Los tapones de núcleo , tapones Welch o tapones de congelación se utilizan para rellenar los orificios del núcleo de fundición en arena que se encuentran en los motores de combustión interna refrigerados por agua .
Los núcleos de arena se utilizan para formar las cavidades internas cuando se moldean el bloque del motor o la(s) culata (s). Estas cavidades suelen ser los conductos de refrigerante . Se diseñan orificios en la fundición para soportar las formas de arena internas y facilitar la eliminación de la arena después de que la fundición se haya enfriado. Estos orificios generalmente no tienen un propósito diseñado de fábrica después de que se haya eliminado la arena, aunque algunos sensores de temperatura del mercado de accesorios se pueden instalar en la ubicación de un tapón de núcleo en algunos diseños de motor. Otro uso es instalar un sistema de mercado de accesorios diseñado para actuar como un calentador de bloque que se instala para mantener un motor caliente debido a las temperaturas bajo cero que se encuentran en los climas del extremo norte, como en el estado de Alaska. Uno de los propósitos de los tapones de núcleo es servir como tapa al final de estos conductos que se utilizan para evitar que el agua o una mezcla de refrigerante se escapen del motor. [1] Los tapones de núcleo también pueden prevenir a veces daños por congelación en el motor. Durante las primeras etapas de la congelación del refrigerante del motor, a veces se rompe un tapón de congelación, lo que permite que el refrigerante salga del motor, antes de que pueda expandirse dentro del motor durante el proceso de congelación y potencialmente agrietar el bloque del motor. [2]
Los tapones de núcleo son generalmente copas metálicas delgadas que se encajan a presión en los orificios de fundición, pero pueden estar hechos de goma u otros materiales. Los tapones metálicos más comunes que se utilizan en los motores de automóviles están hechos de aceros dulces enchapados, aceros inoxidables, latón o bronce. En algunos motores de alto rendimiento, los tapones de núcleo son tapones de tubo roscados de metal fundido de gran diámetro . [3]
Los tapones de núcleo pueden ser a menudo una fuente de fugas debido a la corrosión causada por el agua del sistema de refrigeración. [4] Aunque los productos químicos anticongelantes modernos no se evaporan y pueden considerarse "permanentes", los aditivos anticorrosión se agotan gradualmente y deben reponerse mediante un lavado y una recarga. Los fabricantes de automóviles especifican los números de tiempo y kilometraje para el mantenimiento del sistema de refrigeración en sus manuales de mantenimiento de fábrica publicados.
El término coloquial "tapón de congelación" se acuñó hace muchas décadas basándose en la creencia errónea de que el propósito principal de los tapones de núcleo era proteger el bloque del motor contra la congelación. Los tapones de núcleo se diseñaron inicialmente simplemente como un componente necesario del bloque del motor, lo que se hizo necesario debido al método de "fundición en arena" utilizado para formar inicialmente un bloque de motor. Después de la fundición inicial del bloque del motor, los tapones de núcleo se diseñaron para tapar los "puertos de salida de arena" del bloque del motor recién formado. Solo muchos años después de su introducción se descubrió que a veces actuaban para reducir la posibilidad de que el bloque del motor se agrietara durante una congelación. [5]
El tapón Welch es un tipo de tapón de núcleo que está hecho de un disco delgado de metal. El tapón Welch tiene forma de cúpula y se inserta en el orificio de fundición con el lado convexo hacia afuera. [6] Cuando se instala golpeando el tapón Welch con un martillo, la cúpula colapsa ligeramente, expandiéndose lateralmente para sellar el orificio. Esto difiere de otros diseños de tapones de núcleo con forma de plato, que forman un sello cuando sus lados cónicos se presionan en el orificio de fundición. [7]
El tapón Welch fue diseñado originalmente en la década de 1900 en la Welch Motor Car Company en los Estados Unidos. Antes de la invención del tapón Welch, los orificios del núcleo se sellaban con tapones para tuberías. Durante la prueba de un automóvil, uno de los tapones para tuberías se salió. Para volver a la carretera, uno de los hermanos Welch instaló una moneda de veinticinco o medio dólar a presión en el orificio utilizando un martillo. El diseño del tapón Welch se perfeccionó en base a este principio de un disco metálico a presión. [8]