Prueba de fugas del sistema de enfriamiento

Aug 18, 2023

Un termostato y una bomba de agua convencionales son similares a un carburador y una bomba de combustible mecánica en un aspecto: solo pueden responder al cambio, no ser proactivos en la gestión del motor.

Un carburador y una bomba mecánica solo pueden responder a las señales de aceleración, velocidad del motor y vacío. Al igual que el carburador, un termostato convencional y una bomba de agua solo pueden reaccionar a los cambios de temperatura.

Con los motores aumentando el rendimiento en términos de relación de compresión y temperaturas de combustión, los sistemas de refrigeración necesitaban entrar en la era de la inyección de combustible. Lo que está reemplazando a la bomba de agua y al termostato convencionales son los termostatos electrónicos y las bombas de agua eléctricas.

Un termostato electrónico puede controlar preventivamente la temperatura de la misma manera que el sistema de inyección de combustible puede controlar la relación estequiométrica. Al poder controlar la temperatura del refrigerante, el sistema de gestión del motor puede optimizar el rendimiento del motor para eventos de combustión más pobre.

Estos nuevos termostatos electrónicos también pueden ayudar a prevenir condiciones extremas de calentamiento porque pueden abrirse cuando se detectan ciertas condiciones. Factores como la carga del motor, la temperatura ambiente, las RPM del motor y el tiempo de encendido pueden influir en la posición del termostato. Estas entradas se pueden configurar en un "mapa" que puede optimizar el rendimiento del motor. Esto significa que el termostato puede tener una posición de configuración completamente diferente cuando el vehículo está circulando en comparación con un lanzamiento con el acelerador completamente abierto.

La mayoría de los termostatos usan cera dentro de una cámara de latón que se expande cuando se calienta. Cuando se expande, empuja un pasador o pistón que está conectado a la placa y al resorte. El movimiento de la placa permite que el refrigerante fluya desde el circuito de refrigerante de derivación al circuito que tiene el radiador. Este sistema ha estado en funcionamiento desde la década de 1950.

Para que la cera funcione y el termostato se abra, deben pasar varias cosas. Primero, la cámara de latón que contiene la cera debe sumergirse en el refrigerante. El aire no transfiere calor como lo hace el refrigerante. Esto requiere que se purgue todo el aire del sistema. Esta es también la razón por la que la mayoría de los termostatos tienen un "pasador de movimiento" que permite que pase una pequeña cantidad de refrigerante y burbujas de aire para que la cera quede sumergida. En segundo lugar, para que el motor se caliente de manera uniforme, el refrigerante debe circular libremente a través de la bolita de cera. Para lograr esto, la mayoría de los motores tienen una "derivación" de refrigerante entre la bomba de agua y el colector de admisión para permitir que el refrigerante circule con el termostato cerrado.

En algunos casos, los fabricantes pueden usar las mangueras del calentador del vehículo y el núcleo del calentador para hacer circular el agua a través del bloque del motor con el termostato cerrado.

Algunos termostatos controlados eléctricamente usan una bobina calentadora que rodea la cápsula de cera para controlar la temperatura de la cera en expansión, pero algunos sistemas usan motores paso a paso o émbolos para controlar el flujo de refrigerante.

El sobrecalentamiento puede dañar la cera en el termostato. Es por eso que siempre es una buena práctica reemplazar el termostato de un vehículo después de que se haya sobrecalentado. Esto también es cierto en los termostatos eléctricos porque el sobrecalentamiento podría dañar las bobinas de calefacción.

La mayoría de los termostatos están diseñados para fallar en la posición abierta. Esto evita un sobrecalentamiento catastrófico, pero también significa que el motor tendrá un período de calentamiento más prolongado, lo que podría dañarlo sin darse cuenta. En el caso del termostato controlado electrónicamente, el sistema de gestión del motor reconocerá esta falla y establecerá un código debido a la imposibilidad de cambiar la temperatura del refrigerante.

Ambos tipos de termostatos pueden sufrir daños mecánicos que impidan su cierre y apertura. Esto puede incluir daños a los resortes y correas en el cuerpo del termostato. Además, los desechos y la corrosión pueden impedir que un termostato funcione.

