RAFFREDDAMENTO DEL MOTORE: NOZIONI DI BASE

Le temperature generate dalla combustione del carburante (fino a 2.000 °C) possono compromettere il funzionamento del motore. Per questo motivo esso viene riportato alla normale temperatura di esercizio attraverso un processo di raffreddamento. Il primo tipo di raffreddamento ad acqua era detto "a termosifone". 

L'acqua resa più leggera dall'apporto di calore risaliva un tubo collettore fino a raggiungere la parte superiore del radiatore. Qui si raffreddava, poiché investita dal vento relativo, rifluendo verso il basso in direzione del motore. Questo circuito era sempre in funzione finché era acceso il motore. Il processo di raffreddamento era facilitato dall'installazione di ventole e non prevedeva alcuna regolazione. In seguito la circolazione dell'acqua venne accelerata dall'inserimento di una pompa.

Svantaggi:

• Tempo di riscaldamento lungo
• Bassa temperatura del motore durante la stagione fredda

In seguito venne introdotto un regolatore dell'acqua di raffreddamento, ossia un termostato. La circolazione dell'acqua attraverso il radiatore veniva regolata in base alla temperatura del liquido di raffreddamento. Nel 1922 questo processo veniva descritto come segue: "Questi dispositivi hanno il compito di riscaldare rapidamente il motore e di prevenirne il raffreddamento". 

Si parla già di un raffreddamento regolato con termostato che persegue i seguenti obiettivi:

• Ridurre il tempo di riscaldamento
• Mantenere stabile la temperatura di esercizio

L'introduzione del termostato, che offre la possibilità di bypassare il sistema, ha apportato un decisivo miglioramento al sistema di raffreddamento del motore. Fino a quando il motore non raggiunge la temperatura di esercizio impostata, l'acqua non circola nel radiatore, ma ritorna al motore seguendo un percorso più breve. Solo al raggiungimento della temperatura di esercizio desiderata il termostato apre il collegamento con il radiatore. Questo sistema è utilizzato ancora oggi in tutti i sistemi. La temperatura di esercizio del motore condiziona non solo la potenza e i consumi, ma anche la quantità di emissioni di sostanze nocive.

Gli odierni sistemi di raffreddamento del motore sfruttano il fatto che, se l'acqua viene sottoposta a pressione, inizia a bollire non a 100 °C ma a una temperatura compresa tra 115 °C e 130 °C. La pressione all'interno del circuito di raffreddamento si aggira attorno a 1,0-1,5 bar. Si tratta di un sistema di raffreddamento chiuso. L'impianto è dotato di un serbatoio di compensazione, che è riempito fino a circa la metà. Come fluido refrigerante non si utilizza acqua semplice, ma una miscela di acqua e additivo. I moderni liquidi di raffreddamento proteggono dal gelo, hanno un punto di ebollizione più elevato e proteggono i componenti del motore e del sistema di raffreddamento dalla corrosione.

La continua riduzione delle dimensioni del vano motore e la necessità di dissipare grandi quantità di calore rendono sempre più difficile il compito di posizionare i componenti. I moderni sistemi di raffreddamento del vano motore devono soddisfare dei requisiti molto elevati. Negli ultimi anni sono stati fatti tuttavia dei notevoli passi avanti in questo ambito.

I requisiti di un moderno sistema di raffreddamento sono:

• Fase di riscaldamento ridotta
• Rapido riscaldamento dell'abitacolo
• Consumo di carburante ridotto
• Più lunga durata dei componenti

Tutti i sistemi di raffreddamento del motore sono costituiti dai seguenti componenti di base:

• Radiatore del liquido di raffreddamento
• Termostato
• Pompa liquido di raffreddamento (meccanica o elettrica)
• Serbatoio di compensazione (serbatoio di espansione)
• Condotti
• Ventola del motore (azionata a cinghia trapezoidale o di tipo Visco®)
• Sensore di temperatura (controllo del motore con indicatore)