L'olio motore è un lubrificante che svolge un ruolo fondamentale nel garantire il buon funzionamento di un motore a combustione interna. Lubrifica le parti in movimento, riduce l'attrito e minimizza l'usura, il che è essenziale per una lunga durata e un corretto funzionamento del motore. Un ruolo importante dell'olio è anche quello di raffreddare il motore dal calore generato durante il processo di combustione. L'olio contribuisce inoltre a mantenere pulito il motore eliminando contaminanti come particelle di polvere e depositi e formando una sottile pellicola protettiva in tutto il motore per proteggerlo dalla corrosione.

Nelle auto di serie, se l'olio non si raffredda correttamente, si surriscalda, riducendo l'attrito e la viscosità. L'olio non è quindi in grado di lubrificare correttamente le parti in movimento e l'esposizione prolungata a tale olio surriscaldato provoca danni al motore. I motori più recenti utilizzano i cosiddetti scambiatori acqua-olio. Questo sistema collega indirettamente i condotti dell'acqua e dell'olio all'interno del motore, facendo sì che l'olio stesso si riscaldi più velocemente all'avvio e raggiunga quindi più rapidamente la corretta temperatura di esercizio, e allo stesso tempo il liquido di raffreddamento lo raffreddi e lo mantenga agli stessi valori di temperatura. Questo sistema funziona solo fino a quando uno dei due fluidi non supera i valori tollerabili e allora entrambi i fluidi si surriscaldano contemporaneamente, con effetti negativi sulle prestazioni del motore.

Un radiatore dell'olio viene utilizzato per eliminare il surriscaldamento dell'olio in tutte le parti in movimento in cui si verifica l'attrito, si genera calore che deve essere trattenuto. Questo componente si trova nei veicoli sportivi o di serie ad alte prestazioni, sia per raffreddare l'olio del motore, l'olio del servo, l'olio della trasmissione o l'olio del differenziale. Il metodo di raffreddamento con il radiatore dell'olio è semplice e identico a quello in un radiatore ad acqua. L'olio scorre sulle alette del radiatore e la corrente d'aria durante la guida o con la ventola accesa lo raffredda. L'olio freddo arriva direttamente al motore dove raffredda le parti in movimento e le mantiene nella finestra di temperatura corretta per il loro funzionamento ideale.

Tipologie di Radiatori per Olio Idraulico

Dopo gli scambiatori di calore, i più utilizzati (soprattutto negli sport motoristici) sono i radiatori dell'olio a più file. I radiatori dell'olio impilati (piegati) sono i più convenienti e forniscono il livello di raffreddamento ideale. Hanno il vantaggio della facilità di installazione e di una moltitudine di dimensioni tra cui scegliere, sia in termini di dimensioni effettive che di uscite. I più venduti sono quelli da 13, 16 o 19 file utilizzati su veicoli di serie o leggermente modificati. Per carichi elevati e soprattutto per le derapate, dove non c'è un picco di raffreddamento, si consiglia un radiatore più grande, idealmente da 25 file o oltre, in combinazione con una ventola di aspirazione o di spinta.

Radiatori dell'Olio Impilati (Piegati)

Vantaggi:

  • Facile installazione
  • Molte dimensioni e uscite tra cui scegliere
  • Prezzo basso

Svantaggi:

  • Resistenza fino a 10 bar
  • Bassa resistenza agli urti
  • Uscite solo su un lato

Radiatori dell'Olio del Servosterzo o della Trasmissione

I raffreddatori dell'olio del servosterzo o della trasmissione sono installati sui veicoli dalla fabbrica sotto forma di un tubo rigido piegato nella parte anteriore del veicolo o del raffreddatore stesso. Questi raffreddatori sono installati sul lato di ritorno del fluido tra lo sterzo e il serbatoio, dove la pressione non è più dell'ordine delle decine di bar come sul lato opposto dello sterzo. L'olio così raffreddato viene riportato nel serbatoio, dove si raffredda ulteriormente per poi tornare allo sterzo. Se il radiatore originale non è sufficiente, o se la vostra auto ne è sprovvista, potete ricorrere ai vari radiatori in linea menzionati in precedenza, oppure a quelli dedicati a questo sistema idraulico. Sono costituiti da un tubo piegato con una serie di alette di raffreddamento per distribuire meglio il calore e il conseguente raffreddamento. In alcuni casi contengono alette interne in acciaio per accelerare il flusso del liquido.