Con válvulas y émbolos eléctricos, los componentes pueden fallar con el tiempo y dañarse debido al refrigerante desgastado o contaminado.

Cuando el circuito del calentador o del controlador falla en un termostato controlado electrónicamente, el termostato se convierte en un termostato convencional y no hará que el motor se sobrecaliente. Las válvulas electrónicas están diseñadas para fallar o restablecerse en una posición abierta. Sin embargo, el motor sabrá que ha fallado y establecerá un código porque la activación del termostato no genera el resultado esperado o el módulo detecta un problema con el circuito.

La mayoría de los vehículos con termostato controlado electrónicamente tienen un módulo, carcasa o unidad de termostato. En el costado de la carcasa del termostato, habrá un conector que podría suponer que es un sensor de temperatura. Al igual que un sensor de temperatura del refrigerante, tendrá un conector de dos cables, pero generalmente es un componente mucho más versátil.

Un cable será tierra y el otro suministrará voltaje a la bobina de calentamiento. El voltaje a la bobina será regulado por el sistema de gestión del motor. Algunos sistemas encenderán o apagarán el voltaje según sea necesario. Algunos sistemas usarán una señal modulada por ancho de pulso para controlar la temperatura como un calentador en un sensor de oxígeno.

Dado que el módulo de termostato controlado electrónicamente promedio cuesta más de $ 130, es fundamental probar el componente y el circuito antes de instalar una pieza nueva.

El primer componente a comprobar es el circuito. Si el sistema tiene un código para un circuito abierto o corto, borre el código. Si el código regresa de inmediato, ha confirmado el problema, a menos que el problema esté en la bobina del calentador o en el circuito del vehículo. Puede determinar si la bobina está defectuosa midiendo la resistencia en el componente. Si está abierto, el serpentín de calentamiento está dañado. Si no está abierto, mida la resistencia y verifique la especificación en la información de servicio.

También puede usar una pinza amperimétrica para determinar si el sistema de gestión del motor está enviando voltaje al componente. Estos sistemas pueden ser conectados a tierra o con tensión positiva. También puede ver el cambio si tiene una herramienta de escaneo que pueda ver estos datos. Algunas herramientas de escaneo pueden incluso controlar bidireccionalmente el circuito del calentador.

Si una bomba de agua es accionada por una correa, tiene varias desventajas inherentes. Primero, la velocidad de la bomba es controlada por el motor. Cuando el motor está al ralentí, la bomba gira lentamente y no mueve mucho refrigerante. Si el motor está funcionando a mayor velocidad, la bomba está moviendo un mayor volumen de refrigerante. Esto puede causar un sobreenfriamiento del motor y si la bomba gira demasiado rápido, el refrigerante puede cavitar. Una bomba de agua eléctrica puede resolver estos problemas e incluso mejorar las emisiones de arranque en frío.

Las bombas de agua eléctricas no son una tecnología nueva: muchos vehículos de lujo y diésel han usado bombas de agua auxiliares durante años para controlar el flujo de refrigerante a través del núcleo del calentador. La próxima generación de bombas eléctricas controla el flujo de refrigerante en el bloque y la cabeza.

El control de la bomba de agua eléctrica depende de algo más que sensores de temperatura. La velocidad de la bomba también depende de qué tan rico o pobre esté funcionando el motor. Con motores que funcionan con mezclas de combustible más pobres, la temperatura de la cabeza y el cilindro puede aumentar rápidamente e incluso desarrollar puntos calientes que conducen a la detonación y la preignición. Una bomba eléctrica puede enfriar rápidamente la cámara de combustión en lugar de esperar a que se abra un termostato.

Si un vehículo tiene un mayor control sobre el sistema de refrigeración del motor mediante el uso de una bomba y un termostato inteligentes, significa que el sistema de refrigeración necesita menos refrigerante y un radiador más pequeño. Las ventajas son tiempos de calentamiento reducidos y una mejor aerodinámica. Algunos fabricantes incluso han dado el siguiente paso con persianas de parrilla activas, pero ese es un tema para otro artículo.