1. Necesidad de la Refrigeración
Durante el funcionamiento del motor, la temperatura alcanzada en el interior de los cilindros es muy elevada, superando los 2000 ºC en el momento de la combustión. Esta temperatura, al estar por encima del punto de fusión de los metales empleados en la construcción del motor, podría causar la destrucción de los mismos. Por lo tanto, el sistema de refrigeración tendrá que evacuar el calor producido durante la combustión hasta unos límites donde se obtenga el máximo rendimiento del motor, pero que no perjudiquen la resistencia mecánica de las piezas ni el poder del lubricante.
2. Refrigeración por Agua
Este sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las paredes de las camisas y cámaras de combustión del motor, que absorbe el calor radiado y lo transporta a un depósito refrigerante donde el líquido se enfría y vuelve al circuito para cumplir nuevamente su misión. El circuito se establece por el interior del bloque y la culata, de forma que el líquido refrigerante circula por las camisas y cámaras de combustión.
- Termosifón: El sistema está basado en la diferencia de peso entre el agua fría y caliente, de forma que el agua caliente en contacto con los cilindros y cámaras de combustión pesa menos que el agua fría del radiador, con lo cual se establece una circulación de agua del motor al radiador.
- Bomba: Ofrece una refrigeración más eficaz con menor volumen de agua, ya que, debido a las grandes revoluciones que alcanzan hoy día los motores, necesitan una evacuación más rápida de calor, lo cual se consigue forzando la circulación de agua por el interior de los mismos.
3. Regulación de la Temperatura del Motor
Para conseguir un funcionamiento óptimo en un motor térmico, se necesita una regulación del sistema de refrigeración. Puede ser obtenida actuando sobre el caudal del aire o sobre el caudal del agua. El objetivo es conseguir que el motor alcance rápidamente su temperatura reduciendo momentáneamente la eficiencia del sistema de refrigeración, hasta alcanzar y mantener la temperatura óptima de funcionamiento comprendida entre los 85 y 90 ºC. La regulación de la temperatura se consigue mediante:
- Una regulación de la circulación de agua por termostato.
- Un dispositivo que permita el funcionamiento del ventilador a tiempos parciales.
- Un dispositivo de obturación del radiador.
La eficiencia del sistema de refrigeración depende del aire que pasa a través del radiador que está relativamente caliente y, por ello, la refrigeración es mejor que en invierno.
4. El Radiador
El radiador sirve para enfriar el líquido de refrigeración. El líquido se enfría por medio del aire que choca contra la superficie metálica del radiador. El radiador está formado por dos depósitos, uno superior y otro inferior, aunque también pueden estar en los laterales. Ambos están unidos entre sí por una serie de tubos finos rodeados por numerosas aletas de refrigeración, o por una serie de paneles en forma de nidos de abeja que aumentan la superficie radiante de calor. Tanto los tubos y aletas como los paneles se fabrican en aleación ligera, facilitando, con su mayor conductibilidad térmica, la rápida evacuación de calor a la atmósfera. Los radiadores pueden tener 2 tipos de flujos, descendentes y transversales, y diferentes modelos de núcleo, como pueden ser de panal, tubular y de láminas de agua.
5. Bomba de Agua
La bomba de agua se intercala en el circuito de refrigeración del motor, y tiene la misión de hacer circular el agua en el circuito para que el transporte y evacuación de calor sea más rápido. Cuanto más deprisa gire el motor, mayor será la temperatura alcanzada en el mismo, pero como la bomba funciona sincronizada con él, mayor será la velocidad con que circula el agua por su interior y, por tanto, la evacuación de calor.
Las bombas utilizadas en automoción son de funcionamiento centrífugo, y están formadas por una carcasa de aleación ligera, unida al bloque motor con interposición de una junta de unión. En el interior de la misma se mueve una turbina de aletas unida al árbol de mando de bomba, el cual se apoya sobre la carcasa por medio de uno o dos cojinetes de bolas, con un retén acoplado al árbol para evitar fugas de agua a través del mismo. En el otro extremo del árbol va montado un cubo al cual se une la polea de mando.
6. Ventiladores
El ventilador sirve para impulsar el aire a través del radiador para obtener una mejor y más eficaz refrigeración, pero ello no siempre es imprescindible cuando la velocidad del vehículo es suficiente para producir la refrigeración del mismo. En estos casos se puede desconectar el ventilador consiguiendo así una marcha silenciosa y un ahorro de combustible. El ventilador puede ser accionado por el motor térmico o por un motor eléctrico.
El accionamiento del ventilador por el motor térmico puede ser de forma directa o mediante una correa de accionamiento. En este caso, el ventilador se moverá continuamente mientras lo haga el motor térmico.
Para poder conectar y desconectar el giro del ventilador cuando es accionado por el motor térmico, necesitamos de un sistema que pueda acoplar y desacoplar el ventilador, teniendo en cuenta la temperatura del motor. En el caso del accionamiento del ventilador mediante motor eléctrico, el ventilador se conecta y desconecta automáticamente mediante un interruptor térmico.
El circuito eléctrico se compone de un termocontacto, un relé y el propio motor eléctrico. El tamaño del ventilador y la potencia del motor eléctrico depende de si el motor es diésel o gasolina. También depende de si el automóvil monta o no aire acondicionado.