El hidrobloqueo (una notación abreviada de bloqueo hidrostático o bloqueo hidráulico ) es una condición anormal de cualquier dispositivo diseñado para comprimir un gas restringiéndolo mecánicamente; más comúnmente, el motor de combustión interna alternativo, el caso al que se refiere este artículo a menos que se indique lo contrario. El hidrobloqueo ocurre cuando un volumen de líquido mayor que el volumen del cilindro en su mínimo (final de la carrera del pistón) ingresa al cilindro. Dado que los líquidos son casi incompresibles, el pistón no puede completar su recorrido; el motor debe dejar de girar o debe ocurrir una falla mecánica.
Si un motor se bloquea hidráulicamente mientras está funcionando a alta velocidad, es probable que se trate de una falla mecánica. Los modos de daño más comunes incluyen bielas dobladas o rotas, un cigüeñal fracturado, una cabeza fracturada, un bloque fracturado, daño en el cárter, cojinetes dañados o cualquier combinación de estos. Las fuerzas absorbidas por otros componentes interconectados pueden causar daños adicionales. El daño físico a las piezas metálicas puede manifestarse como un sonido de "golpe" o "chirrido" y generalmente requiere el reemplazo del motor o una reconstrucción sustancial de sus componentes principales.
Si un motor de combustión interna sufre un bloqueo hidráulico mientras está en ralentí o en condiciones de baja potencia, el motor puede detenerse de repente sin sufrir daños inmediatos. En este caso, el motor se puede purgar a menudo desenroscando las bujías o los inyectores y haciendo girar el motor para expulsar el líquido de las cámaras de combustión, después de lo cual se puede intentar volver a arrancar. Según cómo se haya introducido el líquido en el motor, es posible que se pueda volver a arrancar y secar con el calor de combustión normal, o puede requerir más trabajo, como limpiar los fluidos de funcionamiento contaminados y reemplazar las juntas dañadas.
Si un cilindro se llena de líquido mientras el motor está apagado, el motor se negará a girar cuando se intente un ciclo de arranque. Dado que el par del mecanismo de arranque normalmente es mucho menor que el par de funcionamiento del motor, esto normalmente no dañará el motor, pero puede quemar el motor de arranque. El motor se puede drenar como se indica anteriormente y volver a arrancar. Si una sustancia corrosiva, como el agua, ha estado en el motor durante tanto tiempo que ha provocado oxidación, se requerirán reparaciones más extensas.
Las cantidades de agua lo suficientemente importantes como para provocar un bloqueo hidráulico tienden a alterar la mezcla de aire y combustible en los motores de gasolina. Si el agua se introduce con la suficiente lentitud, este efecto puede reducir la potencia y la velocidad del motor hasta un punto en que, cuando se produce el bloqueo hidráulico, no causa daños catastróficos en el motor.
El hidrobloqueo ocurre más comúnmente en automóviles cuando se conduce a través de inundaciones, ya sea cuando el agua está por encima del nivel de la entrada de aire o la velocidad del vehículo es excesiva, creando una ola de proa alta . Un vehículo equipado con una entrada de aire frío montada en la parte baja del vehículo será especialmente vulnerable al hidrobloqueo cuando se conduce a través de agua estancada o lluvia intensa. El refrigerante del motor que ingresa a los cilindros a través de varios medios (como una junta de culata rota ) es otra causa común. El ingreso excesivo de combustible ( inundación ) en uno o más cilindros debido a condiciones de funcionamiento anormales también puede causar hidrobloqueo.
Las embarcaciones pequeñas con motores fueraborda y las motos acuáticas (PWC) tienden a absorber agua simplemente porque se mueven dentro y alrededor de ella. Durante un vuelco, o cuando una ola barre la embarcación, su motor puede hidrobloquearse, aunque los daños graves son poco frecuentes debido a las tomas de aire especiales y la baja inercia rotatoria de los pequeños motores marinos. Los motores marinos intraborda tienen una vulnerabilidad diferente, ya que estos a menudo tienen su agua de refrigeración mezclada con los gases de escape en el colector para silenciar el motor. Los colectores de escape oxidados o los períodos prolongados de girar el motor de arranque pueden hacer que se acumule agua en la línea de escape hasta el punto de que refluya a través del colector de escape y llene los cilindros. [1] En los motores turboalimentados, el intercooler normalmente se enfría con agua de mar; si esta se oxida, el motor absorberá agua.
Los motores diésel son más susceptibles al hidrobloqueo que los motores de gasolina. Debido a sus relaciones de compresión más altas, los motores diésel tienen un volumen de cámara de combustión final mucho menor, por lo que requieren mucho menos líquido para el hidrobloqueo. Los motores diésel también tienden a tener un par motor más alto , una mayor inercia rotatoria y motores de arranque más fuertes que los motores de gasolina. El resultado es que un motor diésel tiene más probabilidades de sufrir daños catastróficos.
El hidrobloqueo es común en los motores radiales e invertidos (cilindros apuntando hacia abajo) cuando el motor está parado durante un largo período. El aceite del motor se filtra por gravedad hacia el cilindro a través de varios medios (a través de los anillos, guías de válvulas, etc.) y puede llenar un cilindro con suficiente aceite para hidrobloquearlo. El efecto de filtración se puede observar por el humo blanco azulado que se ve comúnmente cuando se enciende un motor radial. Para evitar daños en el motor, es una práctica universal que el personal de tierra o el piloto verifiquen si hay hidrobloqueo durante la inspección previa al vuelo de la aeronave, generalmente haciendo girar lentamente la hélice durante varias vueltas, ya sea con la mano o usando el motor de arranque, para asegurarse de que el cigüeñal gira normalmente a través de todos los cilindros.
En los motores de vapor se puede producir un bloqueo hidráulico debido a que el vapor se vuelve a condensar en agua. En la mayoría de los diseños de motores de vapor, hay un breve período al final de la carrera de retorno del pistón en el que todas las válvulas están cerradas y se comprime el vapor restante. El agua puede introducirse desde la caldera o, en un motor frío, el vapor se condensará en agua en las paredes frías de los cilindros y puede provocar un bloqueo hidráulico del motor.
Esto es tan perjudicial como lo es para los motores de combustión interna y en el caso de una locomotora de vapor puede ser muy peligroso ya que una biela rota podría perforar la cámara de combustión o la caldera y causar una explosión de vapor. Las máquinas de vapor (con excepción de los modelos pequeños y las máquinas de juguete) siempre están equipadas con grifos de drenaje de cilindros que se abren para permitir que escape el exceso de agua y vapor durante el calentamiento. [2]
Los grifos de drenaje de cilindros pueden ser manuales o automáticos. Un tipo de grifo de drenaje automático contiene una bola rodante que permite el paso del agua, pero bloquea el flujo de vapor. [3] La bola ocupa un cilindro horizontal ligeramente más grande que la bola, lo que permite que el agua líquida fluya más allá de la bola. Sin embargo, el vapor que se mueve rápidamente empuja la bola hacia el extremo del cilindro, donde bloquea una abertura de descarga.
La bola rodante permite la salida del condensado, pero se cierra bajo presión de vapor.