La lubrificazione del motore e lo smaltimento del calore

Quanto calore smaltisce l'olio lubrificante? Ecco come funziona la lubrificazione e lo smaltimento del calore nelle zone più critiche del motore

12 agosto 2020 - 8:00

Tipicamente lo smaltimento del calore tramite il sistema di lubrificazione del motore è nell’ordine dell’8-12% di quello totale ceduto al sistema di raffreddamento. Parlando di energia termica, si tratta di 50-70 kcal per CV-h. In questo approfondimento vediamo da vicino come funziona lo smaltimento del calore tramite l’olio motore per diminuire la temperatura delle zone più sollecitate del motore.

Articolo aggiornato il 12 agosto 2020 alle ore 8:00

IL RAFFREDDAMENTO DEI PISTONI

I getti fuoriescono da specifici ugelli calibrati alimentati dalla canalizzazione principale e fissati al basamento. In genere  sono in corrispondenza della parte inferiore delle canne dei cilindri. Spesso si vanno ad aggiungere ai più comuni getti emessi dai forellini nella testa delle bielle. In questo modo la temperatura sul cielo del pistone può calare anche di 30-35 °C. Nei motori diesel con un’alta pressione di sovralimentazione, a volte si utilizzano pistoni  con un apposito sistema di canalizzazione anulare come nell’immagine sotto. Ai bassi regimi, quando la portata d’olio degli ugelli potrebbe portare a un calo di pressione del circuito principale, delle valvole a sfera e molla tarata si aprono solo oltre una certa pressione e regime di rotazione.

POMPE DI MANDATA E DI RECUPERO OLIO MOTORE

Le pompe che si occupano di far circolare l’olio all’interno del motore possono essere a ingranaggi, a lobi e a ingranaggio interno. Nelle soluzioni con il carter secco la pompa di recupero ha una portata anche del 30% superiore rispetto a quella di mandata, proprio perché manca una vera e propria coppa dove raccogliere l’olio. In un motore a quattro tempi odierno la quantità d’olio che circola in 60 secondi può anche essere di mille volte superiore al contenuto della coppa stessa o del serbatoio. Così la portata della pompa di mandata è di circa 0,40-0,70 litri al minuto per ogni cavallo di potenza erogato.

LE TEMPERATURE E IL CALORE NEL MOTORE

In un motore di grande produzione non troppo spinto, la pompa di mandata assorbe solo il 3% della potenza perduta per attrito, anche perché i circuiti di lubrificazione hanno una valvola limitatrice che evita il raggiungimento di pressioni troppo alte quando non necessario. Infine, l’importanza della temperatura dell’olio. Se è troppo bassa il lubrificante risulta troppo viscoso perché non riesce a liberarsi dell’acqua e della benzina che lo contaminano a causa dei trafilaggi, se è troppo alta i cuscinetti possono cedere e i pistoni grippare. Solitamente l’olio non supera mai i 150 °C nella coppa o i 170 °C all’uscita dei cuscinetti dell’albero a gomiti, mentre nella cava del primo segmento può arrivare a 260 °C.

IL RADIATORE DELL’OLIO

Proprio per tenere sotto controllo le temperature, soprattutto nei motori a più alta potenza specifica e tipicamente in quelli sovralimentati,  viene utilizzato spesso un radiatore dell’olio. In questo modo il fluido non evapora e non perde le sue proprietà viscose. Se la soluzione di dotare la coppa dell’olio di alette (come accade con i cilindri) non è sufficiente, allora bisogna implementare un impianto di raffreddamento, facendo transitare l’olio attraverso un radiatore collocato a valle del filtro. Costruito concettualmente in maniera simile a quello dell’acqua, deve trovarsi in una parte del veicolo che lo protegga dai piccoli urti ma che nel frattempo lo esponga ai flussi d’aria.

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