La lubrificazione del motore e il calore

Quanto calore smaltisce il lubrificante? Quanto ne circola nel motore ogni minuto e quali sono le temperature di esercizio?

1 settembre 2014 - 10:26

Ci siamo lasciati ai primi di agosto parlando della lubrificazione e di quanto sia importante per la vita del motore; abbiamo distinto i sistemi a carter secco da quelli a carter umido, ora è il momento di entrare più nello specifico, iniziando a occuparci del calore e del suo smaltimento. Tipicamente la quantità di calore asportata dal sistema di lubrificazione, è nell'ordine dell'8-12% di quella totale ceduta al sistema di raffreddamento. Parlando di energia termica si tratta di 50-70 kcal per CV-h. Nei propulsori ad alta efficienza è fondamentale l'utilizzo di getti d'olio per sottrarre calore ai pistoni e per diminuire la temperatura delle zone più sollecitate, il cielo e la prima cava.

RAFFREDDAMENTO DEI PISTONI – Questi getti fuoriescono da specifici ugelli calibrati che vengono alimentati dalla canalizzazione principale e fissati al basamento, in corrispondenza della parte inferiore delle canne dei cilindri. Spesso si vanno ad aggiungere ai più comuni getti emessi dai forellini praticati 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  in cui la parte alta viene refrigerata con un apposito sistema di canalizzazione anulare ricavata direttamente durante la fusione e alimentata da un ugello appositamente orientato. Ai bassi regimi, quando la portata d'olio degli ugelli potrebbe portare a un calo di pressione del circuito principale, delle valvoline a sfera e molla tarata si aprono solo oltre una certa pressione e regime di rotazione.

POMPE DI MANDATA E DI RECUPERO – 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 – 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.

Commenta per primo

POTRESTI ESSERTI PERSO

Olio e lubrificazione delle auto elettriche ed ibride: cosa cambia?

I rischi dei meccanici su Facebook: come scambiare acqua e olio

Auto ibride e manutenzione: i cambiamenti ci sono già