Un controllo più preciso della temperatura può aumentare l'efficienza del motore anche in momenti critici come l'avviamento

La lotta ai consumi e alle emissioni ha portato a rivedere praticamente ogni parte dell'auto, lavorando sul peso e sugli attriti e nello specifico, sull'efficienza dei motori. Le evoluzioni nei sistemi di iniezione o il fenomeno del downsizing, che consiste nel taglio delle cilindrate e spesso anche del numero dei cilindri compensati dall'adozione del turbo, sono le più note, ma non le uniche.

C’è infatti anche un altro aspetto di cui si parla poco ma che può diventare determinante anche e soprattutto in fase di omologazione, che è la gestione termica del motore. I motori endotermici, infatti, per funzionare bene devono lavorare in un preciso range di temperatura, ma se in origine il compito dei sistemi di raffreddamento era semplicemente quello di cercare di dissipare il calore in eccesso per garantire l’affidabilità di tutti i componenti, il moderno concetto di gestione termica a controllo elettronico permette di regolare la temperatura di esercizio in modo più mirato ed efficace.

Ad esempio, facendo in modo che il motore appena avviato arrivi prima "in temperatura" e quindi riduca le emissioni a freddo che incidono sulla media generale soprattutto, appunto, in fase di omologazione. Ecco come.

L’impianto di raffreddamento

Le macchine moderne sono dotate di impianti di raffreddamento a liquido chiuso nel quale circola una miscela di acqua e antigelo. Il sistema è composto generalmente da un radiatore, un complesso circuito di tubi, una ventola, una valvola termostatica e una pompa idraulica che ha il compito di far circolare il liquido all’interno dell’impianto. In alternativa alcune vetture sono equipaggiate con una pompa idraulica elettrica che è in grado di variare la portata di liquido non più in base ai soli giri del motore ma in base alla temperatura d’esercizio necessaria e che consente di fare a meno della valvola termostatica.

Quest’ultima, quando presente, ha uno dei compiti più importanti dell’intero sistema di raffreddamento in termini di efficienza: far raggiungere al motore il più in fretta possibile la temperatura di esercizio ottimale. La valvola termostatica bypass è costituita da uno sportello e da una molla. Quando il motore viene avviato a freddo, questa rimane chiusa e il liquido messo in circolazione dalla pompa bypassa il radiatore, mantenendo una temperatura più alta. Quando si supera una certa temperatura, la valvola si apre e il liquido raggiunge il radiatore dove viene dissipato il calore accumulato.

La possibilità di variare l’apertura della valvola termostatica o di utilizzare una pompa idraulica azionata da un motore elettrico e non dalla cinghia dei servizi sono due fattori fondamentali che incidono sulla corretta gestione della temperatura di esercizio dl motore.

Il sistema Renault

Nel 2012, Renault ha presentato i nuovi motori Diesel Energy dCi che hanno introdotto numerose tecnologie per la riduzione dei consumi derivate dall'esperienza del team di F1. Tra queste, appunto, un sistema di gestione termica che da solo può ridurre i consumi dell’1% garantendo un riscaldamento più veloce dell’olio a contatto con i cilindri nelle operazioni di avvio del motore, riducendo così gli attriti e migliorando la combustione.

Lo fa grazie ad una valvola inserita nel sistema di raffreddamento a monte della testata, che in fase di avviamento rimane chiusa cosicché il liquido non vada a togliere calore nella zona dei cilindri accelerando il raggiungimento della temperatura d'esercizio, dopodiché si apre facendo funzionare il circuito normalmente.

Gestione termica

La gestione termica Mercedes e Opel

Un altro esempio di gestione termica affinata alla riduzione dei consumi e delle emissioni di CO2 è quella proposta dai tecnici Mercedes con i motori introdotti sulla Classe A nel 2012. Nell’avviamento e nell’utilizzo a freddo, le camere di combustione vengono riscaldate rapidamente grazie alla presenza di una pompa acqua con valvola sferica che permette di far bypassare al liquido la zona motore. Inoltre, le temperature vengono regolate in funzione dello stile di guida e alle condizioni metereologiche esterne.

Un’altra novità di questo sistema è l’utilizzo di un convogliamento dell’acqua di raffreddamento nella testata completamente rinnovato. Grazie ad una camera d’acqua bipartita, i tecnici sono riusciti a migliorare il flusso e la dissipazione del calore, riducendo allo stesso tempo la potenza di assorbimento della pompa dell’acqua.

Motori, i sistemi di gestione termica

Un anno prima rispetto a Mercedes e Renault, Opel ha introdotto in gamma i modelli ecoFLEX: Questi sono dotati di numerose tecnologie in grado di limitare i consumi e le emissioni di CO2 senza inficiare le prestazioni. Per quanto riguarda la gestione termica, questa è ottenuta tramite una nuova pompa dell’acqua a portata variabile in grado di regolare al meglio la temperatura di esercizio del motore e una valvola bypass per permettere al motore di riscaldarsi più rapidamente nelle fasi di avviamento.

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