El circuito de enfriamiento de un motor Diesel puede presentar en diversas circunstancias gases circulando conjuntamente con el fluido refrigerante. Las fuentes de dichos gases son:
- purgado del circuito refrigerante inadecuado.
- Pérdida en el sistema. ej Entrada de aire por la junta dañada de la bomba de agua.
- Contaminación del fluido refrigerante con gases de escape a travéz de la junta de tapa de cilindros. Esto puede darse en motores Diesel incluso bajo circunstancias normales de operación debido a las elevadas presiones de combustión.
- Excesiva turbulencia en el vaso de-gasificador (vaso de-gasificador = vaso expansor en 300Tdi)
La gasificación fuera de control del fluido refrigerante acarrea un número de problemas los cuales impactan directamente la performance y/o durabilidad de la planta motríz:
- Sobrecalentamiento debido a una reducción en el coeficiente de intercambio de calor en el motor (block y tapa) y radiador.
- Sobrecalentamiento debido a la reducción de performance de la bomba causada por la compresibilidad de los gases presentes en el fluido refrigerante.
- Pérdida de refrigerante por la tapa del vaso expansor cuando los gases de combustión entrando al circuito de enfriamiento, causan que el volumen total de refrigerante (refrigerante mas gas) exeda el volumen de contención.
- Incorrecta operación del thermostato cuando la ampolla de éste deja de estar completamente sumergida en fluido refrigerante.
Los sistemas de enfriamiento para motores Diesel deben ser diseñados garantizando que el fluido refrigerante sea de-gasificado a una velocidad mayor a la cual los gases entran al sistema.
El sistema de de-gasificación toma fluido refrigerante turbulento de las zonas de mayor concentración de gas (alojamiento del thermostato y parte superior del radiador) transportando la mezcla a una zona de bajo flujo (baja turbulencia) donde las fuerzas de flotabilidad del gas resulten mayores que las fuerzas inerciales del fluido, favoreciendo de este modo la separación de líquido y gases.
El reservorio de de-gasificación (vaso expansor en 300Tdi) requiere un flujo "mínimo" para alcanzar una preformance adecuada de de-gasificación. Existe también una limitación de flujo "máximo" por arriba de la cual el reservorio dejará de de-gasificar y comenzará a "re-gasificar" debido a un exceso de turbulencia. El flujo de refrigerante crítico para el cual el sistema comenzará a re-gasificar el fluido puede determinarse ensayando el reservorio de de-gasificación con un caudal ascendente hasta el punto en el que el nivel de fluido crece (la gasificación del fluido eleva el volumen de este), y burbujas de gas empiezan a ser observadas abandonando del reservorio por la salida principal de este.
El sitema debe asegurarse la salida principal del reservorio se encuentra en su parte mas baja donde el liquido se aloja y no en su parte alta donde el gas es alojado.
El flujo límite varia con el nivel de refrigerante en el reservorio. El flujo límite baja cuando el nivel de fluido baja. Por esto la condición de diseño debe especificar un mínimo permitible de refrigerante y
un maximo flujo hacia el vaso expansor.
Para lograr está última condición una restricción es generalmente usada para reducir el flujo hacia el reservorio. Cualquier restricción en la linea hacia el reservorio debe estar tan alejada de este como sea posible como se ve en la figura por 2 razones.
- El flujo cuando deja el restrictor tiene una velocidad local elevada pero luego aguas abajo esta velocidad decrece ( la velocidad del fluido entrando al reservorio debe ser la menor posible evitando turbulencia).
- Las presiones aguas abajo de la restriccion serán menores que aguas arriba de la restricción.
La fuente de lo anterior como dije antes es un paper de la SAE (A Systems Engineering Approach to Engine Cooling Design 1999)Conclusiones:
- Por todo esto parece la famosa araña es la restricción del sistema de-gasificador del 300tdi a pesar que en el dibujo del paper aparecen 2 restricciones y en nuestro caso las dos se juntarían en una sola unidad con una unica manguera de salida hacia el vaso expansor.
- También queda explicado que a travéz de la araña debe haber un flujo constante y dentro de determinados valores de fluído refrigerante para que el sistema de-gasificador funcione correctamente y no genere mas del problema que justamente intenta solucionar....
- Tambien se explica por que el exceso de gas puede terminar en una pérdida de refrigerante por la boca del vaso expansor.
- También se ve que si la araña esta tapada el sistema de-gasificador no funciona, pero si está completamente abierta (no existe restriccion al flujo) el sistema de-gasificador se convierte en un re-gasificador!!!
- También se puede ver que si el Radiador está tapado la bomba podría mandar demasiado flujo sobre el vaso de-gasificador convirtiendolo en un re-gasificador!!
- Lamentablemente las mangueras no transparentes no nos dejan en muchas oportunidades ver lo que pasa...
Espero se entienda un poquito mas que hace la famosa araña, por lo que tengo leido y "olvidandonos" un poco de lo confuso del Rave en este punto parece su presencia solo se debe a la de-gasificación del refrigerante y no al control de la presión de este.
Queda solo la duda si además es un Venturi o no, al ppio por una cuestion de simetria me pareció que no pero mirandola bien vi que no es simétrica asi que podría ser... Igual si es un venturi o no, no cambia mucho las cosas considerando la presion en el alojamiento del termostato y en la parte sup del radiador deben ser muy similares....