Enfriando una Yamaha XT 350

¡ACTUALIZACIÓN: Poner un reloj de temperatura a una XT 350!

Muy buenas a todos/as. Hoy toca artículo técnico, que como siempre, intentaré que sea lo más sencillo posible, para que incluso quien no sepa (o no quiera saber) de mecánica, puede serle de utilidad. El elemento de trabajo es la Yamaha XT 350 que de la que ya os he hablado aquí y aquí. Esta moto está refrigerada por aire, que es una de las formas más económicas de enfriar un motor. A tenor de las distintas formas de transmitirse el calor, según la termodinámica clásica (conducción, convección y radiación), estos motores se liberan del calor generado en su interior (procedente de la combustión de la gasolina y del rozamientos entre sus partes móviles) por conducción y de ahí pasa a la atmósfera por convección. Si la moto está parada, la convección es natural y si está en movimiento, se trata de convección forzada (pues el aire se mueve a cierta velocidad).

Yamaha XT 350, su motor

Una particularidad de los motores MCIA (motores de combustión interna alternativa) es que el aceite que suelen almacenar, además de lubricar sus partes móviles, sirve para enfriarlas y así llevarse el calor de las zonas más calientes (culata y sobre todo la zona del escape) hacia otros sitios menos peligrosos. Por tanto, además de enfriar las partes exteriores con aire, podríamos sacar calor del aceite lubricante, que lo extrae a su vez del motor. Es una forma indirecta de refrigeración. Por sus particularidades, el aceite tiene bastante "inercia térmica", esto es, que le cuesta mucho calentarse, y le cuesta mucho enfriarse. En vehículos dotados de relojes de temperatura para el líquido refirgerante y el aceite, se puede observar que la temperatura óptima de trabajo se alcanza más rápidamente en el refrigerante que en el aceite. Para vuestra información, la temperatura óptima del agua-anticongelante es de unos 90ºC y del aceite unos 100-110ºC. El aceite pasa a ebullición a unos 150ºC, y antes de llegar a esa temperatura ya empieza a perder propiedades. Los fabricantes, para evitar llegar a esa temperatura, utilizan radiadores de aceite, o bien intercambiadores agua-aceite. Un intercambiador agua-aceite no es más que un radiador de aceite, que en vez de usar el aire de la marcha, usa el agua-anticongelante normal para enfriarlo, pues ya habíamos dicho que éste suele estar a unos 90ºc, menor que la temperatura buscada en el aceite. Aquí unos ejemplos:

Vista de un radiador de aceite, bajo el de agua, que suele ser mayor

Intercambiador de agua-aceite

Pero volvamos al caso práctico de mi XT 350. Esta moto está refirgerada por aire y lleva el aceite de lubricación en el carter (se llaman "de carter húmedo"). En motos de campo no es habitual esta configuración porque obliga a un carter muy grande, que puede hacer la moto demasiado bajita. Los normal es almacenar el aceite en el chasis (de tubo hueco) o en depósitos anexos.

Sección del motor XT 350. La zona rayada es sealmacena el aceite

Lo primero de todo es monitorizar esa temperatura del aceite, para confirmar que trabaja a esos 110ºC que dijimos. Existen en el mercado varios kit para ello. Yo he elegido el compuesto por una pequeña pantalla digital y un sensor que mide directamente la temparatura del aceite contenido en el carter. Estos son:

Pantalla con lectura de temperatura de aceite en ºC o ºF

Sonda temperatura de aceite

Como veis, la pantalla está retroiluminada (para ver la temperatura de noche). El sensor (en rojo) sustituye al tornillo de vaciado de aceite del carter. Los hay de diferente métrica, para ajustarse a cada moto. En el caso de mi XT 350, es neceario una M14x1,5.

Una vez obtenida la temparatura del aceite, vamos a ver que ésta oscila bastante, en función de la temperatura exterior o la carga de trabajo. Os pongo 2 ejemplos opuestos:

- Invierno, trayectos cortos a bajas rpm: en este caso, el aceite se calienta poco.

- Verano, largos desplazamientos por autopista a alta velocidad: en este caso, el aceite no es capaz de enfriarse lo suficiente en su carter, cuando la bomba de aceite, le hace subir de nuevo a la culata (donde ya dijimos que están las zonas más calientes).

