Impianto di raffreddamento: come funziona e quali componenti sostituire in caso di guasto

Si fa presto a dire “guasto all’impianto di raffreddamento”, non altrettanto a capire cosa esattamente non funziona in questo sistema di vitale importanza per l’auto. Quando durante la marcia si accende la spia della temperatura del liquido di raffreddamento del motore – rappresentata dal simbolo di un termometro immerso nel liquido – l’automobilista deve subito mettersi in allarme perché il motore si sta surriscaldando. L’impianto di raffreddamento serve infatti ad assicurare che il motore funzioni sempre entro una determinata temperatura di esercizio, indipendentemente dalla temperatura esterna, dalle condizioni climatiche o dallo sforzo del motore (salita, discesa, accelerazioni, ecc). Il surriscaldamento motore può provocare danni irreparabili, ed è quindi opportuno che ogni componente del circuito di raffreddamento sia in buono stato di salute e funzioni correttamente. Per il meccanico è fondamentale individuare rapidamente e con certezza la causa del guasto: potrebbe trattarsi di un semplice manicotto, una piccola perdita di un tubo, oppure di un problema più complesso alla pompa dell’acqua. Vediamo dunque nel dettaglio cos’è l’impianto di raffreddamento di un’auto e come funziona. Andremo ovviamente a concentrarci sugli impianti di raffreddamento a liquido, dal momento che gli impianti di raffreddamento ad aria riguardano solo gli autoriparatori che si occupano di auto d’epoca.

La spia della temperatura dell’acqua si accende: guasto all’impianto di raffreddamento?

Talvolta la spia della temperatura dell’acqua può accendersi per ragioni banali, ad esempio perché l’auto è da troppo tempo ferma in coda, o per una salita prolungata che ha messo sotto sforzo il motore. Una volta spento il veicolo, la temperatura dovrebbe tornare presto su livelli normali e la spia si spegne. Potrebbe tuttavia non trattarsi di un semplice “episodio” e se la spia continua a restare accesa i problemi potrebbero essere più seri, richiedendo la verifica immediata dell’autoriparatore. La presenza di vapori che escono dal cofano potrebbe essere indice di un danno al motore.

Il radiatore: a cosa serve e possibili problemi

Elemento fondamentale dell’impianto di raffreddamento è il radiatore, costituito da un blocco di lamelle metalliche che fanno da scambiatore di calore acqua-aria. Il radiatore è attraversato dal liquido di raffreddamento che ha assorbito il calore del motore e che lo “cede” all’aria, raffreddandosi e ritornando in circolazione all’interno del motore. È questo continuo scambio di calore a garantire che il calore in eccesso si dissipi nell’aria esterna e che il motore possa mantenere una temperatura idonea senza surriscaldarsi. Il radiatore deve essere a contatto con l’aria esterna e per questo viene montato dietro la calandra. Motore e radiatore sono collegati da manicotti resistenti al calore, all’interno dei quali circola il liquido refrigerante. La maggior parte delle sostituzioni del radiatore sono dovute a un incidente stradale o una collisione, che danneggiano la struttura lamellare del radiatore impedendoli di funzionare correttamente. Ma anche se si ravvisa una perdita di liquido può esserci un guasto al radiatore. Potrebbe trattarsi di un evento accidentale, come un sasso o un frammento di materiale che urta il blocco del radiatore, ma anche la dilatazione termica potrebbe aver provocato un trafilamento del liquido in prossimità della vaschetta in plastica. Anche l’accumulo di calcare o residui di materiale o ruggine potrebbe ostruire parzialmente il passaggio del liquido dei tubi rendendo poco efficace il raffreddamento. In questi casi occorre sostituire al più presto il radiatore.

In alcuni casi un turafalle liquido potrebbe risolvere il problema, ma per garantire una riparazione efficace occorre sostituire il radiatore.

Liquido di raffreddamento: fondamentale per il raffreddamento motore

Il liquido di raffreddamento passa per tutti i condotti del monoblocco e della testa del motore “assorbendone” il calore in eccesso prodotto dalla combustione e portandolo al radiatore dove avviene lo scambio con l’aria esterna. Il liquido di raffreddamento ha dunque un ruolo fondamentale nell’assicurare il raffreddamento del motore. Il meccanismo è semplice: il liquido in entrata – più freddo della temperatura del motore – assorbe e trattiene il calore in eccesso aumentando esso stesso di temperatura e abbassando al contempo quella del motore. Il liquido caldo viene raffreddato grazie al radiatore per poi venir nuovamente reimmesso in circolo nel motore. Il liquido radiatore non dura all’infinito e con il tempo perde le sue proprietà e deve quindi essere sostituiti, così come avviene per i lubrificanti. Il glicole (etilenico o propilenico) contenuto nel liquido nel tempo si degrada, e oltre a perdere efficacia potrebbe andare in ebollizione o addirittura ghiacciarsi, provocando seri danni al motore. La perdita di efficacia degli additivi antiruggine e anticorrosione può inoltre provocare corrosione ai componenti metallici del circuito di raffreddamento (tubi, flange, ecc) causando perdite o ostruendo i condotti del radiatore. La formazione di ruggine e accumuli di materiale può inoltre danneggiare la girante metallica della pompa dell’acqua o intasare il termostato, compromettendo il corretto funzionamento del circuito di raffreddamento. Generalmente il liquido va sostituito ogni 2 anni o 60.000 km, ma ogni Casa auto ha le proprie prescrizioni e in alcuni casi vengono usati liquidi che durano per tutta la vita del veicolo.

