, especialmente en el turbo, dependiendo del mapa individual del motor.
  • Cada 0-8 minutos después de apagar el motor para evitar el sobrecalentamiento con formación de burbujas de vapor en el turbo.

La electrónica de control informa de la retroalimentación de la bomba a la unidad de control del motor conectando la señal PWM de la unidad de control del motor a tierra a intervalos uniformes. Esto sirve para informar si la bomba está lista para funcionar y proporciona un autodiagnóstico si esta está bloqueada o en funcionamiento en seco, así como de fallos eléctricos.

La ECU del motor registrará entonces los códigos de avería y encenderá la luz de gestión del motor, alertando al conductor de una avería que deberá ser diagnosticada.

Al rellenar un sistema de enfriamiento equipado con cualquier variante de bomba eléctrica de refrigerante, siga las instrucciones del fabricante para purgar el aire.

Dejar respuesta

Please enter your comment!
Please enter your name here