11 Motore e sistemi di raffreddamento

1. Motore endotermico e motore diesel

Il motore produce l'energia necessaria a muovere il veicolo e, sugli autobus tradizionali descritti nel file, è soprattutto di tipo diesel. Per funzionare correttamente deve coordinare organi meccanici, distribuzione, alimentazione, lubrificazione, scarico e raffreddamento, mantenendo temperature e sincronizzazioni entro valori compatibili con il progetto.

Un motore a combustione interna è detto endotermico perché la combustione avviene al suo interno. Nei veicoli possono essere presenti motori endotermici, elettrici o sistemi ibridi. Negli autobus e nei veicoli pesanti il file indica come normale il motore a quattro tempi e sottolinea la diffusione del diesel, adatto a fornire coppia elevata anche a regimi relativamente bassi.

Nel motore a benzina la miscela aria-benzina viene accesa dalla scintilla della candela. Nel diesel, invece, durante l'aspirazione entra soltanto aria; la compressione ne aumenta molto la temperatura e il gasolio, iniettato successivamente, si incendia spontaneamente. Le candelette non producono la scintilla: servono principalmente a facilitare l'avviamento a freddo.

2. Organi principali del motore

Il monoblocco costituisce la struttura principale e ospita cilindri, supporti dell'albero motore, condotti dell'olio e passaggi del liquido refrigerante. Nei cilindri scorrono i pistoni tra punto morto superiore e punto morto inferiore; la distanza tra le due posizioni è la corsa. Le fasce elastiche assicurano la tenuta, limitano il passaggio dei gas e regolano l'olio sulle pareti, mentre la biella collega il pistone all'albero motore.

L'albero motore trasforma il movimento alternativo dei pistoni in rotazione e invia poi il moto alla trasmissione. La testata chiude superiormente i cilindri e può contenere valvole, alberi a camme, condotti, iniettori, candele o candelette. La guarnizione tra testata e monoblocco deve separare correttamente camera di combustione, circuito dell'olio e circuito refrigerante; un suo danneggiamento può provocare perdita di compressione, consumo di refrigerante, contaminazione dell'olio, surriscaldamento o fumo anomalo. Il volano rende più regolare la rotazione dell'albero motore e collabora con frizione e motorino di avviamento.

3. Ciclo a quattro tempi e distribuzione

Nel ciclo a quattro tempi si susseguono aspirazione, compressione, combustione ed espansione, scarico. Nel benzina entra la miscela aria-carburante e la combustione viene avviata dalla candela; nel diesel entra prima soltanto aria e il gasolio viene iniettato al termine della compressione.

La distribuzione controlla l'apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico. L'albero a camme, tramite le camme e gli eventuali bilancieri, apre le valvole, mentre le molle le richiudono. Nel motore a quattro tempi l'albero motore compie due giri per ogni ciclo completo e l'albero a camme uno solo, quindi i due devono rimanere perfettamente sincronizzati tramite cinghia o catena. Una perdita di sincronizzazione può causare perdita di rendimento, difficoltà di avviamento e, nei casi più gravi, contatto tra pistoni e valvole.

4. Alimentazione e scarico

L'impianto di alimentazione preleva il carburante dal serbatoio, lo filtra e lo invia al motore nella quantità necessaria. Nel diesel il gasolio passa attraverso pompa di alimentazione, filtro, sistema di iniezione e iniettori, che lo nebulizzano nella camera di combustione. Nei moderni sistemi Common Rail il carburante viene mantenuto ad alta pressione in un condotto comune e la centralina gestisce quantità, pressione e momento dell'iniezione.

I gas combusti vengono convogliati all'esterno dall'impianto di scarico. Il file cita catalizzatore, filtro antiparticolato, sistema SCR con AdBlue e silenziatore come dispositivi utilizzati, a seconda del veicolo, per ridurre sostanze inquinanti, particolato, ossidi di azoto e rumorosità. Il colore del fumo può segnalare anomalie: il materiale distingue fumo nero, bluastro e bianco collegandoli a diverse possibili cause di funzionamento irregolare.

5. Raffreddamento del motore

Il motore produce calore per combustione, attrito e compressione. Se la temperatura diventasse eccessiva potrebbero verificarsi deformazioni, perdita di lubrificazione, usura accelerata, grippaggio o danni alla guarnizione della testata. Nei veicoli moderni e nei mezzi pesanti il sistema più diffuso è il raffreddamento a liquido.

Il liquido refrigerante circola nelle intercapedini del motore, assorbe calore e lo cede al radiatore, dove viene raffreddato dall'aria. La pompa mantiene la circolazione; la ventola aumenta il flusso d'aria attraverso il radiatore quando il veicolo procede lentamente o è fermo; una valvola di sicurezza impedisce che la pressione del circuito raggiunga valori pericolosi. Il conducente deve controllare livello, perdite, tubazioni e indicatore della temperatura. In caso di surriscaldamento deve fermarsi in sicurezza, spegnere il motore e attendere il raffreddamento, senza aprire immediatamente il tappo del circuito caldo e in pressione.

6. Errori comuni

• Confondere candela e candeletta, attribuendo al diesel una scintilla di accensione.
• Pensare che il motore diesel aspiri già una miscela di aria e gasolio.
• Confondere la distribuzione, che sincronizza valvole e pistoni, con la trasmissione che porta il moto alle ruote.
• Aprire subito il circuito di raffreddamento quando il motore è surriscaldato.