Ventola: un prezioso aiuto per il radiatore

La ventola “viene in aiuto” del radiatore quando l’aria che lambisce la parte radiante non è più sufficiente a garantire un efficiente scambio di calore. Ciò avviene quando l’auto si muove lentamente o è ferma, mentre quando il veicolo corre a una velocità adeguata il radiatore è in grado di lavorare senza l’aiuto della ventola (essendo attraversato da un forte flusso d’aria). Il gruppo ventola può essere composto da una o due ventole, di tipo aspirante o premente (in base alla direzione del flusso rispetto al radiatore). Le ventole, gestite da un’apposita centralina che ne regola velocità di rotazione in base alla temperatura del liquido refrigerante, genera dunque un flusso d’aria forzata che raffredda il radiatore e il liquido circolante in esso. Le ventole vengono sono azionate dalla centralina anche per togliere calore da altri componenti, come condensatore del clima, cambio automatico, ecc. Con il passare del tempo il motorino elettrico della ventola potrebbe rompersi, rendendo necessario la sostituzione del gruppo ventola.

Serbatoio di espansione

Il serbatoio di espansione – conosciuto anche come vasca di espansione o vaso di espansione – è un altro importante componente del circuito di raffreddamento dell’auto. La sua funzione è quella di regolare correttamente il liquido refrigerante all’interno del circuito. La vaschetta di plastica trasparente che costituisce il serbatoio di espansione. Questo componente permette di rabboccare il circuito tramite l’apertura di un tappo, mentre dal basso consente al refrigerante di essere prelevato per alimentare l’impianto. La qualità della plastica con cui viene realizzato il serbatoio è importante, visto che deve sopportare stress termici e vibrazioni. Con il tempo è destinata a degradarsi e in caso di fessurazioni da cui trafila liquido occorre sostituirlo.

Tappo del serbatoio di espansione

Il tappo del Serbatoio Espansione, insieme al termostato, funge da valvola di sicurezza dell’intero sistema di raffreddamento. Esso assicura infatti che la pressione prevista per il sistema di raffreddamento motore sia sempre mantenuta durante la marcia, consentendo all’aria di fuoriuscire in caso di sovrappressione.

Anche quando viene spento il motore, e il circuito si raffredda, la valvola presente nel tappo si apre, consentendo di reintegrare in vaschetta l’aria dall’esterno ed mantenendo la pressione corretta.

Manicotti e tubi dell’impianto di raffreddamento

La sostituzione di un manicotto di gomma dell’impianto di raffreddamento è un intervento quasi inevitabile nel corso della vita di un’auto. Invecchiando ed essendo sottoposta a sbalzi termici la gomma perde infatti le sue caratteristiche fisico-meccaniche. Ma anche possibili trafilamenti di olio o di carburante possono alterare la gomma e creare crepe.

Anche i tubi metallici possono subire fenomeni di corrosione che possono arrivare a bucare il tubo con conseguenti perdite di liquido.

Pompa dell’acqua: il cuore dell’impianto di raffreddamento

La pompa dell’acqua è il “cuore” del circuito di raffreddamento e serve a far circolare il liquido nel circuito, creando un flusso continuo del liquido dal motore al radiatore e viceversa. Quando il motore è acceso la pompa dell’acqua è sempre in funzione: un suo arresto bloccherebbe infatti la circolazione del liquido facendo surriscaldare il motore con conseguenti danni.

Le pompe dell’acqua sono messe in rotazione attraverso la cinghia di distribuzione o degli organi ausiliari, ma nei nuovi modelli sono diffuse pompe elettriche non collegate direttamente al motore (e quindi gestite indipendentemente), che consentono di portare più velocemente in temperatura il motore.

Termostato

Altro componente chiave dell’impianto di raffreddamento è il termostato, che ha la funzione di regolare la portata del liquido a seconda della sua temperatura. È costituito da un bulbo in cera che si allunga o si contrae a seconda della temperatura. A temperatura ambiente è chiuso, ma via via che la temperatura del motore aumenta la parte in cera si allunga lasciando passare l’acqua al radiatore prima di rientrare al motore. Se il termostato si blocca occorre recarsi in officina per sostituirlo.

Sensore di temperatura

Il sensore di temperatura consente di misurare la temperatura del liquido radiatore in modo tale da consentire alla centralina di regolare una serie di parametri tra cui l’iniezione del combustibile. Tutti i motori sono dotati di un sensore di temperatura, la cui resistenza decresce all’aumentare della temperatura. Tale valore è inviato alla centralina. Ogni motore ha il suo specifico sensore, che generalmente è avvitato sul monoblocco (ma talvolta anche sul gruppo termostatico o sulla flangia porta termostato).