Para resolver este problema, he valorado diferentes soluciones. Os las ordeno de menos a más difíciles de realizar:

- Si eliminamos la protección cubrecarter, que en campo es muy útil para evitar golpes de piedras, pero en carretera no, el carter se expone más al aire de marcha y baja algo de temperatura.

- Cambiar el guardabarros delantero elevado, por uno más bajo: esto hace que el aire llegue al motor

- Recolocar el claxon: en esta moto, los conductos de plástico que hay en los laterales del depósito, canalizan aire a la culata (zona de gran producción de calor). En la derecha, en el orden de marcha, Yamaha instaló el claxon, limitando la cantidad de aire que puede acceder a través de ella.

- Instalar un radiador de aceite: ésta tal vez es la solución más completa. Existen el mercado varios kits para hacerlo, pero específicos para la Yamaha XT 350 no hay (o no conozco ninguno). Antes de adaptar uno existente hay que tener en cuenta estos factores:

a) La bomba de aceite ¿será capaz de dar el trabajo extra que necesita un circuito máyor?

b) El kit debe disponer de válvulas antiretorno, para evitar descargar el aceite del radiador al parar el motor y además sería conveniente que tuviera un termostato, para evitar enfriar el aceite si no lo necesita. Un aceite frío no fluye y por tanto, no lubrica como es debido. Desde luego no es una opción barata, pero es efectiva 100%.

Os pongo una par de ejemplos, de los más comunes:

Kit universal

Kit específico para la Yamaha TW 200 (motor muy parecido a la XT 350)

- Ahora es cuando os expongo un par de ideas bastante locas:

1) Montar un circuito (que NO utilice la bomba mecánica de la moto), para mandar el aceite a un radiador. Necesitaría de una bomba eléctrica, 2 racores de aceite y un radiador. En el carter se hacen un par de taladros, uno a cada lado del carter y así tener un flujo constante de aceite caliente del carter hasta el radiador, con su retorno. Si la bomba es eléctrica, podemos accionarla si la temperatura sube mucho (controlándolo con el reloj digital arriba expuesto) y nos ahorramos un termostato. Si además el radiador lo instalamos por debajo del nivel de aceite en el carter, evitamos que al parar la bomba, el circuito se descargue y así nos ahorramos la válvula antiretorno.

¿Problemas? Encontrar una bomba pequeña, que acepte aceite a alta temperatura y que hay que taladrar el carter... y eso me da bastante miedito...

Esquema de instalación de la bomba y el radiador

2) Aletear el carter para aumentar su propia capacidad de refrigeración. Este sistema es bastante viejo y relativamente fácil de conseguir. El aleteado, hace que la superfiecie de contacto de un metal aumente, siendo por tanto mayor su capacidad para evacuar el calor. Al igual que se hace con el cilindro (ver primera foto de este post), podríamos hacer con el carter. De hecho, ya se hacía hace muchos años, cuando los motores solo iban por refrigerados por aire. Esta Ducati de resistencia lo demuestra:

Aquí se pueden ver las aletas del carter

La cuestión es... ¿cómo conseguimos ese aleteado? O bien me fabrico un carter nuevo, con ese aleteado, o bien le añado unas aletas. Aquí la informática nos puede facilitar las cosas. Desde la escalada de potencia de los microprocesadores de hace unos años, los pcs y portátiles son auténticos hornos. O bien de serie, o bien como kits, se venden formas de refrigeración de procesadores, memoria Ram, tarjetas gráficas, etc. Los más sencillos y baratos, a la par que flexibles, son estos:

Aluminum Cooler Heat Sink Chipset for RAM Memory - Square Type

Estas piezas, han de adherirse a las paredes exteriores del carter, de manera que el carter y su aceite, pueden evacuar mejor el calor. Los ideal sería que el material de este aleteado fuera de un material con gran conductividad térmica (o lo que es lo mismo, que sea capaz de transportar el calor de manera eficiente). El cobre, por ejemplo, es un gran conductor, pero es bastante caro. El que os he mostrado arriba es de aluminio, material que tiene un índice de conductividad de casi la mitad (209 W/K·m frente a 380 W/K·m).

Bueno, esto es todo lo que os contaré sobre el tema. Ciertamente me ha salido un poco largo, pero espero que haya sido ameno a la par que educativo.