Il raffreddamento ad acqua del motore

Nella prima parte dell’approfondimento sul raffreddamento del motore abbiamo parlato del sistema ad aria analizzandone pregi e difetti. In questo articolo parliamo invece dell’equivalente ad acqua. In questo sistema vengono ricavate delle intercapedini nella testata e nel monoblocco. Al loro interno una pompa fa circolare forzatamente un liquido. Una valvola termostatica (termostato) gestisce in base alla temperatura del motore due circuiti che compongono il sistema. Uno è situato tra la pompa e il motore, mentre l’altro si estende al radiatore.

Quest’ultimo componente è semplicemente uno scambiatore di calore liquido aria collegato al circuito del motore con due manicotti. Inoltre è presente una vaschetta di espansione che permette al liquido di raffreddamento di espandersi dopo il riscaldamento. Se essa non fosse presente, il liquido espandendosi danneggerebbe le condutture. Una funzione secondaria dell’impianto di raffreddamento è la climatizzazione. Infatti è possibile riscaldare l’abitacolo inserendo un altro circuito e un piccolo radiatore collocato nel sistema di ventilazione della vettura.

Approfondiamo ora i principali elementi costitutivi del raffreddamento ad acqua.

Il radiatore

Come già specificato, il radiatore è uno scambiatore di calore liquido/aria posto nella parte frontale del veicolo. Viene collocato dietro apposite feritoie per essere raffreddato dall’aria durante la marcia. Il radiatore è collegato al resto dell’impianto tramite due manicotti: uno di andata e uno di ritorno. Il primo viene anche detto manicotto superiore ed è un tubo di gomma che raccoglie tutte le canalizzazioni e i flussi delle intercapedini. Da qui, il liquido refrigerante passa nella vaschetta superiore del radiatore per poi scendere in quella inferiore.

Il passaggio avviene attraverso il radiatore vero e proprio, composto da molteplici tubetti. Qui l’aria che li colpisce asporta la maggior parte del calore disperdendolo nell’aria.I tubetti sono saldati a delle alette metalliche di materiale ad alta conducibilità termica. Il liquido passa da una vaschetta all’altra perché, diminuendo di temperatura, diventa più pesante. A questo punto può tornare nella pompa dell’acqua tramite il secondo tubo di gomma, il manicotto inferiore.

Pompa dell’acqua

Questo componente assicura la circolazione forzata del liquido refrigerante nel circuito di raffreddamento. Solitamente la pompa viene posizionata nel basamento e viene messa in moto da una cinghia collegata alla puleggia dell’albero motore. Più raramente a comandare è la cinghia dentata collegata all’albero della distribuzione. La portata della pompa dipende dalle dimensioni del motore e dalla potenza perché più calore bisogna smaltire più deve essere mosso liquido refrigerante. In un’auto sportiva si raggiungono portate anche di 15 m3/ora. In generale però le pressioni non sono elevate e si arriva a circa 1 bar.

Tutte le pompe sono di tipo centrifugo a palette, le quali possono essere dritte o inclinate. Solitamente la pompa è interna e consta di un rotore su un fianco del monoblocco che mette in moto il liquido al suo interno. In alternativa un altro tipo di pompa pesca il liquido esternamente dalla parte bassa del radiatore mediante un tubo che disperde l’acqua nell’intercapedine del monoblocco.