Los tapones de núcleo o tapones Welch 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 funden el bloque del motor o las culatas . Las cavidades suelen ser los conductos de refrigerante . Se diseñan orificios en la pieza fundida para soportar los moldes internos de arena y facilitar la eliminación de la arena después de que la pieza fundida se haya enfriado. Los orificios generalmente no tienen un propósito diseñado en fábrica después de que se ha eliminado la arena, aunque se pueden instalar algunos sensores de temperatura no originales en la ubicación de un tapón central en algunos diseños de motores.
Otro uso es instalar un sistema de posventa diseñado para actuar como un calentador de bloque que se instala para mantener el motor caliente debido a temperaturas bajo cero como las que se encuentran en climas del extremo norte, como en el estado de Alaska . Básicamente, un tapón central es una tapa al final de estos conductos que se utiliza para evitar que agua o una mezcla de refrigerante se escape del motor. [1]
Los tapones de núcleo suelen ser copas metálicas delgadas que se colocan a presión en los orificios de fundición, pero pueden estar hechas de caucho u otros materiales. Las bujías metálicas más comunes utilizadas en motores de automóviles están hechas de aceros dulces chapados, aceros inoxidables, latón o bronce. En algunos motores de alto rendimiento, los tapones centrales son tapones de tubo roscados de metal fundido de gran diámetro . [2]
Los tapones centrales a menudo pueden ser una fuente de fugas debido a la corrosión causada por el agua del sistema de enfriamiento. [3] Aunque los productos químicos anticongelantes modernos no se evaporan y pueden considerarse "permanentes", los aditivos anticorrosión se agotan gradualmente y deben reponerse mediante lavado y recarga. Los fabricantes de automóviles especifican el tiempo y el kilometraje para el mantenimiento del sistema de refrigeración en sus manuales de mantenimiento de fábrica publicados.
El término del argot "tapón de congelación" se acuñó hace muchas décadas por ignorancia del verdadero propósito de los tapones centrales: nunca fueron diseñados para ser desplazados por el agua que se congela dentro del bloque debido a la falta de una mezcla de agua y anticongelante; su desplazamiento es simplemente una coincidencia si se produce la congelación. El único propósito de un tapón de núcleo es actuar literalmente como un tapón en los orificios diseñados para estar en una pieza fundida, lo que permite eliminar la arena de fundición durante el proceso de fabricación. [4]
El tapón Welch es un tipo de tapón central 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. [5] Cuando se instala golpeando el tapón con un martillo, la cúpula colapsa expandiéndola ligeramente lateralmente para sellar el orificio. Se diferencia 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. [6]
El enchufe Welch fue diseñado originalmente en la década de 1900 en Welch Motor Car Company en Chelsea, Michigan . Antes de la invención del tapón Welch, los orificios del núcleo se sellaban mediante tapones para tuberías. Durante la prueba de un automóvil, uno de los tapones de la tubería se salió hacia atrás. Para volver a la carretera, uno de los hermanos Welch instaló a presión una moneda de un cuarto o medio dólar en el agujero con un martillo. El diseño del conector Welch se perfeccionó basándose en el principio de un disco metálico encajado a presión. [7]