Radiador (motores)
El refrigerante del motor suele ser a base de agua, pero también puede ser aceite.
[1] En los automóviles y motocicletas con motor de combustión interna refrigerado por líquido, se conecta un radiador a los canales que atraviesan el motor y la culata, a través de los que circula un líquido (refrigerante) impulsado por una bomba hidráulica.
Los radiadores también se utilizan a menudo para enfriar sistemas de transmisión automática, acondicionadores de aire, intercooler y, a veces, para enfriar el lubricante del motor o un fluido oleohidráulico.
Cuando los motores están colocados en la parte central o trasera del coche, es común montar el radiador detrás de una rejilla delantera para lograr un flujo de aire suficiente, aunque esto requiere tubos para el refrigerante más largos.
Esta construcción es más propensa a fallar y es menos fácil de reparar que los materiales tradicionales.
[3] Algunos coches antiguos usaban núcleos de radiador en el que se disponía un tubo enrollado en espiral, una construcción menos eficiente pero más simple.
En los primeros motores de explosión, los radiadores aprovechaban el flujo vertical descendente del refrigerante, impulsado únicamente por un efecto denominado termosifón.
Desde hace muchos años, la inmensa mayoría de los automóviles han utilizado una bomba centrífuga[1] para hacer circular el refrigerante del motor, dado que la circulación natural tiene tasas de flujo muy bajas.
En condiciones de carga máxima, como conducir lentamente ascendiendo una fuerte rampa con el vehículo muy cargado en un día caluroso, el termostato se acercará a la apertura total debido a que el motor producirá casi la potencia máxima mientras que la velocidad del flujo de aire a través del radiador es baja (la velocidad del flujo de aire a través del radiador tiene un efecto importante en su capacidad para disipar el calor).
Si al contrario, se impide el flujo correcto de refrigerante, el motor se sobrecalentatá debido a que no dispone del refrigerante necesario para disipar su calor.
Además, la durabilidad, fiabilidad y longevidad del motor a veces se ven comprometidas si algún componente (como los rodamientos del cigüeñal) está diseñado para tener en cuenta la dilatación térmica para que encajen con las dimensiones correctas.
Por lo tanto, el termostato se mueve constantemente en todo su rango, respondiendo a los cambios en la carga operativa del vehículo, la velocidad y la temperatura externa, para mantener el motor en su temperatura de funcionamiento óptima.
Los automóviles antiguos solían utilizar un termostato tipo fuelle[8] que contiene un líquido volátil como alcohol o acetona.
Esto mejora la eficiencia del combustible al no desperdiciar energía en accionar el ventilador innecesariamente.
En su forma más simple, la persiana es un rollo de material como lona o goma que se despliega sobre el radiador para cubrir la parte deseada.
En el caso de un radiador (o tanque colector) sobrellenado, la presión se disipa dejando escapar un poco de líquido, que puede escurrir hasta la calzada o recogerse en un recipiente ventilado que permanece a presión atmosférica.
El problema puede desencadenarse repentinamente porque el sensor de temperatura (ya sea mecánico o eléctrico) está expuesto al vapor de agua, no al refrigerante líquido, lo que proporciona una lectura falsa.
[13] La invención del radiador de agua para automóviles se atribuye a Carl Benz.
Los automóviles con transmisión automática a menudo disponen de conexiones adicionales al radiador, lo que permite que el líquido de la transmisión transfiera su calor al refrigerante del radiador.
Otro sistema más simple consiste en añadir un conducto independiente para que circule el aceite dentro del radiador de agua.
Aunque el agua está más caliente que el aire ambiente, su mayor conductividad térmica ofrece un enfriamiento comparable (dentro del mismo rango de temperaturas) que un enfriador de aceite, siendo menos complejo, y por lo tanto, más económico y confiable.
[15] Los motores turboalimentados o sobrealimentados pueden tener un intercooler, que es un radiador aire-aire o aire-agua que se utiliza para enfriar la carga de aire entrante, y no para enfriar el motor.
Esto proporciona un enfriamiento más efectivo en el invierno o a mayor altitud, donde las temperaturas son bajas.
Por lo tanto, en general, los sistemas de refrigeración líquida pierden capacidad a medida que la aeronave asciende.
La solución más obvia y común a este problema fue hacer funcionar todo el sistema de enfriamiento a presión, lo que permite mantener la capacidad calorífica específica en un valor constante, mientras que la temperatura del aire exterior sigue descendiendo.
Por tanto, tales sistemas mejoraron la capacidad de refrigeración a medida que el avión ganaba altura.
Tal sistema puede aprovechar la entalpía de vaporización, que en el caso del agua es cinco veces la capacidad calorífica específica en su forma líquida.
La postcombustión se logra inyectando combustible adicional en el motor por detrás del ciclo de combustión principal.