Vantaggi:

  • Installazione semplice
  • Peso ridotto
  • Basso prezzo

Svantaggi:

  • Bassa resistenza agli urti

Radiatori dell'Olio in Alluminio Saldato

I radiatori dell'olio in alluminio saldato sono identici ai radiatori in linea sovrapposti, ma possono sopportare pressioni più elevate (15+ bar) e le loro uscite sfalsate assicurano che il fluido passi attraverso l'intero radiatore e quindi utilizzi l'intera superficie di raffreddamento per garantire un raffreddamento perfetto. La struttura robusta assicura la massima resistenza anche in caso di danni meccanici, un vantaggio soprattutto negli sport motoristici dove le condizioni di utilizzo sono senza compromessi. È la fuoriuscita di olio che può causare danni permanenti al motore, per questo un radiatore più resistente è un grande vantaggio. Offrono la possibilità di scegliere tra più opzioni di ingresso e uscita o dimensioni complessive rispetto ad altri radiatori.

Vantaggi:

  • Elevata resistenza ai danni e alla pressione
  • Alta portata
  • Raffreddamento ideale dell'olio
  • Grande volume
  • Costruzione saldata che consente qualsiasi modifica

Svantaggi:

  • Prezzo più alto
  • Peso più elevato
  • Necessità di utilizzare raccordi

Installazione dei Radiatori dell'Olio

Il radiatore viene installato all'uscita del filtro dell'olio o alla presa di pressione del motore (in caso di raffreddamento dell'olio motore). L'installazione è semplificata da adattatori sotto il filtro dell'olio o i tappi del filtro dell'olio, dove tubi e raccordi in gomma o teflon possono essere collegati direttamente al radiatore. In questo sistema è possibile installare anche un termostato che regola il flusso dell'olio al radiatore in base alla temperatura, garantendo un riscaldamento più rapido dell'olio e un successivo raffreddamento controllato. Come già detto, per garantire la massima efficienza, è consigliabile installare sul radiatore una ventola o un gruppo di ventole che forniscano un flusso d'aria costante e quindi riducano la temperatura anche in assenza di correnti d'aria. Per aumentare l'efficienza del raffreddamento, si consiglia di fabbricare o acquistare un deviatore d'aria o un sahara.

Sostituzioni per Radiatori dell'Olio di Serie

Offriamo anche sostituzioni per i radiatori dell'olio di serie. Sono sostituzioni dirette e nelle dimensioni massime previste dalla posizione in cui vengono installati. Realizzati in alluminio, sono più resistenti e garantiscono una maggiore portata. L'installazione plug 'n' play può essere effettuata in pochi minuti e in questo caso non sono necessarie ulteriori modifiche.

Vantaggi:

  • Sostituzione diretta del radiatore di serie, senza ulteriori modifiche

Svantaggi:

  • Prezzo più alto
  • Raffreddamento minore rispetto a quelli aggiuntivi
  • Dimensioni limitate

Monitoraggio della Temperatura dell'Olio

La maggior parte dei veicoli di serie non fornisce informazioni sulla temperatura dell'olio, quindi il fatto che l'olio sia surriscaldato potrebbe non essere noto, ovvero fino a quando non si sentono rumori avversi provenienti dalla vettura (come il surriscaldamento dei sollevatori idraulici). Per avere un'indicazione migliore della temperatura raggiunta dall'olio, è consigliabile installare un indicatore di temperatura il cui sensore può essere installato con una riduzione al sensore di pressione dell'olio o al sistema di raffreddamento dell'olio nel caso di un adattatore sotto il filtro dell'olio.

