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NO TE CALENTÉS!!!

Un   motor de motocross, como todos los motores de combustión interna, es un generador de calor. El calor es más que un subproducto de los caballos de fuerza; es el producto! Cuanto más calor se genera, más energía se produce, pero este mismo calor es atraído hacia las partes activas de manera negativa. Cuando hay una carga pesada, el sistema de enfriamiento debe absorber el calor a medida que se acumula. Si se permite que las piezas se sobrecalienten, el motor podría disminuir su velocidad o dejar de funcionar por completo. En realidad «se pega», cuando el pistón se derrite en las paredes del cilindro…

Vimos esta nota impecable de Motocross Action Magazine y nos pareció una buena oportunidad de hablar de técnica, por lo que hicimos la traducción y adaptación para que se entienda «en argentino…» y la verdad no tiene desperdicio. 

Un sistema de refrigeración consta de líquido, una bomba de agua, radiadores, mangueras y abrazaderas (sin mencionar los conductos de agua en los carters, el cilindro y la tapa). Obviamente, si se sobredimensionan los radiadores, la capacidad de fluido, el volumen de la bomba y las mangueras, podría mantener el motor tan frío como un bloque de hielo, pero tendría un alto precio en kg. Es por eso que los diseñadores de motos de motocross intentan que cada pieza no sea ni más grande, ni más pequeña de lo necesario.

La pieza más importante del rompecabezas de enfriamiento del motor es la tasa de flujo del fluido. Durante años, los prepadores de motores creyeron que el refrigerante debe fluir a una velocidad lo suficientemente lenta como para que el fluido extraiga el calor del cilindro y la tapa mientras mantiene el fluido en los radiadores el tiempo suficiente para que el calor se disipe a través del enfriamiento por convección (traslado de la temperatura al aire). Suena lógico, pero existe tal cosa como demasiado lento? Y aunque la idea de ralentizar el flujo de fluidos es ampliamente aceptada, es incorrecta. De hecho, cuanto más rápido sea el caudal, más eficiente será el sistema de refrigeración. 

¿Cómo es eso? 

Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el líquido y el metal, mayor será la tasa de transferencia de calor. ¿Piénsalo? Si el cilindro está caliente y el agua fría, el sistema de refrigeración recoge el calor de manera más eficiente y lo saca del motor más rápido (hacia los radiadores). De este modo, podría preguntarse, ¿la mayor velocidad del liquido no significa que el agua caliente tendrá menos tiempo para enfriarse en los radiadores? Sí, el agua pasará menos tiempo en los radiadores, pero no se mantendrá caliente. Una mayor velocidad del refrigerante significa una mayor presión en los radiadores, lo que empuja el fluido a través de los tubos del radiador a una velocidad aún mayor. La velocidad más alta crea una turbulencia más intensa. La combinación de alta presión, alta velocidad y alta turbulencia expone más moléculas calentadas a la superficie de intercambio de calor de los radiadores. Eso significa que las tasas de fluido más rápidas crean una transferencia de calor superior en los radiadores. 

POR CADA LIBRA DE PRESIÓN QUE LA TAPA DEL RADIADOR EJERCE SOBRE EL REFRIGERANTE, EL PUNTO DE EBULLICIÓN ESTÁTICO SE ELEVA 3 GRADOS. MUCHAS MOTOS MODERNAS VIENEN CON TAPAS DE RADIADOR DE 1,1 KG/MM2, PERO LAS KTMS VIENEN CON UNA TAPA DE 1,8 KG/MM2.

Nuestro Honda CRF450 se calentó.  La solución más sencilla para reemplazar la tapa del radiador original de 1,1 kg/mm ​​por una tapa de mayor presión de 1,6 kg/mm.  Cuanto mayor sea la presión, mayor será el punto de ebullición del agua.
Una Honda CRF450 probada por nuestros colegas, se calentó. La solución más simple fue reemplazar la tapa del radiador original de 1,1 kg/mm ​​por una tapa de mayor presión, como esta tapa de 1,6 kg/mm. Cuanto mayor sea la presión, mayor será el punto de ebullición del agua.

El diseño de las piezas de trabajo del sistema de enfriamiento, afecta su capacidad de enfriamiento. Las bombas de agua para motocross utilizan un diseño centrífugo con un impulsor, muy parecido a la rueda de paletas de un barco de vapor. A medida que el motor gira, empuja el agua a través del motor. El impulsor giratorio está alojado en una cámara impelente ajustada en forma de Nautilus (caracol) que guía el fluido fuera de la bomba. Una bomba de agua centrífuga puede mover una buena cantidad de fluido, pero su capacidad para generar un caudal elevado es muy limitada.

El agua, el fluido más utilizado, es un buen conductor del calor. Sin embargo, el agua tiene un inconveniente importante. Su punto de ebullición es de solo 100 grados centígradost. Esto es más bajo que la temperatura de funcionamiento de un motor de carreras de alto rendimiento. Entonces, ¿por qué no se desborda? El agua no hierve porque está presurizada por un tapón de radiador. Las tapas de los radiadores que presurizan el agua con 15 libras de presión evitarán que el agua hierva hasta que alcance los 120 grados. Cuando presuriza una mezcla 50/50 de agua y anticongelante a 15 libras, no hervirá hasta que alcance los 140 grados. Por cada libra de presión ejercida sobre el refrigerante por la tapa del radiador, el punto de ebullición estático aumenta 3 grados. Muchas motosas modernas vienen con tapas de radiador de 1,1 kg/mm ​​2 . Kawasaki usa una tapa de 1.6 y las KTM vienen con una de 1.8 kg/mm2 . Una tapa de 1,1 kg/cm 2 puede soportar 14,22 psi antes de que el refrigerante abra la válvula y salga vapor por el respiradero. Al aumentar la tapa del radiador a 1.8, el radiador puede manejar 25.6 psi, mientras que una tapa de 2.0 sube la apuesta a 28.45 libras. Cuanto mayor sea la presión, más tiempo resistirá la ebullición el agua del radiador.

La tendencia actual en el Motocross y Supercross AMA es quitar la bomba de agua y el impulsor y reemplazarlos con una bomba de agua eléctrica en línea que se conecta al sistema eléctrico de la moto. La gran ventaja de una bomba de agua eléctrica es que no tiene ejes, sellos o impulsores que generen resistencia al motor. Se necesita potencia a pleno. ¿Alguna vez manejaron por la ruta a 120 kph solo para encender el aire acondicionado de su camioneta y notaron que su velocidad disminuye ligeramente? Seguro que si. ¿Sabes por qué? El compresor del aire acondicionado consume alrededor de 3 caballos de fuerza cada vez que lo enciendes. Lo mismo ocurre con la bomba de agua impulsada por impulsor de su moto de motocross. Además, cuando reduce la velocidad, el impulsor también gira más lento. La bomba de agua moderna reduce la potencia y no mantiene una velocidad de fluido constantemente alta. Una bomba de agua eléctrica no roba potencia al motor y mantiene constantemente un caudal alto independientemente de las rpm del motor. Las bombas de agua eléctricas son el futuro de los sistemas de refrigeración de motocross.

Nota original:

https://motocrossactionmag.com/mxa-tech-spec-make-it-cool-so-you-can-make-it-hot/

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