Scambiatori di Calore Oleodinamici

Nel settore oleodinamico, in forte espansione grazie alla capacità di gestire potenze notevoli tramite componenti semplici e di dimensioni ridotte, gli scambiatori di calore svolgono un ruolo cruciale. L'oleodinamica, o oleoidraulica, studia la trasmissione dell'energia tramite fluidi in pressione, come l'olio idraulico, trovando applicazione soprattutto in ingegneria meccanica. Gli scambiatori di calore sono impiegati per mantenere l’olio e i fluidi idraulici in genere entro un range prestabilito di temperatura. La temperatura dell’olio di un circuito idraulico aumenta per effetto delle perdite dovute all’attrito durante il flusso nei condotti e, soprattutto, a causa delle perdite di rendimento nelle trasformazioni energetiche compiute. Anche le caratteristiche intrinseche dell’olio usato danno un contributo significativo.

Installazione e Avviamento di un Sistema Oleodinamico

Se l’unità di alimentazione non viene installata immediatamente, deve essere conservata al chiuso, coperta con un foglio impermeabile e tutte le porte aperte collegate. L’unità di alimentazione deve essere installata all’interno e preferibilmente in un ambiente pulito e asciutto con una temperatura ambiente compresa tra 15 e 38 gradi. In presenza di uno scambiatore di calore raffreddato ad acqua: collegare l’alimentazione idrica all’ingresso dello scambiatore di calore, con una valvola di intercettazione e un filtro. Se è stata fornita una valvola di controllo della temperatura, deve essere installata anche sul lato di ingresso. L’uscita dello scambiatore di calore deve essere collegata direttamente al sistema di scarico dell’impianto.

Completare tutte le necessarie tubazioni di interconnessione tra la parte di potenza e gli attuatori idraulici. Il serbatoio deve essere riempito con fluido pulito attraverso il tappo di riempimento sul serbatoio. Una volta avviato il motore, verificare che la pompa ruoti nella stessa direzione della freccia contrassegnata sul corpo della pompa. Azionare la pompa/il motore per alcune volte per adescare la pompa e lasciar funzionare la pompa per diversi minuti a pressione zero. Controllare le connessioni per eventuali perdite e correggere immediatamente. Iniziare a regolare la valvola di sicurezza e/o il compensatore della pompa per aumentare gradualmente la pressione. Continuare ad aumentare la pressione fino ad ottenere la normale pressione operativa e ricontrollare il sistema per eventuali perdite.

Tipi di Scambiatori di Calore negli Impianti Oleodinamici

Esistono diverse tipologie di scambiatori di calore utilizzati negli impianti oleodinamici:

  • Scambiatori a fascio tubiero: Sono normalmente a fascio tubiero e con flussi in controcorrente. Questo permette la regolazione di temperatura dell’olio variando la portata dell’acqua.
  • Scambiatori ad aria (radiatori): Pur con capacità refrigeranti nettamente minori, l’aria è il fluido più comodo ed immediato per asportare il calore dai fasci tubieri percorsi dall’olio. La superficie di scambio termico deve essere però molto più ampia e quindi si utilizzano tubi sottili, numerosi, di materiali con coefficiente di scambio termico elevato ed alettati.
  • Scambiatori con gas di scarico: Per le macchine semoventi ( tipiche quelle di movimento terra ) si possono sfruttare i gas di scarico dei motori termici, convogliandoli in appositi fasci tubieri situati nei serbatoi o addirittura utilizzando veri e propri scambiatori accessori inseribili in parallelo al circuito principale.
  • Scambio termico: Raffreddamento a regime e/o riscaldo in avviamento (climi freddi, viscosità elevata), in “affiancamento” agli scambiatori veri e propri.

Manutenzione degli Scambiatori di Calore

La manutenzione degli scambiatori di calore è fondamentale per garantire un funzionamento efficiente e prolungarne la durata. Le attività principali includono:

  • Monitoraggio delle temperature: Si tratta di monitorare le temperature di entrata e uscita dell’acqua e dell’olio secondo uno scadenziario adeguato.
  • Pulizia delle superfici di scambio termico: Questo è particolarmente importante per gli scambiatori ad aria, dove le superfici alettate sono soggette a sporcamento. Una pulizia periodica con aria compressa è indispensabile.
  • Controllo delle perdite: In caso di perdite d’olio, l’acqua di raffreddamento potrebbe risultarne contaminata: pertanto è obbligatorio usare circuiti chiusi.
  • Manutenzione programmata: E’ pertanto caldamente raccomandabile stabilire un piano di manutenzione programmato che ne controlli lo stato periodicamente, provvedendo alla sostituzione in caso di deterioramento.

Problematiche legate all'acqua e alternative

L’acqua possiede anche altre caratteristiche di cui spesso ci si dimentica nella progettazione degli impianti, come il residuo secco, l’ossidabilità e il pH. A causa dell’effetto corrosivo sull’impianto, è fondamentale tenere d’occhio anche la quantità di ossigeno e anidride carbonica disciolti nell’acqua. Con il tempo, i tubi e i canali dell'impianto si incrostano di calcare, riducendo la conducibilità termica del sistema e causando un aumento delle spese per il riscaldamento o del consumo di combustibile fino al 30-40%.

Esistono opzioni migliori? Dowtherm, glicole, olio minerale? In primo luogo, l'uso di questi fluidi elimina la necessità di trattare l'acqua per l'impianto e riduce il rischio di formazione di calcare nelle tubazioni di riscaldamento. Tuttavia, presentano anche una serie di svantaggi. In pratica, il bilancio dei pro e dei contro di questi fluidi ci porta a concludere che si tratta di vettori di calore specializzati, destinati principalmente a spazi con specifiche esigenze, ad esempio industriali.

Alternative all'Acqua

  • Dowtherm: Utilizzato come vettore di calore quasi esclusivamente in impianti industriali altamente specializzati. Pericoloso per la salute e infiammabile.
  • Olio Minerale: Non congela nel nostro clima e non causa formazione di calcare né corrosione. Più costoso dell'acqua e tende a ossidarsi facilmente.
  • Glicole Etilenico: Valida alternativa all'acqua negli impianti di riscaldamento, non genera calcare. Più costoso dell’acqua e riduce la trasmissione di calore.

Tabella Comparativa Fluidi Termovettori

Fluido Termovettore Vantaggi Svantaggi Applicazioni
Acqua Facile reperibilità, economico Formazione di calcare, corrosione Impianti di riscaldamento domestici
Glicole Etilenico Antigelo, previene la corrosione Costo elevato, riduce la trasmissione di calore Circuiti esposti al gelo
Olio Minerale Antigelo, previene la corrosione Costo elevato, ossidazione Impianti industriali
Dowtherm Elevato calore specifico, basso punto di congelamento Pericoloso per la salute, infiammabile Impianti industriali specializzati

Filtrazione dell'olio

Anche l’olio può essere sistematicamente pulito mediante l’utilizzo di filtri carrellati con pompa autonoma. La filtrazione (più spinta di quella effettuata dai filtri a bordo macchina) può quasi sempre essere effettuata senza fermare l’impianto.

Diagnostica Predittiva

Interessantissime le possibilità di manutenzione predittiva (diagnostica precoce), attraverso l’analisi periodica dell’olio: esistono correlazioni precise tra i tipi di inquinanti, la relativa concentrazione, la progressione della medesima e il grado di affidabilità del sistema.

TAG: #Idraulico

Potrebbe interessarti anche: